Ezek a terjedési jellemzők vezeték nélküli mikrofonokra is vonatkoznak, melyek igen kevés energiát fogyasztanak – 10-50mW (egy mobiltelefon 2W-ot is használhat) – és közel 100 m-es hatótávolságot képesek elérni, miközben riportokhoz, sportközvetítésekhez és kulturális rendezvényeken való használathoz is megfelelő, kiváló hangminőséget tartanak fenn. A színpadon mégis át tudnak hatolni a díszleteken ezek az alacsony teljesítményszintek, és akkor is képesek tartani a kapcsolatot a színfalak mögött elhelyezett vevőegységekkel, ha a művész kimegy a nézők közé. Ez a fülmonitor rendszereknél különösen igaz.
A berendezés alacsony teljesítménye folytán szinte egyáltalán nincsenek átfedések a városközpontokban, mivel a kibocsátott magas-frekvencia terjedése nagyrészt az esemény színhelyére korlátozódik, így hasonló frekvenciák használatára többé-kevésbé már a szomszédos helyiségben is lehetőség nyílik. Ez a helyzet jellemző a színházak fellegvárának számító Broadway-re vagy a londoni West End-re, valamint a nagyvárosokra (Hamburg, München, Berlin), illetve a turisták által előszeretettel látogatott helyekre.
Áttérés analógról digitális jeltovábbításra
Az UHF hullámsávot (470 MHz és 862 MHz) jelenleg főként TV programok sugárzására használják. A Német Parlament (Bundestag) 1998-ban elhatározta, hogy az analóg jeltovábbítási technológiát digitálisra váltja. Ez Németországban mostanra nagyjából teljesült, ahogy az a következő néhány évben (2012-ig) több országban is meg fog történni. Magyarországon is elkezdődtek a kísérleti sugárzások, és az éterben már találkozhatunk, eddig ismeretlen jelekkel.
TV programok analóg sugárzása
Az analóg technológia a TV programok sugárzásához 8 MHz-es sávszélességet kíván meg a TV csatornától (frekvencia szükséglet). 7 MHz szükséges magának a TV programnak a sugárzásához, és 1 MHz-es tartomány marad a riporterek számára, a vezeték nélküli mikrofonok használatához.
Az analóg adóállomásoknak védőtávolságot kell tartaniuk egymás között: egy adóállomás frekvenciáját megfelelő távolságra kell kijelölni egy másik adóállomás frekvenciájától, az egymást átfedő területeken jelentkező erős interferencia kivédése érdekében. Ezt néha a TV nézők is észlelik, amikor a túlvezérlés folytán szellemkép jelentkezik.
A rendelkezésre álló frekvenciák használata ezért régiónként változik, főleg, mivel a nehezen elérhető területeknek (völgyeknek) saját adóra is szükségük van. Az e célból létrehozott védőtávolságok szabad helyek, ahol nem működnek adók, és melyeket a rádió és TV adóállomások és produkciós cégeik többek között vezetékes mikrofonokhoz használnak a programkészítés során.
A TV programok digitális sugárzásának előnyei.
Digitális “spektrumnyereség” (Digital dividend)
A 2008-as berlini IFA szórakoztatóelektronikai kiállítás főattrakciói a DVB-T (földfelszíni digitális videó) programok vételére képes mobiltelefonok voltak. Ezeket a programokat az UHF tartományban sugározzák, ezért van az, hogy számos olyan programszolgáltató pályázik UHF sávra, aki mostanáig csak kábelen vagy műholdon keresztül volt fogható. Ha valaki nem képviselteti itt magát, elesik a remélt reklámbevételtől: a magántulajdonban lévő rádió-/televíziós társaságok alapvető bevételi forrásától.
Mindamellett felmerül a kérdés: valóban használható egyéb szolgáltatásokhoz az UHF sáv háromnegyede? Aligha valószínű, hiszen az 1 MHz-es „hézagokat” használó riportszolgáltatásokat is figyelembe kell venni. A teljes UHF sávban 47 csatorna használható, ami azt jelenti, hogy 47 db 1 MHz-es „hézag” van, ami összesen 47 MHz – egy jelentős tartomány, melyben nagyszámú ilyen szolgáltató működik és gyárt programokat.
Miközben a vezeték nélküli mikrofonok is képesek digitális sugárzásra, itt nem alkalmazhatnak tömörítési eljárásokat. Itt nincs frekvencia nyereség! (ld. „Digitális vezeték nélküli mikrofonok – ne használjon tömörítést!”)
91/2005 Irányelv
A Bundesnetzagentur (Német Szövetségi Hálózatfelügyelet) ezeket a kérdéseket a 91/2005 irányelvvel szabályozza, mely lehetővé teszi a professzionális felhasználók számára, hogy az ország területén a 61 – 63 (790 – 814 MHz) és a 67 – 69 (838 – 862 MHz) UHF csatornán külön működési engedély nélkül dolgozzanak. Élesbe kapcsolás előtt itt fontos belehallgatni a csatornába, nehogy megzavarjanak egy már működő vezeték nélküli kapcsolatot. Egy frekvencia „hézagot” kell találni ezen a tartományon belül, és a vezeték nélküli mikrofon, a vezeték nélküli monitor vagy a riportkapcsolat ezen belül működik. A Német Szövetségi Hálózatfelügyelet szerint ezt az eljárást érdemes követni, mivel nem érkezett hozzájuk semmilyen panasz.
Elsődleges szolgáltatás – másodlagos szolgáltatás
Az elsődleges szolgáltatások (pl. TV programok) elsőbbséget élveznek a számukra kijelölt frekvenciasávban. A másodlagos szolgáltató, mely egy frekvenciasáv használatához engedéllyel rendelkezik, akkor használhatja annak részeit, ha az elsődleges szolgáltató éppen nem használja azokat. A vezeték nélküli mikrofonok általában másodlagos szolgáltatásnak számítanak, és ezért kevesebb jelentőséggel bírnak a frekvenciák kiosztásakor.
A jövőben csak akkor védhetjük ki az ehhez hasonló dolgokat, ha a vezeték nélküli mikrofonok elsődleges szolgáltatássá léphetnek elő – ahogy azt többé-kevésbé a 91/2005 irányelvben is megfogalmazták.
A digitális „spektrumnyereség” (Digital dividend) használata!
A 2007-es Rádiókommunikációs Világkonferencián (WRC 07) a 790 – 862 MHz-es tartományt csak, mint lehetséges IMT (Nemzetközi Mobil Telekommunikáció) által használható tartományt „határozták meg”, nem került kiosztásra! Ebben a frekvenciatartományban kéne lehetővé tenni a vezeték nélküli internet hozzáférést azokon a vidéki területeken, ahol a DSL kábelezésre jelenleg nincs lehetőség.
A WRC 07 által tett „meghatározás” pontosan a 91/2005 irányelvben körülírt területet foglalja magában, és ezért a vezeték nélküli mikrofonok végét jelenti, mivel eddig nem bocsátottak rendelkezésre alternatív frekvencia tartományt: vagyis a vezeték nélküli mikrofonok további 48 MHz-et veszítettek a spektrumon belül!
Az UHF frekvenciasáv széles frekvencia-tartományt fed le, ami megkönnyíti a vidéki, gyérebben lakott területek felé való nyitást. Ezért számos falu elérhetővé válik: az ellátottságnak beltérinek kell lenni.
Az IRT (Broadcast Technology Institute) számításai szerint kb. 450 db 16Mbps adatátviteli sebességgel rendelkező kapcsolatot létesítettek a 790 – 862 MHz-es tartományban: „A ritkábban lakott területek a legjobb esetben foltokban építhetők ki, teljes lefedés azonban nem lehetséges.”
Az is kétséges, hogy a ritkábban lakott területeken ezek a befektetések hosszú távol megtérülnek-e: ez a technológia csak azokon a városi területeken hozza vissza a befektetett pénzt, ahol kellő mennyiségű felhasználó fér hozzá. Ez a technológia ezért értékes spektrum elvesztegetésével járna, mivel a városi területeken a DSL szolgáltatás kábelen keresztül már rendelkezésre áll.
Továbbá 4 csatornára (32 MHz) nyújtottak be igényt a hatóságok és a biztonsági szolgáltatók számára. A jelzett Internet használattal és a hatóságok csatornáival az UHF sávnak kb. az egyharmada gyakorlatilag már kiosztásra került.
Ráadásul a közeljövőben a TV technikai képességei tökéletesedni fognak – SD-ről (Standard Definition) HDTV-re (High Definition) váltanak – ami nagyobb spektrumot igényel.
Tehát a lehetőségek egyre szűkülnek, mivel a jelenleg a 790–862 MHz-es sávban működő TV szolgáltatókat még nem vették figyelembe, miközben azokat is a 790 MHz alá eső tartományba kell besorolni.
Digitális vezeték nélküli mikrofonok – ne használjon tömörítést!
A vezeték nélküli mikrofonok természetesen szintén digitalizálhatók! De a mai analóg mikrofonok által nyújtott broadcast minőség eléréséhez durván egy TV csatorna sávszélességére (8 MHz) lenne szükség! Egy 8 MHz széles TV csatorna könnyedén elbír 10 analóg mikrofont is. Ezért a digitalizáció itt pillanatnyilag nagyon gazdaságtalan lenne, és értékes spektrumtartományt emésztene fel. Jelenleg dolgoznak azon, hogy a digitális mikrofonokat képessé tegyék az analóg mikrofonok által elfoglalt sávszélességben való működésre. Ez minőségi javulást ugyan jelentene, spektrum nyereséget azonban nem!
Ha a továbbított jelet tömörítik – pl. amikor a programokat digitális TV állomásokon keresztül továbbítják –, majd a jeladón keresztül történő műsorsugárzáshoz szerkesztik és újratömörítik, a digitális kép és hang nem manipulálható. Ez minőségromláshoz vezet ami az adást leértékeli és használhatatlanná teszi.
Ma a régi mono felvételek elfogadható sztereó felvételekké konvertálhatók, mivel a régi mono anyagok tömörítetlen formában léteznek, ami teljes szabadságot enged a jelfeldolgozás, így más formátumokká alakítás tekintetében, mégpedig minimális veszteséggel.
Digitális mikrofonok – időkésés
A mikrofon kapszula analóg jele először az A/D átalakítóba érkezik. Ez digitalizálja, majd azt követően az adó továbbítja, majd a vevő veszi a jelet és egy D/A átalakító ismét analóg jellé formálja. Ezek a digitalizálási folyamatok néhány milliszekundumot vesznek igénybe. Ha a fenti időtartamok összeadódnának, a beszélő a saját hangját egy kis késleltetéssel hallaná vissza, ami zavaró viszhangos átvitelt eredményezne.
Ez zenei produkciók során is teljesen elfogadhatatlan lenne, mivel a néhány milliszekundumos késés hatására az előadó kiesne a ritmusból! Ezért egy olyan eljárás kifejlesztésére van szükség, ahol a feldolgozási idő nem okoz hallható késést – a tömörítés nélküli adatok esetében. A digitális keverőpultok szintén igényelnek valamennyi időt a jelfeldolgozáshoz, lelassítva a feldolgozás alatt álló jelet: itt az egész láncot figyelemmel kell kísérni és összhangba kell hozni.
A digitális mikrofonokkal és monitor rendszerekkel kapcsolatos követelmények
Egy digitális rendszernek a minőségjavulásra is nyitottnak kell lennie: jelenleg a hangot SD (Standard Definition) felbontásban, CD-minőségben (16 bit) sugározzák. A jövőben ezt a HD (High Definition) felbontás váltja fel. A stúdiók már most 24 bittel (illetve 32 bittel) dolgoznak. A digitális vezeték nélküli rendszerektől a jövőben ezt a minőséget várják el – viszont ez növeli az adatáramlás sebességét és nagyobb sávszélességet, illetve még komplexebb modulációs eljárásokat kíván.
Ez pedig elkerülhetetlenül késést eredményez, amit az érintettek által észrevehető szint alá kell csökkenteni. A gyors számítógépek és az intelligens jelfeldolgozás újfajta megoldásokra adnak lehetőségeket. Azt is számításba kell venni, hogy a jeladóknak és a monitor vevőegységeknek, kisméretűnek és kis fogyaszásúaknak kell maradniuk! Minden vezeték nélküli mikrofon- és fülmonitor rendszer gyártó bőszen dolgozik ezen elvárások a teljesítésén.
Annyi azonban bizonyos, hogy miközben a vezeték nélküli mikrofon technológia digitalizációjának frekvencia szükséglete nem kisebb a jelenleginél, több lehetőséget ad a minőség javítására.
Alternatív produkciós frekvenciasávok vezetékes mikrofonokhoz?
A rádió és TV műsorszóróknak elsősorban az UHF spektrum használatára van jogosultságuk, ami azt jelenti, hogy a riportkészítő csapatokhoz hasonló másodlagos használók nagyon könnyen jutnak frekvenciákhoz. A TV műsorszóróknak az áll érdekében, hogy a későbbi terjesztéshez előállított tartalmakat országszerte saját adójukon keresztül sugározzák. A programok országszerte történő sugárzása önmagában is jövedelmező a TV állomások számára.
A frekvenciasáv probléma kivédése azt jelenti, hogy először meg kell találni a megfelelő sávokat – minden kiosztásra került – és engedélyt kell szerezni másodlagos használókénti működésre. A mikroport rendszerek viszonylag kevés kihasználható frekvenciával rendelkeznek, és ezek nem képesek kezelni a teljes produkciós terhelést.
Mivel a vezeték nélküli mikrofonokat többé-kevésbé kizárólag épületekben használják, elképzelhető egy olyan megoldás, hogy az elsősorban kültéri rádió közvetítővonalakhoz rendelkezésre álló frekvenciákat másodlagos használóként alkalmazzák: az L-sávban (1,5 GHz-cel). Az Európai Unió kompatibilitási tanulmányok elkészítését kezdeményezte, de az eredményeket még nem tették közzé.
Mire lehet használni ezeket a frekvenciákat? Főként fülmonitor rendszerekhez, melynek következtében az UHF sáv „felszabadítható” ezen alkalmazások alól.
Ez a sáv a testen hordott rendszerekhez (zseb-adók/vevők) nem alkalmas, mivel a test és a díszlet okozta elnyelés miatt ebben a frekvenciasávban nem lehet hatékonyan sugározni. Mindamellett a kézi mikrofonok esetén használatuk elképzelhető lenne.
A riportkészítésehez használt 1.785 – 1.800 GHz-es tartományba eső frekvenciák szintén rendelkezésre állnak és Európa-szerte használhatók (kiv. Egyesült Királyság és Írország: 1,79 – 1,80 GHz). Erre vonatkozóan a közeljövőben helyszíni teszteket fognak végezni (ami a gyakorlatban való kipróbálást takar), hogy optimalizálni tudják az eszközöket.
A terjedési jellemzők és a gyakorlati használatnál megkívánt hatótávolság miatt a vezeték nélküli mikrofonoknak szintén szükségük van az UHF tartományra.
2,4 GHz-es mikrofonok
Valós alternatívát jelent ez a frekvencia-tartomány? A professzionális használók számára nem, hiszen nekik megszakításoktól mentes, kiváló minőségű jelekre van szükségük, ami ebben a frekvencia-tartományban nem adott, mivel itt bárki továbbíthat jeleket (Bluetooth, WLAN stb.). Ez azt jelenti, hogy nagyon nagy kockázata van a kontrollálhatatlan interferenciának.
WLAN adatátvitelnél ez az interferencia nem fenyeget, mivel ha a vevő hibásan vesz fel egy adatcsomagot, a jeladó folyamatosan kéri az adatokat, amíg azok hibamentesen nem állnak rendelkezésre. Ez az eljárás adatbiztonságot garantál, de egyben késlelteti is a jeltovábbítást, ami nem biztos, hogy megengedhető az audio szektorban, mivel nagymértékű latencia növekedést eredményez.
Frekvencia koordinátorok
Egyre inkább nyilvánvaló, hogy a vezeték nélküli mikrofonok a produkciók kritikus pontjai, mivel az eseményszervezők frekvencia koordinátorokat használnak annak biztosítására, hogy az általuk szervezett esemény simán, interferenciamentesen zajlódjon.
A vezeték nélküli mikrofonok – számos digitális szolgáltatástól eltérően – az esemény tartama alatt mindvégig be vannak kapcsolva, és működés közben semmiféle átvitelromlás sem engedhető meg. A kapcsolat megszakadása egy felelős pozícióban lévő személy fontos nyilatkozata közben is kellemetlen, azonban ez egy kulturális esemény (koncert, színházi előadás) megszakítását is eredményezheti, és a produkció élvezhetetlenné válhat.
A frekvencia koordinátorok a tervezett esemény kapcsán felfedik az interferenciaforrásokat, és beazonosítják az intermoduláció-mentes csatornákat, melyek azután kiosztásra kerülnek az érintett személyek eszközei között. Figyelmet fordítanak a helyi hozzáférhetőségre is, hogy a már működő jeladókkal ne kerüljenek összeütközésbe. Az eseményen riportot készíteni kívánó személyek előre regisztrálnak, és számukra is jelölnek ki frekvenciákat. Ha előzetes bejelentés nélkül bukkannak fel, az esemény színhelyére való belépéskor a biztonsági szolgálat rendszerint értesíti a frekvencia koordinátort, hogy jelöljön ki egy frekvenciát.
Milyen erőforrásokra van szükségük a vezeték nélküli mikrofonoknak?
Speciális példák
UCI Világbajnokság 2007. szeptember, Stuttgart (kiv. a rendőrség, a tűzoltók és a menőszolgálat által használt kapcsolatok) |
240 koordinált kapcsolat |
Országos parlamenti választás – Hesse 2008.01.27. |
298 koordinált kapcsolat |
Országos parlamenti választás – Lower Saxony 2008.01.27. |
413 koordinált kapcsolat |
Önkormányzati választás – Hamburg 2008.02.24. |
348 koordinált kapcsolat |
Parlamenti választás (Bundestag) – 2005
|
kb. 850 koordinált kapcsolat |
Pápa látogatása Kölnben 2008.08.16.-08.21. |
kb. 1200 koordinált kapcsolat |
Országos parlamenti választás – Bajorország 2008.09.28. |
kb. 280 koordinált kapcsolat |
Itt csak néhány jelentősebb eseménnyel kapcsolatos, speciális németországi példát soroltunk fel. Mindamellett ha körülnézünk, nyilvánvalóan láthatjuk, hogy számos effajta esemény kerül megrendezésre a politika, a kultúra és sport világában, melyek koordinálása és lebonyolítása jelenleg olyan frekvenciákon keresztül történik, melyek még mindig az UHF sávban állnak rendelkezésre, megőrizve a választási lehetőségek sokoldalúságát és kultúrális tájunk arculatát.
A kultúrális szektor a gazdaságban is fontos szerepet játszik, és nem szabad figyelmen kívül hagyni. A német kulturális- és kreatív ipar a bruttó nemzeti össztermékhez kb. 125 milliárd euróval járul hozzá: ugyanannyival, mint az autóipar!
A mindennapi tevékenység kevésbé látványos, de gyakorlatilag mindenhol jelen van – sajtókonferenciákon, konferenciaközpontokban szervezett eseményeken, valamint szállodákban, a parlamentben, céges megbeszélések és bemutatók során, színházakban, koncerteken, stúdiókban és külső felvételek színhelyén, egészen a fitnesz stúdiókig.
Színházakban és koncerteken jelenleg kb. 40 kapcsolat az általános. Ráadásul az események főbb szereplőinek monitor kapcsolat áll rendelkezésükre, melyeket a sajtóeseményeken és tolmácsolási célra is gyakran használnak.
Három blokkra van szükség…
Az ezen alkalmazásokhoz jelenleg rendelkezésre álló csatorna „hézagok”: 47x 1 MHz = 47 MHz. Ezen túlmenően van még hat csatorna a 91/2005 Irányelv alapján, ami további 48 MHz-et jelent. Ez a hat csatorna nem rendelkezik 1 MHz-es csatorna „hézaggal”, így le kell vonni hatot a 47 csatornából = 41. Ha mindezeket összeadjuk, egy 89 MHz-es spektrumot kapunk, melyet a vezeték nélküli mikrofonok használnak.
Mindamellett jócskán vannak olyan alkalmazások a színházakban, koncerteken, konferencia központokban, egyetemeken és TV produkciókban, melyek nem férnek el ebben a spektrumban, és további szabad TV csatornákat „szereznek be” a Hálózatfelügyelettől. Pillanatnyilag ez még lehetséges, mivel a „hézagok” az UHF spektrumban vannak, azonban várható, hogy a jövőben ezeket be fogják tölteni (főként DVB-T alkalmazásokkal). Hogy hogyan lehet a jövőben egy a fentiekhez hasonló jelentősebb eseményt Németországban kivitelezni, még kérdéses.
A vezeték nélküli technológia irányába való elmozdulás töretlen. Az utóbbi években a szektor két számjegyes növekedést jegyzett. Becslések szerint több mint 700 000 ilyen installációt használnak jelenleg Németországban (Európa-szerte több mint 6 milliót).
Mivel ezek kezelése könnyebbé vált, valamint nagyon megbízhatóak és használatukkal eszköz megtakarítás érhető el az eseményeknél, ez a trend folytatódni fog. Egy esemény szervezője és lebonyolítója csak akkor tud gyorsan alkalmazkodni a változó körülményekhez, ha rendelkezik vezeték nélküli technológiával!
A vezeték nélküli mikrofonoknak szükségük van egy spektrumra, mivel döntő szerepet játszanak a kommunikáció területén és olyan eszközök, melyek ténylegesen számos színhelyen használhatóak.
E kampány minden érintettjének érdemes megtartania az UHF spektrumot.
Mindamellett egy a vezeték nélküli technológia használóiból álló konzorcium saját használatára akarja megőrizni a spektrumot. A különféle használói társulások – pl. a VPLT (Professional Sound and Lighting Association), a VDT (Association of Sound Engineers), a VPRT (Association of Private Broadcasters and Telecommunication), az EVVC (European Association of Event Centres) és a Deutscher Bühnenverein (German Stage Association), hogy csak néhányt említsünk – a DKE (German Commission for Electrical, Electronic & Information Technologies) keretében szerveződtek. Ez országos szinten képviseli a vezeték nélküli technológia használóinak érdekeit Németországban.
A fenti társulások (melyek néhány esetben nemzetközi hatáskörrel rendelkeznek), valamint a technológia gyártói egy nemzetközi fórumot fognak létrehozni a közeljövőben, hogy az érdekeket a lehető legszélesebb alapon egyesítsék, és hogy irányelveket fogalmazzanak meg annak érdekében, hogy a használók törvényes érdekeit megfelelő módon vegyék tekintetbe.
Norbert Hilbich, 2008. július
(Industry Team Manager, Sennheiser electronics GmbH & Co. KG)