تشغيل حر مزدوج

تُعد عملية التشغيل الحر المزدوج ( TFO ) جزءًا من مواصفات معيار 3GPP التابع لـ ETSI، ^{[ 1 ]} والتي تم تضمينها من R99 من مواصفات المعايير فصاعدًا.

في شبكات GSM التقليدية ، تتضمن المكالمة بين محطتين متنقلتين عملية تشفير/فك تشفير مزدوجة. تُشفّر إشارات الصوت أولًا في المحطة المُرسِلة، ثم تُحوّل إلى G.711 في المُشفّر المحلي، ثم تُحوّل مرة أخرى إلى ترميز GSM في المُشفّر البعيد، وأخيرًا تُحوّل مرة أخرى إلى صوت في المحطة المُستقبِلة. في هذا التكوين، يعمل المُشفّران بالتزامن، مما يُؤدي إلى تدهور جودة الصوت. يُمكن التغلب على هذه المشكلة بإزالة عمليتي التشفير من مسار الصوت إذا كانت المحطتان المتنقلتان تستخدمان نفس الترميز.

بشكل عام، يمكن تصنيف المعدات التي تكون في طريقها إلى مجموعتين متنقلتين طرفيتين إلى نوعين:

• أجهزة الصوت النشطة، التي تقوم بعملية تحويل الترميز، إما من ترميز الكلام GSM/UMTS (مثل: GSM-EFR ، GSM-AMR ) إلى G.711 /PCM أو العكس.
• لا تقوم الأجهزة السلبية (أو أجهزة المسار) بتحويل الترميز، ولكنها تُغير إشارات الصوت بطريقة ما. على سبيل المثال: مُلغي صدى الخط ، أو خوارزميات التوهين، أو أي جهاز يُغير عينات الصوت.

توجد هذه المعدات عادةً على حافة الشبكات الأساسية، حيث تعمل كبوابة بين شبكات الهاتف المحمول الأساسية ( القائمة على بروتوكول الإنترنت ) وشبكات الهاتف العامة الرقمية (PSTN ). تحمل شبكات الهاتف المحمول الأساسية القائمة على بروتوكول الإنترنت الصوت مُشفّرًا باستخدام أحد برامج الترميز GSM/UMTS (مثل: GSM AMR). عند نقل هذا الصوت عبر شبكة PSTN قائمة على G.711/PCM، تقوم معدات البوابة بتحويل الترميز من برنامج الترميز GSM/UMTS إلى عينات G.711 PCM، مما يؤدي إلى انخفاض طفيف في جودة الصوت.

تُمثل عينة G.711/PCM الواحدة قيمةً مكونةً من 8 بتات، ويتم أخذ عينات منها بمعدل 8  كيلوهرتز. وبالتالي، فإن متطلبات عرض النطاق الترددي هي 64  كيلوبت/ثانية، حيث يتوافق كل بت مع 8  كيلوبت/ثانية.

تُعدّ تقنية TFO آليةً تستخدم البتات الأقل أهمية (LSBs) من عينات PCM لتضمين البتات من دفق البيانات المُشفّر. وبما أن معدلات معظم برامج الترميز GSM/UMTS تتراوح بين 8  و16 كيلوبت/ثانية  (وتصل إلى 32 كيلوبت  /ثانية لبرامج الترميز ذات النطاق العريض بتردد 16  كيلوهرتز)، فإنّ المطلوب هو استخدام بت أو بتّين فقط من أصل 8 بتات. يُعدّ هذا الجانب بالغ الأهمية، ففي حال انقطاع اتصال TFO، يُمكن استخدام البتات الأكثر أهمية (MSBs) لنقل قيم عينات G.711/PCM المُحوّلة. وبالتالي، فإنّ التدهور الناتج عن فقدان بت أو بتّين من البتات الأقل أهمية ليس كبيرًا.

ثم يقوم جهاز فك التشفير عن بعد باستخراج الدفق المشفر من أقل البتات أهمية لعينات PCM وإعادة بنائه كإطارات ترميز ثم إرساله كما لو كان مشفرًا بنفسه، وبالتالي تجنب عمليًا عمليتي فك تشفير.

كما ذُكر سابقًا، هذه ليست أجهزة نشطة تقوم بعملية تحويل الترميز. عادةً ما تقع هذه الأجهزة في مسار جهازي تحويل ترميز. ولضمان عدم تأثر تدفق TFO المُضمّن في البتات الأقل أهمية (LSBs) لعينات PCM بهذه الأجهزة، يجب أن تكون هذه الأجهزة على دراية بتدفق TFO أيضًا .

تحدد المواصفات دور هذه الأجهزة. باختصار، يجب أن تكتشف هذه الأجهزة حركة مرور TFO (عن طريق التحقق من رسائل IS_Messages في المدخلات) وأن تضمن عدم معالجتها في المخرجات.