Komunikacja bezprzewodowa jest obecnie na porządku dziennym w zasadzie dla każdego. Korzystamy ze słuchawek bezprzewodowych, ładujemy telefon bezprzewodowo, w samochodzie nasz smartfon łączy się bezprzewodowo z zestawem głośnomówiącym, nie wspominając już o dostępie do internetu, który w przypadku urządzeń personalnych praktycznie zawsze jest realizowany bezprzewodowo, czy to poprzez sieć GSM, czy WiFi. Ale czy w przypadku sprzętu AV bezprzewodowo znaczy lepiej? Może lepiej wybrać tradycyjne przewodowe przesyłanie obrazu i dźwięku?
Co przesyłamy, czyli dlaczego ilość wpływa na jakość?
Zanim zdecydujemy, jaki system wybieramy i instalujemy np. w firmowej sali konferencyjnej, trzeba uzmysłowić sobie, co przesyłamy, jak i w którą stronę. Użytkownik końcowy pewnie powie, że przesyłamy dźwięk i/lub obraz z urządzenia – smartphone, tableta, laptopa do urządzenia, które będzie mogło ten sygnał odtworzyć głośniej, pokazać na większym ekranie. I tak faktycznie jest, chociaż nie należy zapominać (zwłaszcza w przypadku systemów wideokonferencyjnych), że równie ważną jest komunikacja w drugą stronę – w końcu obraz z kamery trafia do naszego laptopa, podobnie jak dźwięk z mikrofonu konferencyjnego.
A czym fizycznie jest dźwięk i obraz? Są to dane – ciągi zer i jedynek, przesyłanych z dużą prędkością od nadajnika do odbiornika, po drodze najczęściej szyfrowane w celu zapewnienia nam prywatności.
Ilość danych zależy od ilości informacji, które musimy przesłać między urządzeniami. I tak w uproszczeniu – w przypadku stereofonicznego sygnału audio o jakości płyty CD należy co sekundę przesłać 44 100 wartości amplitudy sygnału dla każdego z kanałów – lewego i prawego. Natomiast w przypadku sygnału video o rozdzielczości FullHD i częstotliwości odświeżania 50Hz, w każdej sekundzie konieczne jest przesłanie 50 razy informacji o wartości koloru i jasności dla każdego z 2 073 600 pikseli, z których składa się obraz.
Jeżeli przyjmiemy, że pojedyncza informacja o amplitudzie sygnału stereofonicznego audio jest równa informacji o kolorze i jasności jednego piksela, to oznacza, że w tej samej sekundzie, aby przesłać obraz, trzeba wysłać ponad 2800 razy więcej danych niż w przypadku audio. Ale czy to rzeczywiście tak dużo? Niestety tak.
Zatem decyzja, jaki system av – oparty na kablach albo bez przewodów – sprawdzi się najlepiej, zależy w dużej mierze od oszacowania ilości przesyłanych danych i oceny, czy system bezprzewodowy jest to w stanie obsłużyć bez strat w jakości.
Jakość dźwięku i obrazu
W idealnym systemie sygnał odebrany na końcu będzie dokładnie taki sam jak sygnał wysłany. Czy tak jest? W przypadku systemów przewodowych zazwyczaj tak, ale w przypadku połączeń bezprzewodowych zazwyczaj nie jest już tak dobrze. Główny problem jest wspomniana wcześniej ilość danych do przesłania.
Przepustowość powszechnie dostępnych systemów WiFi działających w paśmie 5GHz, to teoretycznie maksymalnie 1.3Gbps. Do przesłania sygnału audio jest to wystarczające, ponieważ w praktyce bardzo dobrej jakości sygnał audio potrzebuje mniej niż 10Mbps przepustowości. Jednaksygnał video FullHD 1080 potrzebuje minimum 4.46Gbps, aby był idealnej jakości!
Przesyłanie takich sygnałów jest możliwe bezprzewodowo tylko poprzez wykorzystanie algorytmów kompresji – mniej lub bardziej, ale zawsze stratnej.
Ale czy problem dotyczy na pewno wyłącznie przesyłania bezprzewodowego? Niestety również przewodowego, ale najczęściej przy przesyłaniu danych na duże odległości, gdzie nie mamy możliwości użycia pojedynczego przewodu. Wtedy mierzymy się z dokładnie tym samym problemem, co w przypadku transmisji bezprzewodowej.
Przewodowy i bezprzewodowy system a opóźnienie w przesyłaniu danych
Przejście sygnału od wejścia do wyjścia zawsze zabiera jakiś czas. Jeżeli po drodze pojawiają się dodatkowe algorytmy kompresujące i dekompresujące oraz szyfrujące, sygnał to ten czas się musi wydłużyć. Głównym pytaniem, jakie sobie trzeba zadać przed instalacją systemu av, to czy dla naszego zastosowania opóźnienie ma znaczenie (czy jest dopuszczalne).
Jeżeli odtwarzamy film, to czy jest ważne, że zobaczymy go na ekranie natychmiast, czy dopiero po 1 sekundzie od wciśnięcia przycisku play? To raczej bez znaczenia. A co w przypadku gdy podłączamy laptopa w sali konferencyjnej do projektora i musimy coś pokazać kursorem na ekranie – czy patrząc na ekran, reakcja na nasz ruch ręką po 1 sekundzie jest istotna? Raczej tak. A co w przypadku gdy przesyłamy dźwięk do dwóch głośników w jednej strefie i do jednego dźwięk dotrze o pół sekundy później niż do drugiego? Tego słuchać się już nie da. Opóźnienie zawsze trzeba rozważać pod kątem aplikacji czy sposobu wykorzystywania przesyłanego sygnału.
Co jeszcze warto wziąć pod uwagę przy projektowaniu i instalacji
Z naszego doświadczenia jako firmy, która na co dzień zajmuje się instalacją systemów audio-video, wiemy, że projektując (a później montując) system dla klienta, zawsze trzeba wziąć pod uwagę jeszcze kilka dodatkowych czynników. To pozwoli wybrać odpowiedni system, czy to do biura, czy do dzielonej sali konferencyjnej, czy do innego miejsca.
Stabilność połączenia – przepustowość połączenia może nie być stała w czasie lub wymagać rezerwowania zasobów na urządzeniach sieciowych. Przesyłanie po sieci Wi-Fi sygnałów AV zwłaszcza obrazu zawsze będzie znacząco zwiększać ruch. Planując zastosowanie tego typu technologii trzeba uwzględnić możliwości infrastruktury IT, a nie wyłącznie zapewnić urządzenia AV.
Intuicyjność użytkowania – w przypadku połączeń kablowych standaryzacja złącz postępuje bardzo szybko iwszystko wskazuje na to, że wkrótce jedynym obowiązującym standardem pozostanie złącze HDMI oraz wtyczka USB. W przypadku bezprzewodowych technologii jest większa różnorodność. Jest kilka obowiązujących standardów, implementowanych w systemach operacyjnych jak np. Miracast, AirPlay, ChromeCast, ale jest też wiele standardów, które do korzystania wymagają instalowania dedykowanych aplikacji. Bardzo często, aby móc połączyć się z urządzeniem bezprzewodowym, trzeba podłączyć się do konkretnej sieci WiFi, w której może nie być dostępu do internetu.
Możliwość zasilania – obecnie standardem w połączeniach kablowych w salach konferencyjnych staje się USB-C, które oprócz funkcji przesyłania sygnału w obie strony pozwala także zasilać podłączone urządzenie. Niestety stosowanie jednego przewodu do wszystkiego ma swoją ciemną stronę – maksymalną odległość (w praktyce dla dobrych przewodów 3m) oraz stosunkowo delikatne złącze.
Trwałość– niestety jest to problem wszelkich połączeń kablowych, prędzej czy później często użytkowany kabel albo złącze może ulec uszkodzeniu. Sprawdzoną metodą jest przygotowanie instalacji tak, aby wymiany wymagał jedynie ostatni fragment toru, czyli przewód, z którym użytkownicy mają najwięcej do czynienia.
Jak wybrać odpowiedni system?
Jeden i drugi sposób (przewodowy i bezprzewodowy) podłączania do systemu AV ma swoje lepsze i gorsze strony. Jeżeli zależy nam na jakości obrazu i małych opóźnieniach, możemy od razu zapomnieć o bezprzewodowości (przynajmniej na dzisiejszy stan rzeczy). Jeżeli poszukujemy przede wszystkim mobilności i wygody, to warto się rozejrzeć po znanych standardach bezprzewodowych, aby uniknąć problemów z kompatybilnością, przy czym koniecznie trzeba pamiętać o infrastrukturze IT.
Złotym środkiem pomiędzy przesyłaniem przewodowym a bezprzewodowym jest urządzenie ClickShare firmy Barco. Jest to urządzenie, które oferuje wszystkie popularne standardy bezprzewodowe Miracast, AirPlay oraz ChromeCast i jednocześnie dodatkowo współpracuje z dedykowanym nadajnikiem, które możemy podłączyć do urządzenia do złącza USB-A lub USB-C i uzyskać połączenie bezprzewodowe praktycznie tak jakbyśmy podłączali się przewodem.
Bez dokładnej analizy potrzeb, dostępnego sprzętu audio i video czy przepustowości sieci WiFi, nie można zaprojektować systemu av, który będzie charakteryzował się m.in. niezawodnością czy bezkompromisową jakością. Zaawansowane instalacje wymagają zaawansowanej analizy – dopiero wówczas można stwierdzić, czy w danej przestrzeni, dla danych potrzeb lepsza będzie konfiguracja systemu przewodowego czy bezprzewodowego.
