Redundancia en la adaptación de Sennheiser de la tecnología WMAS

Un artículo técnico del Dr. Sebastian Georgi

El Dr. Sebastian Georgi es uno de los ingenieros del sistema WMAS que Sennheiser está desarrollando actualmente. Durante más de 10 años, ha estado investigando técnicas de banda ancha inalámbrica y cómo adaptarlas específicamente a aplicaciones de audio profesionales. Georgi realizó su tesis doctoral en la Universidad Tecnológica de Hamburgo en el campo de OFDM. Georgi tiene una fuerte afiliación a la música y toca el fagot en una orquesta semiprofesional en Hannover.

Introducción

Cada vez que se introduce una tecnología revolucionaria, dondequiera que se explora un territorio técnico inexplorado, las preguntas de “qué pasaría si” y las comparaciones con la tecnología convencional son la regla y no una excepción. En nuestras sesiones informativas y charlas con colegas de la industria sobre sistemas de audio multicanal inalámbricos, o WMAS para abreviar, descubrimos que la “redundancia” era un tema de particular interés.

La implementación de la tecnología WMAS de Sennheiser opera con una unidad central de montaje en rack que maneja muchos micrófonos inalámbricos e IEM al mismo tiempo, en lugar de muchos enlaces individuales transmisor-receptor y receptor-transmisor con la tecnología de banda estrecha convencional. ¿Qué pasa si esa unidad central falla? ¿Qué opciones de redundancia ofrece la implementación WMAS de Sennheiser? Este artículo tiene como objetivo responder a estas preguntas analizando varios escenarios operativos y cómo los manejará la implementación de WMAS por parte de Sennheiser.

Redundancia

​En nuestro contexto tecnológico, redundancia significa duplicar varios subsistemas para garantizar idealmente un funcionamiento sin interrupciones, incluso cuando falla un subsistema. Por lo tanto, al considerar la redundancia, se evalúa la probabilidad de falla de todos los subsistemas y se toma la decisión de duplicarlos o no.

Una solución obvia para evitar un único punto de falla en un sistema técnico es duplicar todo el sistema. Ejemplos de audio profesional serían consolas de mezclas duplicadas, o una consola con dos motores redundantes, para importantes eventos de audio televisados en vivo, o racks de equipos duplicados en una instalación de transmisión.

En el caso de un sistema de audio inalámbrico, esto significaría construir todo el sistema de audio inalámbrico dos veces, usando diferentes frecuencias, circuitos de alimentación separados, idealmente también generadores, instalar los sistemas duplicados a cierta distancia, etc. Sin embargo, desde un punto de vista económico, esto no tiene sentido para la mayoría de las aplicaciones prácticas.

Cifrado

​La tecnología WMAS desarrollada por Sennheiser está orientada a la conexión. Esto significa que un dispositivo móvil, como un transmisor de micrófono o un receptor intrauditivo, establece una conexión con la unidad central de montaje en rack. Esta conexión inicial se llamará emparejamiento de ahora en adelante. Cuando se empareja un dispositivo móvil con la unidad central, se intercambia una clave de cifrado. Luego se puede coordinar utilizando un canal de control remoto permanente dentro del mismo canal RF (radiofrecuencia) bidireccional que se utiliza para la transmisión de audio.

Esto implica que ya no será posible utilizar un segundo receptor para escuchar la misma señal RF, algo que a menudo se hace hoy en día como una especie de red de seguridad. Sin embargo, vale la pena señalar que esta opción también desaparecerá para los sistemas de audio inalámbricos de banda estrecha heredados, ya que un requisito regulatorio para cifrar datos personales como el audio será obligatorio en la UE a partir de 2025.

Escenarios de redundancia con la tecnología WMAS de Sennheiser

Echemos ahora un vistazo a varios escenarios de fallas y cómo se pueden manejar con la implementación de WMAS de Sennheiser.

Interferencia de radiofrecuencia

Escenario:

​Las interferencias aparecen en una frecuencia RF, por ejemplo, causadas por sistemas de audio inalámbricos descoordinados que se encienden sin verificar la disponibilidad de la frecuencia. Otra posible causa pueden ser dispositivos sin audio que emiten señales de RF no deseadas en el rango de frecuencia UHF de TV.

Contramedida:

La implementación de la tecnología WMAS de Sennheiser ofrecerá una funcionalidad de escaneo permanente incluso durante el funcionamiento. Todos los dispositivos WMAS, ya sean dispositivos móviles o antenas estacionarias, monitorean y miden continuamente el espectro RF utilizado (la llamada detección de espectro distribuido). Estos datos se utilizan para informar al operador de las interferencias detectadas y ayudarle a reaccionar dinámicamente ante la situación. Las pruebas de campo han demostrado que WMAS es capaz de solucionar algunas interferencias, esto le dará al equipo del operador en un evento en vivo tiempo suficiente para rastrear la fuente de interferencia y apagarla.

Si la interferencia en el canal de TV asignado es masiva, es decir, hay varias interferencias activas en este canal RF en particular y puede que no sea posible mantener el funcionamiento, el canal RF se puede cambiar en cuestión de segundos. No es necesario volver a vincular los dispositivos móviles. Iniciarán una breve búsqueda y luego detectarán al transportista reubicado. Esto provocará una breve interrupción del audio de unos pocos segundos, lo cual no es nada si se tiene en cuenta el tiempo que llevaría reprogramar varios receptores de banda estrecha y transmisores asociados. Alternativamente, cuando la comunicación con los dispositivos móviles todavía es posible hasta cierto punto, se puede emitir una orden de cambio de frecuencia a través del canal de control remoto permanente. Este procedimiento reducirá el tiempo de interrupción del audio.

Cable roto

Escenario:

​En general, el audio inalámbrico requiere muchos cables en el lado del montaje en rack. Además de los obvios cables de alimentación y cables para antenas remotas, existen cables para redes de audio como Dante o para conexiones a través de MADI (Interfaces de audio digital multicanal). Cada uno de estos cables podría dañarse o desconectarse accidentalmente.

Contramedida: ​

​Todas las conexiones de audio pueden hacerse redundantes gracias a la implementación de la tecnología WMAS de Sennheiser.

Múltiples antenas operando en el mismo canal de RF no sólo servirían para ampliar el área de cobertura, sino que también podrían compensar una antena “perdida”: si se desconecta un cable de antena, otra antena podría tomar el control sin ningún artefacto de audio audible, siempre que los dispositivos móviles se encuentran dentro de su área de cobertura. Por lo tanto, las zonas de antena superpuestas ofrecerán redundancia y, aunque WMAS solo necesita una antena para la unidad central en muchos escenarios, los administradores de RF podrían considerar agregar una adicional de todos modos.

Una pérdida temporal de control de la conexión de la red a la unidad central no provocaría ninguna interrupción del audio. En cuanto al cable de alimentación, una opción podrían ser fuentes de alimentación independientes y cables de alimentación independientes.

Controlar fallos de la PC

Escenario:

​Será necesaria una computadora portátil o de escritorio para configurar y monitorear el sistema antes y durante la producción. Esta PC podría fallar.

Contramedida: ​

​Al igual que en el caso de la rotura del cable, la tecnología permitiría continuar la producción cuando falle el PC de control. El operador podría conectar un ordenador de repuesto a la unidad central de montaje en rack WMAS y cargar los datos de producción en un nuevo ordenador de control. Esto asumiría todas las funciones del dispositivo averiado.

Micrófono defectuoso

Escenario:

​Los dispositivos móviles pueden dañarse durante el uso rudo del escenario. Las cápsulas del micrófono Lavalier pueden obstruirse con el sudor o el maquillaje.

Contramedida: ​

​Al igual que hoy en día con los sistemas convencionales de banda estrecha, los dispositivos de repuesto se emparejarían con la unidad central. Estos pueden reemplazar cualquier dispositivo móvil defectuoso.

Fallo de la unidad central de montaje en rack WMAS

Escenario:

¿Qué hacer en el improbable caso de que falle una unidad central? Aunque es muy improbable que se produzca un fallo, puede haber aplicaciones críticas en las que la redundancia del sistema sea clave.

Contramedida:

​La tecnología permitiría la configuración de una segunda unidad central, que podría hacerse cargo de todas las conexiones de su unidad central hermana. Cuando se implemente, el operador copiaría la configuración completa de la primera unidad central a una segunda antes de un evento de alto perfil. Esto incluiría la clave de cifrado y toda la información de emparejamiento. Si surge la necesidad de cambiar a la unidad central de respaldo, esta podrá asumir el funcionamiento de la primera unidad. Como se describe en “Interferencias de RF”, los dispositivos móviles necesitan restablecer la conexión con la nueva unidad central, lo que provocaría una interrupción de varios segundos. Sin embargo, no será necesario ningún emparejamiento ni reconfiguración.

Conclusión

​Veremos productos basados en la tecnología WMAS de Sennheiser implementando opciones de redundancia paso a paso. Para muchos escenarios típicos que requieren redundancia, la tecnología podría ofrecer una solución que garantice el funcionamiento sin interrupciones audibles. En el improbable caso de que un canal RF completo (que tiene 6 u 8 MHz de ancho) deje de funcionar debido a interferencias, o que una unidad central de montaje en rack falle, la producción podría continuar después de una breve interrupción. Si incluso una interrupción breve es inaceptable, la duplicación del sistema de audio inalámbrico siempre sería una opción y con WMAS usando simplemente una unidad central compacta en lugar de un rack lleno de receptores de micrófono y transmisores de monitoreo en el oído, sería mucho más fácil de lograr que con los sistemas de banda estrecha actuales.

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