Die WMAS-Erfinder
Dr. Sebastian Georgi und Jan Watermann – die beiden Sennheiser Forschungs- und Entwicklungsingenieure, die Wireless Multi-Channel Audio Systems (WMAS) erfunden haben – erläutern die Vorteile der neuen Technologie und wie sie Drahtlosanwendungen revolutionieren wird. Sebastian Georgi: „Mit dieser Technologie denken wir die drahtlose Audioübertragung in Multikanal-Szenarien neu, zum Beispiel für große Live-Events, für Theater und Rundfunkstudios – also überall dort, wo viele Audiokanäle genutzt werden. Sennheisers WMAS ist im Wesentlichen eine bidirektionale drahtlose Breitbandtechnologie, die Mikrofone, In-Ears und Fernsteuerung in nur einem HF-Breitbandkanal vereint.“
Die Projektentwicklung
Ursprünglich wollten die Entwickler Mittel und Wege gegen das sogenannte HF-Fading finden, den natürlichen Signalverlust auf Bühnen. HF-Fading kann Signalausfälle verursachen, sogenannte Dropouts, was die Arbeit von Tontechniker:innen immens erschwert. Das Ziel war, das Risiko von Signalausfällen zu beseitigen, indem Wege gefunden werden, die Diversität eines Breitband-Kanals besser zu nutzen.
Außerdem sollte das Setup für Nutzer:innen vereinfacht werden, denn Schmalbandsysteme erfordern insbesondere in Multikanal-Szenarien recht komplexe Technikaufbauten.
Eine weitere Vorgabe war, die knappen Frequenzressourcen besser zu nutzen, was für Tontechniker:innen eine immer größer werdende Herausforderung darstellt.
Der Unterschied zwischen Breitband- und Schmalband-Lösungen
Jan Watermann: „Die drahtlose Audiotechnologie basiert heute auf Schmalband-Lösungen, bei denen je ein Sender Signale an je einen Empfänger sendet. Dabei kann der Sender leider nicht feststellen, ob ‚sein‘ Empfänger überhaupt eingeschaltet ist oder ob er sich in Reichweite befindet. Im übertragenen Sinne könnte man sagen, dass jedes konfigurierte Mikrofon als Einzelkämpfer unterwegs ist.
Drahtlose Breitbandtechnologie hingegen ist systembasiert und somit sozusagen ein kooperativer Ansatz. Viele mobile Geräte sind über Funk mit einer Rack-Einheit verbunden. Hier geschieht alles in einem einzigen HF-Kanal mit 6 oder 8 MHz Bandbreite, also innerhalb eines TV-Kanals. Tontechniker:innen wählen einfach eine Trägerfrequenz für den zu konfigurierenden Breitband-Kanal aus, und das System koordiniert sich selbst, mit der Qualität und der Reichweite, die für die einzelnen Audiokanäle individuell festgelegt werden kann.“
Frequenzressourcen sparen
WMAS ist für Multikanal-Audioszenarien konzipiert. Drahtlose Mikrofone, In-Ear-Monitore, Fernsteuerung und weitere Audioanwendungen werden in eine einzige Funkschnittstelle integriert. Dadurch kann das Spektrum viel effizienter genutzt werden, nicht nur durch die Technologie selbst, sondern auch durch Workflow-Verbesserungen. Was man hier an Spektrum gewinnt, kann direkt wieder in Flexibilität und Audioqualität investiert werden. Ein Beispiel: Heute sind IEMs und Mikrofone in zwei verschiedenen HF-Bereichen mit einem Abstand von mehreren MHz untergebracht. In Zukunft können beide in einem einzigen TV-Kanal untergebracht werden.
Digitale drahtlose Mikrofone in Schmalband-Technologie, also mit einer Bandbreite von 200 kHz, werden dennoch weiterhin genutzt, nämlich für Anwendungen, bei denen diese Integration nicht erforderlich ist oder bei denen nur wenige Mikrofone zum Einsatz kommen.
Das System wird mit einer Gesamtsendeleistung von 50 mW pro HF-Breitbandkanal arbeiten, was der Sendeleistung eines einzigen heutigen Mikrofons entspricht. Innerhalb der Kapazitätsgrenze des Systems wird es keine Skalierung der Gesamtsendeleistung durch die Anzahl der verwendeten Geräte mehr geben. Außerdem wird diese Sendeleistung über den gesamten HF-Breitbandkanal verteilt, sodass die spektrale Leistungsdichte im Vergleich zu einem einzelnen drahtlosen Mikrofon mit einer Bandbreite von 200 kHz um den Faktor 30 (6 MHz) bzw. 40 (8 MHz) geringer ist. Diese geringere spektrale Leistungsdichte ermöglicht es, einen HF-Kanal leichter wiederzuverwenden. Das ist z. B. bei Rundfunkproduktionen in mehreren Studios oder auf den verschiedenen Bühnen eines großen Festivalgeländes von Vorteil.
Der Ansatz ermöglicht die Fernsteuerung aller Geräte zu jeder Zeit sowie die Zuweisung der wirklich benötigten Ressourcen an die einzelnen Geräte. Tontechniker:innen können Ressourcen Zeit genau planen und so Spektrum sparen. Im Vergleich zu heute, wo alle Geräte die ganze Zeit über mit der gleichen hohen Qualität aktiv senden, bedeutet der durch WMAS ermöglichte Workflow einen erheblichen Gewinn an spektraler Effizienz bei Großveranstaltungen.