Tutti ricorderanno che Sua Santità il Pontefice si è rivolto a un pubblico di oltre un milione di giovani durante la Giornata Mondiale della Gioventù, organizzata nel weekend del 20-21 agosto presso l’aerodromo di Marienfeld, vicino a Colonia.
Forse i lettori sapranno anche che gli impianti audio sono stati forniti dalle principali società di noleggio tedesche Neumann & Muller, Crystal Sound e Sirius, che hanno costituito una joint-venture per l’occasione, e che per trasmettere il messaggio del pontefice sono state utilizzate 104 torri con sistemi P.A.
Ma vi siete mai chiesti come si fa a controllare un sistema di queste proporzioni, con unità dislocate su un terreno così ampio? Alcune delle torri con gli altoparlanti si trovavano a quasi 1345m dal punto in cui parlava il Papa. Con una temperatura media dell’aria di 22° C, e umidità relativa del 50%, il suono viaggia a 345 m/s, determinando quindi un ritardo di 3,9 secondi alla torre più distante. Henning Kaltheuner, Senior Production Planning Specialist di Yamaha si è offerto di risolvere alcuni dei problemi tecnici individuati da questi calcoli.
“I tecnici di Neumann & Muller hanno scelto i DME Yamaha per il loro livello di affidabilità”, spiega Kaltheuner. “A noi capita raramente di partecipare a un progetto mondiale di queste proporzioni e di seguirlo dalla progettazione fino alla sua realizzazione, e in effetti ci siamo resi conto che c’erano alcune problematiche software da risolvere. Le migliorie che ne sono scaturite verranno già implementate nella prossima versione, la 1.2. Il problema era essenzialmente dato dal tempo. Con un’unica componente di ritardo DME si ottengono 1,3 secondi di ritardo massimo, che sono più che sufficienti per tutti gli usi normalmente immaginabili, poiché 1,3 secondi corrispondono a circa 440 metri, una distanza di gran lunga superiore a quella a cui vengono normalmente piazzate le unità dei sistemi distribuiti. Ma ovviamente, con gli altoparlanti più lontani, che in questo caso si trovavano a 1345m di distanza, ciò costituiva un problema”.
Ma c’erano anche altre considerazioni importanti da fare. “Il sistema audio doveva risultare conforme alle norme tedesche riguardanti i sistemi di emergenza. La norma nazionale da applicare in questo campo è la VDE 0828 parte 1, che prevede che il sistema sia dotato di una funzione di auto-interrogazione, in modo che un eventuale guasto su uno qualunque dei componenti o la connessione di rete possa essere monitorato immediatamente dalla sala di controllo”.
Per ottemperare a questo requisito è stato aggiunto un tono pilota con frequenza di 20 kHz su tutte le 104 uscite della matrice principale. “I segnali di uscita della matrice principale sono stati fatti passare attraverso le reti Optocore (6 reti in totale) per raggiungere i DME24 e passare quindi in un dominio analogico dai DME24 alle torri degli altoparlanti. Il segnale analogico che arrivava alle singole torri tornava quindi al DME specifico, per poi ripassare attraverso la rete Optocore e arrivare alla matrice principale DME. Questo segnale di ritorno è stato filtrato da alcuni filtri passa banda potenti, da 20 kHz, e veniva indicato su un monitor utente per mezzo di 104 meter. Durante il funzionamento normale, tutti i meter indicavano un livello costante. In caso di assenza del segnale su uno di essi avremmo saputo subito che si era verificato un problema lungo uno dei percorsi del segnale”.
Naturalmente, sono stati necessari anche altri sistemi fail-safe. “Thorsten Schulze, un progettista indipendente, ha sviluppato un sistema di distribuzione del segnale di backup realizzando dei collegamenti RF sulle torri degli altoparlanti. Nella configurazione dei DME 24 è stato possibile prevedere anche la gestione del segnale per il backup automatico sulle linee a radiofrequenze”.
Ma come ha fatto Kaltheuner a risolvere il problema del ritardo? “Il compito della matrice principale era quello di distribuire il mix mono del programma dell’evento da un banco PM1D Yamaha alle 104 torri, garantendo comunque la possibilità di gestire un singolo annuncio di emergenza su uno qualunque dei 104 sistemi di altoparlanti, o su gruppi specifici di tali sistemi”.
“Uno dei problemi principali era quello di garantire ritardi sufficienti del segnale per il sistema di altoparlanti. Il problema avrebbe potuto essere risolto con una serie di ritardi in cascata; con 3 ritardi lunghi in serie avremmo avuto un ritardo di 3,9 secondi. In questo modo avremmo ottenuto una struttura gerarchica molto semplice, tuttavia sarebbero stati necessari 3 ritardi su ciascun altoparlante, almeno per quelli molto distanti dal palco. Con il DME64, tuttavia c’è un limite per le componenti di ritardo: è infatti previsto un massimo di 32 ritardi lunghi con 1300 ms, utilizzabili singolarmente su un DME64. Questo limite non è determinato dalla potenza DSP: il DME, infatti, utilizza una memoria dedicata per i segnali audio per il singolo chip DSP, che è totalmente separata dalla memoria di controllo. Questa architettura si era rivelata più affidabile di una struttura con una memoria condivisa, in cui le risorse vengano allocate secondo necessità”.
“Se la matrice principale fosse stata realizzata in base allo schema sopra descritto, sarebbero stati necessari 7 o 8 DME64 per realizzare l’intera matrice 2 x 104 con tutti i ritardi necessari. Questa struttura sarebbe stata molto pesante da gestire, e molto costosa”.
“Per risolvere questi problemi di capacità è bastata una riorganizzazione molto semplice, che ci ha permesso di semplificare di molto tutto lo schema. L’idea di base è stata quella di non utilizzare i ritardi sul lato di uscita del percorso del segnale, bensì durante l’elaborazione in ingresso”.
“Gli ingressi del programma e del parlato sono stati elaborati separatamente per mezzo di pre-ritardi, con un ritardo di 1000 ms ciascuno. La regolazione di fino dei singoli altoparlanti è stata effettuata per mezzo di ritardi lunghi “tapped delay”. Con questo pre-ritardo di 1000 m/sec. il calcolo del ritardo totale risulta semplificato. Le componenti “tapped delay” offrono un enorme vantaggio, poiché sfruttano solo la memoria audio necessaria per un ritardo lungo, consentendo di avere varie uscite. Questa soluzione può essere adottata solo prima del mixaggio dei segnali, altrimenti non sarebbe più possibile assegnare i singoli segnali ad altoparlanti specifici”.
“Con la distribuzione dei DME e la struttura di gestione del segnale così ottenute è stato possibile avere lo stesso ritardo e le stesse capacità di elaborazione della struttura lineare descritta precedentemente, tuttavia in questo caso abbiamo utilizzato solo 6 componenti di ritardo per 10 altoparlanti contro 30. Ciò è stato possibile poiché c’erano due soli segnali da elaborare, quello del programma e quello del parlato. Tuttavia, anche con questo schema sarebbe stato comunque possibile avere dei ritardi con 6 segnali di ingresso diversi. Alla fine la nostra matrice principale prevedeva soltanto 3 DME64”.
L’evento è già passato alla storia, e verrà ricordato come un grande successo, da tutti i punti di vista.
