Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

30 и 31 января компания Shure повела в Самаре своё первое в 2019 году мероприятие Shure Day, посвящённое аудиооборудованию и радиочастотному менеджменту. Инженеры компании рассказали о новейших решениях для прокатного бизнеса и звукорежиссёров, делились своим опытом по выбору кабелей и антенн, их расстановке, а также диагностике и устранению основных неполадок при работе с радиосистемами, отвечали на вопросы, а гости познакомились с оборудованием. Особое внимание на встрече было уделено работе с приложением Wireless Workbench для частотного расчёта, выбора каналов и мониторинга беспроводных радиосистем Shure в реальном времени. География Shure Day 2019 обширна: Москва, Уфа, Ульяновск, Саратов, Сочи, Ростов-на-Дону, Ижевск, Излучинск, Красноярск, Липецк, Нижний Новгород, Нижневартовск, Новосибирск, Рязань, Тюмень, Оренбург, Магнитогорск, Ханты-Мансийск, Екатеринбург.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Американская компания Shure известна мне с конца 60-х, и в первую очередь, как производитель головок для проигрывателей виниловых дисков. И действительно, Википедия сообщает, что «Shure произвели первый фонограф, способный играть как долгоиграющий, так и со скоростью 78 оборотов в минуту, первый тонарм с прижимной силой только в 1 грамм, и первый тонарм отвечающий требованиям стереозаписи. На пике производства фонографов Shure, компания производила около 28000 игл в день». Разумеется, в СССР попадали единицы экземпляров, над которыми их счастливые обладатели просто тряслись, в том числе и потому, что получали право проигрывания «фирменных дисков», поскольку владельцы этих драгоценных дисков могли не опасаться, что «шуровской головой» их запилят.

Однако та же Википедия говорит, что собственное производство начинала компания в 1931 году с микрофонов, на которые я, человек далёкий от сцены и студий, не обращал внимание. И, что интересно, первую беспроводную систему для исполнителей Shure представила в 1953 году, через несколько месяцев после моего рождения, так что мы с ней, можно сказать, ровесники.

В 2012 году Shure запускает ULX-D Digital Wireless, предлагая бескомпромиссную 24-битную четкость цифрового звука.

Однако лектор Pro Audio Юрий Борунков сказал, что качество звука при переходе к беспроводной цифре досталось как бы бонусом к главному достижению: увеличению количества каналов с возможностью управлять всеми параметрами многоканальной многомикрофонной системы.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Заявление настолько неожиданное, что начать отчёт мне хочется именно с него, тем более что Shure Day был мероприятием хотя и маркетинговым, на котором компания рекламировала свои продукты, но по сути техническим и даже просветительским. Кроме Юрия Борункова с докладами выступали два инженера технических решений Shure (я бы сказал, настоящих инженеров): Игорь Гайдаров и Василий Ермачков.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Специалист по маркетингу Shure Алексей Пальчиков на сцене даже не появлялся, хотя именно ему мы обязаны выбором места для проведения мероприятия, откуда открывается прекрасная панорама города и видны Жигулёвские ворота. Это бизнес-центр «Волга Плаза», построенный на территории почившего Средневолжского станкостроительного завода, на котором мне довелось поработать.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Но вернёмся к теории. Способ передачи информации с помощью радиоволн только один: это модуляция несущей частоты.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Амплитудная, частотная или фазовая – это уже подробности, желающих узнать о них отсылаю к книге Эжена (Евгения – он родом из Одессы) Айсберга «Радио?.. Это очень просто». Там действительно написано всё очень просто и доступно, можно даже с детьми читать.

Так вот, в аналоговом вещании необходимо добиться как можно более точного совпадения графика приёмника графику передатчика, при этом идеальное совпадение недостижимо в принципе.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

При передаче «цифры» при той же самой модуляции нам нужно всего лишь совпадения дискретных, заранее оговоренных протоколом передачи, уровней. То есть нам не требуется, чтобы точка, которая на передатчике имеет координаты [1;1], на приёмнике имела такие же координаты: пусть это будут координаты [1,2; 0,9]. Система их всё равно округлит до [1;1] – главное, чтобы они были ближе к исходному («правильному») уровню, чем к соседнему. Возникает вопрос: а какой же объём «цифры» нам следует передать по радиоканалу для того, чтобы качество звучания было не хуже аналогового (динамический и частотный диапазоны, частота дискретизации)? И здесь нас ждёт приятный сюрприз, который мы все в последнее время своими глазами наблюдаем на своих телевизорах. А именно: в те 8 МГц ширины полосы, в которые в аналоговом стандарте SECAM помещался 1 канал, в цифровом DVB-T2 помещается 10 каналов телевидения со стереозвуком и ещё остаётся место для двух каналов радио, а так же субтитров, телетекста, телегида, синхронизации времени и даты. При том, что качество изображения DVB-T2 не просто не хуже, чем SECAM, а несравнимо лучше. Разумеется, такая же ситуация и с одним звуком, без изображения.

Однако, проблема в том, что радиомикрофоны являются далеко не единственными претендентами на диапазоны частотного спектра. Даже если не говорить о военных и прочих силовиков, которым в нашей стране традиционно отдаётся приоритет везде и всегда – диапазон 900 МГц занят GSM, и любой скажет, что мобильная связь важнее плясок с микрофонами. 800 МГц – 4G, и с этим тоже не поспоришь.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

700 МГц скоро отберут под 5G. 2,4 ГГц и 5 ГГЦ – это Wi-Fi, туда не запрещено, но уж очень тесно.

А ведь совсем недавно картина выглядела вполне благостно.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Неудивительно, что одной из главных характеристик любых беспроводных систем становится спектроэффективность, которая выражается с одной стороны в умении втиснуться в как можно меньший диапазон, с другой – способности искать незанятые участки и оперативно переходить из одного в другой.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Поэтому серьёзные беспроводные системы своей архитектурой если не повторяют, то стали близки к «обычным» ИТ-системам с серверной и клиентскими частями. Клиентами, понятное дело, являются радиоприёмники с привязанными к ним микрофонами-передатчиками. Точнее, основной, звуковой канал работает только в одну сторону, от микрофона, а управляющий – в обе. С помощью управляющего канала можно синхронизировать микрофон по несущей радиочастоте с приёмником, отключить звуковой канал микрофона, посмотреть уровень зарядки аккумулятора.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Но начинается всё в серьёзных системах со спектроанализатора, который обязан в этих системах присутствовать. Пользователь задаёт диапазон, в котором он собирается настраивать свои микрофоны, при этом некоторые участки спектра, в которых работать запрещено или нежелательно, можно исключить из сканирования: и путаницы будет меньше, и сканирование пройдёт быстрее. При этом все свои устройства должны быть выключены, а все чужие, являющиеся для нас помехами, по возможности включены.

После оценки зашумлённости спектра выбираются наиболее чистые участки, к этим частотам привязываются приёмо-передающие системы. Чтобы мы могли с ними взаимодействовать, предварительно эти системы регистрируются в локальной сети и получают IP-адреса. Лично я бы предпочёл это делать привычным способом с DHCP-сервера стандартного роутера, но у звуковиков привычки полагаться на проприетарные вещи, что, впрочем, в данном случае не имеет значения.

Поскольку расположение беспроводных микрофонов на сцене постоянно меняется, а выступление продолжается недолго, строить радиополе с той же тщательностью, что и для стационарных точек доступа и не получится, да и нет смысла, поэтому делается всё с запасом. Актуальным остаётся правило расположения приёмника и передатчика в прямой видимости, пусть даже ценой некоторого увеличения расстояния. И, о чём знает значительно меньшее количество людей, поляризация передающей и приёмной антенн должны совпадать. Важен и выбор типа антенны: если приёмник и передатчик могут менять своё положение друг относительно друга, то единственным выходом будут всенаправленные антенны. Если же приёмник и передатчик занимают фиксированное положение, то следует использовать антенны с узконаправленным излучением: и сигнал лучше дойдёт, и помех другим устройствам меньше создадим.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Не следует забывать и об организационной стороне. Например, компания Shure, являясь организатором джазовых фестивалей в Монтрё (Shure Montreux Jazz Competition), за несколько месяцев до проведения начинает собирать сведения о беспроводных системах, которые музыканты планируют использовать в своих выступлениях, и, таким образом, получает возможность оптимизировать радиоэфир.

Докладчики говорили о тенденции к увеличению числа одновременно работающих беспроводных микрофонов: если раньше беспроводной микрофон полагался только солисту, то теперь их дают едва ли не каждому музыканту оркестра и певцу хора. Конечно, чем ближе ко рту или инструменту микрофон, тем качественнее будет звук, к тому же с увеличением количества каналов улучшаются возможности обработки и микширования, а просто раздать (закрепить) микрофоны проще, чем тянуть провода (да и не всегда тянуть получится).

Радиоинженеры оказались между молотом и наковальней: ГКРЧ отнимает диапазоны частот (и, надо признать, правильно делает, поскольку телевидение и связь важнее), а организаторы требуют увеличения количества микрофонов. Пока удаётся находить выход, но в будущем, возможно, придётся для одностороннего вещания (радио, телевидение) оставить фиксированные частоты, а для двустороннего выделить единый диапазон, где частоты для каждого клиентского устройства будут назначаться примерно как сейчас IP-адреса. Таким образом, с использованием «облака частот» спектроэффективность точно может быть повышена.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Конечно, на мероприятии были продемонстрированы и конкретные системы производства Shure:

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

крутейшая Axient Digital, более простые QLX-D, деловые ULX-D – и внутри каждой системы большое количество конфигураций: с ручными передатчиками, установленными в корпус микрофона, с петличными, головными и инструментальными микрофонами, передающими по проводу сигнал на бодипак, с зарядными станциями и другими аксессуарами.

Shure Day 2019 в Самаре: уроки цифровой физики. Статья Владислава Боярова.

Подробности этих систем важно знать для тех, кто будет их покупать и использовать, а мне была интересна сама ситуация в области беспроводной связи, о которой с большим знанием дела рассказали докладчики, за что им огромное спасибо.

----

Комбридж: ИТ по-грузински в Самаре

Комбридж: ИТ по-грузински в Самаре. Статья Владислава Боярова. 03.08.2019 г.

Манго Телеком: команда «Голос!»

Cisco: по главной улице с оркестром

Cisco: по главной улице с оркестром. Статья Владислава Боярова. 21.07.2019 г.