Pasmo 5G LTE w kontekście systemów bezprzewodowych według Shure

Mikrofony bezprzewodowe są powszechnie wykorzystywane w profesjonalnych produkcjach telewizyjnych, teatralnych i zastosowaniach korporacyjnych do prezentacji. Wykorzystuje się je też w administracji publicznej, szkolnictwie, hotelarstwie, gastronomii, klubach itp. Ta wygoda wiąże się z wykorzystaniem określonego pasma radiowego (470 MHz - 863 MHz), które ma ogromne znaczenie dla rynku telewizyjnego i telekomunikacyjnego.

Rozwój mobilnych usług teleinformatycznych i urządzeń telekomunikacyjnych (smartfonów, tabletów pracujących w systemie 5G LTE itp.) wymusił przydział określonych zasobów radiowych dla potrzeb transmisji tych urządzeń. Wiązało się to też ze zwolnieniem dużej części pasma radiowego UHF przez tradycyjne, analogowe stacje telewizyjne, które były „rozrzucone” po całym jego spektrum. Cyfrowe multipleksy telewizyjne, które je zastąpiły, grupują wiele programów w pojedynczych kanałach DVB-T o szerokości 8 MHz. Ta zwolniona „przestrzeń radiowa” została określona jako „Dywidenda Cyfrowa” i… wystawiona na sprzedaż.

Państwa członkowskie Unii Europejskiej uzgodniły w ramach „Dywidendy Cyfrowej” stopniowe zwalnianie określonych pasm częstotliwości dla usług teleinformatycznych. Polska będąc częścią Unii Europejskiej jest zobligowana tzw. dyrektywami harmonizacyjnymi. Są to pewne zalecenia dla regulatorów krajowych. Na tej podstawie UKE przeprowadziło aukcję pasma 800 MHz.

Aukcja częstotliwości pasma 800MHz (791-822MHz i 833-863MHz) dla telekomów, czyli firm telekomunikacyjnych świadczących usługi LTE, przyniosła budżetowi Państwa ok. 9 miliardów złotych z tytuły sprzedaży licencji. Należy pamiętać, że są to licencje przyznane na 10 lat. Zgodnie z nimi, firmy, które wykupiły licencje mają określone częstotliwości zarezerwowane tylko dla siebie i w praktyce oznacza to, że nikt inny nie może im tego zakłócać. Mają zatem ochronę prawną przed zakłócaniem ich częstotliwości. Od 1 stycznia 2016 korzystanie z mikrofonów w tym paśmie jest NIELEGALNE! Ochroną tego zasobu zajmują się bezpośrednio służby techniczne Telekomów. Wszelkie naruszenia mogą być kierowane do sądów i na Policję. Wynika to z umów abonenckich na sieć w standardzie LTE. Wszelkie zakłócenia mogą być traktowane jako niedotrzymanie umowy przez Telekomy, w związku z czym będą oni tego pilnowali znacznie bardziej restrykcyjnie niż UKE.

5G LTE – Konieczność kolejnych zmian

Od 2 czerwca 2020 zaczęto przesuwać wszystkie multipleksy telewizyjne DVB-T do coraz bardziej zatłoczonych pasm poniżej 694 MHz, zwalniając cały zakres 700 MHz. To oznacza, że firmy telekomunikacyjne mogą bez przeszkód instalować i testować swoje urządzenia pracujące w tym paśmie co efektywnie eliminuje prawidłowe funkcjonowanie mikrofonów pracujących w tym zakresie. W rezultacie pozostają nam teraz do wykorzystania wąskie kawałki pasma poniżej 694 MHz składające się w niektórych przypadkach z pojedynczych, odizolowanych kanałów o szerokości 8 MHz. Kluczowym parametrem przy wyborze systemów bezprzewodowych jest więc ile mikrofonów „wciśniemy” jednocześnie w pojedynczy kanał telewizyjny o szerokości 8 MHz.

Warto tutaj zaznaczyć, że używanie mikrofonów bezprzewodowych pracujących z mocą e.r.p. nieprzekraczającą 20 mW (50 mW dla bodypacków) nie wymaga pozwolenia radiowego. Z tego względu są one określane jako urządzenia pracujące dla służb drugiej ważności. Oznacza to, że nie mogą w żadnym wypadku zakłócać pracy innych urządzeń radiowych (służb pierwszej ważności) ani nie mogą żądać ochrony przed zakłóceniami od tych urządzeń.

Powyższe oznacza, że należy pilnie wymienić wszystkie mikrofony bezprzewodowe pracujące w zastrzeżonych pasmach 800 MHz i 700 MHz na funkcjonujące w pasmach wolnych od zastrzeżeń prawnych.

Jak rozwiązać problem systemów pracujących w pasmie 700 i 800 Mhz, zajętym przez 5G LTE?

Przestrajanie mikrofonów analogowych nie jest zalecanym rozwiązaniem ze względu na stosunkowo wysoką cenę takiej operacji (wymiana praktycznie całej elektroniki w nadajnikach i odbiornikach) oraz znacznie niższą liczbę równocześnie pracujących mikrofonów w stosunku do systemów cyfrowych.

Rozwiązaniem jest zastosowanie nowoczesnego systemu cyfrowych mikrofonów bezprzewodowych pracującego w szerokim zakresie pasm poza używanymi przez 5G LTE takie jak mikrofony bezprzewodowe firmy Shure. Systemy cyfrowe mają istotną przewagę nad analogowymi, ponieważ mogą funkcjonować w znacznie większej liczbie kanałów w danym paśmie. Wynika to z ultraliniowych rozwiązań w torach radiowych oraz specyficznej formie modulacji nadawanego sygnału. Oznacza to bezpieczną inwestycję w przyszłość, gdy przestrzeń radiowa będzie jeszcze bardziej ograniczona.

Olbrzymią popularność w Polsce zdobyły cyfrowe systemy bezprzewodowe Shure ULX-D i QLXD (prawie 2.000 kanałów sprzedanych w Polsce). Wśród ich licznych zalet należy wymienić: absolutnie bezkompromisową jakość dźwięku, niewiarygodnie stabilny sygnał radiowy i zwiększony zasięg, rewelacyjny zakres dynamiczny 120dB w pełnym paśmie częstotliwości akustycznych, niespotykaną w innych rozwiązaniach liniowość toru radiowego, co przekłada się na możliwość równoczesnej pracy do 22 urządzeń w pojedynczym kanale TV 8 MHz, a nawet do 560 urządzeń w jednym paśmie 72 MHz! (ULXD w trybie Hi Density). To pozwala na bezpieczną pracę systemów, nawet w najbardziej zatłoczonych środowiskach radiowych. Dodatkowo, sygnał radiowy może być szyfrowany w formacie stosowanym przez NATO – 256 bit AES. Zastosowanie akumulatorów w technologii litowo-jonowej znacząco redukuje koszty eksploatacji systemu poprzez eliminację jednorazowych baterii alkalicznych i daje nową funkcjonalność w postaci precyzyjnego pomiaru czasu w godzinach i minutach. Nadajniki ULXD mogą pracować aż 10 godzin na pełnym naładowaniu dedykowanych akumulatorów! Odbiorniki wielokanałowe ULXD posiadają technologię cyfrowego przesyłu wielokanałowego DANTE do sieciowego łączenia i dystrybucji systemów audio. Dzięki aplikacji ShurePlus na iPada i iPhone’a możliwe jest zdalne sterowanie i monitorowanie całego systemu na urządzeniach mobilnych Apple iOS. Te zalety spowodowały, że te systemy stały się de facto standardem w zastosowaniach profesjonalnych w Polsce i na świecie.