De los errores se aprende. Coordinación de sistemas inalámbricos.

Decía Niels Borh: “Un experto es una persona que ha cometido todos los errores que se pueden cometer en un determinado campo”. Y me parece absolutamente cierto, ya que los errores son tremendamente didácticos si los analizamos para encontrar las causas, e intentar no volverlos a cometer.

Hace unos meses participé en un evento que no resultó todo lo satisfactorio que me hubiese gustado. Tuve que ir a trabajar como freelance para una empresa de sonido profesional y tuvimos algunos problemas de radiofrecuencia, así que voy a contaros lo que aprendí y lo que no volvería a hacer.

Los hechos.

El evento contaba con 27 sistemas inalámbricos en 3 espacios de una ciudad, con una afluencia de público grande. De esos 27 sistemas, 5 eran comunes a los 3 espacios. Es decir, había un transmisor común y 3 receptores sintonizados en la misma frecuencia en cada lugar.

En mi espacio contaba con 15 sistemas y la coordinación de frecuencias me vino ya dada: Al llegar al lugar por la mañana me pasaron un listado de las frecuencias que tendría que utilizar.

Los sistemas a utilizar eran Shure SLX y Sennheiser ew500 G2, ambos con antenas omnidireccionales.

Por la mañana, mis pruebas fueron satisfactorias. Todos los sistemas funcionaban a la vez de forma correcta, aunque no se probaron desde el escenario, porque físicamente no fue posible y hubo que probarlos bastante cerca de las antenas y receptores.

Por la tarde, durante los eventos, hubo más intermodulaciones y pérdidas de señal de lo que nos hubiese gustado.

Aspectos mejorables y soluciones para el futuro

Haciendo un análisis a posteriori, creo que ciertos aspectos se podrían mejorar para obtener mejores resultados en futuros eventos. Estas son mis conclusiones:

1.Coordinación de sistemas inalámbricos mejorable.

Entre las 27 frecuencias de los sistemas, había 6 intermodulaciones.

lista de frecuencias

Lista de frecuencias que se utilizaron, con las intermodulaciones marcadas. Las calculé con la hoja de Excel de la que hablé en este artículo.

Es cierto que no todos los sistemas funcionaban en todos los espacios. Pero todos los espacios estaban muy cerca, todos los actores llevaban los micros encendidos al mismo tiempo y se desplazaban por los diferentes espacios sin control. Así que inevitablemente se producían intermodulaciones.

Variando algunas frecuencias, eso se habría evitado.

Además, no se tuvo en cuenta los canales de televisión TDT que emitían en esa localidad. Posteriormente, al revisar la lista de frecuencias y comprobar los canales que emitían, pude verificar que los canales 26 y 42 (frecuencias 510-518Mhz y 638-646Mhz) coincidían con emisiones de TV y micrófonos ubicados en esas frecuencias (sistemas 1, 2, 6, 7, 10, 11).

De cualquier forma, desconozco los criterios mediante los que se hizo la coordinación de sistemas inalámbricos y es posible que hubiese otros condicionantes que yo no conozco. Pero uno de los problemas a la hora de seleccionar frecuencias puede darse si se realizan escaneos con los receptores y estos tienen un squelch medio o alto. Esto lo aprendí de mi buen amigo sonidista Manuel Laguna y es algo a tener muy en cuenta.

La cuestión es la siguiente: El squelch es una puerta de ruido de RF. Tiene un umbral que normalmente podemos configurar mediante el cual conseguimos que si el nivel de RF no llega a un mínimo, el receptor no envía señal de audio a la salida ya que considera que es ruido. Pero a la hora de hacer un escaner de frecuencias también tiene su importancia. Si situamos el squelch alto, el receptor, a la hora de buscar frecuencias libres, busca por encima de ese umbral. Como, en cierta manera, “no ve” lo que hay por debajo, seleccionará las frecuencias que estén libres por encima de ese umbral.

Squelch_muy_alto

Squelch configurado muy alto. A la hora de hacer el escaner para buscar frecuencias libres, el receptor entenderá que todo el espectro está disponible, ya que las señales y el ruido de fondo está por debajo del Squelch.

Si en cambio vamos bajando el squelch, el receptor cada vez podrá ver más señales perturbadoras y encontrará menos huecos libres para posicionar nuestras frecuencias. Es verdad que al hacer el escáner con el squelch muy bajo nos aparecerán muchas menos frecuencias disponibles, pero también es verdad que esas frecuencias estarán bastante más libres de ruidos u otros problemas.

Squelch_bajo

En este caso el Squelch está mucho más bajo, y el receptor va a tener en cuenta todas las señales que están por encima a la hora de hacer un escáner. Evidentemente, nos saldrán menos frecuencias disponibles, pero estas frecuencias serán de mucha mejor relación señal/ruido.

Si hacemos el proceso contrario, es decir, hacer un escaner con el squelch del receptor muy alto, nos aparecerán muchas más frecuencias disponibles. Pero es posible que en el caso de pérdidas de señal o intermodulaciones los problemas se presenten mucho más rápido.

Conclusión: Intentaré, en el caso de que se me vuelva a dar un evento similar, participar en la coordinación de sistemas inalámbricos, para seleccionar las mejores frecuencias posibles e incluso generar una lista de frecuencias de “backup” por si en algún momento hay que cambiar alguna frecuencia por cualquier motivo. Previamente habría que realizar un escaner de RF  en los espacios para detectar zonas problemáticas.




2. Cableado de antenas no adecuado.

Sospecho también que el cableado de antena utilizado ese día no era el adecuado. El cable que se utilizó en los sistemas más problemáticos era un cable muy largo de marca e impedancia desconocida.

El cable tiene una importancia crítica a la hora de trabajar con antenas, y puede generar pérdidas significativas de la señal de RF. En el caso de tener pérdidas importantes, deberíamos utilizar boosters para compensar esas pérdidas.

Es importante conocer el tipo de cable, y sólo compensar las pérdidas. Con esto quiero decir que si perdemos señal de RF podemos tener problemas, pero el exceso de señal también puede causarnos inconvenientes (no debemos utilizar los boosters si no tenemos pérdidas). El cableado RG213 es mi principal elección.

cable_antena

En esta imagen podemos ver las diferentes pérdidas de dos cables de antena (RG58 vs RG213). El RG58 presenta pérdidas mucho más grandes.

Conclusión: Es fundamental saber qué tipo de cable estamos utilizando y cuánta pérdida generan en función de la longitud del cable y la frecuencia utilizada. Es la única manera de poder ajustar correctamente los boosters para compensar las pérdidas de señal. El problema es que muchas veces ni siquiera la empresa que ha comprado el cable te puede facilitar esa información. Para otra ocasión procuraré averiguar antes el tipo de cable a utilizar.

3. Antenas no adecuadas.

En espacios cerrados, mi principal opción para inalámbricos es utilizar antenas omnidireccionales.

Por un lado, la estructura del edificio nos genera un gran aislamiento de señales de RF del exterior. Por otro, la gran cantidad de reflexiones que se generan debido a todas las superficies (paredes,  techo…) ocasiona que nos pueda llegar señal de RF adecuada dentro del espacio de cualquier dirección.

Sin embargo, en exteriores estas condiciones cambian (mucha más contaminación RF, menos reflexiones de nuestras señales…) y prefiero sin duda las antenas direccionales, para poder orientarlas en la dirección en la que vamos a tener los emisores. De esta forma recibiremos mucha menos señal de otras radiofrecuencias que puedan llegar ajenas a nuestro sistema.

antena_helicoidal

Antena helicoidal HA-8089 de Shure, mucho más directiva (+14dBi)

Conclusión: Muchas veces no se presta la debida atención a las antenas de los inalámbricos, que, sin embargo, son las “orejas” de los receptores. Si no reciben la señal de forma adecuada, tendremos muchos problemas. En este caso, seguramente unas antenas helicoidales o incluso la antena Diversity Finn de RF Venue que combina una LPDA y un dipolo con polaridad cruzada entre sí hubiesen dado mucho mejor resultado.

 

 

RF Explorer, una herramienta para analizar la radiofrecuencia

Hoy he recibido la última adquisición de Producciones El Sótano. Se trata de un analizador de radiofrecuencia de la marca RF Explorer,  concretamente el modelo WSUB1G.

Es un pequeño y económico analizador del espectro de RF. Este modelo concreto trabaja de 240 a 960MHz, un rango en el que están la mayoría de los sistemas inalámbricos que se utilizan actualmente en el sonido profesional (quedan fuera los nuevos sistemas en 1,8GHz y 2,4GHz, aunque otros modelos de la misma marca, como el 3G combo sí que los cubren).



¿Para qué sirve este tipo de herramienta?

Este pequeño aparato, tremendamente portátil, sirve para poder ver qué está pasando en tiempo real en el espectro de radiofrecuencia.

Hoy en día cada vez hay más sistemas inalámbricos en las sonorizaciones en directo, y realmente considero cada vez más importante poder analizar el espectro electromagnético antes de situar sistemas inalámbricos.

Cierto es que prácticamente todos los fabricantes nos dan opciones de escáner de frecuencias para seleccionar una frecuencia libre, pero hay que recordar que cuando combinamos varios sistemas pueden aparecer intermodulaciones (sobre todo las de tercer orden) que pueden crearnos problemas y que en cualquier momento alguien puede encender un sistema inalámbrico ajeno a nuestro montaje, interfiriendo con nuestros sistemas.

Además, el visualizar el espectro nos permite ver dónde nuestras antenas reciben mejor la señal, y jugar con la polarizacion (esto es, el plano de la antena respecto al eje de tierra) para reducir la captación de señales no deseadas. Todo son ventajas, aunque es una herramienta más a llevar encima, al final los beneficios acaban compensando.

¿Cómo es el aparato?

El WSUB1G de RF Explorer es un aparato pequeño y económico (unos 140€+IVA), distribuído en España por AGVRadio (no les conocía de nada, pero hay que decir que el pedido ha sido rapidísmo y han estado pendientes en todo momento).

Con unas medidas de 11,3 x 7 x 2,5cm y un peso de 185 gr, no es ningún inconveniente añadirlo a la mochila del técnico de sonido.

Le podemos incorporar la antena omnidireccional con la que viene, o añadirle cualquier antena de nuestros transmisores inalámbricos (aunque habrá que comprar el adaptador correspondiente).

Otra ventaja del aparatito en cuestión es que no funciona con pilas, sino que lleva una batería recargable a través del puerto USB del ordenador.

RF Explorer WSUB1G

El aparato en cuestión, WSUB1G, apenas más grande que un teléfono móvil.

 

¿Cómo funciona?

Podemos utilizarlo de dos formas: O bien de manera autónoma, visualizando el análisis de RF en la pequeña pantalla de 128×64 pixels que lleva incorporada, o bien conectándolo a un ordenador mediante cable USB.

La opción más práctica de cara a la visualización sin duda es a través del ordenador, pues podemos tener acceso a una visualización mucho más precisa y detallada, así como diferentes opciones de visualización.

En mi caso, como utilizo Mac OSX, he descargado la genial aplicación gratuita iRFExplorer que permite mostranos una resolución mucho mayor que la que podemos ver en la pequeña pantalla del aparato.
Hace tiempo que ya no utilizo iRFExplorer, concretamente desde que descubrí Vantage, de la gente de RF Venue. Una aplicación mucho más potente que permite además exportar los escaneos a los programas Sennheiser Wireless System Manage o Shure Wireless Workbench.

Seleccionamos el rango de frecuencias que queremos visualizar e inmediatamente nos lo muestra en pantalla. Si lo conectamos en el lugar donde vamos a trabajar con inalámbricos, inmediatamente podemos visualizar qué está pasando en el espectro RF o qué señales reciben nuestras antenas.

iRFExplorer

Así es como muestra el espectro RF el software iRFExplorer

Conclusiones

Es una herramienta sencilla y eficaz. Para el precio que tiene, los resultados son más que decentes, pero no es un analizador excesivamente preciso (cosa lógica si tenemos en cuenta lo que vale). Para los trabajos que realizamos en nuestra empresa con sistemas inalámbricos es más que suficiente, y aunque de momento no lo hemos sacado de bolo, esperamos poder darle mucho uso a lo largo de los próximos años.

Además, la llegada del 4G está ya generando problemas de interferencias e intermodulaciones, y hoy en día es necesario tener una herramienta pequeña y rápida para poder ver qué está sucediendo en el espectro electromagnético (hasta ahora invisible para mi).

Si queréis más info del producto, os dejo un video del fabricante:

 

10 consejos imprescindibles para trabajar con micrófonos inalámbricos

Aquí os dejo unos cuantos consejos para utilizar micrófonos inalámbricos. Y acordaros de revisar las pilas antes de empezar 😉



 

  • 1. Si vas a utilizar varios sistemas inalámbricos a la vez, compruébalos con todos ellos encendidos simultáneamente. Si enciendes uno, lo pruebas, lo apagas y enciendes el siguiente, lo más probable es que funcionen todos. Cuando todos estén encendidos a la vez se podrían producir intermodulaciones.

 

  • 2. Ten en cuenta la orientación de las antenas. Es conveniente que el transmisor y el receptor tengan la antena orientada en la misma dirección (normalmente en vertical, apuntando hacia arriba). De esta forma se consigue la mejor transmisión. En el caso de los micrófonos de mano, en los que la antena suele estar en el extremo opuesto a la cápsula, lo más recomendable es situar las antenas del receptor en un ángulo de 45º.

 

  • 3. Si utilizas antenas remotas en sistemas diversity, asegúrate de que el cable sea de la misma longitud en ambas antenas. Los sistemas diversity utilizan dos antenas simultáneamente para recibir la señal (el sistema utiliza la que mejor recepción tiene en cada momento). Si usas cables de distinta longitud para conectar las antenas, el sistema siempre va a recibir mejor con la antena que tenga el cable más corto, y el sistema Diversity no funcionará correctamente.

 

  • 4. Siempre que sea posible, intenta que los emisores y los receptores se vean entre ellos. Siempre es una práctica recomendable el buscar visión directa entre emisor y receptor.

 

  • 5. Deja al menos una distancia de 2 o 3 metros entre el transmisor y el receptor. No por acercar mucho el transmisor al receptor va a funcionar mejor. De hecho es conveniente mantener al menos entre ellos esta distancia mínima que comentamos.

 

  • 6. Separa las antenas al menos 1 metro como mínimo de paredes, techos, estructuras u otros objetos. Cuanto más lejos de reflexiones mejor funcionará nuestro sistema y menos riesgos de pérdidas de señal tendremos.

 

  • 7. Intenta no tener fuentes que generen radiación de radiofrecuencia cerca de tus sistemas. Dimmers, proyectores, focos, pantallas de led, etc. pueden inducir interferencias en nuestros equipos.

 

  • 8. Haz un escaner de frecuencias antes de empezar. Casi todos los sistemas inalámbricos profesionales llevan una función de escaneo de frecuencias, que analiza el espectro electromagnético y selecciona las mejores frecuencias de trabajo.

 

  • 9. Si al apagar el micrófono entra ruido por el receptor, configura el Squelch. Es una función muy común en los sistemas inalámbricos que consiste en una puerta de ruido que impide que pase la señal cuando el nivel de RF baja de un umbral determinado. Si el Squelch está desactivado, al apagar el micrófono nuestro receptor seguirá recibiendo el ruido que haya en el espector electromagnético. Con el Squelch activado, al apagar el micrófono nuestro receptor pasará automáticamente al modo “Mute”.

 

  • 10. Cuando pruebes los micrófonos, hazlo moviéndote por todas las zonas por las que se va a mover el micrófono durante el evento. Que se escuche en un punto no quiere decir que no haya zonas donde se pierda la señal (zonas de sombra). Conviene que nos aseguremos siempre de que no perdemos señal en ningún punto.

 

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La foto que encabeza el artículo muestra unos cuantos sistemas inalámbricos unos encima de otros y demasiadas antenas juntas. Eso no es muy conveniente, lo suyo sería utilizar un combinador de antenas. De cualquier forma, la foto es de Bin im Garten (Own work (own picture)) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

El dividendo digital y las empresas de sonorización

Llevamos tiempo oyendo hablar de la llegada de la cuarta generación de telefonía móvil (la famosa tecnología LTE, ó 4G) y la reordenación del espectro electromagnético en función del dividendo digital.

¿Qué es todo esto? Y lo que es más importante para las empresas de sonorización, ¿cómo va a afectar a nuestros sistemas inalámbricos?



El Dividendo Digital

Desde mitad del siglo pasado se han venido utilizando el rango de frecuencias UHF comprendido entre 470 a 862 MHz para la transmisión de señales de televisión y radio.

Nuestros sistemas inalámbricos UHF han venido funcionando sin problemas en esos rangos de frecuencias. Con la llegada de la LTE (tecnología móvil de cuarta generación) y ante la escasez de espacio libre en el espectro electromagnético, se toma la decisión de reorganizar el mapa de dicho espectro.

Las televisiones TDT se desplazan para dejar libre la zona comprendida entre 790 y 862 MHz. Es por ello que en los últimos meses todas las comunidades de vecinos han tenido que resintonizar sus antenas: los canales que antes estaban en ese rango de frecuencias han tenido que desplazarse.

De esta forma ese ancho de banda de 72MHz (862-790) quedará libre para el uso de la tecnología LTE a partir del 1 de marzo de 2015.

DividendoDigital

Nuestros sistemas inalámbricos y el dividendo digital

Hasta ahora nuestros sistemas inalámbricos han convivido con los canales TDT. Cuando cualquier empresa de sonorización va a montar sistemas inalámbricos en un evento, lo habitual es hacer un escaner de frecuencias para situar nuestros sistemas en zonas no problemáticas (por ejemplo, evitar situarnos en las frecuencias en las que esté emitiendo un canal de TDT).

Además, hay que controlar las intermodulaciones, ya sea con los bancos de nuestros sistemas o mediante tablas excel para calcular posibles intermodulaciones entre sistemas.

Con la llegada del dividendo digital, todo va a seguir igual excepto por dos cosas:

Por un lado, no podremos seguir utilizando nuestros sistemas en el rango de frecuencias que va de 790 a 862 MHz en las zonas que tengan cobertura 4G. Si situamos un sistema en esa zona, las interferencias producidas por las ondas de LTE no nos permitirán utilizarlo.

Debido a esto, la gente que se ha informado y todavía tiene sistemas que trabajan en ese rango están intentando venderlos para no quedarse en un mes con sistemas obsoletos. Ojo con esto porque hay multitud de anuncios como este de sistemas que serán inutilizables en las zonas con cobertura 4G.

Recordad que a partir del 1 de marzo empezarán a hacerse pruebas de LTE, así que cuidado si vais a comprar sistemas inalámbricos, elegid bien el rango de frecuencias.

Por otro, las TDT se han reordenado, y van a quedar menos espacios libres en la zona de 470 a 790MHz.

¿Qué dice la legislación de todo esto?

En el último año he escuchado muchas cosas confusas sobre la legislación de la radiofrecuencia en España.

En un curso de RF que hice este año nos hablaron de una normativa de Notas UN CNAF 2010.
Allí, en la nota UN-118 “Micrófonos sin hilos en UHF” dice: “La banda de frecuencias 863-865 MHz, podrá ser utilizada por micrófonos inalámbricos y otras aplicaciones de transmisiones de audio (por ejemplo auriculares sin hilos y dispositivos portátiles para música) en aplicaciones preferentemente no profesionales o de
uso doméstico en interior de recintos” pero no habla nada de aplicaciones profesionales.

En un seminario de un conocido fabricante de inalámbricos nos decían que con la entrada del dividendo digital las frecuencias legales a utilizar para nuestros sistemas inalámbricos serían 821-832MHz y 1785-1805MHz.

¿Qué hay de cierto en todo esto?

Bueno, realmente de 863 a 865 MHz es para aplicaciones NO PROFESIONALES, con lo cual aquí no entramos las empresas de sonorización. 2 MHz es un ancho de banda ridículo para cualquier producción media.

De 821 a 832 MHz se supone que está dentro del rango de LTE.

frecuencias LTE

Sin embargo, ese rango corresponde a la zona de guarda que han dejado de separación entre la banda de bajada de datos y la banda de subida. Hoy por hoy no sabemos si podremos situar sistemas en esa banda, la recomendación es evitarlo. Si tenemos sistemas que trabajan en esa zona podemos probar a partir de marzo a ver cómo se comportan, pero el riesgo de intermodulaciones con LTE está ahí.

La ley que marca con claridad las bandas de frecuencias permitidas para sistemas inalámbricos en España es la Orden IET/787/2013, de 25 de abril, por la que se aprueba el cuadro nacional de atribución de frecuencias.

Esta Orden dice lo siguiente:

“Se destina, con la consideración de uso común, la banda 1785-1800 MHz para usos de micrófonos sin hilos en aplicaciones profesionales dentro de recintos cerrados.”

Otras utilizaciones de baja potencia, también con la consideración de uso común, para (…)micrófonos sin hilos para aplicaciones profesionales se permiten en el rango de frecuencias 470 a 786 MHZ (…) y su uso queda condicionado a no causar interferencia perjudicial al servicio de televisión, en cuyo caso deberán cesar sus emisiones inmediatamente”

Conclusiones

La banda de 1’8GHz, que muchos fabricantes están empezando a implementar en sus sistemas, se admite para trabajar con sistemas inalámbricos dentro de recintos cerrados.

Para exteriores, se permite utilizar el rango de frecuencias de 470 a 786, siempre que no interferamos en la TDT.

El resto de los equipos UHF es muy improbable que puedan seguir funcionando sin problemas en zonas con cobertura 4G.