Steve Caldwell,

Steve Caldwell, inżynier częstotliwości radiowych, przedstawia nam trudne wyzwania dotyczące koordynacji częstotliwości radiowych podczas jednego z największych wydarzeń na świecie, jakim były Igrzyska Olimpijskie i Paraolimpijskie.

1545900_10152551897022385_4523837812408455792_n

Wprowadzenie

Istnieje kilka dużych wydarzeń o wymiarze globalnym, które są większe niż odbywające się co cztery lata Igrzyska Olimpijskie. Ponad 11000 lekkoatletów wzięło udział w tegorocznych igrzyskach, które obejmowały łącznie 306 konkurencji w 28 dyscyplinach sportowych. To wszystko sprawiło, że igrzyska w Rio (przynajmniej z perspektywy sportowej) były nawet większe niż igrzyska w Londynie w 2012 roku. Skupiając się głównie na atrakcjach sportowych bardzo łatwo można nie zauważyć, jak wiele wysiłku wkłada się poza ich kulisami, aby całe wydarzenie mogło przebiegać płynnie z technicznego punktu widzenia oraz pod względem jego widowiskowości. Na przykład ceremonie otwarcia i zamknięcia wymagają ogromnej pracy planistycznej i zaawansowanej wiedzy, aby wszystko odbyło się bez przeszkód i zgodnie z harmonogramem. Miliony widzów oglądają te wydarzenia na żywo, a przy tak wysokich wymaganiach jest niewiele (jeśli praktycznie nie zero) miejsca na błędy. Niewiele osób zdaje sobie sprawę, jak wiele technologii radiowej wykorzystuje się podczas tak dużych i ważnych wydarzeń. Można śmiało powiedzieć, że większość z niej jest praktycznie niewidoczna - chyba że coś pójdzie nie tak. W takich krytycznych aplikacjach konieczna jest właściwa koordynacja i planowanie częstotliwości radiowych. Abyśmy mogli choć trochę poczuć ciężar tego wyzwania, Steve Caldwell przedstawi nam prace i procedury, z których korzystał dla zapewnienia bezproblemowego przebiegu widowiska w Rio.

Przygotowanie

Steve Caldwell Przygotowania do prac związanych z zarządzaniem widmem podczas ceremonii w Rio 2016 zaczęły się w lutym 2015 roku, kiedy to skontaktował się dyrektor techniczny Ceremonias Cariocas (CC2016). CC2016 był organem organizującym olimpijskie i paraolimpijskie ceremonie otwarcia i zamknięcia Rio 2016. Wiedząc, jak trudnym procesem może być zarządzanie widmem podczas ważnych wydarzeń, CC2016 zwrócił się do przedstawicieli ANATEL (brazylijskiego organu odpowiedzialnego za zarządzanie widmem radiowym) o pomoc w zarządzaniu tym trudnym zasobem. Zaangażowanie na wczesnym etapie postępowania (około 18 miesięcy przed) pozwoliło nam złożyć wniosek - i ostatecznie uzyskać – idealny zakres widma radiowego do wykorzystania podczas ceremonii. Ponadto, byliśmy w stanie określić najlepszy możliwy sprzęt - w oparciu o uzyskane spektrum - na długo przed procesem pozyskania tego sprzętu. Ostatecznie, ale może właśnie to było najważniejsze, wczesne rozpoczęcie prac pozwoliło nam nawiązać odpowiednie relacje z instytucjami odpowiedzialnymi za to widmo. Wizyta na stadionie Maracana (położonym na zachód od Rio de Janeiro) została również zorganizowana na bardzo wczesnym etapie prac. Ta wizyta umożliwiła zeskanowanie widma w różnych miejscach. Dało mi to również czas na spotkanie z podmiotami zarządzającymi widem, aby przedstawić im nasze wymagania i dokładnie określić dostępność widma w Brazylii. ANATEL był wyjątkowo elastyczny, zapewniając nam dostęp do kilku pasm, które zwykle nie są dostępne. Również w tym czasie przez oddzielny podmiot został utworzony portal internetowy z przedstawianiem oczekiwań w zakresie widma (prywatna brazylijska firma nadzorcza powołana do zarządzania dodatkowymi wymaganiami). Ten portal pozwalał wszystkim nadawcom - i każdemu, kto chciał uzyskać częstotliwości radiowe podczas igrzysk - na określenie swoich oczekiwań w zakresie dostępu do widma. Po zebraniu wszystkich informacji - w tym planowanych miejsc ich działania, możliwości technicznych sprzętu i ram czasowych - przydzielono częstotliwości i przyznano stosowne licencje. Pomimo tego, że została określona data zakończenia składania wniosków, ANATEL nadal przyjmował wnioski i przydzielał licencje aż do ceremonii otwarcia. Było to wyrazem pełnego zaangażowania w te sprawy ze strony organu odpowiedzialnego za widmo.

Zarządzanie widmem

Po tygodniu spędzonym w Rio, podczas którego miały miejsce skanowania, spotkania z władzami, opalanie się na plaży Copacabana, kolejne skanowania – wróciłem do Sydney i rozpocząłem proces określania, który sprzęt będzie najlepszy dla dostępnego widma. Wynikiem tego procesu była kompleksowa kompilacja rozwiązań częstotliwościowych. Systemy, za które byłem odpowiedzialny, zarówno z punktu widzenia zarządzania widmem, jak również zgodności częstotliwości – były w zasadzie wszystkim, co dotyczyło częstotliwości radiowych przeznaczonych do użycia na stadionie, na którym odbywały się ceremonie, a także wokół niego i we wskazanych obiektach. Te obiekty znajdowały się w odległości mniejszej niż kilometr od stadionu z drugiej strony linii kolejowej. Każdy, kto je odwiedził, zrozumie odniesienie do „drugiej strony torów”. Niektóre z systemów, które wymagały zarządzania widmem podczas produkcji ceremonii, to:
  • 30+ par kanałów semi-duplex dwudrożnych połączeń radiowych UHF analogowych mobilnych interkomów (60+ częstotliwości)
  • 30+ kanałów simplex UHF dla analogowych mobilnych interkomów dwudrożnych
  • 80+ kanałów mikrofonów radiowych (cyfrowych i analogowych)
  • 30+ kanałów systemów osobistego odsłuchu dousznego (IEM)
  • 14 kanałów transmisji FM (poza pasmem)
  • 3 kanały transmisji FM (w paśmie)
  • 10 kanałów 1900 MHz DECT dla cyfrowej komunikacji mobilnej full duplex
  • 4 kanały telemetrii 400 MHz dla pirotechniki
  • 4 kanały telemetrii 400 MHz dla sterowania efektami specjalnymi
  • Kanały telemetrii dla wielu systemów kontroli warunków pogodowych
  • Systemy TETRA w obiekcie (łączności dyspozytorskiej, bezpieczeństwa i ratownictwa)
  • Niezliczone urządzenia Wi-Fi
Sprzęt ten był przeznaczony wyłącznie do produkcji technicznej podczas ceremonii otwarcia i zamknięcia Igrzysk Olimpijskich i Paraolimpijskich (dźwięk, oświetlenie, komunikacja itp.). Ta lista nie obejmuje około 300 nadawców telewizyjnych, zespołów reporterskich i innych zainteresowanych stron. Do czasu rozpoczęcia prób ceremonii w obiekcie było już zarejestrowanych między 2500 a 3000 częstotliwości. Wymagania widma były daleko większe niż w Londynie w 2012 roku!

Brazylijskie widmo

Jedną z pierwszych rzeczy, które zauważyłem po wylądowaniu w Rio (zanim jeszcze dotknąłem skanera), była ogromna różnica w jakości przekazu telewizyjnego w moim pokoju hotelowym. Pierwszy raz od wielu lat miałem „śnieg” na niektórych kanałach. To mogło oznaczać tylko jedno - nadal była tu telewizja analogowa. Po krótkiej analizie okazało się, że mogę dostroić się do tej samej stacji nadawanej w formacie analogowym i cyfrowym. Ale SHIT! Po użyciu analizatora potwierdziło się to, co podejrzewałem - Rio (lub, co bardziej prawdopodobne, cała Brazylia) wciąż znajdowało się w okresie przejściowym, między system analogowym a cyfrowym. Każda analogowa stacja telewizyjna, która istniała, prawdopodobnie miała swój cyfrowy odpowiednik, który nadawał to samo w tym samym czasie. Określenie, że brazylijskie widmo telewizji naziemnej jest zatłoczone, jest ogromnym niedopowiedzeniem. W lutym z dostępnych 37 kanałów w paśmie TV UHF (raster US 6 MHz) tylko 14 było nieużywanych. Spotkanie, które miało miejsce z ANATEL-em następnie ujawniło, że z tych 14 obecnie niewykorzystywanych kanałów, 5 zostało przeznaczonych na zwiększenie mocy przez dodatkowe nadajniki, które miały być uruchomione przed igrzyskami i na ich początku. Tak więc w sumie mieliśmy tylko dziewięć kanałów TV o szerokości 6 MHz w widmie od 470 do 700 MHz. Ponieważ ANATEL był bardzo zaangażowany i wspaniałomyślny, umożliwił nam dostęp do innego zakresu spektrum. Mogliśmy również skorzystać z wolnej przestrzeni między 700 MHz a 806 MHz, ponieważ ich dywidenda cyfrowa nie została jeszcze sfinalizowana. Na szczęście z tego spektrum TV miały korzystać tylko mikrofony radiowe, systemy odsłuchu dousznego IEM i inne urządzenia komunikacji dwukierunkowej pracujące w paśmie UHF. Na szczęście, ponieważ mogłem określić sprzęt i zakres częstotliwości, który byłyby wykorzystywany do produkcji ceremonii otwarcia i zamknięcia igrzysk, miałem możliwość przeniesienia każdego z tych urządzeń, aby pracowało w paśmie powyżej 700 MHz. Żeby nie było za łatwo, wszystkie z 42 istniejących lub wkrótce uruchomionych nadajników TV znajdowały się na wzgórzu, które leżało niecałe trzy kilometry dalej i były w bezpośredniej widoczności ze stadionem. Siła sygnału większości z tych stacji zmierzona w centrum Maracany była większa niż -60 dBm. W Brazylii wykorzystuje się pasmo 450-470 MHz w przypadku dwukierunkowych systemów radiowych LMR, a stwierdzenie, że ta część pasma jest zapełniona, jest kolejnym ogromnym niedopowiedzeniem. Na szczęście, podmioty odpowiedzialne za przydzielanie widma zatwierdziły naszą prośbę o wykorzystanie części pasma 403-450 MHz dla naszych dwukierunkowych radiotelefonów wykorzystywanych podczas produkcji, ponieważ zasadniczo zabroniono nam korzystania z konwencjonalnego pasma 450-470 MHz. Zmiana ta stanowiła wyzwanie dla potencjalnego dostawcy usług telekomunikacyjnych przy dostarczaniu ręcznych urządzeń radiowych wymaganych podczas ceremonii, ponieważ sprzęt działający w tym alternatywnym niższym paśmie jest mniej powszechny. Zasugerowałem również, przedstawiając również istotny precedens, że wykorzystanie cyfrowych systemów trankingowych nie będzie najlepszym rozwiązaniem podczas ceremonii z kilku powodów. Jednym z nich była latencja doświadczana w przypadku użycia urządzeń ręcznych w zasięgu słuchu paneli komunikacyjnych. Wszystkie radiotelefony dwukierunkowe musiały pracować w zakresie widma wystarczająco szerokim, aby pomieścić ponad 90 kanałów z szerokością pasma strojenia wynoszącą 12,5 kHz dla analogowych nośnych. Ponieważ wszystkie nadajniki używane w podstawowych systemach radiowych i działające w trybach dupleks i simpleks pracowały na stałej siatce częstotliwości, nie mogliśmy umieścić tych częstotliwości bliżej niż około 300 kHz względem siebie. Wykorzystanie analogowych nośnych pozwalało również na szybsze wykrywanie usterek i rozwiązywanie problemów związanych z częstotliwością. System globalnego monitorowania transmisji FM był następnym, który trafił na swoje miejsce. Podczas wydarzeń tej wielkości (w szczególności ceremonii olimpijskich) wykorzystywany jest system nazywany Mass Cast Monitoring (lub IEM poziomu 3, jak to jest znane w branży). Zasadniczo jest jeden lub więcej nadajników FM Broadcast skonfigurowanych w taki sposób, aby zapewniały pokrycie całej zdefiniowanej przestrzeni wydarzenia. Każda osoba zaangażowana w produkcję wydarzenia nosi tani odbiornik FM i słuchawki douszne. To rozwiązanie zapewnia obsadzie technicznej głównie sygnał „time-zero program”, ale można go również wykorzystać do dostarczania wskazówek dotyczących choreografii, różnych instrukcji lub ścieżki z klikiem. W Rio użyliśmy sześciu nadajników FM na głównym stadionie i czterech nadajników FM dla każdej z dwóch przestrzeni przygotowań. Kolejny raz ze względu na bardzo zatłoczone pasmo transmisji FM 88-108 MH poprosiliśmy, a następnie otrzymaliśmy zgodę na wykorzystanie części widma między 76 MHz a 82 MHz (kanał 5 TV w paśmie US VHF). Ta alokacja pozwoliła nam uzyskać wystarczającą odległość między każdą z 14 częstotliwości FM, aby zrekompensować słabe tłumienie sąsiednich kanałów, którym cechują się tanie odbiorniki FM. Łącznie potrzebnych było 12500 takich odbiorników FM, tak więc każdy taki odbiornik musiał być tak tani, jak to tylko możliwe. Jedynym sposobem uzyskania odpowiedniej wydajności pracy używanych systemów w tym środowisku było zapewnienie możliwie najmniejszej ilości energii zewnętrznych (obcych) częstotliwości radiowych, przy zachowaniu sensownego rozdzielenia kanałów. Możliwość zajmowania widma tak daleko od typowego pasma transmisji sygnałów była nieoceniona. To rozwiązanie zapobiegło również udostępnianiu sygnału w paśmie dostępnym publicznie. Istniało również zapotrzebowanie na zapewnienie 3 nadajników FM wewnątrz normalnego pasma FM 88-108 MHz do użycia do celów translatorskich podczas ceremonii. Z tego względu, że te transmisje byłyby odbierane na odbiornikach nieco wyższej jakości (większość telefonów komórkowych sprzedawanych w Ameryce Południowej jest wyposażonych w odbiorniki FM), tłumienie sąsiednich kanałów dla tych usług nie stanowiło problemu. W ten sposób udało nam się przenieść trzy transmisje FM do zatłoczonego pasma. Kolejnym krokiem było zaplanowanie rozkładu widmowego urządzeń. Było oczywiste, które miejsca zajmą dwukierunkowe systemy LMR; to samo dotyczyło innych urządzeń posiadających ograniczenia w zakresie częstotliwości pracy, a także z ograniczonym pasmem przełączania. Systemy telemetryczne wykorzystywane do różnych funkcji, takich jak pirotechnika i sterowanie efektami specjalnymi, były wszystkie ograniczone do pasm ISM 430 MHz. Urządzenia Wi-Fi (chociaż był to zły pomysł) pracowały w stałym paśmie, podobnie jak systemy rządowe i bezpieczeństwa TETRA używane w obiekcie. Systemy DECT zaadoptowane dla cyfrowych dwukierunkowych systemów komunikacyjnych miały pewną swobodę, ponieważ mogliśmy dowolnie wybierać pasma DECT, które chcielibyśmy zająć. Pasmo DECT różni się nieco w zależności od kraju, a większość opcji sprzętowych było dostępnych dla dowolnego z pasm (głównie po ich przeprogramowaniu). Nadajniki transmisji w paśmie FM zostały przypisane do ich własnego zakresu widma, tak więc jedynymi systemami, które zostały do przypisania, były mikrofony radiowe i systemy odsłuchu dousznego IEM, zarówno dla ekip technicznych obsługujących ceremonie, jak również nadawców. Mieliśmy do dyspozycji tylko dziewięć czystych kanałów telewizyjnych w paśmie od 470 do 700 MHz, a także część pasma 700 MHz była też do naszej dyspozycji. Krajobraz widma WWB 6.12 Ilustracja powyżej: Krajobraz widma od 30 do 950 MHz – po uruchomieniu oprogramowania Shure WWB 6.12 Na samym początku podjęto decyzję przeznaczenia spektrum 700 MHz dla ponad 30 kanałów nadajników odsłuchu dousznego IEM. Jedyną niedogodnością wykorzystania tego spektrum był obecny światowy trend w kierunku ponownego przypisania tego pasma do użytku przez TELCO. W związku z tym dostępność sprzętu działającego w tym paśmie częstotliwości staje się nieco ograniczona. Może nie stanowić to problemu, jeśli mamy tylko 10 lub 15 odbiorników IEM, ale kiedy specyfikacja wymaga użycia 370 odbiorników beltpack IEM, które są zasilane z 24 kanałów nadajnika, staje się to nieco trudniejsze. Ten pewien mankament był jednak rekompensowany tym, że systemy IEM były przeniesione w wyższym zakresie widma, z dala od transmisji telewizyjnych i większości mikrofonów radiowych. Gdy wszystko wspomniane wcześniej miałem już posortowane, zostało mi dziewięć czystych kanałów TV o szerokości 6 MHz pomiędzy 470-700 MHz, aby umieścić w nich ponad 80 kanałów mikrofonów radiowych przewidzianych do użycia podczas produkcji ceremonii oraz dla nadawców, a także wszelkie dwukierunkowe systemy komunikacyjne UHF „BTR”. Później zgodzono się przenieść nowocześniejsze cyfrowe systemy komunikacyjne full duplex na pasmo DECT 1900 MHz, co w efekcie pozostawiło więcej miejsca dla mikrofonów radiowych.

Obliczenia, zakłócenia, intermodulacje

Jest to obecnie dość standardowa praktyka (wynikająca ze wspólnego wysiłku, który wsparłem), aby zapewnić najważniejszym użytkownikom widma te częstotliwości, których potrzebują - w ramach ograniczeń przewidzianych przez organ nadzorujący - przed przydzieleniem widma innym stronom. Ponieważ środowisko ceremonii olimpijskich było transmitowane na żywo na cały świat, mikrofony radiowe wykorzystywane na żywo oraz systemy odsłuchu dousznego IEM miały status najwyższego priorytetu. Następnie w kolejności malejącego priorytetu znalazły się: komunikacja w trakcie ceremonii, mikrofony radiowe i IEM posiadaczy praw transmisji, komunikacja posiadaczy praw transmisji, a następnie mikrofony radiowe nadawców, systemy IEM i komunikacja. W takim przypadku pozwoliło to, aby ustawienia częstotliwości pracy mikrofonów radiowych oraz systemów IEM ceremonii były rozwiązaniem najbardziej odpornym na zakłócenia i problemy z ich działaniem. Wszystkie inne systemy znajdujące się niżej na liście priorytetów są określane w sąsiedztwie każdego systemu o wyższym priorytecie. Ponieważ inne systemy (takie jak mikrofony radiowe nadawców) są uznawane za arbitralne, nie ma preferencji co do ich pozycji na podstawie ich zastosowania. Na przykład system IEM nadawcy (lub IFB w odpowiedniej nomenklaturze) jest traktowany tak samo, jak mikrofon radiowy nadawcy. Na tym poziomie nie mają już one innych właściwości interakcji, które stanowiłyby podstawę tego, jak organizujemy systemy o wyższym priorytecie. Po określeniu rozwiązań częstotliwościowych dla ceremonii (biorąc pod uwagę wszystkich istniejących wcześniej użytkowników pasma i włączając w to telewizję analogową), były one przekazywane do podmiotu nadzorującego widmo wraz z podobnymi obliczeniami dla dwukierunkowych systemów radiowych LMR. Od tego momentu wszystkie inne wnioski o przyznanie częstotliwości są następnie oceniane, obliczane i dostarczane wnioskodawcy. W takich przypadkach organ regulujący widmo najczęściej będzie szukał porady na temat najlepszego sposobu obliczania i ustosunkowania się do prośby wnioskodawcy, bez uszczerbku dla integralności rozwiązania wykorzystania częstotliwości radiowych ceremonii o najwyższym priorytecie. Proces obliczania częstotliwości wymaganych do realizacji takiego wydarzenia składa się z kilku etapów. Rzeczywista procedura jest unikatowa w każdym z przypadków i znacznie wykracza poza zakres tego artykułu. Jednakże proces ten jest niezbędny do zapewnienia odpowiedniego i stabilnego rozwiązania dla tego nieprzyjaznego środowiska. Wszelkie obliczenia muszą kłaść duży nacisk na korzystanie z urządzenia, które będzie pracować na częstotliwości do niego przypisanej. Istnieje kilka sposobów ważenia tych obliczeń, które dają możliwości rozdzielania urządzeń na podstawie ich użycia. Te procesy pozwalają na bardziej efektywne wykorzystanie widma; niektóre z nich są przedstawione poniżej, z przedstawieniem ich zalet:
Rozdzielenie widma Wykorzystanie różnych częstotliwości w tej samej fizycznej lokalizacji w dowolnym czasie Najbardziej powszechna i niezawodna forma rozdzielenia. Możliwość niezależnego monitorowania każdej nośnej zapewnia bezpieczeństwo. Nośne, które nie są częścią rozwiązania RF, mogą być łatwo wykryte.
Segregacja przestrzenna Wykorzystanie tych samych częstotliwości w różnych lokalizacjach fizycznych w dowolnym czasie Używany najczęściej w przypadku rozwiązań, które mają dużą liczbę nośnych na dużym obszarze. Wzajemny niekorzystny wpływ tych obszarów jest trudniejszy do wykrycia.
Segregacja czasowa Wykorzystanie tych samych częstotliwości w tej samej fizycznej lokalizacji w różnym czasie Najmniej niezawodna ze wszystkich trzech metod, ponieważ wymaga włączenia lub wyłączenia nośnych w ustalonym czasie. Dla tego sposobu nie ma drugiego poziomu bezpieczeństwa. Istnieje duże ryzyko zanieczyszczania widma.
* Standardowe obliczenia IMD (zniekształceń intermodulacyjnych) są stosowane w połączeniu z powyższymi metodami ważenia. Przedstawione powyżej trzy różne rodzaje segregacji wiążą się z różnymi aspektami niezawodności i mogą być użyte osobno lub łącznie, w zależności od okoliczności. Ze względu na relatywną bliskość stadionu Maracana do innych miejsc objętych przygotowywanym rozwiązaniem RF (takich jak miejsca przygotowań), te procedury obliczeniowe wymagały dużej ostrożności. W tym przypadku żadne główne częstotliwości nie były ponownie wykorzystywane na żadnym etapie przez okres 4 miesięcy - z wyjątkiem tego samego sprzętu używanego podczas każdej z czterech ceremonii. Przy pomocy trzech metod szacowania opisanych powyżej; częstotliwości, pozycji i czasu zostały obliczone tylko produkty intermodulacyjne i ich bliskość do podstawowych nośnych. Poziom, dla którego obliczano każdy sprzęt radiowy - w odniesieniu do podstawowych wymagań dotyczących odstępów i podatności na IMD - był bardzo dopasowany do każdego rodzaju urządzenia, uwzględniając zarówno IMD odnoszący się do nadajnika, jak również odbiornika. Ostatecznie zostało przesłanych do ANATEL również 270 innych częstotliwości mających związek z samymi ceremoniami. Od tego momentu można było rozpatrywać wnioski o ponad 2000 częstotliwości od innych użytkowników. Należy zauważyć, że spory odsetek częstotliwości żądanych przez znaczną część nadawców to tak zwane „ziemie zdobyte”. Zasadniczo, w chwili zgłoszenia zapotrzebowania, nadawcy często nie wiedzą, jakiego sprzętu będą używać podczas wydarzenia. Najprostszym sposobem zapewnienia sobie wyboru pasm częstotliwości, gdy wydarzenie rozpocznie się, jest złożenie wniosku o przyznanie wielu częstotliwości we wszystkich częściach widma. W ten sposób nadawcy będą mieć dostęp do licencjonowanych częstotliwości, niezależnie od sprzętu, który ostatecznie wykorzystają. Mimo że istnieje duży procent licencjonowanych częstotliwości, które nigdy nie zostaną wykorzystane, to w momencie obliczania nie ma możliwości ustalenia, które to będą. W tej sytuacji obliczenia muszą być dokonywane z założeniem, że wszystkie one zostaną wykorzystane. fat-albert-wideband-antenna Ilustracja powyżej: Szerokopasmowa antena odbiorcza „Fat Albert” w Londynie

Monitorowanie środowiska RF

Monitorowanie środowiska częstotliwości radiowych (RF) lub „krajobrazu widma” było priorytetem po powrocie do Rio pod koniec maja 2016 r. Do samolotu zabrałem trzy duże skrzynie Pelican z urządzeniami monitorującymi widmo oraz antenami, co oczywiście przyciągnęło uwagę celników w międzynarodowym porcie lotniczym Rio. Otwarcie skrzyń spowodowało pojawienie się co najmniej pół tuzina celników szukających wyjaśnień, ale brakowało im takiego poziomu znajomości języka angielskiego, aby dobrze zrozumieć moje wyjaśnienia techniczne. W rzeczywistości, im bardziej próbowałem wytłumaczyć, do czego ten sprzęt służy, tym bardziej wszystko stawało się bardziej zagmatwane. Na szczęście miałem ze sobą list intencyjny od organizatorów Ceremonii Olimpiady, który opisywał charakter mojej sześciomiesięcznej wizy pracowniczej. Zapewnił on trochę wiarygodności dla mojej osoby, choć nie wyjaśniłem, po co mam ten sprzęt. Widać dokument i moja postawa okazały się wystarczające, a ja spędziłem następne pół godziny ponownie pakując cały mój bałagan. Pojawiając się na stadionie kilka dni później, zacząłem szukać miejsca, w którym można ustawić antenę analizatora. Jedną z najważniejszych rzeczy, które należy uwzględnić podczas monitorowania widma, nie jest bezwzględna amplituda pomiarów, ale stosowne ich zmiany występujące w czasie. Jedyną rzeczą, która zrujnuje wszystkie względne pomiary, jest zmiana położenia anteny pomiarowej. Wiedziałem, że nie będę w stanie znaleźć miejsca dla anteny, która mogłaby służyć mi przez następne 4 miesiące w trakcie budowy stadionu, przygotowywania oświetlenia i nagłośnienia, prób oraz samej ceremonii, i oczywiście okresów pomiędzy, kiedy cały stadion zostanie przekazany do rywalizacji olimpijskiej. Na razie świetna byłaby każda pozycja, która pozwoliłaby mi przejść przez okres budowy, a przynajmniej do momentu pojawienia się mojej większej, mniej przenośnej anteny dostarczanej frachtem morskim. Ostatecznie ustawiłem antenę na zewnątrz szklanego pomieszczenia kontrolnego, które znajduje się w tylnej części górnej trybuny Maracany. To pomieszczenie było przeznaczone do użycia przez spikerów podczas ceremonii. W tym miejscu mógłbym monitorować spektrum przez dość długi okres i mieć pewność, że wszystkie wykonane przeze mnie obliczenia oraz wszystkie rozpatrywane i licencjonowane częstotliwości będą cały czas przydatne do użycia. Przez kilka następnych godzin moje oczy były wlepione w ekran. Jeśli nastąpiłaby nieoczekiwana i znacząca zmiana w widmie w odniesieniu do pomiarów, których dokonałem 15 miesięcy temu - lub przynajmniej przyjętych jako podstawowe na podstawie informacji od ANATEL - wtedy moglibyśmy mieć kłopoty. Do tego czasu, zostały już uzgodnione wszystkie warunki odnoszące się do przygotowania rozwiązań komunikacyjnych, dźwięku oraz wielu innych zaangażowanych w produkcję widowiska. Wszyscy ci wykonawcy dostarczyli sprzęt dopasowany do warunków, które zostały z kolei określone na podstawie wcześniej zdiagnozowanego widma. Właśnie w tym momencie dowiedzieliśmy się, jak wiele się zmieniło. Na szczęście, z wyjątkiem kilku analogowych stacji telewizyjnych, które wcześniej zostały wyłączone, nie było rozbieżności. Dzięki Bogu. Kolejne tygodnie nie wniosły żadnych istotnych zmian w krajobrazie widmowym. Wreszcie prawdziwa antena monitorująca („Fat Albert” dla tych, którzy zostali już sobie przedstawieni) dotarła frachtem morskim z Sydney. W tym momencie poszedłem znaleźć bardziej trwałą pozycję dla anteny na stadionie - taką, która nie byłaby zagrożona aż do końca imprezy. Antena została umieszczona w górnych rzędach siedzeń, bezpośrednio przed pomieszczeniem zarządzania ceremoniami. To była doskonała pozycja, ponieważ było wystarczająco wysoko, aby dobrze odbierać każdą aktywność RF poza stadionem, ale też na tyle daleko od wszystkich anten nadajników dużej mocy systemów: dwukierunkowych LMR, IEM oraz anten nadajników FM. Nic nie zakłóca skanowania krajobrazu widma bardziej, niż kilka nośnych o dużej mocy mieszających się w stopniu wejściowym twojego odbiornika szerokopasmowego.

Sprzęt i regulacje prawne

Sprzęt, którego używam do monitorowania widma częstotliwości radiowych, nie jest niczym szczególnym, ani drogim. Z biegiem lat doszedłem do wniosku, że nie chodzi o to, jak dużo go jest, ale co można nim zrobić. Zauważyłem w ostatnich latach, że podmioty odpowiedzialne za spektrum radiowe wprowadzają na te stadiony bardzo drogie odbiorniki AOA i TDOA, bez niezbędnych umiejętności zmierzenia nawet pojedynczej nośnej. Prawie każde rozsądne urządzenie do monitorowania widma będzie w stanie dostarczyć informacje niezbędne do kompetentnego monitorowania widma. Nie chodzi tutaj o bezwzględne pomiary, a o pomiary względne. Nie musisz posiadać szerokopasmowej anteny dwustożkowej lub tarczowo-stożkowej z liniową szerokością pasma od DC do światła dziennego. O ile użyjesz tej samej anteny, w tej samej pozycji, będziesz w stanie wykryć zmiany w widmie. Inną sprawą jest poznanie swojego sprzętu; czy jest „głuchy” (ma niską czułość RF) w niektórych pasmach częstotliwości? Czy ma znaczące problemy ze współczynnikiem tłumienia reakcji obrazu, które należy brać pod uwagę? Czy poziom szumu, który widzisz, jest mierzony lub nieodłączny? Czy poziom szumu, który widzisz, jest umiarkowany lub integralny? Gdy dobrze poznasz właściwości i działanie swojego odbiornika, będziesz lepiej przygotowany do określenia tego, co NAPRAWDĘ się dzieje. Moja ulubiona broń do długoterminowego monitorowania nie jest szczególnie droga, ani trudna w użyciu. Posiadam dwa urządzenia firmy WinRadio z Melbourne w Australii. Pierwszym z nich jest WinRadio G33WSM, który jest prawdopodobnie najpowszechniej używanym odbiornikiem SDR (Software Defined Radio) w tej branży. Jest to oryginalne urządzenie w wersji testowej beta, wysłane do mnie przez facetów z WinRadio prawie dziesięć lat temu i jest znakomite. Drugie urządzenie to WinRadio G39DDC, który jest kolejną jednostką SDR, ale ponieważ cała szerokość pasma RF 16 MHz jest próbkowana w czasie rzeczywistym, jest zdolna do wykonania niesamowitych sztuczek. RF-Monitoring-screens.-WinRadio-receivers-centre-of-image Ilustracja powyżej: Ekrany monitorowania częstotliwości radiowych. W środku obrazu ekrany odbiorników WinRadio. Jedną z najlepszych rzeczy w obu jednostkach (szczególnie G39DDC, ponieważ filtrowanie RF, IF i dźwięku jest w pełni regulowane w czasie rzeczywistym) jest możliwość monitorowania dźwięku, który może być modulowany na prawie każdej nośnej. Przez lata widziałem wielu ludzi - głównie specjalistów pomiaru widma reprezentujących lokalne władze, którzy posiadali bardzo drogie stacjonarne i przenośne urządzenia do wyszukiwania kierunków transmisji fal, i próbujących znaleźć nielegalne nadajniki. W przypadku stadionów i poszukiwania kierunku rozchodzenia się fal sprawa jest dość trudna ze względu na ich odbicia, które mogą prowadzić do dość szalonej gonitwy za nimi. Nawet z użyciem zaawansowanych urządzeń TDOA (Time Difference of Arrival). Te systemy RDF znajdują swoje zastosowanie w przypadku mniejszych odległości i używałem ich przy wielu okazjach. Najlepszą metodą, do jakiej doszedłem w celu znalezienia niezarejestrowanego nadajnika, nie jest fizyczne szukanie nośnej RF, ale słuchanie treści z tej nośnej. Możesz dowiedzieć się bardzo wielu informacji o nadajniku z dźwięku zdemodulowanego z jego nośnej, a nawet o samej nośnej. Czy na tej nośnej prowadzone są rozmowy? Czy są przekazywane jakieś wiadomości? Czy w tle słychać dźwięki emitowane przez system PA? Czy słychać coś, co może zdradzić, kim są użytkownicy tego nielegalnego sprzętu i z jakiego miejsca mogą prowadzić tę transmisję? Teraz możemy przyjrzeć się samej nośnej - czy występuje na niej samosłyszalność, obecne są podnośne lub dźwięki klawiszy zdradzają typ nadajnika? Czy nośna jest na częstotliwości sugerującej markę lub model nadajnika (jeśli nośna jest na częstotliwości 100 kHz lub w jej wielokrotnościach, masz szansę większą niż 4: 1, że jest to Lectrosonics). Jeśli występuje sygnał pilota 19 kHz, istnieje duże prawdopodobieństwo, że jest to jednostka IEM / IFB. Większość urządzeń ma charakterystyczne dla siebie cechy, na podstawie których można je zidentyfikować. Nawet określenie marki sprzętu może daleko pomóc w określeniu, kto może go używać i gdzie może się znajdować. Kolejną sztuczką, której często używam podczas śledzenia nieautoryzowanych nadajników, jest użycie wszystkich odbiorników, którymi dysponuję. Jeśli bandycki nadajnik jest na częstotliwości, na której może pracować twój system mikrofonów radiowych (istnieje bardzo duża szansa, że twój system ma takie możliwości, a prawdopodobnie w pierwszej kolejności właśnie nim wykryłeś obecność nielegalnego sygnału), dostrój do tej nośnej jeden z twoich odbiorników. Nawet w przypadku, gdy nie będziemy słyszeć dźwięków, informacje o sile sygnału wskazywanej przez anteny odbiornika oraz rodzaj i orientacja jego anten mogą dostarczyć nam wielu przydatnych informacji. Ceremonie olimpijskie wykorzystują wiele „węzłów” odbiorczych ustawionych wokół stadionu w celu zapewnienia redundancji. Wszystkie one mają własne anteny kierunkowe, ustawione w różnych pozycjach wokół stadionu i skierowane w różne strony. Wiele informacji o pozycji nielegalnego nadajnika może być uwidocznionych w pozycjach tych różnych anten / odbiorników. Jedyną rzeczą, którą należy pamiętać, gdy jest się odpowiedzialnym za widmo - czy to w aspekcie planowania spektrum, czy też z perspektywy monitorowania i nadzoru zgodności jego wykorzystania - jest to, że większość ludzi, którzy korzystają z niewłaściwych częstotliwości, nawet nie będą o tym wiedzieć. Ostatnią rzeczą, którą powinieneś zrobić, to wytropić ich i pojawiać się z analizatorami i listą licencji czytając im „akt pacyfikowania zamieszek”. W większości przypadków ci użytkownicy są całkowicie nieświadomi częstotliwości, z jakiej korzysta ich zestaw, a jeszcze bardziej nie wiedzą o planowaniu spektrum w tym miejscu. Dziewięć na dziesięć osób, które znalazły się w takiej sytuacji, wykazuje zrozumienie tej sytuacji i w tym wszystkim jest zadowolona z faktu, że mogła się nauczyć czegoś nowego. Bez żadnych obiekcji zrobią to, o co poprosisz, a część z nich poprosi cię też o pomoc. Nie ma lepszej opcji niż zapytanie ich, czy chcieliby otrzymać częstotliwość odpowiednią do użycia. Ostatecznie, jeśli uwzględnisz ich w planie, cała sytuacja jest lepsza dla nich i dla ciebie. Weź od nich numer telefonu, zachęć ich do skontaktowania się z Tobą, jeśli mają jakieś problemy, a większość z nich stanie się dla ciebie kolejną parą oczu w twoich działaniach. Patrząc na to globalnie, wszystkie inne nielegalne nadajniki mają takie same szanse na przeszkodzenie im w pracy, tak jak oni zrobili to tobie. Kiedy zajmuję się przygotowaniem rozwiązania w zakresie widma dla różnych wydarzeń - nawet takich, które niekoniecznie wymagają zaangażowania lokalnych podmiotów zarządzania spektrum - zawsze dołączam do nich pakiet najpopularniejszych pasm używanych przez nadawców i ekipy reporterskie do opracowywanego rozwiązania częstotliwościowego. W ten sposób mam do dyspozycji pulę kompatybilnych częstotliwości. Ten prosty dodatek zaoszczędził mi wiele czasu i wysiłku w tak wielu pracach. Większość nadawców, którzy kolejny raz pracują przy tych wydarzeniach, często wysyła mi e-mail na długo przed wydarzeniem, aby uzyskać informacje o dostępności widma i prosi o uwzględnienie ich potrzeb w moich rozwiązaniach.

SPACERY TESTOWE ORAZ WYDAJNOŚĆ SYSTEMU

Po wdrożeniu w życie planu widma, gdy cały sprzęt RF jest już zainstalowany i uruchomiony, następną rzeczą, którą należy zrobić, jest upewnienie się, że mamy wystarczający zasięg dla całego wydarzenia.

Podczas ceremonii olimpijskiej testy pokrycia stosowane dla różnych rodzajów sprzętu różnią się znacznie. Jednym ze sprzętów, który pochłania najwięcej czasu na sprawdzenie zasięgu, jest dwukierunkowy system radiowy – a to z powodu oczekiwań, że będzie on działać wszędzie. Dosłownie wszędzie. Na szczęście wymagania dotyczące jakości dźwięku nie są tak krytyczne, jak w przypadku mikrofonów radiowych lub systemów odsłuchu dousznego IEM. Systemy komunikacji dwukierunkowej są używane tylko w przypadku ograniczonej pasmowo mowy, a szumy tła nie stanowią aż tak istotnego problemu. Kluczem do uzyskania dobrego pokrycia systemu dwukierunkowego korzystającego z rozwiązania simpleks lub semi-duplex jest rodzaj anteny i jej umieszczenie. W większości przypadków dwukierunkowych systemów radiowych wykorzystywanych podczas ceremonii, pewna część wzmacniaczy radiowych simpleks lub semi-duplex jest umieszczana gdzieś w pomieszczeniach. Nadajniki dla tych wzmacniaczy są łączone różnymi metodami w jedną antenę TX. Ta antena jest następnie umieszczana w widocznym miejscu, które często jest kompromisem między wysokością (aby zapewnić dobre pokrycie) a odległością od nadajników (w celu zminimalizowania strat sygnału w przewodach). W podobny sposób odbiorniki w systemie wzmacniaczy sygnału są zasilane z anteny odbiorczej (RX) poprzez szereg filtrów i rozwiązań dystrybucji sygnału. Po uzyskaniu odpowiedniego kompromisu dla anteny nadawczej (TX) i wybraniu odpowiedniego jej rodzaju, antenę odbiorczą (RX) umieszcza się w odpowiedniej odległości od anteny nadawczej.

Następnie system jest testowany przez jego obejście, aby upewnić się, że jest wystarczające pokrycie zarówno w odniesieniu do transmisji, jak również odbioru sygnałów na całym obszarze jego pracy. Odbiór sygnału w ręcznych radiotelefonach może być w pewnym stopniu optymalizowany w celu uzyskania najlepszej wydajności, poprzez zmianę w granicach rozsądku mocy wyjściowej skojarzonych nadajników bazowych. Jednak wydajność podstawowego odbioru radiowego jest w pewnym stopniu uzależniona od ograniczonej mocy wyjściowej samych radiotelefonów ręcznych. W tym przypadku można wprowadzić minimalne regulacje mocy nadajnika ręcznego, a różnica musi zostać wprowadzona w podstawowym odbiorniku. Najprostszym sposobem jest zwiększenie naturalnego zysku anteny, jednak istnieje ryzyko zawężenia wiązki anteny i „przestrzelenia” wymaganego obszaru zasięgu. Kolejnym wymogiem jest ograniczenie poziomu szumów tła w odniesieniu do odbiorników. Można to osiągnąć przez zastosowanie odpowiednich filtrów w odbiornikach. Ponieważ szum jest proporcjonalny do szerokości pasma, każde jego zwężenie w odbiorniku zmniejszy poziom szumów – co umożliwi odbiór przez radiotelefon słabszych sygnałów.

Drugim najważniejszym testem zasięgu jest sprawdzenie wydajności systemów mikrofonów radiowych oraz odsłuchu dousznego IEM. W kontekście takiego wydarzenia jak to, powszechną praktyką jest użycie nośnych o większej mocy w przypadku systemów monitorowania dousznego, nawet jeśli nie zawsze jest to konieczne. Większość organów zajmujących się zarządzaniem spektrum zezwoli na wykorzystanie wyższych mocy lub znacznie częściej na użycie anten o wyższym zysku, aby poprawić ERP (efektywną moc wypromieniowania). W związku z tym siła pola w obszarze działania systemu jest zwiększona. Rzadko kiedy nie mieliśmy możliwości objęcia całego stadionu doskonałym zasięgiem jedynie dzięki zastosowaniu właściwej anteny. Użycie odpowiedniej jakości szerokopasmowych sumatorów sygnału antenowego oraz wzmacniaczy, a także anten o wysokim zysku, które są starannie dobrane do pracy na stadionie, pozwoli Ci skonfigurować sprzęt i zapomnieć o jego obecności, a skoncentrować się przede wszystkim na ważniejszych testach zasięgu mikrofonów radiowych.

Jest to jeden z obszarów częstotliwości radiowych, gdzie naprawdę trzeba zadbać o wszystko, aby nie było żadnych niespodzianek. Jeśli jeden wykonawca dozna zaniku sygnału w swoim systemie odsłuchu dousznego IEM lub jeśli menedżer sceny będzie musiał coś powtórzyć przez swój radiotelefon, to problem będzie dotyczyć tylko jednej osoby. Natomiast jeśli pojawi się chociażby jeden zanik sygnału lub artefakt mikrofonu radiowego podczas transmisji na żywo na cały świat – zauważą to wszyscy. Nawet osoba trzymająca ten mikrofon, ponieważ jej system odsłuchu dousznego jest doskonały.

Nie ma żadnych sekretów, jak uzyskać doskonałe pokrycie mikrofonem radiowym, szczególnie w wyjątkowo nieprzyjaznym środowisku RF, takim jak Stadion Olimpijski, który jest wypełniony 80000 iPhone'ami szukającymi sieci Wi-Fi. Nie ma ani jednego urządzenia, procedury, obliczeń ani porady, która zapewni ci klucz do doskonałego pokrycia. Jest to odpowiednie połączenie WSZYSTKICH tych rzeczy, nawet w najmniejszych ilościach. Oczywiście, prawidłowe zarządzanie widmem może pozwolić odnieść sukces, ale absolutnie wszystko musi być wzięte pod uwagę; pozycja anteny, jej typ, filtrowanie sygnału, wzmocnienie sygnału przez przedwzmacniacz, typ i długość przewodu, dystrybucja i ścieżka sygnału radiowego, typ odbiornika oraz moc nadajnika. Wszystkie pozornie małe zmiany, które mogą wydawać się trywialne, mogą mieć ogromy wpływ w odniesieniu do częstotliwości radiowych.

Spędzam wiele godzin, a czasem dni rozważając, instalując, a czasem spierając się z działem technicznym w sprawach związanych z pozycjonowaniem anten mikrofonów radiowych i jest to bardzo ważne. Całe projekty systemów audio uległy zmianie na skutek decyzji, że lokalizacja racka ze sprzętem radiowym jest niewłaściwa. Czasami spędzam godziny wypróbowując różne filtry na antenach, aby określić ich wpływ na poziom szumów w systemie. Mogę łatwo poświęcić godzinę na czyszczenie i zaciskanie uziemienia we wszystkich złączach BNC i N-type. Może trudno w to uwierzyć, ale sam ten proces może poprawić działanie niektórych systemów. Innym przykładem poprawy działania systemu może być prosty zabieg polegający na umieszczeniu wcześniej wszystkich urządzeń działających w wyższych zakresach częstotliwości w kaskadowo połączonym systemie dystrybucji sygnału antenowego lub przypisanie nadajnikom bodypack niższych częstotliwości w sprzęcie pracującym w dolnym zakresie częstotliwości radiowych, aby zminimalizować pochłanianie sygnału. Wszystkie te rzeczy sumują się działając na naszą korzyść.

Prawdopodobnie jednak najważniejszym czynnikiem wpływającym na uzyskanie dobrej wydajności RF, a dotyczy to prawie wszystkich urządzeń RF, a nie tylko mikrofonów radiowych, jest poziom mocy nadajnika. Moim głównym celem w tym zakresie jest wykorzystanie jak najmniejszej mocy, aby uzyskać wymagany zasięg. Nic więcej, niż to jest potrzebne.

Mikrofony radiowe – Mógłbym policzyć na jednej ręce przypadki, kiedy użyłem ustawień wysokiej mocy w przypadku nadajników mikrofonów radiowych. Jeśli nie możesz uzyskać zasięgu poprzez wybór anteny odbiornika, jej umiejscowienie i jej zysk, to coś jest nie tak. Pozostaw ustawienia dużej mocy w przypadku nadajnika, który zostanie schowany pod 10 warstwami kostiumu lub który będzie noszony przez faceta, który naturalnie pochłania wszystkie częstotliwości radiowe na planecie. To po prostu sprawi, że ich działanie będzie względnie zgodne z pozostałymi nadajnikami, które są w użyciu.

Systemy osobistego odsłuchu dousznego (IEM) – Często moc wyjściowa naszych systemów sumatorów i wzmacniaczy IEM jest niższa niż moc wyjściowa indywidualnych nadajników IEM podłączonych do nich. Najczęściej ma to podłoże w zysku anteny, która wykonuje całą ciężką pracę dla ciebie i jest to zysk pozbawiony dodatkowych szumów.

Radiotelefony – Ostatni zaprojektowany przeze mnie system, jakiego używałem w Rio, miał mniej niż 5 dB straty z każdego nadajnika względem anteny i obejmował wyjścia ponad 40 nadajników. Każde wyjście nadajnika na antenie wynosiło 800 mW przekazywanej mocy i wystarczało to na pokrycie całego stadionu od góry do dołu.

Wszystkie te systemy działały z tak małą mocą, ponieważ nie walczyły ze sobą. Podczas ceremonii otwarcia igrzysk olimpijskich w Londynie w 2012 r. szerokopasmowy poziom szumów tła wzrósł średnio o 22 dB w noc ceremonii otwarcia. W ceremonii otwarcia w Rio odnotowano wzrost poziomu szumu tła o mniej niż 10 dB. Wyższa moc niczego nie poprawia i powinna być używana jako ostateczność.

 

Ilustracja powyżej: Sumator systemu radiotelefonów

Redundantny system wzmacniaczy IEM

W ciągu 16 lat praca nad takimi wydarzeniami pozwoliła nam również na opracowanie poważnych narzędzi RF do użycia z mikrofonami radiowymi i systemami IEM. Tę grę podczas tych wydarzeń nazywa się redundancją (nadmiarowością). Oprócz praktyki zapewniania zapasowych odbiorników dla mikrofonów radiowych z powielonymi odbiornikami usytuowanymi w różnych częściach stadionu, istnieje jeszcze kilka aspektów standardowego łańcucha odbioru sygnału mikrofonu radiowego, które stanowią minimalne, ale realne ryzyko zagrażające powodzeniu występów na żywo. Jedną z nich jest sieć przesyłania sygnału. W większości systemów odbiorczych, wiele kanałów odbiorczych jest zasilanych z pojedynczej pary anten przez główny wzmacniacz, który jest zasilany przez pojedynczy sumator, a całość z kolei jest zasilana prądem z jednego źródła zasilania. W sytuacji, gdy ten pojedynczy zasilacz ulegnie awarii, wówczas utracimy całą dystrybucję sygnału i wzmocnienie całego zestawu odbiorników. Ten scenariusz może wydawać się mało prawdopodobny, ale przytrafił się podczas National Day Parade w Singapurze w 2008 roku. Impulsowy zasilacz sieciowy we wzmacniaczu dystrybucyjnym przegrzał się i uległ awarii. Żadnego rozwiązania bezpieczeństwa, żadnego sygnału radiowego z jakiegokolwiek odbiornika. W konsekwencji tych wydarzeń, wzmacniacz dystrybucyjny został zbudowany tak, aby w przyszłości uniknąć takiej sytuacji. Jest to 8-drożne urządzenie pozwalające na użycie większej liczby mikrofonów radiowych (8 par wyjść zasilających 8 wzmacniaczy dystrybucyjnych, które zasilają wiele odbiorników). Ma on możliwość obsługi nadmiarowego zestawu wejść antenowych, na które następuje automatyczne przełączenie, w przypadku, gdy na głównym torze antenowym zostanie wykryta wyraźna zmiana impedancji znamionowej lub poboru mocy. Najlepsze we wszystkim jest to, że dystrybutor sygnału jest zasilany przez kumulowanie wszystkich napięć polaryzacji +12 V ze wszystkich urządzeń podłączonych do niego. Urządzenie samo w sobie nie ma zasilacza. Żeby przestało działać, musiałyby wcześniej ulec awarii wszystkie urządzenia, które są podłączone do niego. To rozwiązanie działa od Zimowych Igrzysk Olimpijskich w Vancouver w 2010 roku.

Opracowaliśmy również kilka sprytnych automatycznych systemów redundancji dla naszych systemów dystrybucyjnych IEM, które nie pozwalają na zatrzymanie transmisji sygnału radiowego do momentu, gdy awarii ulegnie aż około 85% łańcucha dystrybucji, w tym dwie trzecie używanych anten.

W PRAKTYCE

Zarządzanie widmem podczas takiego wydarzenia jak to jest kompletną pracą samą w sobie. To zadanie różni się dość znacznie od bycia inżynierem RF i operatorem wszystkich mikrofonów radiowych i systemów IEM pracującym na zlecenie podmiotu realizującego dźwięk. Miałem jednak to szczęście, że byłem menedżerem widma i inżynierem RF podczas ceremonii olimpijskich w Rio w 2016 roku, a pełnienie obu tych ról pozwoliło poprawić efektywność systemów radiowych. Zasadniczo traktowałem priorytetowo moje prace w kierunku zarządzania widmem do czasu, gdy próby były już w toku, a następnie bardziej skupiłem się na zagadnieniach, które były głównie związane z mikrofonami radiowymi i IEM. Cały czas obserwowałem spektrum, ale do tego czasu miałem już dobre rozeznanie w tym, co się tam dzieje, a wszelkie zmiany były zauważalne. Jednym ze sporadycznych zdarzeń — związanym z funkcją osoby zarządzającej widmem — było poproszenie mnie o znalezienie wolnych częstotliwości dla osób, które miały usankcjonowane wymagania, ale ich wniosek o przyznanie widma został przeoczony, czy też został zwrócony z niewłaściwą alokacją częstotliwości lub złym rastrem siatki. Jednak biorąc pod uwagę liczbę złożonych wniosków i liczbę rzeczywistych użytkowników zajmujących widmo, te sytuacje były marginalne. Ostatecznie, uwzględniając to, jak ograniczone było widmo zanim jeszcze zaczęliśmy nad nim prace, to był to niezwykle gładki proces.

Jeśli chodzi o częstotliwości radiotelefonów dwukierunkowych, nie zostały wprowadzone żadne zmiany do przygotowanego rozwiązania, a to oznaczało, że nie trzeba wykonywać żadnego przeprogramowania setek radiotelefonów w terenie. Przez całe 4 miesiące wszystkie częstotliwości działały zgodnie z oczekiwaniami. Kilka kanałów nieco ucierpiało od zniekształceń intermodulacyjnych powodowanych przez pobliską instalację TETRA dużej mocy, ale gdy udało nam się zmniejszyć moc instalacji TETRA, wszystko zaczęło działać zgodnie z oczekiwaniami.

Również przez całe wydarzenie znakomicie działały częstotliwości wszystkich mikrofonów radiowych oraz systemów IEM. Jedna częstotliwość mikrofonu radiowego została poddana kwarantannie z powodu niewielkich zakłóceń, gdy nadajnik został zabrany do garderoby pod widownią, ale poza tym wszystkie inne pozostały czyste.

Wszystkie monitorowane częstotliwości radiowe sprawdziły się doskonale, jednak nie powinno być to zaskoczeniem, biorąc pod uwagę fakt, że miały one przyznane własne spektrum. Wszystkie rozwiązania dotyczące telemetrii, pirotechniki, efektów specjalnych, a nawet urządzenia Wi-Fi działały bez większych problemów. Było kilka zdarzeń dotyczących problemów z działaniem urządzeń audio z transmisją cyfrową, ale nie było to związane z widmem.

Steve Caldwell

Based in Sydney Australia, Steve is the Technical Manager and RF engineer at Norwest Productions. He was the RF Consultant and Spectrum Coordinator at Rio 2016, and also played a fundamental role in the successful coordination of an ambitious wireless setup at London 2012.