Una Panoramica sui sistemi WMAS

Figura 1.

La tecnologia WMAS (Wireless Multichannel Audio System) introduce soluzioni innovative per le applicazioni legate specificamente a microfoni wireless e monitor in-ear (IEM) e Intercom, per applicazioni audio PMSE, in quanto semplifica la gestione di un numero significativo di canali audio in una zona di spettro RF limitata, utilizzando un canale radio con una larghezza di banda RF maggiore. È importante notare che WMAS è un’alternativa per l’utilizzo dello spettro in modo più efficiente, e non una tecnologia che sostituisce i sistemi wideband tradizionali. La Figura 1 illustra una possibile implementazione di un sistema WMAS.

Tecnologia WMAS

WMAS rappresenta un’evoluzione tecnologica nella trasmissione wireless digitale. A differenza dei sistemi narrowband esistenti, basati su trasmissione a singola portante con larghezza di banda fissa di 200 kHz, WMAS sfrutta un approccio multi-portante, permettendo l’utilizzo di un’ampia gamma di larghezze di banda RF, fino a 20 MHz. La definizione standard di WMAS è la seguente: “Wireless Multichannel Audio System (WMAS): sistema di trasmissione audio wireless che utilizza tecniche di trasmissione digitale a banda larga per applicazioni di microfoni e sistemi di monitoraggio in-ear, e altri usi audio PMSE multicanale, con la capacità di supportare tre o più canali audio per MHz.”  Poiché WMAS consente l’utilizzo di una banda RF più ampia, è possibile usare metodi di trasmissione multi-portante più complessi, basati su OFDM (Othogonal Frequency Division Multiplexing), tecnica ampiamente adottata nelle comunicazioni cablate e wireless, inclusi Wi-Fi, 4G, 5G, DVB-T e DAB+. Con OFDM, possono essere combinati vari metodi di accesso al canale per ospitare diversi canali audio individuali (Figura 2). Questo include l’accesso basato sul tempo (OFDM/TDMA - Time Division Multiple Access), dove i canali audio sono allocati in slot temporali distinti, sulla frequenza (OFDM/FDMA - Frequency Division Multiple Access), dove frequenze fisse sono assegnate a diversi canali audio, o una combinazione delle precedenti (OFDM/OFDMA - Orthogonal Frequency Division Multiple Access). Sfruttando le capacità di OFDM, WMAS può ottimizzare efficacemente l’utilizzo delle risorse disponibili e migliorare l’efficienza della gestione dei canali audio.

Figura 2.

La disponibilità di una banda RF con larghezza scalabile, in base al numero di canali audio richiesti, consente un uso efficiente dello spettro per vari scenari applicativi. Ad esempio, questa flessibilità permette la combinazione efficace di WMAS con sistemi a banda stretta tradizionali o l’adattamento della larghezza di banda WMAS alla disponibilità corrente di spettro libero. Tre esempi corrispondenti che illustrano questo concetto sono mostrati nella Figura 3. Il funzionamento efficiente di WMAS si basa sulla scalabilità di vari parametri in base al metodo di trasmissione o accesso al canale scelto. Nella Figura 3, gli esempi mostrati utilizzano OFDMA come metodo di accesso al canale. Tuttavia, metodi alternativi prevedono il mantenimento di una larghezza di banda RF costante adattando altri parametri, come la qualità della trasmissione e la latenza audio. Quando si determina l’applicazione di WMAS, il numero di canali audio da inserire sullo spettro disponibile diventa cruciale. Se sono accessibili solo spazi stretti nello spettro, i sistemi narrowband risultano più adatti, specialmente quando è necessario un numero limitato di canali audio. WMAS trova un uso ottimale in installazioni che richiedono un alto numero di microfoni wireless e/o IEM. Come per i sistemi narrowband convenzionali, il funzionamento ottimale di WMAS richiede una pianificazione accurata delle frequenze; incluso l’identificare spazi ampi nello spettro RF, la scalabilità della porzione di banda RF e la garanzia di convivenza con sistemi narrowband.

WMAS non sostituisce i sistemi a banda stretta tradizionali, ma serve come alternativa per sistemi che richiedono più canali audio. Non è possibile l’utilizzo congiunto di sistemi narrowband e WMAS sullo stesso canale, poiché comporterebbe compromessi significativi nelle proprietà del sistema. 

Figura 3.

Regolamentazioni WMAS in Unione Europea

In Europa, WMAS è standardizzato da ETSI attraverso EN 300 422-1. L’EU limita la larghezza di banda massima di WMAS a 20 MHz senza specificare la minima. WMAS è, in generale, neutrale rispetto alla frequenza e progettato per operare su tutte le bande di frequenza attualmente consentite per utilizzo PMSE. Lo standard armonizzato ETSI EN 300 422-1 include già i requisiti per le apparecchiature audio PMSE WMAS. Le Raccomandazioni ERC 70-03, Allegato 10 e ERC 25-10 sono quelle applicabili in quasi tutti i Paesi Europei. Entrambe hanno già eliminato la limitazione di 200 kHz per tutte le bande di frequenza rilevanti e consentono l’utilizzo di WMAS sotto le stesse restrizioni di potenza di uscita dei dispositivi audio PMSE tradizionali. Inoltre, il documento ETSI TR 103 450 è stato approvato e inviato al CEPT ECC, proponendo le seguenti modifiche:

Aumento del limite massimo di potenza di trasmissione irradiata di 3 dB per i dispositivi identificati come WMAS Base Class 1, diminuendo la probabilità di riduzione della copertura WMAS rispetto ai sistemi a banda stretta operanti alla potenza massima consentita.

Uniformità delle implementazioni nazionali e delle descrizioni dei dispositivi negli Stati Membri CEPT riguardo l’utilizzo di WMAS.

Durante la riunione del Gruppo di Lavoro sulla Gestione delle Frequenze (WG FM) del CEPT del 7 giugno 2024, è stato approvato l’aumento del limite di potenza a 100 mW EIRP nelle bande 174-216 MHz, 470-694 MHz e 694-703 MHz nell’ERC/REC 70-03 Allegato 10. Il CEPT considererà bande oltre VHF/UHF in seguito.

Shure sta lavorando attivamente per armonizzare le regolamentazioni WMAS a livello mondiale, con l’obiettivo di stabilire linee guida semplificate che beneficeranno tutte le parti coinvolte. PER APPROFONDIRE, CLICCA QUI.

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