Беспроводные многоканальные аудиосистемы (WMAS) представляют собой инновационные решения для программных и специальных мероприятий (PMSE), ориентированные на беспроводные микрофоны и внутриушные мониторы (IEM). Эти системы оказываются особенно выгодными, когда требуется значительное количество аудиоканалов, но доступный радиочастотный спектр ограничен. Важно отметить, что WMAS служит дополнительным вариантом для более эффективного использования спектра, а не заменяет традиционные узкополосные системы. Как и узкополосные системы, WMAS также полагаются на незанятый спектр для бесперебойной работы, обеспечивая отсутствие помех.
Кроме того, концепция WMAS позволяет передавать данные с более высокой скоростью по сравнению с существующими узкополосными системами. Это открывает новые возможности и сферы применения беспроводных аудиотехнологий.
Компания Shure, активно продвигая на рынок новейшие технологии, для обеспечения глобальной гармонизации настоятельно просит разрешения регулирующих органов по всему миру на внедрение технологии WMAS.
Предыстория
Благодаря использованию радиоканала с более широкой полосой частот WMAS позволяет реализовать различные аудиоустройства PMSE и соответствующие им приложения. На рисунке 1, взятом из ETSI TR 103 450, показана репрезентативная топология, демонстрирующая типичные PMSE-аудиоустройства, которые могут быть реализованы с помощью WMAS.
Рисунок 1. WMAS — универсальная аудиоплатформа.
Внедрение WMAS открывает новые возможности для эффективного использования спектра. WMAS достигает этого за счет уменьшения минимального расстояния между соседними аудиоканалами и стратегического размещения результирующих продуктов интермодуляции (IMD) в пределах собственного радиоканала, расположенного по левому и правому краям (как показано на рис. 2). Это стало возможным благодаря использованию широкополосного метода передачи с несколькими несущими, который объединяет несколько аудиоканалов в более широкий радиоканал. Полоса радиочастот этого широкополосного канала может варьироваться, но ограничена максимум 20 МГц в соответствии со стандартизацией ETSI. Широкополосный канал должен иметь пропускную способность не менее трех аудиоканалов на 1 МГц полосы пропускания.
Стоит подчеркнуть, что сама по себе архитектура OFDM обеспечивает значительное снижение интермодуляции за счет ортогональности поднесущих, что уменьшает влияние IMD на смежные каналы. В некоторых случаях, даже без явного «стратегического размещения», сама технология OFDM решает часть проблем с интермодуляцией.
Рисунок 2. От узкополосного канала к широкополосному.
Технология WMAS
WMAS — технологическая эволюция в области цифровых беспроводных микрофонов (см. Рисунок 3). В отличие от существующих узкополосных систем с методом передачи с одной несущей и фиксированной полосой радиочастот 200 кГц, WMAS использует многополосный подход для беспроводной передачи. Эта новаторская методология позволяет использовать разнообразный спектр радиочастотных диапазонов с возможностью использования любой полосы пропускания вплоть до 20 МГц.
Рисунок 3. Развитие беспроводных микрофонов.
Стандартизированное определение WMAS, приведенное в стандарте ETSI EN 300 422-1 «Беспроводные микрофоны; аудио PMSE до 3 ГГц; часть 1», выглядит следующим образом:
«Беспроводная многоканальная аудиосистема (WMAS): беспроводная система передачи звука с использованием цифровых широкополосных технологий передачи для микрофонных и внутриушных мониторных систем и других многоканальных аудио PMSE, например, с возможностью поддержки трех или более аудиоканалов на МГц».
Кроме того, стандарт ETSI EN300 422-1 определяет стандартизированную маску передачи и устанавливает минимальные требования к параметрам передатчика и приемника. Производители могут самостоятельно определять остальные аспекты системы, выходящие за рамки этих спецификаций.
Усовершенствованная передача аудио
Поскольку WMAS позволяет использовать более широкую полосу частот, это дает возможность реализовать более сложные методы передачи с несколькими несущими на основе ортогонального мультиплексирования с частотным разделением (OFDM). OFDM — это широко распространенная и очень гибкая технология, используемая как в проводной, так и в беспроводной связи, включая Wi-Fi, 4G, 5G, DVB-T, DAB+ и другие. OFDM не только улучшает спектральную эффективность, но и позволяет эффективно управлять многолучевыми искажениями (фадингом), которые часто возникают в реальных условиях беспроводной передачи, особенно в больших пространствах, таких как арены или концертные залы.
С помощью OFDM можно комбинировать различные методы доступа к каналу, чтобы удовлетворить потребности различных пользователей или, в случае WMAS, отдельных аудиоканалов (см. рис. 4). Сюда входит разделение по времени (OFDM/TDMA — Time Division Multiple Access), когда аудиоканалам выделяются отдельные временные слоты; разделение по частоте (OFDM/FDMA — Frequency Division Multiple Access), когда различным аудиоканалам назначаются фиксированные частоты; или сочетание временного и частотного распределения (OFDM/OFDMA — Orthogonal Frequency Division Multiple Access).
Используя возможности OFDM, WMAS может эффективно оптимизировать использование доступных ресурсов и повысить эффективность управления аудиоканалом.
Рисунок 4. Разделение пользовательского и аудиоканалов при передаче данных на основе OFDM.
Такой тип передачи данных позволяет:
- более эффективно использовать радиочастотный спектр,
- передавать данные с более высокой скоростью для новых аудиоприложений,
- масштабировать архитектуру,
- масштабировать полосу пропускания.
Наличие масштабируемой полосы пропускания радиочастот, регулируемой в зависимости от количества требуемых аудиоканалов, обеспечивает эффективную поддержку различных сценариев применения. Например, такая гибкость позволяет эффективно сочетать WMAS с традиционными узкополосными системами или адаптировать полосу пропускания WMAS к текущему наличию свободного спектра. Три соответствующих примера, иллюстрирующих эту концепцию, показаны на рисунке 5.
Рисунок 5. Возможное масштабирование WMAS.
Важно, что система может динамически адаптироваться к текущим условиям спектра. Например, при наличии ограниченного спектра WMAS может работать с более узкой полосой, что особенно полезно при одновременном использовании с узкополосными системами. Эффективная работа WMAS зависит от соответствующего масштабирования различных параметров в зависимости от выбранного метода передачи или доступа к каналу. На рисунке 5 продемонстрированы примеры использования OFDMA в качестве метода доступа к каналу. Однако альтернативные методы предполагают сохранение постоянной полосы пропускания радиочастот при адаптации других параметров, таких как качество передачи и задержка звука.
Факторы, которые необходимо учитывать при реализации WMAS
Для практического применения WMAS решающее значение приобретает количество требуемых аудиоканалов по отношению к доступному свободному спектру. Если доступны только узкие участки спектра, узкополосные системы обычно оказываются более подходящими, особенно если требуется ограниченное количество аудиоканалов. Как правило, WMAS находит оптимальное применение в инсталляциях, где требуется большое количество беспроводных микрофонов и/или IEM.
Как и для обычных узкополосных систем, для успешной работы WMAS необходимо тщательное частотное планирование. Это включает в себя:
- выявление значительных пробелов в частотном спектре,
- соответствующее масштабирование полосы радиочастот WMAS,
- и обеспечение беспрепятственного сосуществования с узкополосными системами.
Важно отметить, что WMAS не заменяет традиционные узкополосные системы, а скорее служит дополнительным вариантом для профессиональных приложений, требующих наличия нескольких аудиоканалов.
Совместная работа узкополосных систем и WMAS в одном канале не предусмотрена, так как это приведет к значительному ухудшению свойств системы. Минимальное расстояние между каналами узкополосных и широкополосных систем является обязательным условием для поддержания надежной работы.
Статус внедрения технологии
Компания Shure активно работает над гармонизацией правил технологии WMAS во всем мире с целью создания упорядоченных правил, которые будут выгодны всем заинтересованным сторонам. Для начала необходимо снять ограничения на пропускную способность, которые могут существовать для беспроводных микрофонов.
В качестве следующего шага Shure также рекомендует странам разрешить технологию WMAS с EIRP не менее 100 мВт в диапазоне 470-698 МГц и других диапазонах.
WMAS предлагает значительное улучшение в спектральной эффективности и управлении по сравнению с традиционными узкополосными системами. Технология многоканальной передачи на основе OFDM, гибкость в использовании спектра и масштабируемость системы делают WMAS идеальным решением, предназначенным не для замены, а для дополнения существующих технологий, предоставляя профессионалам дополнительные инструменты для оптимального использования доступного радиочастотного спектра.
В каталог ► Микрофонные системы Shure
|
Нам можно (и нужно!) написать на office@h-t.media или позвонить по телефону +7 (495) 640-75-57
|
Звуковое оборудование коммерческого озвучивания, служебного оповещения и профессиональные системы DSPPA теперь доступны для партнеров Hi-Tech Media.
Удобная и функциональная программа для эффективного управления радиосистемами после обновления существенно расширяет возможности MIPRO ACT-500.
IP66, DCI, двойной источник питания и сверхширокий угол обзора, технология общего катода, снижающая энергопотребление и продлевающая срок службы, сделали дисплей Leyard Luminate Ultra оптимальным для уличного кинотеатра.
