Marc Henshall,

FAQ’s digital wireless: Twaalf vragen beantwoord

Draadloze digitale systemen worden steeds gangbaarder in de wereld van de professionele en semiprofessionele audio. De groei van de laatste jaren is het gevolg van vele factoren, van het constante streven naar beter geluid tot de steeds nijpender kwestie van vrije ruimte in het RF-spectrum. Evenals andere gebieden in de audiowereld blijft het vervelende debat de kop opsteken over de vraag of digitaal beter is dan analoog of andersom, wat leidt tot een overvloed aan misvattingen en/of vragen. Om het debat - althans voor enige tijd - af te sluiten is onze Applications Engineer Tom Colman van Shure UK zo vriendelijk geweest om enkele van de meest gestelde vragen die we over draadloze digitale systemen krijgen, te beantwoorden.

1) Waarom heb ik een digitaal draadloos systeem nodig? Mijn spullen werken NU ook prima!

Eén woord: spectrum-efficiency. De vraag naar draadloze microfoons wordt met het jaar groter, terwijl de hoeveelheid beschikbaar spectrum tegelijk kleiner wordt. Meer mics in minder ruimte betekent dat het heel snel aardig druk wordt, en dat de hoeveelheid ‘radioruimte’ die elk kanaal inneemt, moet worden verkleind om de vraag bij te houden. Het draadloze spectrum is tenslotte een schaars goed; er is maar een beperkte hoeveelheid te verdelen. Als de vraag naar het hele scala van draadloze producten in het huidige tempo blijft toenemen, zullen alle gebruikers met een grotere spectrum-efficiency moeten gaan werken (inclusief consumentenartikelen).

Het lijkt wel wat op rijstroken op de snelweg. Vroeger hadden we pakweg acht banen en hoefden er maar drie dikke vrachtwagens tegelijk te rijden; niet veel verkeer, en volop ruimte. Nu hebben we vier banen en proberen we met twintig trucks naast elkaar te rijden; er is niet veel ruimte. Met efficiënte digitale systemen is het alsof je met twintig supersmalle trucks over dezelfde vier banen rijdt: een oplossing die nog werkt ook.

2) Kan de audio wel meekomen? Klopt het dat digitale draadloze systemen minder goed klinken dan analoge?

Ah, de oeroude vraag over analoog versus digitaal, waar altijd de nodige subjectiviteit in doorklinkt. Maar voor draadloze mics is het objectiever.

Digitale radiomicrofoons hebben over het algemeen meer lage en hoge tonen, en klinken welbeschouwd helderder dan analoge. Dit heeft twee redenen. Analoge systemen hebben te maken met de beperkingen van FM-modulatie, die doorloopt tot een hoogte van zo’n 15.000 Hz. Audio boven deze frequentie geldt op zijn best als moeilijk hoorbaar, maar wordt duidelijk gemist als hij er niet is. Dit geldt zeker voor bodypacks voor elektrische gitaar, waarbij vaak meer hoogfrequent geluid is. De frequentierespons van digitale systemen zoals ULX-D en QLX-D loopt van 20 Hz tot 20 kHz, wat een heel vol geluid oplevert.

Daarnaast hebben digitale systemen geen last van ruis die tijdens het verzenden wordt opgepikt. In een digitale zender wordt de inkomende audio allereerst omgezet van analoog naar digitaal. Nu de audio de vorm heeft van nullen en enen, gebruikt de zender meestal een eigen vorm van digitale modulatie om deze gegevens te verzenden. Omdat de verzonden gegevens digitaal zijn, kan de ontvanger de digitale enen en nullen perfect reconstrueren. Zo ontstaat er een perfecte kopie van het originele analoge geluid, terwijl er ook geen ruis wordt opgepikt. Door dit proces kan de digitale frequentiekarakteristiek ook veel verder doorlopen dan de analoge, omdat we niet langer vastzitten aan de beperkingen van FM-modulatie.

3) Zijn alle draadloze digitale systemen wifi?

Draadloos digitaal wil niet zeggen dat het om wifi gaat. Het gaat alleen over het type gegevens dat door de radio wordt verzonden.

Shure's systemen QLX-D en ULX-D maken bijvoorbeeld gebruik van het UHF-spectrum op de 470- tot 790MHz-band, terwijl het GLX-D systeem 2,4GHz (2.400 MHz-) WiFi gebruikt. Maar maak je geen zorgen: je krijgt heus niet andermans FaceTime-gesprekken op je ontvanger; intelligente 2,4GHz-systemen bestaan weliswaar naast wifi, maar beschouwen dit dataverkeer als interferentie en gaan het automatisch uit de weg - waarmee we gelijk bij de volgende vraag aankomen...

4) Ondervindt draadloos digitaal interferentie van wifi?

Interferentie is altijd een aandachtspunt als verschillende diensten een spectrum delen. Net als in ons eerdere voorbeeld met de snelweg is er een botsing mogelijk als er meer dan één auto op de weg is. Ons GLX-D systeem gebruikt hetzelfde spectrum als wifi (2,4 GHz), en dus bestaat de kans op interferentie. Om dit tegen te gaan hebben we gespecialiseerde techniek nodig die het 2,4GHz-landschap continu scant om interferentie te verjagen en te vermijden, zodat je perfect schone audio zonder interferentie overhoudt. Hoera!

5) Betekent ‘digitaal’ dat er geen interferentie is?

Zie voor digitale systemen op 2,4GHz-basis hierboven.

Voor draadloze digitale systemen op UHF-basis moet u uw systeem net als bij een analoog systeem zo coördineren dat het externe bronnen of interferentie uit de weg gaat. Maar de factor die in uw voordeel werkt is de spectrum-efficiency van het system; dus mocht er interferentie optreden, dan is de kans groter dat u dit kunt vermijden. Dat komt doordat het ‘voetspoor’ van draadloos digitaal veel kleiner is dan van analoog, zodat het meer ruimte heeft om te werken.

Sommige meer geavanceerde digitale systemen (zoals Shure ULX-D) hebben ingebouwde frequentiediversiteit. Hiermee kunnen twee bodypacks als een paar op twee kanalen worden gebruikt, bijvoorbeeld om één presentator van mics te voorzien. De audio van beide packs wordt beoordeeld door de ontvanger, en de audio van de beste kwaliteit wordt telkens naar de XLR- en Dante-uitgangen van de ontvanger gestuurd. Zo blijft de audio van de goede pack aanstaan als die van één pack wegvalt. Toegegeven, zodra er een pauze in het evenement zit, moet je de verontreinigde frequentie voor de ene pack vervangen door een schone; maar wat het publiek betreft is er geen interferentie geweest. Phoe!

welk-draadloze-digitale-systeem

6) Hoeveel systemen kun je tegelijk gebruiken?

Het aantal systemen dat je op elk moment kunt gebruiken, is afhankelijk van het systeem dat je gebruikt en het spectrum waarin het werkt. Om een voorbeeld te geven: met een Shure GLX-D systeem kun je acht systemen tegelijk gebruiken, maar hiervoor moet het 2,4 GHz-spectrum brandschoon zijn. Onder normale omstandigheden zou ik adviseren om maximaal vier systemen samen te gebruiken. Als je regelmatig meer systemen tegelijk moet gebruiken, raad ik je (voorzichtig) aan om BLX te nemen of de sprong naar QLX-D te wagen.

Sterker presterende systemen op UHF-basis (zoals QLX-D en ULX-D) gebruiken maximaal 67 kanalen per frequentieband. ULX-D biedt ook een High Density-modus waarin tot wel 500 kanalen samen kunnen worden ingezet.

7) Heb ik bij draadloze digitale systemen nog steeds antennedistributie nodig, en zo ja, kan ik mijn bestaande distributiesysteem en antenne gebruiken?

GLX-D heeft vaste antennes; hiervoor is dus geen antennedistributie nodig. Let echter wel op de plaatsing van de antennes:

• Probeer een zichtlijn te handhaven

• Maak de zendafstand zo klein mogelijk

QLX-D en ULX-D maken beide gebruik van het UHF-spectrum, en als je distributiesystemen het RF-bereik afdekken waarop je systeem werkt, zit je goed.

8) Wat is het bereik van draadloos digitaal? Is het minder dan bij analoog?

De digitale UHF-systemen hebben een bereik dat vergelijkbaar is met andere, analoge draadloze UHF-microfoonsystemen. De frequentie van de draaggolf is hetzelfde; het enige verschil is dat hij digitale informatie vervoert in plaats van analoge.

Systemen die werken op de 2,4GHz-band, gebruiken een hogere frequentie voor het verzenden van audio en hebben dus een lager, of kleiner, werkbereik. De fysica blijft hetzelfde.

9) Heb je geen vergunning nodig omdat het digitaal is?

De 2,4GHz-band is een vergunningsvrij gedeelte van het spectrum en is wereldwijd beschikbaar. De beperking ervan is het aantal draadloze microfoons dat het kan onderbrengen; maximaal ongeveer acht. Het is ook vrij gevoelig voor interferentie omdat er veel andere apparaten zijn die deze band gebruiken (vooral telefoons, tablets en laptops die wifi gebruiken). Daarom moeten we functies inbouwen die voorkomen dat je verrast wordt door interferentie (interferentiedetectie en -preventie) zoals beschreven bij punt 4.

Voor draadloze systemen die werken op de UHF-banden (QLX-D en ULX-D) is een vergunning nodig, net als voor elke analoge radiomicrofoon: óf een vergunning voor kanaal 38, óf een locatiespecifieke vergunning.

10) Waarom zou ik encryptie gebruiken?

Radiomicrofoons worden gebruikt op een groot aantal evenementen waar gevoelige informatie wordt uitgewisseld. Zonder encryptie is het mogelijk om het signaal van een radiomicrofoon op een aparte ontvanger te ontvangen die is afgestemd op dezelfde frequentie en die een vergelijkbare modulatievorm heeft (hetzij digitaal, hetzij analoog).

Hoe onwaarschijnlijk het ook is dat iemand gevoelige informatie probeert te stelen, het gebeurt helaas wel, met als doel om een concurrentievoordeel te behalen.

Bij analoge radiomicrofoons is geen encryptie mogelijk. Digitale data kan worden gecodeerd volgens de AES-256-norm, zodat de zender gecodeerde gegevens verstuurt in plaats van de ongecodeerde brongegevens. Als een digitale ontvanger nu op dezelfde frequentie is afgestemd, maar geen encryptiesleutel heeft, wordt er geen audio gereconstrueerd; uw gevoelige informatie blijft veilig.

11) Kan ik het signaal via mijn bestaande digitale audionetwerk verzenden?

Bij een digitaal radiomicrofoonsysteem gaat het specifiek om de modulatievorm van het RF-signaal. In de ontvanger wordt dit omgezet in een analoog audiosignaal, dat wordt aangesloten op een analoge console of een gitaarversterker.

Bij een steeds groter aantal toepassingen heeft het voordelen om de audio binnen het digitale domein te houden. Samen met onze partner Audinate maakt Shure gebruik van het netwerkprotocol Dante voor digitale audio. Alleen onze dubbele en viervoudige ULX-D ontvangstsystemen bieden deze mogelijkheid. De audio van deze ontvangers kan via een netwerk naar andere Dante ontvangers worden gestreamd. (Het is misschien even verwarrend, maar de draadloze ULX-D ontvanger wordt zo een Dante zender). Vergeet niet dat hiervoor specifieke netwerkvereisten gelden: primair een gigabit-netwerk met lage latentie en geactiveerde Quality of Service-functies. Lees meer via de volgende link: https://www.audinate.com/resources/networks-switches

12) Zijn oplaadbare batterijen de extra kosten waard?

Ja. Behalve dat ze duurzaam zijn en goed voor het milieu, bespaar je met de oplaadbare lithium-ion-cellen geld en wordt je voorraadbeheer eenvoudiger: niet meer op het laatste moment op pad om vlak voor een optreden AA-batterijen te halen (ja, we kennen het allemaal). Waarom zijn accu’s ZO duur?!

Hier een vergelijking van de kosten voor een zender die één keer per dag nieuwe batterijen krijgt en vier keer per week wordt gebruikt. De prijzen van AA-batterijen zijn afkomstig van deze website:

De aanschafkosten voor de oplaadbare cel zijn weliswaar hoger, maar de besparingen zijn vanaf ongeveer één jaar merkbaar. Eigenlijk een inkoppertje…

oplaadbaar-draadloos-digitaal

Kosten voor AA-alkalinebatterijen

Aantal dagen per week gebruikt = 4

Aantal maal vervangen per dag = 1

Aantal batterijen per zender = 2

Aantal zenders = 1

Kosten per batterij = £ 0,20

Totalen:

Kosten per week: £ 1,60

Kosten per maand: £ 6,95

Kosten per jaar: £ 83,43

Kosten per vijf jaar: £ 417,14

Kosten oplaadbare batterijen

SB900 accu x 1: £ 85,20

SBC100 lader x 1: £ 46,80

Totaal: £ 132,00

Alle prijzen incl. BTW (op het moment van schrijven).

Meer weten

We hopen dat de lijst van antwoorden in dit artikel sommige van uw vragen over draadloze digitale systemen enigszins beantwoordt.

About the Author

Marc Henshall

Marc forms part of our Pro Audio team at Shure UK and specialises in Digital Marketing. He also holds a BSc First Class Hons Degree in Music Technology. When not at work he enjoys playing the guitar, producing music, and dabbling in DIY (preferably with a good craft beer or two).