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La plupart d'entre nous qui utilisons des équipements sans fil dans les systèmes audiovisuels avons appris à nous méfier de la bande ISM (Industrielle, Scientifique et Médicale) de 2.4 GHz, voire à l'éviter complètement, suite à des pannes survenues au moment crucial. Sur le papier, la conception était impeccable et tout fonctionnait parfaitement lors de la mise en service. Mais une fois le public installé, les salles de classe voisines remplies ou un nouveau locataire emménagé à l'étage supérieur, les ondes se sont encombrées et un composant a lâché. Cette bande n'est ni soumise à licence ni réglementée : n'importe qui peut émettre et il est impossible de contrôler ses voisins. Ainsi, que ce soit par expérience ou grâce aux avertissements de nos collègues et des commerciaux, nous savons qu'il ne faut jamais spécifier de microphone sans fil 2.4 GHz, qu'il faut privilégier les connexions filaires et considérer l'ajout d'un seul appareil 2.4 GHz supplémentaire comme une faute grave.
Alors que la conversation sur les systèmes d'écoute assistée (SEA) aborde Auracast™, la norme de diffusion audio Bluetooth® Low Energy (BLE) et la bande 2.4 GHz, le réflexe est de la rejeter. L'écoute assistée n'est pas un luxe. Dans la plupart des cas, c'est une obligation légale et un impératif éthique, et miser sur une connexion instable semble imprudent. Mais la bande 2.4 GHz n'est pas une technologie ; c'est simplement une gamme de fréquences où, dans certaines limites, toute technologie peut fonctionner. Les normes fondamentales qui y sont utilisées sont robustes.
Le Wi-Fi et le Bluetooth ont été conçus pendant plus de vingt ans pour être résilients et coexister, et ils y parviennent avec brio. Pourtant, quiconque a déjà travaillé dans une salle bondée sait que lorsque la bande est saturée, même les systèmes professionnels peinent à fonctionner. La fiabilité a longtemps semblé aléatoire, même pour les meilleurs produits. Auracast™ offre d'excellentes performances, même dans des environnements radiofréquences denses et encombrés. Il bénéficie d'une portée étendue, d'un son clair et d'une latence faible et constante, contrairement à ce que l'on pourrait attendre. Ce résultat n'est pas le fruit du hasard. Au lieu de se demander si la bande était adaptée, les ingénieurs qui ont conçu et continuent de développer Auracast™ se sont posé une question plus pertinente : est-il possible de concevoir un système audio de diffusion fiable dans cette bande de fréquences concurrentielle, et non par chance ?
Cette série explique comment ils ont répondu à cette question. Dans les prochains articles, nous démontrerons qu'Auracast™ est précisément ce type de système. Il n'est pas nécessaire de tout prendre pour argent comptant. Chaque affirmation est accompagnée de son mécanisme et de ses limites réelles, ainsi que d'outils pour acquérir la compréhension conceptuelle nécessaire à une utilisation sûre et appropriée d'Auracast™.
Cette série comporte cinq parties :
Pour commencer ce premier volet, et pour résumer où nous allons, voici la structure du système global.
Tout d'abord, nous optimisons la taille et la rapidité des données audio, de sorte que chaque segment de l'émission ne nécessite qu'un bref passage sur une seule fréquence. Nous utilisons ensuite ce temps ainsi gagné pour rediffuser chaque segment plusieurs fois sur différentes fréquences ; l'auditeur n'a besoin de capter qu'une seule copie. Puis, nous veillons à ce que chaque copie parvienne à l'auditeur avec un niveau sonore et une clarté suffisants pour être décodée. Enfin, nous intégrons le tout dans un système unique conçu pour fonctionner au sein d'une bande de fréquences complexe.
En conclusion, la fiabilité d'Auracast est une caractéristique intrinsèque du système, et non le fruit d'une astuce, d'un coup de chance ou d'un marketing superficiel. Elle résulte de quelques choix de conception judicieux qui, combinés, garantissent une fiabilité à toute épreuve. Et cette fiabilité s'améliore encore lorsque le nombre d'utilisateurs diminue, ce qui, comme nous le verrons plus loin, constitue la véritable tendance.
Auracast™ est le mode de diffusion audio Bluetooth® Low Energy. Un émetteur envoie un flux audio dans la salle, et un nombre illimité d'auditeurs le reçoivent, sans appairage ni configuration préalable. Ce mode est particulièrement intéressant pour les aides auditives. La salle diffuse le flux ; l'appareil de l'auditeur le reçoit.
Aujourd'hui, Auracast™ fonctionne comme un système autonome. Un lieu peut déployer un émetteur et des récepteurs compatibles au sein d'un écosystème conforme aux normes d'accessibilité, à l'instar de la plateforme Auri™ de Listen, indépendamment de l'appareil utilisé par chaque spectateur. Et comme Auracast™ est une norme Bluetooth® ouverte et non un système propriétaire, elle est déjà compatible avec un grand nombre d'appareils grand public, en constante expansion : téléphones, écouteurs et appareils auditifs se comptent par millions aujourd'hui. Après une nouvelle génération d'appareils électroniques personnels, la compatibilité Auracast™ deviendra la norme pour tous les appareils audio personnels. Le système fermé offre une certaine sécurité à court terme ; la norme ouverte garantit la compatibilité avec les appareils personnels (BYOD) que le public attendra. Nul besoin de miser sur la seconde solution pour bénéficier de la première.
Nous utiliserons une seule configuration tout au long de cette série comme exemple concret : les paramètres qu’un système de synthèse vocale réel emploierait probablement : audio à 24 kHz, un nouveau paquet toutes les 10 millisecondes, avec cinq chances d’arrivée. Ces valeurs auront une signification précise à la fin. Pour l’instant, ce ne sont que les paramètres du système que nous allons analyser en détail.
Imaginez le paysage radiofréquence d'un centre des arts de la scène sur un campus universitaire urbain et surpeuplé : la situation est loin d'être idéale. La salle elle-même, les ateliers, les laboratoires et les salles de classe qui l'entourent, les résidences universitaires à proximité, et plusieurs milliers d'étudiants transportant chacun deux ou trois radios dans leurs poches. Le Wi-Fi du campus couvre l'ensemble du site ; une université représente l'un des environnements sans fil les plus denses du monde professionnel. Si un dispositif fonctionne ici, il fonctionnera probablement presque partout.
Le Wi-Fi occupe la bande de fréquence 2.4 GHz principalement, et c'est à lui que l'on pense généralement lorsqu'on évoque les interférences. Deux aspects de son utilisation de cette bande modifient cette perception plus qu'on ne le croit.
Tout d'abord, un point d'accès Wi-Fi communique sur un seul canal à la fois. La bande 2.4 GHz ne dispose que de trois canaux non chevauchants : les canaux 1, 6 et 11. Tout réseau performant utilise exclusivement ces trois canaux et attribue des canaux différents aux points d'accès voisins. Ainsi, chaque point d'accès occupe une tranche de 20 MHz, et non la bande entière. Dans les bâtiments denses, les recommandations actuelles des principaux fournisseurs Wi-Fi vont plus loin : désactiver complètement certaines antennes 2.4 GHz, car leur utilisation excessive sur les mêmes trois canaux engendre des interférences. La bande 2,4 GHz n'est pas un réseau Wi-Fi continu. Elle représente, au maximum, une bande de 20 MHz, et de moins en moins.
Deuxièmement, le Wi-Fi fonctionne par à-coups. Il n'utilise pas le canal en permanence. Il envoie de courtes trames séparées par des silences, et même un réseau moyennement chargé reste inactif sur un canal donné plus de la moitié du temps. Ce qui importe, ce n'est pas de savoir si le Wi-Fi chevauche une fréquence, mais plutôt sa fréquence d'émission réelle. Cette fraction, appelée cycle d'utilisation, est une variable que nous allons examiner.
Le Wi-Fi est omniprésent, mais ce n'est pas la seule technologie à prendre en compte. Selon le bâtiment, vous pourriez partager la bande passante avec plusieurs autres systèmes, mais il est rare de tous les avoir simultanément, ni même un grand nombre d'entre eux. Aucun ne se comporte exactement comme le Wi-Fi, mais les deux questions essentielles restent les mêmes : quel est le cycle d'utilisation de chaque système et quelle est sa couverture de fréquence ? Répondre à ces questions permet de constater que la plupart des systèmes s'avèrent bien moins problématiques.
Observez la comparaison avec Auracast™, si vous parvenez à repérer ses paquets dans le graphique. Il s'agit d'un signal Bluetooth® Low Energy : des impulsions étroites de 2 MHz, d'une fraction de milliseconde chacune, avec un faible rapport cyclique. La technologie que nous examinons est, de par sa conception même, l'une des plus discrètes et des plus respectueuses du spectre de toute la bande. La norme qui nous préoccupe est quant à elle quasiment inaudible.
Il est important de noter que la plupart de ces appareils émettent à une puissance inférieure à celle du Wi-Fi, et bien moindre que les 20 dBm d'un émetteur Auracast™ complet comme Auri™ de Listen Technologies. Nous expliquerons plus tard pourquoi la puissance, et en particulier la puissance concentrée dans les bandes de fréquences étroites d'Auracast, est aussi importante que la fréquence d'émission du signal. Pour l'instant, retenez simplement qu'Auracast™ est rarement le signal le plus faible.
Au final, la bande passante est différente de celle du réflexe. Elle est encombrée, mais pas saturée. Le Wi-Fi utilise quelques larges bandes de fréquences, de manière intermittente ; une liaison vidéo sans fil peut être gourmande en bande passante, mais seulement lorsque des équipements de plus en plus rares sont utilisés ; et le reste est restreint, bref et discret. Cela laisse une grande marge de manœuvre, en fréquence et dans le temps, pour un système suffisamment petit et rapide pour s'y faufiler.
Une tendance importante se dessine également : le Wi-Fi délaisse progressivement la bande 2.4 GHz. Les nouvelles technologies Wi-Fi fonctionnent sur les fréquences 5 et 6 GHz, bien plus disponibles, et les réseaux d’entreprise y transfèrent de plus en plus leur trafic public, réduisant ainsi, voire éliminant, leur présence sur la bande 2.4 GHz. La bande de fréquences qu’Auracast™ partage avec le réseau diminue donc avec le temps, au lieu de s’enrichir. Nous reviendrons sur ce point dans un prochain article.
La bande 2.4 GHz représente indéniablement un défi. Dans les environnements les plus difficiles, certaines portions sont véritablement hostiles pendant une grande partie du temps, et une technologie sérieuse se doit d'en tenir compte plutôt que de faire comme si de rien n'était. Dans les prochains articles, nous démontrerons comment contourner ce problème et comment Auracast™ y parvient de manière concrète et vérifiable.
Cela commence par rendre les données audio compactes et résistantes, sujet du prochain article.
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