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Audio de banda ancha

El audio de banda ancha , también conocido como voz de banda ancha o voz HD , es una calidad de voz de alta definición para audio de telefonía , en contraste con la "calidad de llamada" de la telefonía digital estándar. Amplía el rango de frecuencia de las señales de audio transmitidas por líneas telefónicas, lo que da como resultado una voz de mayor calidad. El rango de la voz humana se extiende de 100 Hz a 17 kHz [2] pero las llamadas telefónicas tradicionales, de banda vocal o de banda estrecha , limitan las frecuencias de audio al rango de 300 Hz a 3,4 kHz. El audio de banda ancha relaja la limitación del ancho de banda y transmite en el rango de frecuencia de audio de 50 Hz a 7 kHz. [3] [1] Además, algunos códecs de banda ancha pueden usar una profundidad de bits de audio más alta de 16 bits para codificar muestras, lo que también da como resultado una calidad de voz mucho mejor. [ cita requerida ]

Los códecs de banda ancha tienen una frecuencia de muestreo típica de 16 kHz. Para los códecs de banda superancha, el valor típico es de 32 kHz. [1]

Historia

En 1987, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) estandarizó una versión de audio de banda ancha conocida como G.722 . Las emisoras de radio comenzaron a utilizar G.722 a través de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) para proporcionar audio de alta calidad para transmisiones remotas , como comentarios desde estadios deportivos. AMR-WB (G.722.2) fue desarrollado por Nokia y VoiceAge y fue especificado por primera vez por 3GPP.

La red telefónica tradicional ( PSTN ) generalmente está limitada al audio de banda estrecha por la naturaleza intrínseca de su tecnología de transmisión, TDM ( multiplexación por división de tiempo ), y por los convertidores analógico-digitales utilizados en el borde de la red, así como por los altavoces, micrófonos y otros elementos en los propios puntos finales.

El audio de banda ancha se ha implementado ampliamente en conjunto con las videoconferencias . Los proveedores de esta tecnología descubrieron rápidamente que, a pesar del énfasis explícito en la transmisión de video, la calidad de la experiencia de los participantes se veía significativamente influenciada por la fidelidad de la señal de audio asociada.

Las comunicaciones mediante Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP) pueden utilizar fácilmente audio de banda ancha. Cuando se realizan llamadas de PC a PC a través de servicios VoIP, como Skype , y los participantes utilizan auriculares de alta calidad, la calidad de la llamada resultante puede ser notablemente superior a las llamadas PSTN convencionales. Han surgido varios códecs de audio para dar soporte a estos servicios, que complementan al G.722.

Los fabricantes de equipos de audioconferencia han presentado modelos con capacidad de banda ancha que incluyen soporte para G.722 sobre VoIP.

Las llamadas en conferencia se benefician directamente de las mejoras que ofrece el audio de banda ancha. A menudo, los participantes tienen dificultades para saber quién está hablando o para entender a los oradores con acento. Los malentendidos son habituales debido principalmente a la mala calidad del audio y a la acumulación de ruido de fondo.

Algunos beneficios que citan los oyentes sobre el audio de banda ancha en comparación con el tradicional (banda estrecha):

A pesar de su reputación de mala calidad de audio, la industria de la telefonía móvil ha comenzado a hacer algunos avances en el audio de banda ancha. El grupo de estándares 3GPP ha designado G.722.2 como su códec de banda ancha y lo llama Adaptive Multirate – Wideband ( AMR-WB ). Se han presentado más de cien teléfonos móviles que admiten este códec (por ejemplo, Apple , Google , HTC , Nokia , Samsung y Sony ) y se han realizado demostraciones en red. [ cita requerida ]

Despliegue

VoIP

A medida que los sistemas telefónicos empresariales han adoptado la tecnología VoIP , la compatibilidad con el audio de banda ancha ha crecido rápidamente. Los teléfonos de Avaya , Cisco , NEC Unified Solutions , Grandstream , Gigaset , Panasonic (que denomina el audio de banda ancha "HD Sonic"), Polycom (que denomina el audio de banda ancha "HD Voice"), Snom , AudioCodes (que denomina el audio de banda ancha "HDVoIP") y otros incorporan ahora G.722 , así como diversos grados de componentes de audio de mayor calidad.

Los proveedores de circuitos integrados para equipos de telefonía, incluidos DSP Group , Broadcom , Infineon y Texas Instruments , incluyen audio de banda ancha en sus carteras de funciones. Hay proveedores de servicios de conferencias de audio que admiten conexiones de banda ancha desde estos y otros puntos finales de VoIP, al tiempo que permiten a los participantes de PSTN unirse a la conferencia en banda estrecha. sipXtapi es una solución de código abierto para el motor de procesamiento de medios VoIP que admite voz de banda ancha y HD que proporciona RTP y códecs a través de un marco de complementos para su uso con SIP y otros protocolos VoIP. Skype utiliza un códec de audio llamado Silk que permite un audio de muy alta calidad.

Varios operadores de todo el mundo han implementado servicios de voz de alta definición basados ​​en el estándar de banda ancha G.722. En América del Norte, los proveedores de servicios alojados han implementado recientemente [ ¿cuándo? ] la actualización Aastra Hi-Q en su base de usuarios instalados y, a fecha de enero de 2010, contaban con unos 70.000 terminales de voz de alta definición. El proveedor de servicios para consumidores ooma tiene unos 25.000 terminales de voz de alta definición implementados gracias a la implementación de su hardware Telo de segunda generación.

VoLTE

En las comunicaciones celulares, "HD Voice" se refiere específicamente a AMR-WB (G.722.2) en VoLTE, pero AMR-WB a su vez no especifica la calidad ni la tasa de bits. Lo mismo ocurre con HD Voice+ y AMR-WB+. La GSMA tiene una marca registrada HD y ejecuta dos programas de certificación en torno a los logotipos HD y HD+. [4]

AMR-WB es compatible de forma nativa con Android desde Android Gingerbread , [5] y con iOS desde el iPhone 5. [ 6]

En diciembre de 2015, un informe anuncia el lanzamiento de 117 redes comerciales de voz HD para móviles en 76 países. [7]

Muchas redes móviles, incluidas AT&T [8] y Verizon, están descontinuando el soporte para teléfonos que no admiten 4G y audio de banda ancha.

Estándares de codificación de audio de banda ancha

Los siguientes son estándares de codificación de audio de banda ancha y códecs de audio utilizados en telecomunicaciones . [9]

UIT-T

Asociación GSM

3GPP

Otros

Referencias

  1. ^ abc Cox, RV; Neto, SF De Campos; Lamblin, C.; Sherif, MH (octubre de 2009). "Codificadores UIT-T para comunicaciones de voz de banda ancha, superancha y banda completa [Editorial de la serie]" . Revista de comunicaciones IEEE . 47 (10): 106-109. doi :10.1109/MCOM.2009.5273816.
  2. ^ "Rango de frecuencia de la voz humana". SEAINDIA . 2020-06-14 . Consultado el 2022-01-24 .
  3. ^ "Respondiendo al llamado de la voz HD". Global IP Sound . Consultado el 6 de septiembre de 2009 .
  4. ^ "Voz HD". GSMA .
  5. ^ "MediaRecorder.AudioEncoder". Desarrolladores de Android .
  6. ^ Buster Hein (13 de septiembre de 2012). "El iPhone 5 es compatible con HD Voice, pero nunca podrás usarlo en Estados Unidos"
  7. ^ "Mobile HD Voice: informe de actualización global". GSA . 19 de septiembre de 2014 . Consultado el 24 de septiembre de 2014 .
  8. ^ "Prepárate, la tecnología 3G desaparecerá en 2022". AT&T .
  9. ^ "¿Qué códec de banda ancha elegir?". TMCnet . Consultado el 13 de noviembre de 2012 .
  10. ^ Página ITU-T G.722 Recomendación UIT-T G.722 (11/88), "Codificación de audio de 7 kHz a 64 kbit/s"
  11. ^ Lutzky, Manfred; Schuller, Gerald; Gayer, Marc; Krämer, Ulrich; Wabnik, Stefan (mayo de 2004). Una guía para el retardo de los códecs de audio (PDF) . 116.ª Convención de la AES. Fraunhofer IIS . Sociedad de Ingeniería de Audio . Consultado el 24 de octubre de 2019 .
  12. ^ Mapa ACELP, VoiceAge Corporation
  13. ^ Nagireddi, Sivannarayana (2008). Procesamiento de señales de voz y fax VoIP. John Wiley & Sons . pág. 69. ISBN 9780470377864.
  14. ^ Sasaki, Shigeaki; Mori, Takeshi; Hiwasaki, Yusuke; Ohmuro, Hitoshi (agosto de 2008). "Estándar global para codificación de voz de banda ancha: ITU-T G.711.1 (extensión de banda ancha G.711)". NTT Technical Review . Nippon Telegraph and Telephone .
  15. ^ "Programa de trabajo del UIT-T". UIT .
  16. ^ "Voz HD". Future Networks . Consultado el 10 de mayo de 2020 .
  17. ^ "Códec de servicios de voz mejorados para LTE". www.3gpp.org . Consultado el 10 de mayo de 2020 .

Enlaces externos