Полнодуплексный аудиомодуль: руководство по G-NiceRF SA618/SA628!

Введение

Вас тоже раздражает раздражающая задержка радиосигнала? Полудуплексные системы часто очень раздражают. Благодаря полнодуплексному звуку вы можете разговаривать без помех, и задержек не будет. Мы стремимся создать для вас руководство по полнодуплексному аудиомодулю, которое не поддается устареванию  . Это руководство очень подробно объясняет архитектуру системы, ячеистые сети и интеграцию.

Что делает полнодуплексный режим лучше полудуплексного?

Вам когда-нибудь приходилось говорить «Приём!» при использовании традиционной радиосвязи? Эта распространённая фраза наглядно демонстрирует, почему узкие места в полудуплексном режиме так раздражают пользователей. Спросите любую профессиональную команду, что они думают о задержках связи при использовании полнодуплексного режима связи .

Кажется, это почти невозможно исправить, однако полнодуплексный режим связи обеспечивает бесперебойную связь, поскольку работает как обычный телефонный звонок. Все могут говорить и слушать одновременно. Вы больше не столкнётесь с раздражающими задержками при использовании полнодуплексного аудиомодуля. По моему опыту работы на съёмочной площадке, переход с полудуплексного на полнодуплексный аудиомодуль сократил время координации почти вдвое.

Именно поэтому мы разработали беспроводной модуль аудиопередатчика и приёмника. Более того, наши усовершенствованные полнодуплексные рации  также работают в полнодуплексном режиме.

Определение архитектуры полнодуплексной системы внутренней связи!

В этой главе мы подробно расскажем об этой технологии, поэтому вы подробно узнаете, как работает полнодуплексная архитектура.

·  Двусторонние каналы

Базовый аудиодуплекс означает наличие двух параллельных каналов, обеспечивающих двунаправленный поток данных. Представьте себе двухполосную автомагистраль, где одна полоса отправляет аудио (Tx), а другая принимает аудио (Rx), поэтому двухканальная конструкция активно предотвращает коллизии сигналов. Этот конкретный метод эффективно используется в нашем беспроводном аудиомодуле G-NiceRF. Этот процесс гарантирует полнодуплексный аудиопоток и  бесперебойную передачу аудиосигнала, обеспечивая надежную и одновременную связь.

·  Частотное разделение

Итак, как же сигналы не пересекаются и не смешиваются друг с другом? В ряде систем используется частотное разделение, то есть для передаваемого (Tx) сигнала используется разная частота, а для принимаемого (Rx) — разная частота, что предотвращает взаимное искажение сигналов.

Этот метод является стандартным способом достижения чистого полнодуплексного звука. По словам эксперта по радиочастотной электронике Джо Карра, «частотное разделение дуплексных каналов (FDD) — это основополагающий метод, при котором передатчик и приёмник работают на разных несущих частотах», что и соответствует этому принципу.  Например, наши модули могут использовать 433 МГц для передачи и 450 МГц для приёма, и такое простое разделение гарантирует чёткую и одновременную передачу.

·  Сетевые сети

Что делать, если вам требуется значительно большая дальность связи? Эта проблема решается с помощью использования Mesh-сетей. В этой системе отдельные устройства служат ретрансляторами, передавая сигналы от одного узла к другому. Такая конструкция значительно увеличивает общую площадь сети и создаёт сеть с функцией самовосстановления. В случае выхода из строя одного узла сигнал автоматически найдёт новый маршрут. Такие модули, как наши G-NiceRF, например, SA628F22, используют технологию Mesh , которая обеспечивает невероятную надёжность нашего модуля рации.

·  Технология LoRa

Наши модули используют новейший чипсет с технологией LoRa, позволяющий максимально расширить возможности связи на расстоянии при минимальном энергопотреблении. Поскольку работа от аккумулятора необходима многим портативным устройствам, технология LoRa идеально подходит для этой цели благодаря своему очень низкому энергопотреблению. Наши модули используют аудиопередатчик LoRa, обеспечивающий стабильную аудиосвязь даже в условиях сложной топографии. Эта технология обеспечивает чёткую передачу голоса на очень большие расстояния.

·  1,9 ГГц/2,4 ГГц

Другие системы разработаны для работы в выделенных диапазонах частот, таких как 1,9 ГГц или 2,4 ГГц, которые отлично подходят для высокоскоростного обмена информацией. Однако эти диапазоны часто сильно перегружены трафиком других устройств. Например, использование связи P2P в условиях активной конференции — классический пример полнодуплексного режима в условиях перегруженной среды. Наши модули G-NiceRF, включая серию SA618, работают в более гибких диапазонах УВЧ, таких как 420–510 МГц, что расширяет доступную дальность связи и минимизирует помехи на частоте 2,4 ГГц.

Полнодуплексный аудиомодуль: сравнение архитектуры системы!

Анализируем узкое место полудуплексной связи!

Давайте рассмотрим полудуплекс и его проблемы, чтобы вы четко поняли недостатки этого метода.

·  Задержка PTT

Функция «Push-to-Talk» (PTT) считается базовой функцией связи, но в данном случае она оказывается наиболее проблемной. При нажатии кнопки PTT радиостанции должны работать в полудуплексном режиме, что приводит к полному прерыванию связи. Доказано, что полсекунды теряется, когда говорит одна из сторон. Исходя из своего опыта обеспечения безопасности на ответственных мероприятиях, могу лично подтвердить, что задержка в полсекунды после нажатия PTT — это самая опасная пауза во время чрезвычайной ситуации. Потеря этой секунды ценна в любом сценарии, но особенно в ситуациях безопасности. Устройства с нулевой задержкой PTT в полнодуплексном режиме удовлетворяют вышеуказанным критериям, поскольку задержка отсутствует, и связь устанавливается мгновенно.

·  Очередь

Пользователи вынуждены говорить по очереди в полудуплексной системе, что неестественно и активно препятствует свободному выражению мыслей. Вмешаться, чтобы задать вопрос, становится невозможно, как и своевременно предоставить обратную связь. Команды должны строго соблюдать протокол «over», что мешает координации. Это ограничение превращает простые задачи в сложные процессы, но любая проблема, связанная с полудуплексной системой, решается при использовании полнодуплексной системы.

·  Задержка коммуникации

Из-за полудуплексной системы связь часто бывает прерывистой и фрагментированной. Только один пользователь может передавать сообщение одновременно, без прерывания. Когда кнопку PTT нажимают несколько пользователей, их сигналы накладываются друг на друга, и звук становится совершенно нечётким. Пропущенные и повторяющиеся сообщения становятся новой реальностью, что приводит к значительной потере драгоценного времени. Эта проблема решается с помощью полнодуплексной аудиосистемы, поскольку она позволяет одновременно отправлять и принимать сообщения для достижения максимальной чёткости.

·  Симплексный режим

Ещё более примитивным, чем полудуплексный режим, является симплексный режим, который является чисто однонаправленным. Этот режим похож на трансляцию радиостанции или сигнал с клавиатуры. Ответить невозможно, поэтому полудуплексная система на шаг лучше. Но только полнодуплексный режим связи обеспечивает по-настоящему двустороннюю одновременную связь. Любая команда, стремящаяся к настоящему взаимодействию со своими членами, выберет только полнодуплексный режим.

Повышение эффективности работы команды с помощью полнодуплексной системы внутренней связи!

Видно, как внедрение полнодуплексных систем повышает производительность, поскольку команды добиваются чёткости речи, что в итоге приводит к лучшим результатам. Помню, как я координировал мероприятия на музыкальном фестивале: полудуплексные радиостанции были настоящим кошмаром из-за пропущенных реплик, пока мы не перешли на полнодуплексную модульную аудиосистему.

-  Промышленная безопасность: жизненно важные оповещения могут быть переданы мгновенно, и это достигается только с помощью полнодуплексных раций, которые позволяют осуществлять координацию в режиме реального времени без помощи рук. 

-  Координация мероприятия: контроль за участниками осуществляется бесперебойно, и участники не теряют ни секунды благодаря нашему беспроводному модулю аудиопередатчика и приемника. 

-  Кинопроизводство: на съемочной площадке каждая секунда имеет значение, поэтому, чтобы избежать раздражающих задержек в ключевые моменты, наш беспроводной аудиомодуль  обеспечивает безупречное качество звука. 

-  Сценарии обучения: в наших учебных модулях стажеры могут задавать тренерам вопросы и получать обратную связь в режиме реального времени, поэтому обучение в полнодуплексном режиме становится увлекательным опытом. 

-  Чёткость 95 дБ: благодаря полнодуплексному аудиомодулю на шумном промышленном объекте никто не пропустит ни слова. Наши модули — это не просто ценность, а высокая чёткость речи, которую должен оценить каждый пользователь. 

Изучение важнейших технических характеристик полнодуплексного режима!

Каждый проект уникален, и ценность наших модулей G-NiceRF заключается в спецификациях, необходимых для каждого проекта.

·  Шумоподавление ENC

Вы можете забыть о сложных и шумных местах, ведь шум — последнее, о чём стоит беспокоиться. Наши модули используют передовую цифровую обработку сигналов (DSP)  для подавления эха, что значительно улучшает качество звука при полнодуплексной связи. Ваш чёткий голос — единственное, что слышит собеседник.

·  Диапазон 1000 м

Каждый модуль имеет своё предназначение, и аудиопередатчик Lora в наших модулях обеспечивает дальность передачи звука до одного километра на открытой местности. Мы даже протестировали модуль SA628F39 на расстоянии до 6 километров. Такая большая дальность — идеальное решение для сельскохозяйственных объектов, умных городов и других крупных объектов.

·  Быстрая зарядка PD

Время работы от аккумулятора критически важно для портативных полнодуплексных устройств, поэтому все наши модули разработаны с учётом низкого энергопотребления. Такая конструкция обеспечивает длительное использование в полевых условиях, позволяя создавать системы с увеличенным временем автономной работы. Это означает меньшее количество циклов зарядки и увеличенное время безотказной работы, поэтому ваш модуль рации  может работать всю смену.

·  Степень защиты IP65

Ваши устройства должны быть достаточно прочными для реальных условий эксплуатации. Все наши модули разработаны с учётом требований надёжности и соответствия директивам RoHS и Reach, что подтверждает их безопасность и надёжность. Их можно использовать в портативных устройствах повышенной прочности для профессионального использования в экстремальных промышленных условиях или на открытом воздухе.

·  Поддержка 8 пользователей

Теперь у вас наконец-то появилась возможность полноценной командной работы, поскольку некоторые модули нашей линейки позволяют подключать до 8 передающих устройств одновременно. Радиус действия приёмника неограничен, что делает эту функцию идеальной для командного использования. Системы могут быть разработаны для велосипедных команд, конференц-связи или пожарных, обеспечивая полную информационную связь.

Подберем полнодуплексную систему внутренней связи под ваши нужды!

Как выбрать подходящий модуль? Обратите внимание на эти четыре важных фактора, которые важны для вашего приложения.

·  Масштабируемость (пользователи)

Каков размер вашей команды? Вам нужны 2 пользователя или, может быть, до 8? Наши модули, такие как SA618F30-FD, поддерживают 8 одновременных передатчиков, что идеально подходит для больших команд. Полнодуплексная система должна справляться с нагрузкой, поэтому G-NiceRF предлагает решения как для небольших команд, так и для крупных мероприятий.

·  Аккумулятор (80 ч)

Мобильные устройства требуют длительного времени автономной работы, и хорошим примером полнодуплексного режима является мобильный домофон, используемый в течение всего дня. Наши модули используют чипы LoRa с низким энергопотреблением и имеют режимы сна. Эта возможность позволяет разрабатывать устройства с длительным временем автономной работы, чтобы ваши пользователи могли оставаться на связи в течение длительного времени.

·  Дальность (LOS)

На каком расстоянии вам необходимо общаться, учитывая, что мы проводим модульные испытания в мегаполисах? Наши испытания полнодуплексной связи на больших расстояниях показали стабильную дальность 6 км в тестах SA628F39. Обеспечение мобильности связи без прерываний во время разговора — неоспоримое преимущество наших услуг. Всегда рекомендуется проверять данные о прямой видимости (LOS) и выполнять расчёт чётности дальности и мощности (1 Вт или 8 Вт).

Интеграция вашей полнодуплексной системы внутренней связи!

·  Ячеистая сеть

Теперь у вас есть модуль, и интеграция становится проще благодаря широкому спектру функций G-NiceRF. Создание системы, охватывающей большую площадь, не вызывает никаких сложностей, поскольку наши модули предлагают многоуровневую беспроводную Mesh-сеть . Эти модули можно настраивать как маршрутизаторы или узлы, создавая самовосстанавливающуюся сеть и расширяя зону покрытия за пределы одной точки. Эта функция значительно повышает масштабируемость интеграции полнодуплексного аудиомодуля.

·  Обновления OTA

Вы можете продлить срок службы своих модулей, поскольку серия SA618 поддерживает функцию беспроводного обновления (OTA). Это обеспечивает гибкость беспроводной отправки прошивки и обновления устройств без необходимости их транспортировки. Это значительно экономит время и деньги, а также гарантирует, что ваш парк полнодуплексных раций всегда будет в актуальном состоянии.

·  Контроль доступа

Каждое устройство необходимо предварительно настроить, поэтому модуль SA628F22 оснащён USB-портами. Благодаря этому вы можете легко настроить параметры системы с помощью нашего фирменного, удобного и совместимого с Windows программного обеспечения. Таким образом, вы можете быстро изменять параметры частоты беспроводного аудиопередатчика и приёмника, обеспечивая беспрецедентный контроль над сетью.

·  Синхронизация с видеонаблюдением

Как аудио взаимодействует с другими системами? Наши многофункциональные модули, оснащенные цифровыми и аналоговыми аудиоинтерфейсами I2S, способны взаимодействовать с различными системами. Таким образом, можно подключать как простые аналоговые микрофоны, так и современные цифровые микрофоны с кодированием, что упрощает интеграцию оборудования.

Часто задаваемые вопросы!

Мы готовы дать ответы, и поэтому приводим ниже часто задаваемые вопросы и ответы о полнодуплексной технологии.

Что такое полный дуплекс и полудуплекс?

В полнодуплексном режиме аудиосвязи вы можете одновременно слушать и говорить, как по телефону. Полудуплексный режим аудиосвязи предполагает поочередное прослушивание, как в двусторонней радиосвязи, где для разговора нужно нажать кнопку, в то время как симплексный режим аудиосвязи является односторонним, а полнодуплексный режим лучше всего подходит для естественного общения.

Как полнодуплексное устройство предотвращает эхо?

Полнодуплексные устройства оснащены функцией эхоподавления: микрофон записывает ваш голос, но он также записывает звук говорящего. Цифровой сигнальный процессор (ЦСП) анализирует эти данные, вычитая звук говорящего из сигнала микрофона, чтобы избежать обратной связи. В итоге вы слышите только голос другого пользователя.

Какова максимальная дальность действия (прямая видимость) для домофонов?

Дальность связи определяется полнодуплексным аудиомодулем и его окружением. Наши модули G-NiceRF с технологией LoRa обеспечивают большую дальность связи; например, 1-ваттный SA628F30 обеспечивает дальность связи 1 км на открытом пространстве. Наш 8-ваттный модуль SA628F39 был протестирован в стабильных условиях с дальностью связи 6 км, и эту дальность можно расширить с помощью Mesh-сети.

Поддерживает ли Full Duplex более 8 пользователей?

Да, наши усовершенствованные модули, такие как SA618F30-FD, предназначены для многопользовательских команд. Они поддерживают 8 устройств одновременной передачи, а количество принимающих устройств неограниченно. Эта возможность идеально подходит для конференц-связи, работы съёмочных групп и тренингов.

Нужна ли базовая станция для сетчатых систем?

Нет, для наших передовых Mesh-систем базовые станции не требуются. Каждый модуль рации может служить узлом или маршрутизатором. Пользователи системы могут работать в самоорганизующемся модуле в одноранговой сети. Эта функция повышает надежность системы и упрощает её развертывание. Центральный концентратор не требуется, что значительно снижает расходы на инфраструктуру.

Заключение

Полудуплексные системы явно уступают полнодуплексным системам по чистоте звука и отсутствию задержки PTT. Модули G-NiceRF обеспечивают работу в сетях Mesh, большую дальность связи и поддержку до 8 пользователей. Оптимальный выбор — надёжный полнодуплексный аудиомодуль . Готовы улучшить свою систему? Посетите G-NiceRF  сегодня.