Marc Henshall,

Digital Wireless FAQ: Antworten auf Ihre 12 wichtigsten Fragen

Im Bereich der professionellen und semiprofessionellen Audioanwendungen kommen immer mehr digitale Drahtlossysteme zum Einsatz. Diese Entwicklung der letzten Jahre wurde von viele Faktoren beeinflusst, vom ständigen Streben nach besserer Klangqualität bis hin zum zunehmend dringlichen Thema des schrumpfenden HF-Spektrums. Wie in anderen Bereichen der Audio-Welt geht die Diskussion darüber, ob nun die digitale oder die analoge Technik besser ist, weiter und führt zu etlichen Missverständnissen bzw. wirft zahlreiche Fragen auf. Um hier für mehr Klarheit zu sorgen, beantwortet unser Shure UK Applications Engineer, Tom Colman einige der am häufigsten gestellten Fragen zu digitalen Drahtlossystemen.

1) Warum brauche ich digitale Drahtlostechnik? Meine jetzigen Geräte funktionieren doch einwandfrei!

Die Antwort ist kurz: Spektrumseffizienz. Die Nachfrage nach Funkmikrofonen steigt von Jahr zu Jahr, während gleichzeitig das Spektrum verfügbarer Frequenzen weiter schrumpft. Mehr Mikrofone in einem kleineren Bereich bedeuten eine sehr schnelle Verdichtung, also muss die Größe des „Funkraums“ für jeden einzelnen Kanal reduziert werden, damit der Bedarf gedeckt werden kann. Das Funkfrequenzspektrum ist schließlich keine unbegrenzte Ressource; es steht einfach nur ein bestimmter Bereich zur Verfügung. Wenn die Nachfrage nach Drahtlosprodukten weiter so rasant wächst wie derzeit, müssen alle Anwender bei der Spektrumsnutzung effizienter werden – das gilt auch für Endkunden.

Es ist in etwa vergleichbar mit den Fahrstreifen einer Autobahn. Vorher hatten wir beispielsweise 8 Spuren, und es mussten nur 3 Riesen-Lastwagen gleichzeitig unterwegs sein; es gab also wenig Verkehr und viel Platz. Jetzt haben wir 4 Spuren und versuchen 20 Laster nebeneinander fahren zu lassen; es geht also sehr gedrängt zu. Beim Einsatz effizienter Digitalsysteme ist es so, als würden auf denselben 4 Spuren nun 20 super-schmale LKW fahren; eine Lösung, die tatsächlich funktioniert.

2) Wie ist die Audioqualität im Vergleich? Stimmt es, dass digitale Drahtlossysteme nicht so gut klingen wie analoge?

Ah, die uralte Konkurrenz von analog und digital, die auch immer den subjektiven Eindruck wiederspiegelt. Bei Funkmikrofonen verhält sich die Sache allerdings objektiver.

Generell haben digitale Drahtlosmikrofone mehr Bässe und mehr Höhen und werden gemeinhin als transparenter empfunden als analoge Funkmikrofone. Dafür gibt es mehrere Gründe. Analogsysteme unterliegen der FM-Modulation und sind in den Höhen beschränkt bis etwa 15000 Hz. Audiosignale oberhalb dieser Frequenz sind auch im besten Fall nur schwer zu hören, werden aber deutlich vermisst, wenn sie nicht vorhanden sind. Dies gilt insbesondere für Taschensender bei elektrischen Gitarren, die einen höheren Anteil an hohen Frequenzen produzieren. Der Übertragungsbereich digitaler Systeme wie dem ULX-D oder QLX-D reicht von 20 Hz bis 20 kHz, wodurch sich ein sehr voller Klang ergibt.

Der andere Aspekt ist, dass Digitalsysteme bei der Übertragung keine zusätzlichen Störsignale auffangen. Bei digitalen Sendern wird zuallererst das eingehende Audiosignal von analog zu digital gewandelt. Sobald das Audiosignal von Nullen und Einsen repräsentiert wird, verwendet der Sender eine zumeist proprietäre Form der digitalen Modulation zur Übertragung dieser Daten. Da die übertragenen Daten digital sind, kann der Empfänger die digitalen Einsen und Nullen perfekt rekonstruieren und so das ursprüngliche Analogsignal absolut originalgetreu wiederherstellen – ohne dabei Störgeräusche einzufangen. Dieser Prozess ermöglicht auch einen viel breiteren Übertragungsbereich als bei der Analogübertragung, da die Einschränkungen der FM-Modulation wegfallen.

3) Sind alle digitalen Drahtlossysteme WLAN-Geräte?

Ein digitales Funksystem muss nichts mit WLAN zu tun haben. Damit ist nur die Art der Daten gemeint, die per Funk übertragen werden.

Beispielsweise nutzen die QLX-D und ULX-D Systeme von Shure beide das UHF-Spektrum im Frequenzband 470 bis 790 MHz, während das GLX-D System im 2,4-GHz-WLAN-Band (2400 MHz) läuft. Doch keine Sorge, es besteht keine Gefahr, dass Ihr Empfänger plötzlich die Facetime-Gespräche fremder Leute überträgt, denn trotz der Koexistenz mit dem WLAN stufen intelligente 2,4-GHz-Systeme diesen Datenverkehr als Interferenz ein und vermeiden ihn automatisch – was uns auch gleich zur nächsten Frage bringt, nämlich:

4) Werden digitale Drahtlossysteme durch WLAN gestört?

Interferenzen sind immer ein kritischer Aspekt, wenn mehrere Dienste sich ein Frequenzspektrum teilen. Genau wie in unserem oben erwähnten Autobahn-Beispiel ist es so, dass es zu einer Kollision kommen kann, sobald sich mehr als ein Fahrzeug auf der Straße befindet. Unser GLX-D System nutzt dasselbe Spektrum wie die WLAN-Netze (2,4 GHz), weshalb natürlich die Möglichkeit von Störungen gegeben ist. Um dem entgegenzuwirken, benötigen wir eine spezialisierte Technologie, die den Bereich um 2,4 GHz kontinuierlich absucht, um Interferenzen aufzuspüren und zu vermeiden, sodass am Ende ein absolut sauberes, störungsfreies Audiosignal herauskommt. Yeah!

5) Ist „digital“ gleich „störungsfrei“?

Zu den 2,4-GHz-Systemen lesen Sie bitte die vorherige Antwort.

Bei digitalen Drahtlossystemen im UHF-Bereich müssen externe Störquellen und Interferenzen auf die gleiche Weise wie mit einem analogen System umgangen werden. Der Faktor, der Ihnen dabei aber entgegenkommt, ist die Spektrumseffizienz des Systems; falls nämlich doch Interferenzen auftreten, ist die Wahrscheinlichkeit, dass Sie diese vermeiden können, viel höher. Der Grund dafür ist, dass der „Fußabdruck“ eines digitalen Funksystems im Vergleich zu einem analogen System viel schmaler ist – daher bleibt ein größerer nutzbarer Bereich frei.

Manche der höherwertigeren digitalen Systeme (wie Shure ULX-D) verfügen über Frequency Diversity. Damit lassen sich zwei Taschensender auf zwei Kanälen als Paar betreiben, beispielsweise zur Mikrofonierung eines Redners. Die Audiosignale beider Sender werden vom Empfänger durchgehend bewertet und es wird immer das qualitativ bessere Signal auf die XLR- und Dante-Ausgänge geroutet. Wenn sich also das Audiosignal des einen Taschensenders verschlechtert, liegt das bessere Signal des anderen Senders weiter an. Natürlich sollten Sie, sobald eine Veranstaltungspause es zulässt, die schlechte Frequenz für den ersten Sender durch eine gute ersetzen. Aber für das Publikum ist das Signal störungsfrei geblieben – uff!

which-digital-wireless

6) Wie viele Systeme kann man zusammen betreiben?

Wie viele Systeme man gleichzeitig nutzen kann, hängt von der Art des verwendeten Systems und dem Bereich des Funkspektrums ab, in dem es arbeitet. Das Shure GLX-D System beispielsweise erlaubt Ihnen den gemeinsamen Betrieb von bis zu 8 Systemen, jedoch muss dafür das 2,4-GHz-Band absolut sauber sein. Unter Normalbedingungen empfiehlt sich der gemeinsame Betrieb von bis zu 4 Systemen. Falls Sie regelmäßig mehrere Systeme gleichzeitig nutzen müssen, wäre es (vermutlich) ratsamer, das BLX zu verwenden den Umstieg auf QLX-D zu wagen.

Höherwertige UHF-basierte Systeme (wie das QLX-D und ULX-D) können bis zu 67 Kanäle pro Frequenzband nutzen. Das ULX-D bietet auch einen High Density Mode, der den gemeinsamen Betrieb von bis zu 500 Kanälen ermöglicht.

7) Erfordert die digitale Drahtlostechnik noch Antennensplitter, und falls ja, kann ich meinen vorhandenen Splitter und meine Antennen weiter nutzen?

Das GLX-D hat Festantennen und erfordert daher kein Antennensplitter-System. Trotzdem sollten Sie weiter auf optimale Antennenpositionierung achten:

• Versuchen Sie, Sichtverbindung herzustellen

• Minimieren Sie die Übertragungsdistanz

Sowohl QLX-D als auch ULX-D nutzen das UHF-Spektrum, und wenn der Antennensplitter den HF-Bereich abdeckt, in dem die genutzten Systeme arbeiten, muss man sich keine Sorgen machen.

8) Welche Reichweite haben digitale Drahtlossysteme? Ist sie geringer als bei Analogsystemen?

Die digitalen UHF-Systeme haben ähnliche Reichweiten wie andere analoge UHF-Drahtlosmikrofonsysteme. Bei der Trägerfrequenz gibt es keine Unterschiede. Der einzige Unterschied liegt darin, dass sie keine analogen, sondern digitale Informationen übermittelt.

Im 2,4-GHz-Band betriebene Systeme nutzen eine höhere Frequenz zur Übertragung der Audiosignale und verfügen daher über eine geringere Reichweite. Physik ist nun einmal Physik.

9) Bedeutet digital auch anmeldefrei?

Das 2,4-GHz-Band ist ein weltweit anmeldefreier Bereich. Die Beschränkung liegt in der Anzahl der Funkmikrofone, die darin Platz finden – maximal 8. Allerdings ist es relativ anfällig für Interferenzen, da sich in diesem Band auch viele andere Geräte tummeln (in der Hauptsache Telefone, Tablets und Laptops, die WLAN nutzen). Aus diesem Grund müssen Features eingebaut werden, die verhindern, dass man von Störungen überrascht wird (Interferenzerkennung und -vermeidung), wie unter Punkt 4 beschrieben.

Drahtlossysteme im UHF-Bereich (QLX-D und ULX-D) müssen wie jedes analoge Funkmikrofon auch angemeldet werden.

10) Wozu brauche ich Verschlüsselung?

Funkmikrofone werden bei einer Vielzahl von Veranstaltungen eingesetzt, bei denen sensible Informationen ausgetauscht werden. Ohne Verschlüsselung ist es möglich, das Signal eines Funkmikrofons über einen separaten Empfänger abzuhören, der auf dieselbe Frequenz eingestellt wurde und das gleiche Modulationsverfahren nutzt (digital oder analog).

So unwahrscheinlich es auch klingen mag, dass irgend jemand sensible Informationen ausspioniert und stiehlt, so kommt dies zur Verfolgung eines Wettbewerbsvorteils leider doch vor.

Analoge Drahtlosmikrofone lassen sich nicht verschlüsseln. Digitale Daten können mit dem AES-256-Standard verschlüsselt werden, sodass der Sender statt der unverschlüsselten Quelle nur verschlüsselte Daten überträgt. Wenn nun ein digitaler Empfänger auf dieselbe Frequenz eingestellt ist, aber den Schlüssel nicht kennt, wird das Audiosignal nicht zurückgewonnen; Ihre sensiblen Informationen bleiben also gesichert.

11) Kann ich die Signale über mein vorhandenes digitales Audionetzwerk schicken?

Ein digitales Funkmikrofonsystem bezieht sich spezifisch auf das HF-Modulationsverfahren. Im Empfänger findet die Wandlung in ein analoges Audiosignal statt, das an ein analoges Pult oder einen Gitarrenverstärker angeschlossen werden kann.

Es gibt eine stetig wachsende Zahl von Anwendungen, bei denen es vorteilhaft ist, das Audiosignal im digitalen Bereich zu übertragen. Shure hat sich mit Audinate zusammengetan, um das digitale Netzwerkprotokoll Dante zu nutzen. Nur unsere ULX-D Dual- und Quad-Empfängersysteme bieten diese Funktion. Die Audiosignale aus diesen Empfängern lassen sich über ein Netzwerk an andere Dante-Empfänger leiten. (Auch wenn dies zunächst etwas verwirrend erscheint, wird der ULX-D Drahtlosempfänger zu einem Dante-Übertragungsgerät). Bitte beachten Sie, dass dafür bestimmte Netzwerkanforderungen erfüllt sein müssen; dies ist in erster Linie ein Gigabit-Netzwerk mit niedriger Latenz und integrierten Quality-of-Service-Features. Unter folgendem Link können Sie mehr erfahren: https://www.audinate.com/resources/networks-switches

12) Lohnen sich die Mehrkosten für Akkus?

Ja. Abgesehen davon, dass es „grün“ ist und dem Umweltschutz dient, bringt Ihnen die Anschaffung von Lithium-Ionen-Akkus eine langfristige Kostenersparnis und sorgt für mehr Übersichtlichkeit in Ihrem Bestand – außerdem kommen Sie nie wieder in die Verlegenheit, direkt vor einem Gig noch neue AA-Batterien auftreiben zu müssen (Ist uns das nicht allen schon mal passiert? ... und warum sind Batterien eigentlich so teuer?!).

Hier ist ein Kostenvergleich für einen Sender, der einmal täglich neue Batterien benötigt und viermal die Woche verwendet wird. Die Preise für AA-Batterien stammen von der hier verlinkten Website:

Es zeigt sich ganz klar, dass sich trotz höherer anfänglicher Kosten für die Akkus nach ungefähr einem Jahr die Einsparung bemerkbar macht. Im Grunde genommen ein klarer Fall ...

rechargeable-digital-wireless

Kosten für AA-Alkalibatterien

Nutzungstage pro Woche = 4

Batteriewechsel pro Tag = 1

Anzahl der Batterien pro Sender = 2

Anzahl der Sender = 1

Kosten pro Batterie = ca. 0,65€

Gesamtkosten:

Kosten pro Woche: 0,65€ x 4 x 2 = 5,18€

Kosten pro Monat: 5,18€ x 4 = 20,72€

Kosten pro Jahr: 20,72€ x 12 = 248,64€

Kosten für 5 Jahre: 248,64€ x 5 = 1243,20€

Kosten für Akkus

SB900A: 98€ UVP

SBC10-100-E: 55€ UVP

Gesamt: 153€

Alle Preisangaben inkl. Mehrwertsteuer (zum Zeitpunkt der Veröffentlichung korrekt).

Mehr Erfahren

Wir hoffen, dass die in diesem Artikel aufgeführten Antworten dazu beitragen konnten, einige Ihrer Fragen zu digitalen Drahtlossystemen zu klären.

Über den Autor

Marc Henshall

Marc forms part of our Pro Audio team at Shure UK and specialises in Digital Marketing. He also holds a BSc First Class Hons Degree in Music Technology. When not at work he enjoys playing the guitar, producing music, and dabbling in DIY (preferably with a good craft beer or two).