自其evolution麥克風(fēng)系列推出25年以來(lái)，森海塞爾（Sennheiser）不經(jīng)意間在數(shù)字無(wú)線音頻領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命。隨著無(wú)線多通道音頻系統(tǒng)（WMAS）技術(shù)的曙光初現(xiàn)，全新設(shè)計(jì)的Spectera生態(tài)系統(tǒng)閃耀登場(chǎng)。作為全球首個(gè)雙向無(wú)線寬帶解決方案的開發(fā)商，這一技術(shù)的研發(fā)耗時(shí)超過(guò)10年，但Spectera的發(fā)展歷程才剛剛開始。
Sennheiser Spectera
2013年，安德烈亞斯·森海塞爾博士（Dr. Andreas Sennheiser）剛與其兄丹尼爾（Daniel）共同擔(dān)任首席執(zhí)行官不久，公司的兩位備受尊敬的工程師便提出了開發(fā)WMAS的構(gòu)想�！霸擁�(xiàng)目直接源自我們的研究實(shí)驗(yàn)室，立刻引起了我的注意，”森海塞爾博士坦言，“我的祖父弗里茨（Fritz）一直激勵(lì)著我，他希望將用戶從現(xiàn)有技術(shù)的限制中解放出來(lái)。德國(guó)一家國(guó)家電視臺(tái)向他和他的研究人員提出挑戰(zhàn)，要求他們創(chuàng)造出一種沒(méi)有線纜的麥克風(fēng)。雖然他們1957年推出的首款無(wú)線麥克風(fēng)發(fā)射器仍使用電子管，且體積與一本小冊(cè)子相當(dāng)，但一年后，即1958年，首款晶體管無(wú)線麥克風(fēng)問(wèn)世，體積減半。”
森海塞爾博士對(duì)技術(shù)與創(chuàng)意之間相輔相成的關(guān)系深感興趣，他堅(jiān)信技術(shù)能夠激發(fā)創(chuàng)造力：“有時(shí)，技術(shù)工程師需要更高的創(chuàng)造力來(lái)應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，WMAS就是其中之一。盡管我們已擁有六十年的創(chuàng)新歷史，但迄今為止，我們所有的模擬和數(shù)字無(wú)線技術(shù)都是基于單一、窄帶傳輸載波。”
雖然最初沒(méi)有進(jìn)行有條不紊的規(guī)劃，但一段長(zhǎng)達(dá)11年的研發(fā)之旅就此展開。經(jīng)過(guò)兩年對(duì)寬帶算法的基礎(chǔ)研究和對(duì)寬帶物理特性的行為研究之后，森海塞爾博士組建了一個(gè)團(tuán)隊(duì)，致力于使寬帶技術(shù)適應(yīng)專業(yè)無(wú)線音頻應(yīng)用的特殊要求。他回憶說(shuō)：“但是在開發(fā)任何軟件或硬件之前，我們必須與歐洲、亞洲和美洲的頻率監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作，以實(shí)現(xiàn)各國(guó)頻率法規(guī)的修改和完善，這耗費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間。”
Andreas Sennheiser博士
在聯(lián)合首席執(zhí)行官的提議下，系統(tǒng)工程師Jan Watermann和Sebastian Georgi博士繼續(xù)深入研究WMAS，二人將調(diào)制和多路復(fù)用技術(shù)相結(jié)合的探索為德國(guó)品牌的軟件和硬件工程開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
“我在森海塞爾工作了20多年，但只參與過(guò)兩個(gè)項(xiàng)目：Digital 9000和WMAS的開發(fā)，”Jan Watermann評(píng)論道，“Digital 9000的研發(fā)工作為我們積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。Sebastian Georgi博士和我都有信號(hào)處理專業(yè)的背景，但在一個(gè)只有兩個(gè)人的研究項(xiàng)目中，你還需要涉足射頻（RF）、軟件，甚至一些機(jī)械工程領(lǐng)域。”
森海塞爾WMAS工程師Jan Watermann和Sebastian Georgi博士
在目前仍在進(jìn)行的頻譜工作中，具有里程碑意義的事件包括：寬帶麥克風(fēng)技術(shù)被納入ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）EN 300 422標(biāo)準(zhǔn)的2017年版本；CEPT（歐洲郵政和電信管理局會(huì)議）于2018年取消了對(duì)無(wú)線麥克風(fēng)的帶寬限制；FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）于2024年2月修改了相關(guān)規(guī)定。2018年CEPT的決定加上全球監(jiān)管機(jī)構(gòu)的積極反饋為這一時(shí)刻開了綠燈；森海塞爾管理團(tuán)隊(duì)隨后挑選了一支由30名專業(yè)人員組成的更全面的團(tuán)隊(duì)，包括但不限于軟件工程師、電子工程師以及機(jī)械構(gòu)造、系統(tǒng)測(cè)試和生產(chǎn)測(cè)試方面的專家。Sennheiser博士解釋說(shuō)：“當(dāng)我們意識(shí)到這一技術(shù)的潛力時(shí)，便毫不猶豫地投入資源，支持團(tuán)隊(duì)進(jìn)行開發(fā)�！�
通過(guò)對(duì)寬帶的研究，Georgi和Watermann最初希望解決窄帶信號(hào)出現(xiàn)的衰減問(wèn)題。“即使使用兩根天線，也不能完全排除在10米距離內(nèi)由于頻率選擇失效而出現(xiàn)的信號(hào)丟失。Watermann解釋說(shuō)：“寬帶信號(hào)可以解決這個(gè)問(wèn)題，因此我們開始仔細(xì)研究射頻信道的行為，為避免插入單個(gè)音頻通道而消耗大部分頻率資源，我們考慮將其劃分為一個(gè)多通道系統(tǒng)�！�
作為森海塞爾WMAS特殊方法的發(fā)明者，Georgi和Watermann一直在開發(fā)OFDM（正交頻分復(fù)用）和TDMA（時(shí)分多址）技術(shù)的專有變體，這些技術(shù)專為可靠的多通道、雙向、低延遲通信而設(shè)計(jì)，Georgi將這種寬帶方法與標(biāo)準(zhǔn)窄帶技術(shù)進(jìn)行了比較：“我們使用單個(gè)寬帶射頻信道進(jìn)行音頻傳輸，這是音頻和控制的雙向傳輸，而不是單個(gè)200kHz窄帶射頻載波頻率。根據(jù)當(dāng)?shù)氐囊?guī)定，我們的寬帶射頻信道可以選擇6或8MHz的電視頻道，WMAS系統(tǒng)在該頻道內(nèi)組織其音頻鏈路。”
Spectera SEK 1G4腰包式發(fā)射機(jī)
每個(gè)音頻鏈路都被分配了特定的時(shí)隙用于傳輸音頻信息，因此設(shè)備需要知道何時(shí)可以傳輸或接收。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出了全遙控功能以及無(wú)線字時(shí)鐘同步功能，以確保雙向傳輸?shù)臅r(shí)間分區(qū)。這標(biāo)志著 IEM 和話筒首次可以在同一電視頻道中傳輸，而無(wú)需通過(guò)保護(hù)頻帶分隔的兩個(gè)頻道。
“當(dāng)輪到每個(gè)音頻鏈路時(shí)，它們都會(huì)使用射頻信道的全部帶寬，這大大降低了射頻衰落的影響，”Georgi繼續(xù)說(shuō)：“在頻率選擇方案中，這相當(dāng)于8MHz射頻信道的40倍分集和6MHz電視頻道的30倍分集，這在美國(guó)更為典型。此外，低頻譜密度使頻率更容易重復(fù)使用，例如在一個(gè)較大的音樂(lè)場(chǎng)地、相鄰劇院之間或廣播綜合設(shè)施內(nèi)�！�
11種音頻鏈路模式為整個(gè)制作過(guò)程中的每個(gè)音頻鏈路提供了可選的音頻質(zhì)量、延遲、信道數(shù)和工作范圍控制。操作員可以最大限度地利用射頻信道，要么減少音頻鏈路數(shù)量，提高音頻質(zhì)量，要么增加鏈路數(shù)量，降低音頻質(zhì)量。無(wú)論選擇哪種音頻鏈路模式，Spectera都能以低至0.7ms的超低延遲提供清晰的音頻。此外，雙單聲道傳輸確保了入耳式聲道的清晰分離。
LinkDesk軟件
在開發(fā)階段采用了敏捷流程，30名指定工程師在兩年的時(shí)間里被設(shè)定了具體的任務(wù)�！懊扛羧�，我們就會(huì)進(jìn)行一次沖刺和革命，每個(gè)部門都會(huì)匯報(bào)自己的進(jìn)展情況�！盬atermann解釋說(shuō)：“這使我們能夠在達(dá)成共識(shí)之前重新評(píng)估和調(diào)整。例如，生產(chǎn)測(cè)試可能需要為硬軟件設(shè)計(jì)和測(cè)試一個(gè)軟件功能。在構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施和生態(tài)系統(tǒng)的過(guò)程中，敏捷流程還允許團(tuán)隊(duì)優(yōu)先考慮客戶需要的功能。”
第一代產(chǎn)品包括SEK腰包式發(fā)射器、基站、數(shù)字DAD天線和Li nkDesk軟件。“由于我們希望為工作流程增加新功能，因此創(chuàng)建了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，”森海塞爾博士解釋道�！熬C合起來(lái)，這代表了我們真正改變行業(yè)規(guī)則的決心，而這需要資源和承諾。我們?yōu)榭蛻舸_定了三個(gè)重要的優(yōu)先事項(xiàng)：硬件必須易于配置和使用，必須超級(jí)可靠，系統(tǒng)應(yīng)與我們現(xiàn)有的窄帶無(wú)線技術(shù)共存。因此，隨著我們的不斷發(fā)展，客戶可以期待更多的硬件組件和更多的軟件功能。”
1U 32通道Spectera基站
Spectera生態(tài)系統(tǒng)以一臺(tái)1U基站為核心，取代了傳統(tǒng)的無(wú)線麥克風(fēng)接收器和入耳式監(jiān)聽(tīng)發(fā)射器機(jī)架�；究晒芾矶噙_(dá)64個(gè)音頻鏈路，包括32個(gè)輸入和32個(gè)輸出，可容納兩個(gè)射頻寬帶通道。當(dāng)基站激活本地許可證后，會(huì)自動(dòng)加載授權(quán)的頻率范圍。冗余功能包括兩個(gè)電源單元（PSU）、主備Dante連接、兩個(gè)可選冗余多通道音頻數(shù)字接口（MADI）連接插槽和四個(gè)天線端口，這些端口還可以擴(kuò)展同步天線區(qū)域覆蓋或提高系統(tǒng)容量。
Spectera SEK腰包可同時(shí)用作入耳式監(jiān)聽(tīng)接收器和麥克風(fēng)或樂(lè)器無(wú)線發(fā)射器。它提供連續(xù)的雙向通信，性能可由音響工程師在演出期間靈活調(diào)整。Spectera SEK腰包具備3針LEMO麥克風(fēng)輸入連接器和3.5毫米耳機(jī)插孔，帶有顯示屏，即使在設(shè)備關(guān)機(jī)后，顯示信息仍會(huì)保留。該腰包式設(shè)備由Evolution Wireless Digital BA 70可充電電池驅(qū)動(dòng)，可持續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)七小時(shí)，并提供超高頻（UHF）和1G4頻率變體。
Spectera系統(tǒng)節(jié)省空間的優(yōu)勢(shì)將吸引現(xiàn)場(chǎng)音響工程師的目光
IP54防護(hù)等級(jí)的DAD天線是一種收發(fā)天線，可同時(shí)處理麥克風(fēng)/線路信號(hào)、入耳式監(jiān)聽(tīng)信號(hào)和控制數(shù)據(jù)。該天線承載系統(tǒng)的射頻組件，無(wú)需使用增強(qiáng)器、分配器和合路器。由于射頻信號(hào)已數(shù)字化，PoE供電的DAD天線通過(guò)RJ45連接器和Cat5e電纜連接到基站。
LinkDesk軟件對(duì)于操作至關(guān)重要，它是一款桌面應(yīng)用程序，可將Mac或PC轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂坪捅O(jiān)控中心。操作員可以查看所有音頻設(shè)置和射頻狀態(tài)的直觀快照，并在11種音頻鏈路模式下靈活配置音頻質(zhì)量、延遲、可能的音頻鏈路和范圍。將輔助功能引入LinkDesk后，系統(tǒng)管理得到了顯著增強(qiáng)，操作員可以保存和存儲(chǔ)制作配置，從而快速調(diào)用系統(tǒng)配置。
LinkDesk軟件還負(fù)責(zé)通過(guò)基于單個(gè)節(jié)點(diǎn)的許可證激活基站。通過(guò)輸入特定的本地許可證代碼，軟件確保系統(tǒng)符合當(dāng)?shù)貙?duì)頻率、射頻通道帶寬和發(fā)射功率的法規(guī)要求，確保操作員在合規(guī)方面萬(wàn)無(wú)一失。
森海塞爾專業(yè)音響營(yíng)銷經(jīng)理TheresaVondran介紹 Spectera的LinkDesk軟件
多年的WMAS研究、技術(shù)開發(fā)和頻譜政策工作已轉(zhuǎn)化為一個(gè)數(shù)字無(wú)線多通道生態(tài)系統(tǒng)。Spectera適用于大型制作，其未來(lái)前景將一片光明。“Spectera將隨著時(shí)間的推移，通過(guò)持續(xù)的硬件、軟件、功能和服務(wù)增強(qiáng)而不斷發(fā)展，”森海塞爾博士斷言�！拔覀儗⒃黾覵KM手持式發(fā)射機(jī)，并實(shí)施SMPTE ST 2110系列標(biāo)準(zhǔn)。由于Spectera為所有射頻音頻提供了同步字時(shí)鐘，因此它將成為首款能夠捕獲相位相干無(wú)線音頻以進(jìn)行沉浸式錄制和重放的解決方案。”
自2013年涉足WMAS領(lǐng)域以來(lái)，Sennheiser博士稱這對(duì)公司來(lái)說(shuō)是一次激動(dòng)人心的旅程。Georgi對(duì)這位聯(lián)合首席執(zhí)行官的堅(jiān)韌和決心表示欽佩，正是這些品質(zhì)讓團(tuán)隊(duì)在飽受新冠疫情影響的2020年和2021年堅(jiān)持完成了項(xiàng)目。“森海塞爾是一家家族企業(yè)，在現(xiàn)場(chǎng)音頻業(yè)務(wù)低迷的敏感時(shí)期，我們對(duì)專門的WMAS開發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了投資，”他說(shuō)道。
Sennheiser博士像他祖父一樣，不愿接受市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)的限制，他們都有一種突破常規(guī)、追求更高標(biāo)準(zhǔn)的創(chuàng)新精神�！按蠖鄶�(shù)創(chuàng)新都是由天才創(chuàng)造的，他們很少意識(shí)到未來(lái)會(huì)面臨眾多問(wèn)題�！彼了嫉溃骸拔易娓冈谠摴境闪�10年后曾說(shuō)，如果他知道創(chuàng)辦一家公司有多難，他就不會(huì)創(chuàng)業(yè)了。這句話對(duì)WMAS來(lái)說(shuō)很貼切，因?yàn)槲覀円婚_始也不知道完成這個(gè)項(xiàng)目有多難。但即使面對(duì)未知的挑戰(zhàn)，我們?nèi)匀挥袥Q心和勇氣去推進(jìn)項(xiàng)目�！�
Sennheiser博士相信，F(xiàn)ritz Sennheiser一定會(huì)為 Spectera生態(tài)系統(tǒng)的問(wèn)世而感到驕傲。為釋放未來(lái)用戶的創(chuàng)造力而設(shè)計(jì)的Spectera，讓人感覺(jué)到它有著廣闊前景和無(wú)限可能。
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