Les systèmes HF numériques sont de plus en plus utilisés dans le monde de l’audio professionnel et semi-professionnel. Leur développement au cour des dernières années résulte de nombreux facteurs, depuis la recherche permanente d’une meilleure qualité sonore jusqu’au problème grandissant de la réduction du nombre de fréquences disponibles pour les liaisons HF. Comme dans d’autres domaines du monde de l’audio, le débat fait toujours rage pour décider qui, du numérique ou de l’analogique, est le meilleur ; ce qui entraîne de nombreux malentendus et/ou questions. Afin de trancher ce débat – au moins pour un temps – notre ingénieur applications chez Shure UK, Tom Colman, a accepté de répondre aux questions les plus fréquemment posées sur les systèmes HF numériques.

1) Pourquoi ai-je besoin du numérique sans fil ? Mon matériel fonctionne très bien comme ça !

La réponse tient en deux mots : efficacité spectrale. Chaque année, la demande en micros HF augmente, alors que simultanément, les fréquences HF disponibles diminuent. Utiliser davantage de micros HF dans un spectre plus restreint est synonyme de congestion rapide et pour satisfaire la demande, il faut réduire la quantité "d’espace" radio nécessaire à chaque canal HF. Après tout, le spectre de fréquences HF est une ressource finie ; ses limites sont fixées et indépassables. Si la demande pour les produits sans fil de tous types continue de croître au rythme actuel, tous les utilisateurs devront être plus efficaces en termes de spectre (y compris les produits grand public).

C’est un peu comme le nombre de voies sur une autoroute. Avant, nous avions, par exemple, 8 voies et seulement 3 semi-remorques circulant à la fois ; donc peu de trafic et beaucoup d’espace. Maintenant, nous avons 4 voies et 20 camions qui essaient de rouler de front ; il n’y a pas assez de place ! Utiliser des systèmes numériques efficients revient à faire rouler de front 20 camions super-étroits sur les mêmes 4 voies ; c’est une solution qui fonctionne.

2) Quelle comparaison peut-on faire en termes de qualité sonore ? Est-il vrai que le son d’un système HF numérique n’est pas aussi bon qu’en HF analogique ?

Il y a toujours une part de subjectivité dans l’éternelle question analogique contre numérique. Pour les micros HF, cependant, c’est plus objectif.

Dans l’ensemble, les liaisons HF numériques auront plus de graves et d’aigus et un son sans doute plus clair que les liaisons HF analogiques. Il y a deux raisons à cela. Les systèmes analogiques sont liés aux contraintes du transport en FM, dont la bande passante dans les aigus monte jusqu’à environ 15 kHz. Au-dessus de cette valeur, on considère qu’on n’entend pas directement les fréquences, mais leur absence se fait vraiment sentir. C’est notamment vrai pour les bodypacks utilisés avec une guitare électrique, où le niveau des aigus est important dans le signal audio. La réponse en fréquence des systèmes numériques comme les ULX-D et les QLX-D s’étend de 20 Hz à 20 kHz,ce qui se traduit par un son très présent et équilibré.

L’autre avantage est que les systèmes numériques sont insensibles aux parasites en émission. Dans un émetteur numérique, le signal analogique audio entrant est immédiatement converti en numérique. Dès lors, le signal audio est représenté par une succession de 0 et des 1, et l’émetteur utilise généralement une forme de modulation numérique propriétaire pour l’envoi des données. Comme les données transmises sont numériques, le récepteur peut capter parfaitement les 1 et les 0, ce qui permet de reconstituer parfaitement le signal audio analogique original, en évitant tous les parasites. Ce procédé autorise une réponse en fréquence bien plus étendue qu’en analogique, car il n’est plus lié aux limitations de la modulation FM.

3) Tous les systèmes HF numériques sont-ils Wi-Fi ?

"HF numérique" ne signifie pas forcément "Wi-Fi". Le terme "numérique" désigne uniquement le type des données transmises par la liaison radio.

Par exemple, les systèmes QLX-D et ULX-D de Shure utilisent tous les deux la bande UHF, de 470 à 790 MHz, alors que le système GLX-D utilise la bande de fréquences du Wi-Fi, dans la bande des 2,4 GHz (2 400 MHz). N’ayez aucune inquiétude, vous ne capterez pas les appels Facetime d’inconnus sur votre récepteur ; lorsqu’ils coexistent avec le Wi-Fi, les systèmes 2,4 GHz intelligents considèrent ces émissions comme des interférences et les évitent automatiquement, ce qui nous amène à la question suivante...

4) Est-ce que le Wi-Fi interfère avec les systèmes HF numériques ?

Les interférences constituent toujours un problème lorsque le spectre est partagé entre de multiples services. Comme pour notre exemple d’autoroute, dès qu’il y a plus d’une voiture qui circule, une collision est possible. Notre système GLX-D utilise la même bande de fréquences que le Wi-Fi (2,4 GHz), il y a donc possibilité d’interférence. Pour éviter cela, nous avons développé une technologie spéciale qui scanne la bande des 2,4 GHz afin de détecter et d’éviter les interférences, ce qui permet d’obtenir un signal audio parfaitement clair et propre. Youpi !

5) Est-ce que "HF numérique" signifie "absence d’interférence" ?

Pour les systèmes HF numériques en 2,4 GHz, référez-vous à la question précédente.

Pour les systèmes HF numériques travaillant en UHF, vous devez coordonner votre système pour éviter les sources HF ou les interférences externes, de la même manière que vous le feriez avec un système analogique. Cependant, le facteur qui joue en votre faveur est l’efficacité spectrale du système ; donc, si vous avez effectivement des interférences, vous aurez de meilleurs chances de les éviter. La raison est que "l’empreinte" d’un signal HF numérique est bien plus petite qu’en analogique, ce qui laisse plus de place pour travailler.

Certains systèmes numériques plus perfectionnés (comme l'ULX-D de Shure) intègrent un mode Diversity. On peut ainsi utiliser deux bodypacks sur une paire de canaux, par exemple pour équiper un présentateur. Les signaux audio des deux packs sont évalués par le récepteur et, à tout instant, c’est celui ayant la meilleure qualité qui est envoyé sur les sorties analogiques XLR et Dante du récepteur ; donc si le son du premier bodypack est mauvais, c’est celui du second, de bonne qualité, qu’on entend. Il va sans dire que dès qu’il y a une pause durant l’événement, vous devez changer la fréquence posant problème pour une fréquence propre sur le premier bodypack ; mais côté public, il n’y aura jamais eu d’interférence - ouf !

6) Combien de systèmes peut-on utiliser en même temps ?

Le nombre de systèmes que vous pouvez exploiter à un instant donné dépend du système que vous utilisez et du spectre sur lequel il fonctionne. Pour vous donner un exemple, un système Shure GLX-D vous permet d’utiliser jusqu’à 8 systèmes en même temps, mais il faut pour cela que la bande des 2,4 GHz soit extrêmement propre. Dans des circonstances normales, je conseille d’utiliser jusqu’à 4 systèmes simultanément. Si vous êtes régulièrement amenés à utiliser plus d'un système à la fois alors, je conseille (prudemment) d’utiliser le BLX ou même le QLX-D.

Les systèmes UHF haut de gamme (comme le QLX-D et l'ULX-D) peuvent exploiter jusqu’à 67 canaux par bande de fréquence. L'ULX-D propose aussi un mode haute densité permettant de faire fonctionner ensemble jusqu’à 500 canaux.

7) Un système HF numérique nécessite-t-il toujours une distribution d’antennes ? Si oui, puis-je utiliser le distributeur/l’antenne que je possède déjà ?

Le GLX-D possède des antennes fixes et ne nécessite pas de distribution d’antenne. Ceci dit, veillez tout même à optimiser le placement de l’antenne :

• Essayez de garder un contact visuel direct émetteur/récepteur

• Réduisez la distance de transmission

Les systèmes QLX-D et ULX-D fonctionnent tous deux en UHF et à condition que votre distributeur d’antenne couvre la bande de fréquences dans lequel fonctionne votre matériel, vous n’aurez aucun problème.

8) Quelle est la portée en HF numérique ? Est-elle inférieure à celle d’un système analogique ?

Les systèmes numériques travaillant en UHF ont une portée similaire aux systèmes HF analogiques travaillant en UHF. Aucune différence au niveau de la fréquence porteuse ; la seule différence est qu’elle transporte des informations numériques plutôt qu’analogiques.

Les systèmes qui travaillent dans la bande des 2,4 GHz utilisent une porteuse de fréquence plus élevée pour transporter le signal audionumérique : leur portée opérationnelle est donc plus faible, la liaison va moins loin. On ne peut pas lutter contre la physique.

9) "HF numérique" est-il synonyme de "sans licence" ?

La bande des 2,4 GHz est une bande de fréquences libre, sans licence : elle est accessible dans le monde entier. Sa seule limitation est le nombre de liaisons HF qu’elle peut accueillir ; environ 8 au maximum. Elle est aussi relativement sensible aux interférences, car beaucoup d’autres appareils exploitent cette bande de fréquences (principalement les smartphones, tablettes et ordinateurs portables utilisant le Wi-Fi). C’est la raison pour laquelle nous devons intégrer des fonctionnalités pour éviter les interférences (détection et évitement des interférences) comme expliqué à la question 4.

Dans les pays où l’accès aux ressources hertziennes est payant (ce qui n’est pas le cas de la France), les systèmes HF travaillant dans la bande UHF (QLX-D et ULX-D) nécessitent une licence, tout comme les microphones radio analogiques ; soit une licence pour le canal 38, soit une licence spécifique pour le site.

10) Dans quel cas l’encryptage est-il utile ?

Les micros HF sont utilisés dans de nombreux événements où des informations sensibles sont échangées. Sans encryptage des données transmises, il est possible de recevoir le signal d’un microphone HF sur un récepteur "parallèle" réglé sur la même fréquence que le récepteur normal et possédant le même système de modulation (numérique ou analogique selon le cas).

Même s’il peut sembler peu probable que quelqu’un veuille espionner et voler des informations sensible, cela peut malheureusement arriver parfois, afin d’obtenir un avantage compétitif.

Les micros HF analogiques ne peuvent pas être cryptés. Les données numériques, elles, peuvent être encryptées en utilisant le standard AES-256. L’émetteur envoie alors des données cryptées en lieu et place des données source non cryptées. Si un récepteur HF numérique est réglé sur la même fréquence, mais ne possède pas la clé de cryptage, il sera incapable de récupérer le signal audio transmis : vos informations sensibles sont en sécurité.

11) Puis-je l’envoyer sur mon réseau audio numérique existant ?

Dans un système HF numérique, le terme "numérique" désigne spécifiquement le procédé de modulation HF. Le récepteur convertit les données numériques transmises en un signal audio analogique, pour branchement sur une console de mixage analogique ou un amplificateur de guitare.

Il existe de plus en plus d’applications où conserver l’audio en numérique présente des avantages. Shure s’est associée avec Audinate pour utiliser le protocole de réseau audio numérique Dante. Seuls nos récepteurs ULX-D 2 ou 4 canaux intègrent cette fonctionnalité. Le signal audio de ces récepteurs peut être envoyé, via le réseau, vers d’autres appareils récepteurs Dante. (Même si cela peut prêter à confusion au premier abord, le récepteur HF ULX-D devient alors un émetteur Dante). N’oubliez pas qu’un réseau audio Dante possède des exigences spécifiques : principalement une architecture réseau Ethernet Gigabit à faible latence, avec fonctionnalités de qualité de service activées. Pour en savoir plus (en anglais) : https://www.audinate.com/resources/networks-switches

12) Les batteries rechargeables valent-elles le coût supplémentaire ?

Oui. En plus d'être écologiques et bonnes pour l'environnement, les batteries rechargeables de type lithium-ion vous permettront d'économiser de l'argent et de simplifier votre inventaire – en éliminant les courses de dernière minute pour acheter des piles LR06 juste avant votre concert (oui, nous sommes tous passés par là. Pourquoi les piles sont-elles si chères ?!).

Voici une comparaison du coût pour un émetteur utilisant des piles neuves chaque jour et utilisé 4 jours par semaine. Le prix des piles LR06 (AA) est celui affiché sur le site, lien ici :

Il est évident que le coût d’achat des batteries rechargeables et de leur chargeur est supérieur, mais ce supplément est amorti au bout d’un an environ. Cela en vaut vraiment la peine...

Coût d’une pile alcaline

Nombre de jours d’utilisation par semaine = 4

Nombre de changement de la pile par jour = 1

Nombre de piles par émetteur = 2

Nombre d’émetteurs = 1

Prix d’une pile = 0,20 €

Totaux :

Coût par semaine : 1,60 €

Coût par mois : 6,95 €

Coût par an : 83,43 €

Coût sur 5 ans : 417,14 €

Coûts des batteries rechargeables

Batterie SB900 x 1 : 85,20 €

Chargeur SBC100 x 1 : 46,80 €

Total : 132 €

Tous les prix TVA incluse (corrects au moment de la rédaction).