森海塞尔联合CEO讲述无线多通道音频系统技术(WMAS)的无限前景

森海塞尔联合CEO讲述无线多通道音频系统技术(WMAS)的无限前景

Sennheiser Spectera

2013年，安德烈亚斯·森海塞尔博士（Dr. Andreas Sennheiser）刚与其兄丹尼尔（Daniel）共同担任首席执行官不久，公司的两位备受尊敬的工程师便提出了开发WMAS的构想。“该项目直接源自我们的研究实验室，立刻引起了我的注意，”森海塞尔博士坦言，“我的祖父弗里茨（Fritz）一直激励着我，他希望将用户从现有技术的限制中解放出来。德国一家国家电视台向他和他的研究人员提出挑战，要求他们创造出一种没有线缆的麦克风。虽然他们1957年推出的首款无线麦克风发射器仍使用电子管，且体积与一本小册子相当，但一年后，即1958年，首款晶体管无线麦克风问世，体积减半。”

森海塞尔博士对技术与创意之间相辅相成的关系深感兴趣，他坚信技术能够激发创造力：“有时，技术工程师需要更高的创造力来应对挑战，WMAS就是其中之一。尽管我们已拥有六十年的创新历史，但迄今为止，我们所有的模拟和数字无线技术都是基于单一、窄带传输载波。”

虽然最初没有进行有条不紊的规划，但一段长达11年的研发之旅就此展开。经过两年对宽带算法的基础研究和对宽带物理特性的行为研究之后，森海塞尔博士组建了一个团队，致力于使宽带技术适应专业无线音频应用的特殊要求。他回忆说：“但是在开发任何软件或硬件之前，我们必须与欧洲、亚洲和美洲的频率监管机构合作，以实现各国频率法规的修改和完善，这耗费了很长时间。”

Andreas Sennheiser博士

在联合首席执行官的提议下，系统工程师Jan Watermann和Sebastian Georgi博士继续深入研究WMAS，二人将调制和多路复用技术相结合的探索为德国品牌的软件和硬件工程开发奠定了基础。

“我在森海塞尔工作了20多年，但只参与过两个项目：Digital 9000和WMAS的开发，”Jan Watermann评论道，“Digital 9000的研发工作为我们积累了宝贵经验。Sebastian Georgi博士和我都有信号处理专业的背景，但在一个只有两个人的研究项目中，你还需要涉足射频（RF）、软件，甚至一些机械工程领域。”

森海塞尔WMAS工程师Jan Watermann和Sebastian Georgi博士

在目前仍在进行的频谱工作中，具有里程碑意义的事件包括：宽带麦克风技术被纳入ETSI（欧洲电信标准协会）EN 300 422标准的2017年版本；CEPT（欧洲邮政和电信管理局会议）于2018年取消了对无线麦克风的带宽限制；FCC（美国联邦通信委员会）于2024年2月修改了相关规定。2018年CEPT的决定加上全球监管机构的积极反馈为这一时刻开了绿灯；森海塞尔管理团队随后挑选了一支由30名专业人员组成的更全面的团队，包括但不限于软件工程师、电子工程师以及机械构造、系统测试和生产测试方面的专家。Sennheiser博士解释说：“当我们意识到这一技术的潜力时，便毫不犹豫地投入资源，支持团队进行开发。”

通过对宽带的研究，Georgi和Watermann最初希望解决窄带信号出现的衰减问题。“即使使用两根天线，也不能完全排除在10米距离内由于频率选择失效而出现的信号丢失。Watermann解释说：“宽带信号可以解决这个问题，因此我们开始仔细研究射频信道的行为，为避免插入单个音频通道而消耗大部分频率资源，我们考虑将其划分为一个多通道系统。”

作为森海塞尔WMAS特殊方法的发明者，Georgi和Watermann一直在开发OFDM（正交频分复用）和TDMA（时分多址）技术的专有变体，这些技术专为可靠的多通道、双向、低延迟通信而设计，Georgi将这种宽带方法与标准窄带技术进行了比较：“我们使用单个宽带射频信道进行音频传输，这是音频和控制的双向传输，而不是单个200kHz窄带射频载波频率。根据当地的规定，我们的宽带射频信道可以选择6或8MHz的电视频道，WMAS系统在该频道内组织其音频链路。”

Spectera SEK 1G4腰包式发射机

每个音频链路都被分配了特定的时隙用于传输音频信息，因此设备需要知道何时可以传输或接收。在此基础上，开发出了全遥控功能以及无线字时钟同步功能，以确保双向传输的时间分区。这标志着 IEM 和话筒首次可以在同一电视频道中传输，而无需通过保护频带分隔的两个频道。

“当轮到每个音频链路时，它们都会使用射频信道的全部带宽，这大大降低了射频衰落的影响，”Georgi继续说：“在频率选择方案中，这相当于8MHz射频信道的40倍分集和6MHz电视频道的30倍分集，这在美国更为典型。此外，低频谱密度使频率更容易重复使用，例如在一个较大的音乐场地、相邻剧院之间或广播综合设施内。”

11种音频链路模式为整个制作过程中的每个音频链路提供了可选的音频质量、延迟、信道数和工作范围控制。操作员可以最大限度地利用射频信道，要么减少音频链路数量，提高音频质量，要么增加链路数量，降低音频质量。无论选择哪种音频链路模式，Spectera都能以低至0.7ms的超低延迟提供清晰的音频。此外，双单声道传输确保了入耳式声道的清晰分离。

LinkDesk软件

在开发阶段采用了敏捷流程，30名指定工程师在两年的时间里被设定了具体的任务。“每隔三周，我们就会进行一次冲刺和革命，每个部门都会汇报自己的进展情况。”Watermann解释说：“这使我们能够在达成共识之前重新评估和调整。例如，生产测试可能需要为硬软件设计和测试一个软件功能。在构建基础设施和生态系统的过程中，敏捷流程还允许团队优先考虑客户需要的功能。”

第一代产品包括SEK腰包式发射器、基站、数字DAD天线和Li nkDesk软件。“由于我们希望为工作流程增加新功能，因此创建了一个生态系统，”森海塞尔博士解释道。“综合起来，这代表了我们真正改变行业规则的决心，而这需要资源和承诺。我们为客户确定了三个重要的优先事项：硬件必须易于配置和使用，必须超级可靠，系统应与我们现有的窄带无线技术共存。因此，随着我们的不断发展，客户可以期待更多的硬件组件和更多的软件功能。”

1U 32通道Spectera基站

Spectera生态系统以一台1U基站为核心，取代了传统的无线麦克风接收器和入耳式监听发射器机架。基站可管理多达64个音频链路，包括32个输入和32个输出，可容纳两个射频宽带通道。当基站激活本地许可证后，会自动加载授权的频率范围。冗余功能包括两个电源单元（PSU）、主备Dante连接、两个可选冗余多通道音频数字接口（MADI）连接插槽和四个天线端口，这些端口还可以扩展同步天线区域覆盖或提高系统容量。

Spectera SEK腰包可同时用作入耳式监听接收器和麦克风或乐器无线发射器。它提供连续的双向通信，性能可由音响工程师在演出期间灵活调整。Spectera SEK腰包具备3针LEMO麦克风输入连接器和3.5毫米耳机插孔，带有显示屏，即使在设备关机后，显示信息仍会保留。该腰包式设备由Evolution Wireless Digital BA 70可充电电池驱动，可持续工作长达七小时，并提供超高频（UHF）和1G4频率变体。

Spectera系统节省空间的优势将吸引现场音响工程师的目光

IP54防护等级的DAD天线是一种收发天线，可同时处理麦克风/线路信号、入耳式监听信号和控制数据。该天线承载系统的射频组件，无需使用增强器、分配器和合路器。由于射频信号已数字化，PoE供电的DAD天线通过RJ45连接器和Cat5e电缆连接到基站。

LinkDesk软件对于操作至关重要，它是一款桌面应用程序，可将Mac或PC转变为控制和监控中心。操作员可以查看所有音频设置和射频状态的直观快照，并在11种音频链路模式下灵活配置音频质量、延迟、可能的音频链路和范围。将辅助功能引入LinkDesk后，系统管理得到了显著增强，操作员可以保存和存储制作配置，从而快速调用系统配置。

LinkDesk软件还负责通过基于单个节点的许可证激活基站。通过输入特定的本地许可证代码，软件确保系统符合当地对频率、射频通道带宽和发射功率的法规要求，确保操作员在合规方面万无一失。

森海塞尔专业音响营销经理Theresa

Vondran介绍 Spectera的LinkDesk软件

多年的WMAS研究、技术开发和频谱政策工作已转化为一个数字无线多通道生态系统。Spectera适用于大型制作，其未来前景将一片光明。“Spectera将随着时间的推移，通过持续的硬件、软件、功能和服务增强而不断发展，”森海塞尔博士断言。“我们将增加SKM手持式发射机，并实施SMPTE ST 2110系列标准。由于Spectera为所有射频音频提供了同步字时钟，因此它将成为首款能够捕获相位相干无线音频以进行沉浸式录制和重放的解决方案。”

自2013年涉足WMAS领域以来，Sennheiser博士称这对公司来说是一次激动人心的旅程。Georgi对这位联合首席执行官的坚韧和决心表示钦佩，正是这些品质让团队在饱受新冠疫情影响的2020年和2021年坚持完成了项目。“森海塞尔是一家家族企业，在现场音频业务低迷的敏感时期，我们对专门的WMAS开发团队进行了投资，”他说道。

Sennheiser博士像他祖父一样，不愿接受市场标准的限制，他们都有一种突破常规、追求更高标准的创新精神。“大多数创新都是由天才创造的，他们很少意识到未来会面临众多问题。”他沉思道：“我祖父在该公司成立10年后曾说，如果他知道创办一家公司有多难，他就不会创业了。这句话对WMAS来说很贴切，因为我们一开始也不知道完成这个项目有多难。但即使面对未知的挑战，我们仍然有决心和勇气去推进项目。”

Sennheiser博士相信，Fritz Sennheiser一定会为 Spectera生态系统的问世而感到骄傲。为释放未来用户的创造力而设计的Spectera，让人感觉到它有着广阔前景和无限可能。

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www.sennheiser.com