Широкополосный звук , также известный как широкополосный голос или HD-голос , представляет собой качество голоса высокой четкости для телефонного звука, в отличие от стандартной цифровой телефонии «качества междугородной связи». Он расширяет частотный диапазон аудиосигналов, передаваемых по телефонным линиям, что приводит к более высокому качеству речи. Диапазон человеческого голоса простирается от 100 Гц до 17 кГц [2], но традиционные голосовые или узкополосные телефонные звонки ограничивают звуковые частоты диапазоном от 300 Гц до 3,4 кГц. Широкополосный звук ослабляет ограничение полосы пропускания и передает звук в диапазоне звуковых частот от 50 Гц до 7 кГц. [3] [1] Кроме того, некоторые широкополосные кодеки могут использовать более высокую битовую глубину звука, равную 16 битам, для кодирования сэмплов, что также приводит к гораздо лучшему качеству голоса. [ нужна цитата ]
Широкополосные кодеки имеют типичную частоту дискретизации 16 кГц. Для сверхширокополосных кодеков типичное значение составляет 32 кГц. [1]
В 1987 году Международный союз электросвязи (ITU) стандартизировал версию широкополосного аудио, известную как G.722 . Радиовещательные компании начали использовать G.722 через цифровую сеть с интеграцией служб (ISDN) для обеспечения высококачественного звука для удаленных трансляций , например, комментариев со спортивных площадок. AMR-WB (G.722.2) был разработан Nokia и VoiceAge и впервые был указан 3GPP.
Традиционная телефонная сеть ( PSTN ) обычно ограничивается узкополосным звуком из-за особенностей технологии передачи TDM ( мультиплексирование с временным разделением каналов ), а также из-за аналого-цифровых преобразователей, используемых на границах сети, а также динамики, микрофоны и другие элементы в самих конечных точках.
Широкополосное аудио широко используется в сочетании с видеоконференциями . Поставщики этой технологии быстро обнаружили, что, несмотря на явный акцент на передаче видео, на качество опыта участников существенно влияет точность соответствующего аудиосигнала.
Связь через протокол передачи голоса по Интернету (VoIP) может легко использовать широкополосный звук. Когда вызовы между компьютерами осуществляются через службы VoIP, такие как Skype , и участники используют высококачественную гарнитуру, качество получаемого вызова может заметно превосходить обычные вызовы по телефонной сети общего пользования. Для поддержки этих услуг появился ряд аудиокодеков , дополняющих G.722.
Производители оборудования для аудиоконференций представили широкополосные модели, включающие поддержку G.722 через VoIP.
Конференц-связь напрямую выигрывает от улучшений, предлагаемых широкополосным звуком. Участникам часто сложно понять, кто говорит, или понять говорящих с акцентом. Недоразумения являются обычным явлением, главным образом из-за плохого качества звука и накопления фонового шума.
Некоторые преимущества широкополосного звука для слушателя по сравнению с традиционным (узкополосным):
Несмотря на свою репутацию в области низкого качества звука, индустрия мобильных телефонов начала добиваться определенного прогресса в области широкополосного звука. Группа стандартов 3GPP обозначила G.722.2 в качестве широкополосного кодека и назвала его Adaptive Multirate – Wideband ( AMR-WB ). Было представлено более сотни мобильных телефонов с поддержкой этого кодека (например, Apple , Google , HTC , Nokia , Samsung и Sony ), проведены сетевые демонстрации. [ нужна цитата ]
Поскольку бизнес-телефонные системы внедрили технологию VoIP , поддержка широкополосного аудио быстро выросла. Телефонные аппараты от Avaya , Cisco , NEC Unified Solutions , Grandstream , Gigaset , Panasonic (маркировка широкополосного аудио «HD Sonic»), Polycom (маркировка широкополосного аудио «HD Voice»), Snom , AudioCodes (маркировка широкополосного аудио «HDVoIP»). ) и другие теперь включают G.722 , а также аудиокомпоненты различной степени более высокого качества.
Поставщики интегральных схем для телефонного оборудования, включая DSP Group , Broadcom , Infineon и Texas Instruments , включают широкополосное аудио в свои портфели функций. Существуют поставщики услуг аудиоконференций, которые поддерживают широкополосные соединения с этих и других конечных точек VoIP, а также позволяют участникам PSTN присоединяться к конференции в узкополосном режиме. sipXtapi — это решение с открытым исходным кодом для механизма обработки мультимедиа VoIP, поддерживающее широкополосную связь и передачу голоса высокой четкости, которое обеспечивает RTP и кодеки через платформу плагинов для использования с SIP и другими протоколами VoIP. Skype использует аудиокодек Silk , который обеспечивает чрезвычайно высокое качество звука.
Ряд операторов связи по всему миру внедрили голосовые услуги HD на основе широкополосного стандарта G.722. В Северной Америке поставщики хостинговых услуг недавно [ когда? ] развернула обновление Aastra Hi-Q для своей установленной базы пользователей и по состоянию на январь 2010 года заявила о наличии около 70 000 конечных точек голосовой связи HD. Поставщик потребительских услуг ooma имеет около 25 000 оконечных точек голосовой связи высокой четкости, развернутых благодаря внедрению оборудования Telo второго поколения.
В сотовой связи «HD Voice» конкретно относится к AMR-WB (G.722.2) в VoLTE, но AMR-WB, в свою очередь, не определяет качество или скорость передачи данных. Аналогично для HD Voice+ и AMR-WB+. GSMA имеет товарный знак HD и реализует две программы сертификации логотипов HD и HD+. [4]
AMR-WB изначально поддерживается в Android, начиная с Android Gingerbread , [5] и в iOS, начиная с iPhone 5 . [6]
По состоянию на декабрь 2015 года в отчете сообщается о 117 коммерческих сетях мобильной связи HD Voice, запущенных в 76 странах. [7]
Многие мобильные сети, включая AT&T [8] и Verizon, прекращают поддержку телефонов, которые не поддерживают 4G и широкополосное аудио.
Ниже приведены стандарты кодирования широкополосного звука и аудиокодеки, используемые в телекоммуникациях . [9]