Bezprzewodówki – szybka checklista. Najczęstsze problemy z systemami bezprzewodowymi i ich rozwiązania

Tak więc praktycznie każda firma nagłośnieniowa, nawet najmniejsza, ma w swoim „parku maszynowym” co najmniej kilka takich systemów i intensywnie ich używa. Skoro tak, to pewnie nie raz i nie dwa zrobiły one obsłudze psikusa, którego w większości przypadków można było uniknąć, zawczasu przewidując, że coś takiego może się przydarzyć. Lista problemów pojawiających się podczas pracy z bezprzewodówkami jest obszerna, ale te najczęściej występujące i powodujące najwięcej kłopotów – nie tylko zresztą niedoświadczonej obsłudze – można policzyć na palcach jednej, no, może dwóch rąk. Spójrzmy więc, na jaką „minę” możemy się natknąć podczas używania systemów bezprzewodowych, aby zawczasu rozbroić ją, zanim narobi szkody.

ZAPLANOWANIE CZĘSTOTLIWOŚCI

To niestety często pomijany krok, na zasadzie „jakoś to będzie, coś tam się wolnego na pewno znajdzie”. A wystarczy tylko przed „sztuką” poszukać paru informacji, dostępnych choćby w Internecie, aby potem, już na miejscu, mieć jeden problem (albo i wiele problemów – w zależności od tego, jak bardzo rozbudowany system planujemy użyć) z głowy. O co chodzi z tym planowaniem?

Pierwszym krokiem, jaki powinniśmy wykonać, wybierając się na „sztukę”– zwłaszcza z rozbudowanym systemem bezprzewodowym i szczególnie w miejsca, gdzie można spodziewać się „tłoku” w eterze – jest określenie aktywnych na danym obszarze kanałów telewizyjnych. Te informacje można znaleźć na stronie internetowej UKE (Urząd Komunikacji Elektronicznej – www.uke.gov.pl) lub na stronach internetowych, gdzie poruszane są tematy nadajników telewizyjnych itp., na przykład www.dipol.com.pl, www.telewizja-cyfrowa.com i inne. Przy czym – biorąc pod uwagę, że do końca lipca wszystkie nadajniki analogowe mają zostać wyłączone, a większość z nich przestanie pracować już w maju – w zasadzie interesować nas będą już tylko nadajniki telewizji cyfrowej.

Systemy bezprzewodowe nie powinny być strojone na częstotliwości, na których pracują nadajniki telewizyjne. Abstrahując już od tego, że będzie to powodem powstawania interferencji, jest to po prostu nielegalne. Dlatego też „odgórne” zaplanowanie, które pasma czy zakresy częstotliwości musimy omijać szerokim łukiem, jest tak istotne – szczególnie w przypadku pracy z systemami, które nie mają możliwości wyboru kanału pracy.

INTERMODULACJA

To może być zaskakujące dla niektórych użytkowników, ale systemy bezprzewodowe mogą być narażone na silne interferencje pomimo tego, że zostały nastrojone na „wolny” kanał. Interferencje te są wynikiem zniekształceń intermodulacyjnych, które – w dużym skrócie – powstają, gdy dwa mocne sygnały radiowe o różnych częstotliwościach tworzą w odbiorniku sygnały interferencji, dodając się i odejmując nawzajem.

Intermodulacje są spowodowane pracą innych systemów bezprzewodowych lub nadajników TV. Dlatego też, z uwagi na ten drugi przypadek, nawet pracując z jednym tylko systemem możemy natknąć się na ten problem, przy czym prawdopodobieństwo jego wystąpienia rośnie z kwadratem liczby kolejnych „bezprzewodów” pracujących w jednym systemie i/lub aktywnych nadajników TV w okolicy.

Jeśli pojawi się intermodulacja, konieczna będzie zmiana jednej lub kilku nastawionych częstotliwości – przydatne w takiej sytuacji są systemy z syntezą częstotliwości, które dodatkowo same „potrafią” skanować pasmo w poszukiwaniu niezakłóconych częstotliwości. A jeśli jeszcze są w stanie same dokonać przestrojenia, po stwierdzeniu faktu zaistnienia zakłóceń na obecnie używanej częstotliwości (np. Axient Shure’a), jest to dużym ułatwieniem, zwłaszcza w rozbudowanych, wielosystemowych aplikacjach. Trzeba jednak mieć na uwadze, że „nowa” częstotliwość może wejść w interakcję z inną częstotliwością, tak że zmieniając częstotliwość jednego systemu możemy rozwiązać jeden problem, a napotkać kolejny. Kiedy więc przyjdzie nam ręcznie zmienić „brudny” kanał, lub gdy stroimy system od podstaw, szukając niezakłóconych częstotliwości, absolutnie musimy przestrzegać reguły, aby wszystkie nadajniki radiowe, jakie będą pracować przy obsłudze naszej imprezy – włącznie z radiowymi interkomami czy „walkie talkie” ochrony, itp. – były włączone i „pracujące”. Strojąc więc system szukamy czystego kanału dla pierwszego systemu, a następnie pozostawiamy go włączonego z aktywnym nadajnikiem RF, wykonując strojenie kolejnego systemu, który również pozostawiamy aktywny. I tak po kolei, do ostatniego bezprzewodowa, który zamierzamy wykorzystywać, choćby tylko jako rezerwę. Jeśli systemy po ich wystrojeniu będziemy wyłączać, możemy nigdy nie dojść do ładu, gdy później „odpalimy” je wszystkie.

LOKALIZACJA I USTAWIENIE ANTEN

Aby zapewnić właściwą propagację fal radiowych musimy zapewnić odpowiednio dużą wolną przestrzeń wokół anten, szczególnie od wszelakich metalowych obiektów, które znacząco mogą osłabić sygnał i zredukować zasięg pracy systemu. Dotyczy to zarówno anten nadawczych, jak i odbiorczych.

Jeśli chodzi o anteny nadajników bodypack, to powinny być one prowadzone tak, aby nie stykały się z ciałem, co zwłaszcza w przypadku gdy osoba taka jest spocona może znacząco pogorszyć propagację fal radiowych. Również należy zwracać uwagę, aby antena była utrzymywana z dala od metalowej obudowy nadajnika oraz kabla sygnałowego. Praktyki przymocowywania anteny do obudowy bodpacka i/lub kabla prowadzą w prostej linii do drastycznego spadku zasięgu nadawania.

Anteny nadajnika powinny być również montowane możliwe jak najdalej od obudowy (metalowej) odbiornika i innych urządzeń, innych anten, obudowy racków, kabli i obiektów metalowych. Dlatego też, jeśli mamy „wielofunkcyjny” rack z różnymi urządzeniami, system bezprzewodowy powinien być zamocowany na samej górze, a anteny wyprowadzone z jego przodu. Niestety nie wszystkie nadajniki oferują taką możliwość, jednak używanie anten przykręcanych z tyłu urządzenia, które z kolei zamontowane są w „głębokim” racku, tak iż nie ma możliwości wyprowadzenia ich na zewnątrz, również może drastycznie pogorszyć zasięg pracy systemu, szczególnie gdy rack jest wykonany z metalu lub ma sporo metalowych elementów.

W przypadku zamontowania kilku systemów w jednym racku często spotykamy się z sytuacją, gdy każdy odbiornik lub para odbiorników ma wyprowadzone anteny z przodu racka, które są ustawione w konfiguracji „V”, przy czym anteny są względem siebie równoległe. To również nienajlepsze rozwiązanie, gdyż takie zaaranżowanie ustawienia anten powoduje, że pracują one razem niczym jedna antena telewizyjna skierowana w górę, co wpływa na pogorszenie zasięgu wszystkich systemów w racku. Jeszcze gorzej jest, gdy anteny się stykają – tego trzeba unikać za wszelka cenę. W przypadku racków wielosystemowych najlepiej jest więc stosować splittery (dla odbiorników) i combinery antenowe (dla nadajników IEM).

CZYSTA ŚCIEŻKA FAL RADIOWYCH

Odpowiednia przestrzeń powinna być zapewniona nie tylko wokół anten, ale również „czysta” przestrzeń między odbiornikami a nadajnikami, a konkretnie między ich antenami. Często mówi się o tym, aby zapewnić „kontakt wzrokowy” między antenami, na wzór promieni świetlnych, aczkolwiek trzeba pamiętać, że o ile światło może przechodzić przez nawet małe otwory, o tyle fale radiowe już niekoniecznie. Dlatego też przestrzeń między nadajnikiem a odbiornikiem również musi być odpowiednio duża. Można to sobie wyobrazić jako swoisty tunel o odpowiedniej średnicy, tym większej, im mniejsza jest częstotliwość fal radiowych przez niego „przepuszczanych”. Przykładowo dla fal z zakresu UHF 1-metrowa średnica owego „tunelu” jest wystarczająca, ale dla fal VHF już nie.

Jeśli wzdłuż ścieżki, po której będą wędrować fale radiowe, pojawią się długie metalowe, równolegle do niej umieszczone obiekty, mogą one wpłynąć na poprawną propagację fal, nawet pomimo tego, że nie są ustawione w poprzek fal. Mogą bowiem zadziałać jak „lustra”, odbijając fale radiowe i skierowując je w innym kierunku. Mogą też interferować z falą bezpośrednią, powodując – w skrajnie niekorzystnym przypadku – jej niemalże całkowitą kancelację.

DŁUGIE KABLE ANTENOWE

Czasami wskazane, a nawet konieczne, jest umiejscowienie anten w pewnej odległości od nadajników – np. bezpośrednio na scenie.

W takiej sytuacji do ich połączenia z odbiornikami najczęściej wykorzystuje się antenowe kable koncentryczne. Trzeba jednak mieć na uwadze, że typowe kable antenowe charakteryzują się pewnymi stratami (tłumieniem) sygnału, które mogą powodować zmniejszenie zasięgu operacyjnego systemów. Wielkość tego tłumienia jest uzależniona od długości, grubości (średnicy przekroju), konstrukcji oraz jakości kabla, a także od częstotliwości, na jakiej pracują systemy. Antenowe kable wysokiej jakości typu RG-58 mogą wykazywać tłumienie rzędu 8 dB na każde 30 metrów długości przy 200 MHz i aż 17 dB dla 700 MHz. Biorąc pod uwagę, że zmniejszenie poziomu sygnału o 6 dB odpowiada spadkowi wartości tegoż sygnału o połowę, przy 30 metrowym połączeniu anteny z odbiornikiem pracującym na 200 MHz tracimy ok. 60% sygnału w kablu (zostaje nam tylko 40% oryginalnego sygnału), zaś odbiornik pracujący na 700 MHz „dostanie” w takim przypadku tylko 14% sygnału, który dotarłby do niego, gdyby antena była podłączona bezpośrednio lub za pomocą bardzo krótkiego kabla.

Jak widać, trzeba wypracować kompromis pomiędzy odległością nadajnik-anteną i antena-odbiornik, gdyż nadmierne oddalenie anten od stanowiska, gdzie pracować będą racki z systemami bezprzewodowymi, może być bardziej „kosztowne” niż w sytuacji, gdy odległość od nadajników będzie większa, ale za to anteny będą podłączone krótkimi kablami. No, chyba że takie umiejscowienie anten nie zapewni odpowiedniej ich separacji od innych obiektów, szczególnie metalowych, lub nie będzie „czystej ścieżki” dla fal radiowych docierających z nadajników.

W takiej sytuacji, gdy nie mamy wyjścia i musimy zastosować długie kable połączeniowe anten, najlepiej stosować wysokiej jakości piankowe kable koncentryczne, w których miedziany przewodnik wewnętrzny w postaci gładkiej lub karbowanej rurki otacza dielektryk wykonany z pianki polietylenowej. Oczywiście jak w każdym kablu koncentrycznym dielektryk otoczony jest ekranem, a tego z kolei otacza izolacja. Tego typu kable mogą charakteryzować się tłumieniem mniejszym niż 3 dB na każde 100 metrów, przy częstotliwości 700 MHz, i poniżej 1 dB dla 200 MHz.

ANTENY PRĘTOWE

W sytuacjach opisanych w poprzednim podpunkcie, gdy anteny muszą być w pewnej odległości od nadajników, używanie popularnych „batów”, czyli anten prętowych, na końcu kabla koncentrycznego nie jest najlepszym pomysłem. Innymi słowy, aby wykorzystywać antenę prętową trzeba pamiętać o tzw. ziemi przewodzącej. Co to takiego? Ziemia przewodząca (ang. ground plane) jest płaską, lub prawie płaską, poziomą powierzchnią przewodzącą, która służy jako część anteny, aby odbijać fale radiowe z innych elementów anteny, czyli np. z naszego „bata”. Funkcję ziemi przewodzącej może też w pewnym stopniu pełnić „wysięgnik”, na którym zamontowano antenę prętową, pod warunkiem że jest on metalowy i elektrycznie połączony ze złączem sygnałowym anteny. Może to być np. odpowiedniej wielkości obudowa jakiegoś urządzenia czy statyw mikrofonowy. Najlepiej jednak jest, jeśli użyjemy do tego celu metalowej płyty. Dla systemów UHF powierzchnia takiej płytki nie powinna być mniejsza niż 30 cm2, zaś dla systemów VHF co najmniej 75 cm2. W centrum takiej płyty nawiercony powinien być otwór, a w niej zainstalowany przepust sygnału RF. Na górze tego przepustu instalowana jest antena prętowa, a na dole doprowadzony jest sygnał kablem koncentrycznym. Ważne, aby nasza „ziemia przewodząca” w postaci metalowej płytki była zawsze ustawiona pod kątem prostym do anteny.

SPLITTERY ANTENOWE

Korzystając z anten zdalnych nie obejdziemy się bez splittera antenowego. Stosowanie zwykłego rozdzielacza kablowego (złącza typu T) nie jest jednak wskazane, a wręcz nie powinno mieć miejsca. W takim przypadku bowiem, z powodu niedopasowania impedancyjnego, sygnały antenowe często nie są dzielone we właściwy sposób, przez co niektóre odbiorniki mogą pracować „słabiej” niż inne, a w sytuacjach ekstremalnych mogą wręcz być pozbawione sygnału z anten. Dodatkowo część sygnału może być odbita z powrotem do anteny – znów kłania się nam niedopasowanie impedancyjne.

Najtańszą opcją jest zastosowanie pasywnych splitterów antenowych, dopasowanych impedancyjnie, które jednak zawsze będą powodowały jakiś ubytek sygnału. Dlatego najlepiej stosować jest aktywne splittery, które mają wbudowane wzmacniacze antenowe, zapobiegające stratom sygnału. Trzeba jednak mieć na względzie to, że wzmacniacze antenowe zwiększają „szanse” pojawienia się zniekształceń intermodulacyjnych i innych szkodliwych interferencji. No, ale niestety, jak to w życiu bywa – coś za coś.

Aby zredukować do minimum problem pojawienia się intermodulacji splittery są przeważnie projektowane do pracy z określonymi pasmami częstotliwościowymi i dopasowanymi do konkretnych typów odbiorników – przeważnie każdy producent systemów bezprzewodowych ma w ofercie splittery antenowe dopasowane do swoich urządzeń odbiorczych. Używanie takich splitterów z odbiornikami nie tyle innych producentów, co pracujących w innych pasmach, przeważnie prowadzi do pogorszenia warunków pracy takich systemów.

INTERFERENCJE CYFROWE

Współczesne urządzenia cyfrowe – konsolety, procesory, kontrolery itp. – pracują z zegarami o wysokim taktowaniu i są niestety źródłem zakłóceń radiowych (RFI). Mogą też więc wpływać na jakość sygnału przesyłanego przez pracujące „w okolicy” systemy bezprzewodowe. Objawiać się to może pojawianiem się w sygnale audio fałszywych tonów o niskim poziomie, przydźwiękami, gwizdami i modulowanymi szumami. Cyfrowe interferencje mogą też być przyczyną pojawiania się niespodziewanych zaników transmisji i innych problemów.

I chociaż prawo obecnie nakłada na producentów obowiązek wykonywania testów na zakłócenia powodowane przez wprowadzane do sprzedaży urządzenia, to jednak nie wszyscy do tego się dostosowują – szczególnie niektóre produkty z „Dalekiego Wschodu” mogą być źródłem tego typu problemów. Dodatkowo mechaniczne zużywanie się urządzeń, szczególnie jeśli chodzi o ubytki w obudowie – co może być powodem pogorszenia ekranowania – również mogą przysparzać problemów z pojawiającymi się szkodliwymi interferencjami.

Rozwiązaniem – oprócz korzystania z urządzeń sprawdzonych producentów i bez wyraźnych śladów niewłaściwego użytkowania – jest możliwie jak najlepsze odseparowywanie urządzeń cyfrowych od odbiorników systemów bezprzewodowych bądź nadajników systemów IEM. Często wystarczy przesunąć w raku takie urządzenia o jedną czy dwie jednostki – jeśli mamy wspólny rack dla odbiorników radiowych i procesorów, odtwarzaczy czy innych „cyfrówek”. W niektórych przypadkach pomocne (a czasem nawet konieczne) może okazać się również odseparowanie kabli antenowych i sygnałowych od kabli sygnałowych urządzeń cyfrowych, a nawet zasilenie urządzeń radiowych i cyfrowych z innej fazy (to jednak z kolei może być powodem powstawania pętli masy i innych niepożądanych efektów dźwiękowych w postaci przydźwięku – znowu coś kosztem czegoś). Ostatni przypadek jest dość ekstremalny, ale dobrą radą może okazać się przynajmniej odseparowanie kabli zasilających.

BATERIE

Na koniec bodajże najczęstsze „generatory problemów” w systemach bezprzewodowych – aczkolwiek bardziej wynikających z niedbalstwa i zapominalstwa obsługi niż jakichś problemów technicznych z nimi związanymi. Stąd problemy z bateriami można zaliczyć nie tylko do najczęściej występujących, ale też i najłatwiejszych (i najszybszych) do rozwiązania – w przeważającej większości sytuacji wystarczy po prostu wymiana na nowe i/lub lepszej jakości.

Trzeba też pamiętać, że baterie z upływem czasu stopniowo tracą swoją pojemność, nawet gdy nie są używane. Proces ten dodatkowo przyspieszają takie czynniki jak temperatura i wilgotność otoczenia. Jeśli więc nasze systemy mają pracować w profesjonalnych, wymagających dużej niezawodności aplikacjach, jak np. festiwale czy duże koncerty – szczególnie te „telewizyjne” – ważne konferencje itp., to nie warto eksperymentować z bateriami tańszymi, niewiadomego pochodzenia (i nieprzewidywalnego zachowania). Najlepiej zdać się na wypróbowanych i uznanych producentów, jak np. Duracell czy Energizer, przy czym przy kupnie trzeba zwracać uwagę, aby baterie miały „wybitą” datę produkcji, i nie kupować tych, które były wyprodukowane ponad 3 lata przed datą zakupu.

Z różnych powodów niektórzy producenci nie polecają do swoich produktów akumulatorów, choć z drugiej strony inni sami wręcz oferują w pakiecie, lub opcjonalnie, ładowarki do tego typu źródeł zasilania. Jeśli chodzi o tych pierwszych, to coś jest na rzeczy, bowiem akumulatory generalnie mają inne niż baterie charakterystyki rozładowania – początkowo jej spadek jest łagodny, po czym po osiągnięciu określonej wartości napięcie gwałtownie spada. Przejawia się to tym, że w momencie kiedy w nadajniku zaświeci się kontrolka „low battery”, czasu na wymianę na nowy akumulator lub – co bardziej realne – podmianę mikrofonu jest naprawdę niewiele, podczas gdy nadajnik wyposażony w „tradycyjne” baterie potrafi jeszcze bezproblemowo pracować nawet przez kilkanaście-kilkadziesiąt minut.

REASUMUJĄC

Można by jeszcze wyszukać sporo problemów, jakich potrafią przysporzyć swoim użytkownikom systemy bezprzewodowe, aczkolwiek powyższa lista obejmuje znaczącą większość z nich. Toteż gdy następnym razem napotkacie jakieś problem z bezprzewodówkami, proponuję zrobić szybką checklistę w oparciu o wyżej wymienione podpunkty, a daję głowę, że w 99 przypadkach na 100 będzie to któryś z nich.

Aby zaś zminimalizować liczbę takich niepożądanych wydarzeń należy trzymać się zasady: im lepszy (choć niestety droższy) sprzęt – co tyczy się również baterii – tym większe prawdopodobieństwo spokojnego „przeżycia” imprezy, przynajmniej jeśli chodzi o bezprzewodówki. Sprzęt uznanego producenta to nie tylko pewność spełnienia ridera, ale również większa odporność na zakłócenia intermodulacyjne, interferencje od innych źródeł radiowych i pochodzenia „cyfrowego” oraz większe pole manewru przy wyborze „czystych” częstotliwości.

Piotr Sadłoń