صوت النطاق العريض

📅 آخر تحديث: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

نطاقات الصوت في الاتصالات الهاتفية [ 1 ]
اسمالمدى (هرتز)
نطاق ضيق300–3400
النطاق العريض50–7000
النطاق العريض للغاية50–14000
نطاق كامل20–20,000

الصوت ذو النطاق العريض ، المعروف أيضًا باسم الصوت عالي الوضوح ، هو جودة صوت عالية الدقة تُستخدم في المكالمات الهاتفية ، على عكس جودة المكالمات الرقمية العادية. فهو يُوسّع نطاق تردد الإشارات الصوتية المنقولة عبر خطوط الهاتف، مما يُحسّن جودة الكلام. يمتد نطاق الصوت البشري من 100 هرتز إلى 17 كيلوهرتز [ 2 ] ، بينما تُقيّد المكالمات الهاتفية التقليدية، أو المكالمات ذات النطاق الضيق ، ترددات الصوت بنطاق يتراوح بين 300 هرتز و3.4 كيلوهرتز. يُخفف الصوت ذو النطاق العريض من قيود عرض النطاق الترددي، وينقل الصوت في نطاق تردد يتراوح بين 50 هرتز و7 كيلوهرتز [ 3 ] [ 1 ] . إضافةً إلى ذلك، قد تستخدم بعض برامج الترميز ذات النطاق العريض عمق بت صوتي أعلى يصل إلى 16 بت لترميز العينات، مما يُحسّن جودة الصوت بشكل ملحوظ.      

يبلغ معدل أخذ العينات النموذجي لبرامج الترميز ذات النطاق العريض 16  كيلوهرتز. أما بالنسبة لبرامج الترميز ذات النطاق العريض الفائق، فإن القيمة النموذجية هي 32  كيلوهرتز. [ 1 ]

تاريخ

في عام 1987، اعتمد الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) معيارًا للصوت عريض النطاق يُعرف باسم G.722 . وبدأ المذيعون الإذاعيون باستخدام G.722 عبر شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة (ISDN) لتوفير صوت عالي الجودة للبث عن بُعد ، مثل التعليق من الملاعب الرياضية. وقد طُوِّر معيار AMR-WB (G.722.2) بواسطة نوكيا وفويس إيج، وتم تحديد مواصفاته لأول مرة من قِبل مشروع شراكة الجيل الثالث (3GPP).

تقتصر شبكة الهاتف التقليدية ( PSTN ) بشكل عام على الصوت ذي النطاق الضيق بسبب الطبيعة الجوهرية لتقنية الإرسال الخاصة بها، TDM ( تقسيم الوقت المتعدد )، وبسبب محولات التناظرية إلى الرقمية المستخدمة على حافة الشبكة، بالإضافة إلى مكبرات الصوت والميكروفونات والعناصر الأخرى في نقاط النهاية نفسها.

تم استخدام الصوت واسع النطاق على نطاق واسع بالتزامن مع مؤتمرات الفيديو . وسرعان ما اكتشف مزودو هذه التقنية أنه على الرغم من التركيز الواضح على نقل الفيديو، إلا أن جودة تجربة المشاركين تتأثر بشكل كبير بدقة إشارة الصوت المصاحبة.

يمكن استخدام الصوت عالي الجودة بسهولة في الاتصالات عبر بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت (VoIP). عند إجراء مكالمات بين أجهزة الكمبيوتر عبر خدمات VoIP، مثل سكايب ، واستخدام سماعات رأس عالية الجودة، تكون جودة المكالمة الناتجة أفضل بشكل ملحوظ من مكالمات شبكة الهاتف العامة (PSTN). وقد ظهرت العديد من برامج ترميز الصوت لدعم هذه الخدمات، بالإضافة إلى برنامج G.722.

وقد طرح مصنعو معدات المؤتمرات الصوتية نماذج قادرة على استخدام النطاق العريض تتضمن دعم G.722 عبر بروتوكول VoIP.

تستفيد المكالمات الجماعية بشكل مباشر من التحسينات التي يوفرها الصوت عالي النطاق. غالبًا ما يواجه المشاركون صعوبة في تحديد المتحدث أو فهم المتحدثين ذوي اللهجات المختلفة. وتكثر حالات سوء الفهم نتيجةً لضعف جودة الصوت بشكل عام وتراكم الضوضاء المحيطة.

بعض فوائد الصوت واسع النطاق للمستمعين مقارنةً بالصوت التقليدي (ضيق النطاق):

  • جودة صوت أكثر وضوحًا بشكل عام
  • يسهل التعرف على الأصوات، وتمييز الأصوات المربكة، وفهم المتحدثين ذوي اللهجات المختلفة.
  • سهولة فك رموز الكلمات التي تحتوي على أصوات متقاربة مثل "س" و"ف" وغيرها، والتي غالباً ما يصعب تمييزها عبر خطوط الهاتف
  • القدرة على سماع المتحدثين بصوت خافت وفهم الكلام المزدوج (عندما يتحدث أكثر من شخص في نفس الوقت).
  • يؤدي انخفاض جهد الاستماع (انخفاض الحمل المعرفي) إلى زيادة الإنتاجية وتقليل إرهاق المستمع.
  • تحسين الفهم وسط عوامل أخرى، مثل استخدام المتحدثين لمكبر الصوت أو في وجود ضوضاء في الخلفية

على الرغم من سمعة صناعة الهواتف المحمولة بضعف جودة الصوت، فقد بدأت تحرز بعض التقدم في مجال الصوت عريض النطاق. وقد اعتمدت مجموعة معايير 3GPP معيار G.722.2 كبرنامج ترميز عريض النطاق، وأطلقت عليه اسم Adaptive Multirate – Wideband ( AMR-WB ). وتم طرح أكثر من مئة جهاز يدعم هذا البرنامج (على سبيل المثال، Apple و Google و HTC و Nokia و Samsung و Sony )، كما أُجريت عروض توضيحية للشبكات.

الانتشار

VoIP

مع اعتماد أنظمة الهاتف التجارية لتقنية VoIP ، نما دعم الصوت عريض النطاق بسرعة. تتضمن أجهزة الهاتف من شركات Avaya و Cisco و NEC Unified Solutions و Grandstream و Gigaset و Panasonic (التي تُسوّق الصوت عريض النطاق تحت اسم "HD Sonic") و Polycom (التي تُسوّق الصوت عريض النطاق تحت اسم "HD Voice") و Snom و AudioCodes (التي تُسوّق الصوت عريض النطاق تحت اسم "HDVoIP") وغيرها الآن معيار G.722 ، بالإضافة إلى مكونات صوتية عالية الجودة بدرجات متفاوتة.

تُضمّن شركات تصنيع الدوائر المتكاملة لمعدات الاتصالات، مثل DSP Group و Broadcom و Infineon و Texas Instruments ، تقنية الصوت عريض النطاق ضمن ميزات منتجاتها. كما يوجد مزودو خدمات مؤتمرات صوتية يدعمون اتصالات عريض النطاق من هذه الأجهزة وغيرها من نقاط نهاية VoIP، مع السماح أيضًا لمشاركي شبكة الهاتف العامة (PSTN) بالانضمام إلى المؤتمر عبر نطاق ضيق. يُعدّ sipXtapi ( المؤرشف في 30 أبريل 2009 على Wayback Machine) حلاً مفتوح المصدر لمحرك معالجة وسائط VoIP، يدعم الصوت عريض النطاق والصوت عالي الوضوح، ويوفر بروتوكول RTP وبرامج الترميز من خلال إطار عمل إضافي للاستخدام مع بروتوكول SIP وبروتوكولات VoIP الأخرى. يستخدم Skype برنامج ترميز صوتي يُسمى Silk ، والذي يتيح جودة صوت فائقة.

أطلقت العديد من شركات الاتصالات حول العالم خدمات الصوت عالي الوضوح (HD) استنادًا إلى معيار النطاق العريض G.722. وفي أمريكا الشمالية، قامت شركات استضافة الخدمات مؤخرًا بتحديث نظام Aastra Hi-Q لقاعدة مستخدميها، وبلغ عدد نقاط نهاية الصوت عالي الوضوح لديها حوالي 70,000 نقطة حتى يناير 2010. أما شركة ooma، وهي شركة خدمات للمستهلكين ، فلديها ما يقدر بنحو 25,000 نقطة نهاية صوت عالي الوضوح، وذلك نتيجةً لإطلاقها الجيل الثاني من أجهزة Telo.

فولت

في مجال الاتصالات الخلوية، يشير مصطلح "الصوت عالي الوضوح" تحديدًا إلى تقنية AMR-WB (G.722.2) في تقنية VoLTE ، ولكن هذه التقنية لا تحدد جودة الصوت أو معدل نقل البيانات. وينطبق الأمر نفسه على تقنيتي HD Voice+ وAMR-WB+. تمتلك GSMA علامة تجارية خاصة بتقنية HD، وتُدير برنامجين لاعتمادها بناءً على شعاري HD وHD+. [ 4 ]

يدعم نظام Android تقنية AMR-WB بشكل أصلي منذ إصدار Android Gingerbread ، [ 5 ] وفي نظام iOS منذ iPhone 5. [ 6 ]

اعتبارًا من ديسمبر 2015، أعلن تقرير عن إطلاق 117 شبكة صوتية عالية الدقة للهواتف المحمولة التجارية في 76 دولة. [ 7 ]

العديد من شبكات الهاتف المحمول بما في ذلك AT&T [ 8 ] و Verizon توقف دعم الهواتف التي لا تدعم 4G والصوت واسع النطاق.

معايير ترميز الصوت واسع النطاق

فيما يلي معايير ترميز الصوت واسع النطاق وبرامج ترميز الصوت المستخدمة في الاتصالات السلكية واللاسلكية . [ 9 ]

قطاع تقييس الاتصالات التابع للاتحاد الدولي للاتصالات

سنةمعيار ترميز الصوت واسع النطاقخوارزمية ترميز الكلام واسع النطاقمرجع
1988G.722SB-ADPCM[ 10 ]
1999G.722.1 ( Siren7 )التصوير المقطعي المحوسب متعدد الكواشف[ 11 ]
2003G.722.2 ( نطاق عريض متعدد المعدلات تكيفي )ACELP[ 12 ]
2006G.729.1التصوير المقطعي المحوسب متعدد الكواشف[ 13 ]
2008G.711.1التصوير المقطعي المحوسب متعدد الكواشف[ 14 ]
G.718التصوير المقطعي المحوسب متعدد الكواشف[ 15 ]

GSMA

3GPP

آحرون

مراجع

  1. 1 2 3 كوكس، آر في؛ نيتو، إس إف دي كامبوس؛ لامبلين، C .؛ شريف، MH (أكتوبر 2009). “مبرمجو ITU-T للاتصالات الكلامية ذات النطاق العريض والنطاق الفائق والكامل [افتتاحية السلسلة]”. مجلة IEEE للاتصالات . 47 (10): 106-109 . دوى : 10.1109/MCOM.2009.5273816 .
  2. ↑ "نطاق تردد الصوت البشري" . SEAINDIA . 14 يونيو 2020. مؤرشف من الأصل في 24 يناير 2022. تم الاطلاع عليه في 24 يناير 2022 .
  3. ↑ "الاستجابة لنداء الصوت عالي الوضوح" . الصوت العالمي عبر بروتوكول الإنترنت. مؤرشف من الأصل بتاريخ 5 نوفمبر 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 سبتمبر 2009 .
  4. ↑ "صوت عالي الوضوح" . GSMA .
  5. ↑ "MediaRecorder.AudioEncoder" . مطورو أندرويد .
  6. ↑ باستر هاين (13 سبتمبر 2012). "يدعم هاتف آيفون 5 تقنية الصوت عالي الدقة، لكنك لن تتمكن من استخدامها في الولايات المتحدة"
  7. ↑ "تقرير التحديث العالمي لتقنية الصوت عالي الدقة عبر الهاتف المحمول" . إدارة الخدمات العامة . 19-09-2014 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 24-09-2014 .
  8. ↑ "استعدوا، خدمة الجيل الثالث ستختفي في عام 2022" . AT&T .
  9. ↑ "أي برنامج ترميز واسع النطاق تختار؟" . TMCnet . تم الاطلاع عليه بتاريخ 13-11-2012 .
  10. ↑ ITU-T G.722 صفحة توصية ITU-T G.722 (11/88)، " ترميز الصوت بتردد 7 كيلو هرتز ضمن 64 كيلوبت/ثانية"
  11. ↑ لوتزكي، مانفريد؛ شولر، جيرالد؛ جاير، مارك؛ كرامر، أولريش؛ وابنيك، ستيفان (مايو 2004). دليل لتأخير ترميز الصوت (ملف PDF) . المؤتمر 116 لجمعية هندسة الصوت. معهد فراونهوفر لأنظمة الدوائر المتكاملة . جمعية هندسة الصوت . تاريخ الاسترجاع: 24 أكتوبر 2019 .
  12. ↑ خريطة ACELP ، شركة VoiceAge
  13. ↑ ناغيريدي، سيفانارايانا (2008). معالجة إشارات الصوت والفاكس عبر بروتوكول الإنترنت (VoIP) . جون وايلي وأولاده . ص 69. ISBN  9780470377864.
  14. ↑ ساساكي، شيجياكي؛ موري، تاكيشي؛ هيواساكي، يوسوكي؛ أومورو، هيتوشي (أغسطس 2008). "المعيار العالمي لترميز الكلام واسع النطاق: ITU-T G.711.1 (امتداد G.711 واسع النطاق)" . مراجعة NTT التقنية . 6 (8). نيبون للبرق والهاتف : 21-27 . doi : 10.53829/ntr200808le1 .
  15. ^ “برنامج عمل قطاع تقييس الاتصالات” . الاتحاد الدولي للاتصالات .
  16. ↑ "صوت عالي الوضوح" . شبكات المستقبل . تم الاسترجاع في 10 مايو 2020 .
  17. ↑ "برنامج ترميز خدمات الصوت المحسّن لتقنية LTE" . www.3gpp.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 مايو 2020 .