Sebastian Georgi 박사는 현재 Sennheiser에서 개발 중인 WMAS 시스템의 시스템 엔지니어 중 한 명입니다. 그는 10년 넘게 무선 광대역 기술과 이를 전문 오디오 애플리케이션에 맞춤화하는 방법을 연구해 왔습니다. Georgi는 함부르크 공과대학교에서 OFDM 분야로 박사 학위를 받았습니다. Georgi는 음악에 대한 넘치는 열정으로 하노버의 세미 프로페셔널 오케스트라에서 바순을 연주합니다.
소개
판도를 바꾸는 기술이 도입될 때마다, 새로운 기술적 영역이 탐구될 때 마다, "만약에" 와 같은 질문이나 기존 기술과의 비교는 당연한 것입니다. 무선 멀티채널 오디오 시스템(WMAS)에 대한 설명회와 업계 동료들과 나눈 대화에서 "리던던시"가 특히 관심 있는 주제라는 것을 알게 되었습니다.
Sennheiser의 WMAS 기술 구현은 기존의 협대역 기술을 사용하는 많은 개별 트랜스미터-리시버 및 리시버-트랜스미터 링크 대신 하나의 중앙 랙 마운트 유닛으로 다수의 무선 마이크와 IEM을 동시에 처리하는 방식으로 작동합니다. 만약 중앙 유닛이 작동하지 않으면 어떻게하지? Sennheiser의 WMAS 구현은 어떤 리던던시 옵션을 제공하지? 이 백서에서는 다양한 운영 시나리오와 Sennheiser의 WMAS 구현 방식을 살펴보고 이러한 질문에 대한 답을 찾고자 합니다.
Sennheiser의 WMAS 구현: 하나의 중앙 랙 마운트 유닛이 동일한 RF 채널에서 여러 무선 마이크와 IEM을 동시에 처리
Redundancy
In our technology context, redundancy means the doubling of various subsystems to ideally ensure operation without interruption, even when one subsystem fails. Therefore, when considering redundancy, all subsystems are evaluated for their probability of failure, and a decision is made to duplicate them or not.
An obvious solution to avoid a single point of failure in a technical system is to duplicate the entire system. Examples in pro audio would be duplicate mixing consoles, or a console with dual redundant engines, for major televised live audio events, or duplicate equipment racks at a broadcasting facility.
Redundancy in live audio: Two DiGiCo Quantum 5 consoles mirrored at the FOH position of the opera 'The Canal Ballad’ at the opening performance of the Beijing Performing Arts Centre in December 2023.
(Image courtesy of Racpro)
(Image courtesy of Racpro)
In the case of a wireless audio system this would mean building the entire wireless audio system twice, using different frequencies, separate power supply circuits, ideally generators, too, setting up the duplicate systems at some distance and so forth. However, from an economical point of view, this does not make sense for most practical applications.
암호화
Sennheiser가 개발한 WMAS 기술은 연결 지향적입니다. 즉, 마이크 트랜스미터 또는 인이어 리시버와 같은 모바일 기기가 중앙 랙 마운트 유닛에 연결을 설정합니다. 이 초기 연결을 이제부터 페어링이라고 합니다. 모바일 기기를 중앙 유닛에 페어링하면 암호화 키가 교환됩니다. 그런 다음 오디오 전송에 사용되는 것과 동일한 양방향 RF(무선 주파수) 채널 내의 영구 원격 제어 채널을 사용하여 조정할 수 있습니다.
이는 오늘날 일종의 안전망으로 흔히 사용되는 동일한 RF 신호를 수신하기 위해 두 번째 리시버를 사용하는 것이 더 이상 불가능하다는 것을 의미합니다. 하지만 2025년부터 EU에서 오디오와 같은 개인 데이터를 암호화해야 하는 규정이 의무화됨에 따라 기존 협대역 무선 오디오 시스템에서도 이 옵션이 사라질 것이라는 점에 유의할 필요가 있습니다.
Sennheiser의 WMAS 기술을 통한 리던던시 시나리오
이제 다양한 장애 시나리오와 Sennheiser의 WMAS 구현을 통해 이를 처리할 수 있는 방법을 살펴보겠습니다.
RF 인터페이스
시나리오:
예를 들어 주파수 가용성을 확인하지 않고 조정되지 않은 무선 오디오 시스템을 켜는 등의 이유로 RF 주파수에서 간섭이 발생할 수 있습니다. 또 다른 잠재적 원인은 TV UHF 주파수 범위에서 원치 않는 RF 신호를 방출하는 비오디오 기기일 수 있습니다.
대응 방안:
Sennheiser의 WMAS 기술 구현은 작동 중에도 영구적인 스캔 기능을 제공합니다. 모바일 기기 또는 고정 안테나 등 모든 WMAS 기기는 사용되는 RF 스펙트럼을 지속적으로 모니터링하고 측정합니다(소위 분산 스펙트럼 감지). 이 데이터는 감지된 간섭을 운영자에게 보고하고 상황을 동적으로 대응할 수 있도록 지원합니다. 현장 테스트 결과 WMAS는 몇 가지 간섭 요인을 우회할 수 있는 것으로 나타났으며, 라이브 이벤트의 운영진이 간섭의 원인을 추적하고 이를 차단할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있습니다.
할당된 TV 채널의 간섭이 큰 경우, 즉 특정 RF 채널에서 여러 간섭이 활성화되어 작동을 유지할 수 없는 경우, 몇 초 내에 RF 채널을 변경할 수 있습니다. 모바일 기기는 다시 페어링할 필요가 없습니다. 간단한 검색을 시작한 다음 재배치된 캐리어를 감지합니다. 이로 인해 몇 초의 짧은 오디오 중단이 발생하지만, 여러 협대역 리시버와 관련 트랜스미터를 다시 프로그래밍하는 데 걸리는 시간을 고려하면 이는 아무것도 아닙니다. 또는 모바일 기기와의 통신이 어느 정도 가능한 경우 영구 원격 제어 채널을 통해 주파수 변경 명령을 내릴 수 있습니다. 이 절차를 통해 오디오가 중단되는 시간을 줄일 수 있습니다.
왼쪽: 단일 200-kHz 간섭기는 밀집된 멀티채널 협대역 배치에 영향을 미칠 수 있습니다. 하나 이상의 오디오 채널이 손실되었으므로 백업 주파수에서 작동하는 기기가 필요합니다. 간섭이 더 많이 발생할수록 더 많은 채널이 손실됩니다.
오른쪽: 동일한 간섭기가 WMAS 배치에 영향을 미칩니다. 시스템의 주파수 다양성과 고급 신호 처리 덕분에 WMAS는 이러한 공동 채널 간섭에 견고하게 작동합니다. 간섭 전파가 더 많이 발생하면 모든 기기의 분산 스펙트럼 감지 및 원격 제어를 통해 운영자가 정보에 입각한 조치를 취할 수 있습니다.
케이블 손상
시나리오:
일반적으로 무선 오디오는 랙 마운트 쪽에 많은 케이블이 필요합니다. 필수 전원 코드와 원격 안테나용 케이블 외에도 Dante와 같은 오디오 네트워크용 케이블이나 멀티채널 오디오 디지털 인터페이스(MADI)를 통한 연결용 케이블도 있습니다. 이러한 각 케이블은 손상되거나 실수로 분리될 수 있습니다.
대응 방안:
Sennheiser의 WMAS 기술 구현을 통해 모든 오디오 연결에 리던던시를 갖출 수 있습니다.
동일한 RF 채널에서 여러 개의 안테나가 작동하면 커버리지 영역을 확장하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 "손실된" 안테나를 보완할 수도 있습니다. 안테나 케이블이 분리된 경우 모바일 기기가 해당 안테나 범위 내에 있다면 다른 안테나가 오디오 아티팩트 없이 이를 대신할 수 있습니다. 따라서, 중첩된 안테나 영역은 리던던시를 제공합니다. WMAS가 많은 시나리오에서 중앙 유닛을 위한 단일 안테나만 있으면 되지만, RF 관리자들은 또다른 안테나를 추가하는 것을 고려할 수 있습니다.
중앙 유닛에 대한 제어 네트워크 연결이 일시적으로 끊어져도 오디오가 중단되지는 않습니다. 전원 케이블과 관련하여 별도의 전원 공급 장치와 별도의 전원 케이블도 옵션이 될 수 있습니다.
컨트롤 PC 장애
시나리오:
프로덕션 전과 프로덕션 중에 시스템을 구성하고 모니터링하려면 노트북 또는 데스크톱 컴퓨터가 필요합니다. 하지만, 이 PC가 고장날 수 있습니다.
대응 방안:
케이블 손상 시나리오와 마찬가지로, 이 기술을 사용하면 컨트롤 PC에 장애가 발생해도 프로덕션을 계속 진행할 수 있습니다. 작업자는 교체용 컴퓨터를 WMAS 중앙 랙 마운트 유닛에 연결하고 프로덕션 데이터를 새 컨트롤 PC에 업로드할 수 있습니다. 이렇게 하면 고장난 기기의 모든 기능을 대신할 수 있습니다.
마이크 결함
시나리오:
모바일 기기는 격렬한 무대 사용 중에 손상될 수 있습니다. 라발리에 마이크 캡슐은 땀이나 메이크업으로 인해 막힐 수 있습니다.
대응 방안:
기존 협대역 시스템에서와 마찬가지로 예비 기기가 중앙 유닛에 페어링됩니다. 이를 통해 결함이 있는 모바일 기기를 대체할 수 있습니다.
에너지가 넘치는 무대 공연은 마이크에 무리를 줄 수 있습니다. 예비 기기는 반드시 준비해 두어야 합니다.
WMAS 중앙 랙 마운트 유닛의 장애
시나리오:
중앙 유닛에 장애가 발생하면 어떻게 해야 하나요? 장애가 발생할 가능성은 낮지만, 리던던시가 핵심인 중요 방안들이 있을 수 있습니다.
대응 방안:
이 기술을 사용하면 자매 중앙 유닛의 모든 연결을 인수할 수 있는 두 번째 중앙 유닛을 구성할 수 있습니다. 구현 시, 운영자는 중요한 이벤트가 발생하기 전에 첫 번째 중앙 유닛의 전체 구성을 두 번째 유닛으로 복사합니다. 여기에는 암호화 키와 모든 페어링 정보가 포함됩니다. 백업 중앙 유닛으로 전환해야 하는 상황이 발생하면 백업 중앙 유닛이 첫 번째 유닛에서 작업을 이어받을 수 있습니다. "RF 간섭"에서 설명한 대로 모바일 기기는 새 중앙 유닛에 대한 연결을 다시 설정해야 하며, 이로 인해 몇 초 동안 중단이 발생할 수 있습니다. 그러나 페어링이나 재구성은 필요하지 않습니다.
결론
Sennheiser의 WMAS 기술을 기반으로 리던던시 옵션을 구현하는 제품을 단계별로 살펴보겠습니다. 리던던시가 필요한 많은 일반적인 시나리오에서, 이 기술은 가청 중단 없이 작동을 보장하는 솔루션을 제공할 수 있습니다. 간섭으로 인해 전체 RF 채널(폭 6 또는 8 MHz)이 작동하지 않거나 중앙 랙 마운트 유닛에 장애가 발생하는 경우, 잠시 중단된 후에도 프로덕션이 계속될 수 있습니다. 짧은 중단도 용납할 수 없는 경우, 무선 오디오 시스템의 미러링은 언제나 옵션이 될 수 있으며, WMAS는 마이크 리시버와 인이어 모니터링 트랜스미터로 가득 찬 랙 대신 소형 중앙 유닛만 사용하여 기존의 협대역 시스템보다 훨씬 쉽게 달성할 수 있을 것입니다.