El nacimiento de WMAS: cómo Sennheiser introdujo la tecnología de banda ancha en el mundo de las comunicaciones inalámbricas

Entrevista con el Dr. Andreas Wilzeck, director de políticas y estándares de espectro de Sennheiser

Con Spectera, Sennheiser ha presentado el primer ecosistema de banda ancha inalámbrico bidireccional del mundo, que se basa en la investigación de la empresa sobre sistemas de audio multicanal inalámbricos, o WMAS, por sus siglas en inglés. Mientras continúa el perfeccionamiento de Spectera en colaboración con actores de la industria del audio profesional, Andreas Wilzeck, director del equipo de políticas y estándares de espectro de Sennheiser, analiza el “nacimiento” de WMAS en su último documento técnico.

Dr. Wilzeck, antes de abordar los temas de su documento, ¿puede explicar brevemente qué es WMAS y por qué es un “cambio radical” en el audio inalámbrico? El término “revolucionario” parece estar muy utilizado en estos días…

(risas) Es cierto, pero espero poder demostrarles lo suficiente cómo esta tecnología realmente traerá enormes ventajas a los usuarios de audio profesional en términos de facilidad de uso, flexibilidad y confiabilidad, al mismo tiempo que resuelve muchos de los problemas que los coordinadores de frecuencia, operadores o compañías de alquiler tienen con respecto al audio inalámbrico actual.

Desde que aparecieron los primeros micrófonos inalámbricos en la década de 1950 y, mucho más tarde, el monitor inalámbrico intraauricular (IEM), la transmisión siempre se ha producido en un esquema de banda estrecha de 200kHz de ancho de banda 1:1, lo que significa que cada micrófono inalámbrico móvil o receptor IEM tiene su contraparte estacionaria o montada en rack. En las décadas siguientes, el mundo del audio profesional ha visto el paso de VHF a las frecuencias UHF más confiables, la invención de sistemas de reducción de ruido para la transmisión RF analógica y, finalmente, el triunfo de los sistemas inalámbricos digitales, pero esta transmisión RF de banda estrecha de 200kHz ha permanecido igual en todo momento.

Luego, dos desarrolladores de Sennheiser intentaron algo completamente nuevo: estudiar cómo se pueden adaptar las técnicas de banda ancha como OFDM y TDMA para satisfacer las exigentes demandas del audio inalámbrico profesional. Eso fue en 2013 y, en septiembre de 2024, presentamos oficialmente Spectera, un ecosistema basado en esta investigación de WMAS. Es bidireccional y puede ejecutar IEM y micrófonos en el mismo canal de TV de 6 u 8MHz de ancho, que aloja todos los datos de audio y control. Además, puede alojar hasta 64 enlaces de audio en una única estación base de montaje en rack de 1 U. ¡Piense en el tamaño más pequeño!

Dijo que la investigación comenzó en 2013, hace bastante tiempo, ¿no?

Como explico en mi artículo, hay un trabajo de ingeniería considerable, consideraciones legales y trabajo regulatorio por hacer antes de que una idea para un nuevo tipo de transmisión inalámbrica pueda convertirse en un producto. Usar un esquema de transmisión de banda ancha por primera vez no significa solo trabajar en una nueva tecnología. También es necesario adaptar la estandarización y cambiar las regulaciones de acceso al espectro en todos los países del mundo.

En ese momento, Sennheiser, como inventor de WMAS, era el único fabricante capaz de mostrar prototipos WMAS completamente funcionales a las autoridades regulatorias y los organismos de estandarización, y por lo tanto jugó un papel crucial en demostrar el potencial de la tecnología. Propusimos la inclusión de WMAS en la norma ETSI EN 300 422 ya en 2014 y también contribuimos a crear la primera versión del documento de referencia del sistema WMAS ETSI TR 103 450.

¿Cuál diría que fue el punto de inflexión en este trabajo regulatorio? ¿Cuándo tuvo WMAS su avance?

Eso fue en 2018, cuando se eliminaron las restricciones de ancho de banda para PMSE de audio (creación de programas y eventos especiales) en la región CEPT, es decir, Europa. Ese mismo año, Sennheiser inició el desarrollo del producto y presentó una “Petición de reglamentación” ante la FCC para iniciar el proceso de aprobación en los EE. UU. Este proceso concluyó seis años después y las normas finales se incluyeron en el registro federal el 18 de octubre de 2024.

En su artículo, usted escribe sobre la eficacia y eficiencia en el uso del espectro, que está estipulado por la Directiva de Equipos de Radio (RED). En un mundo que intenta ser lo más eficiente posible, ¿cómo puede un sistema inalámbrico volverse más eficiente?

Echemos un vistazo rápido a la eficacia primero, ya que es fundamental para todas las características del uso eficiente del espectro. El factor clave del uso eficaz del espectro es el mayor ancho de banda con el que opera WMAS mediante el empleo de técnicas de modulación avanzadas como OFDM y esquemas de acceso múltiple como TDMA o FDMA. Estos allanan el camino para tener enlaces de audio con diferentes direcciones en el mismo canal de RF, para reducir el desvanecimiento, para el control y la gestión continuos del sistema y para permitir más usuarios inalámbricos en un área determinada.

Las ganancias de eficiencia resultan principalmente de la bidireccionalidad, que comprendería el control y la gestión remotos sin infraestructura adicional, la configuración flexible de dispositivos, los transmisores inteligentes, la asignación dinámica de recursos dentro del canal de RF, pero sin duda también los flujos de trabajo mejorados y el ahorro de tiempo para el operador.

¿Puede explicar por qué puede haber más usuarios inalámbricos en un área?

WMAS es especialmente adecuado para entornos multicanal de alta densidad, como por ejemplo distritos teatrales como el West End o Broadway, pero también grandes recintos de festivales. Con los transmisores de banda estrecha, su potencia de transmisión se suma, por lo que si tengo un escenario de teatro con, digamos, 30 o 50 micrófonos inalámbricos (que es lo habitual en una obra de teatro o musical), obtendré 30 o 50 veces la potencia de transmisión de un solo transmisor. Si resulta ser 50mW, estamos hablando de entre 1,5 y 2,5 watts que emanan de ese escenario. Esto significa que un segundo escenario en el mismo teatro o incluso un teatro vecino puede que ya no pueda utilizar estas frecuencias. Con Spectera, que utiliza TDMA, por lo que solo hay un dispositivo transmitiendo en un momento dado, la potencia de transmisión total se mantiene en solo 50mW. Esto hace que sea mucho más fácil reutilizar frecuencias a distancia, y cada pared también ayuda.

¿Significa esto que Spectera acabará con todas las transmisiones de banda estrecha?

Por supuesto que no. Como sugiere el nombre WMAS, estamos hablando de aplicaciones multicanal. Si solo se utilizarán unos pocos micrófonos inalámbricos en una aplicación, digamos que solo tiene uno o dos artistas actuando en un evento, estos micrófonos probablemente siempre serán enlaces de banda estrecha, simplemente por los puntos de precio. Spectera entra en juego especialmente cuando se utilizan tanto IEM como micrófonos. Por cierto, Spectera y WMAS han demostrado su coexistencia amistosa con la banda estrecha inalámbrica en numerosas pruebas.

He visto críticas de que Spectera siempre requiere un canal de TV completo, lo que ocuparía demasiado espectro.

Spectera representa un enfoque de vanguardia para el audio inalámbrico profesional. Estamos hablando de casos de uso multicanal y, aquí, los micrófonos e IEM definitivamente ocuparán más de un canal de TV si se utiliza una tecnología de banda estrecha menos eficiente. Mi documento técnico incluye una comparación de canales de audio por MHz para inalámbricos analógicos, inalámbricos digitales con diferentes espaciamientos equidistantes y Spectera, y puede ver claramente que Spectera permitirá al operador acomodar más canales. Estos son micrófonos y monitores intrauditivos al mismo tiempo, en el mismo canal de RF de 6 u 8MHz de ancho.

Los flujos de trabajo y el manejo también se vuelven más fáciles con Spectera: como la estación base organiza automáticamente sus canales de audio dentro de la transmisión de banda ancha en una única portadora de RF, no solo se ahorra los tediosos cálculos de frecuencia, sino también el cableado complejo para configuraciones de rack grandes. Y para su tranquilidad, Spectera le brinda capacidades de control y monitoreo totales, donde incluso puede ver lo que está sucediendo en las frecuencias que está utilizando, lo que nunca había sido posible hasta ahora.

Por lo tanto, la afirmación debería ser más bien al revés: si solo tengo un canal de TV para micrófonos y audífonos, Spectera salvará la situación. Incluso con recursos de espectro mínimos, los operadores pueden implementar configuraciones de audio complejas sin comprometer el rendimiento.

En su artículo, menciona un modo de multidifusión, que sonó bastante interesante. ¿Puede explicarlo?

La funcionalidad IEM multicast de Spectera permite que hasta 128 dispositivos reciban la misma señal de audio simultáneamente y es ideal para producciones o eventos donde numerosos artistas necesitan el mismo audio. Por ejemplo, un grupo de baile podría escuchar una mezcla multicast con una latencia de 0,7ms en dual mono (estéreo) con un códec SeDAC de alta calidad y utilizar solo el 25% de la capacidad de transmisión de banda ancha de Spectera. Esto deja el 75% para otros fines, como, por ejemplo, voces, instrumentos y comunicación.

¿Qué dirías si tuvieras que definir Spectera en tres palabras?

Ah, tendría que haber algunas más, pero elijamos facilidad de uso, rendimiento y flexibilidad.

¿Hay algo más que te gustaría agregar?

Tal vez debería dar algunas explicaciones más sobre la flexibilidad. ¿Qué significa esto para el operador? Spectera funciona con modos de audio, que puede seleccionar individualmente por dispositivo y por separado para micrófono e IEM. Los modos de audio difieren en latencia, códec (por lo tanto, velocidad de datos), rango y duración de la batería. Algunos modos se aplican solo a IEM, solo a micrófono o tanto a IEM como a micrófono. Estos modos permiten al operador seleccionar exactamente lo que se necesita en la situación en cuestión y hacer el mejor uso del espectro disponible, lo que nuevamente respalda los requisitos de RED de efectividad y eficiencia.

Muchas gracias por la entrevista, Dr. Wilzeck. ¿Qué es lo próximo en su agenda?

Junto con nuestros colegas de APAC, mi equipo y yo estamos visitando a los reguladores individuales en la región de APAC para eliminar los límites de ancho de banda para la tecnología WMAS. WMAS ya está permitido en Singapur, Australia (interior), Malasia, Filipinas, Indonesia, Bután, y Vietnam, Taiwán y Hong Kong posiblemente se sumen pronto.

Para más información sobre WMAS, visite: www.sennheiser.com