W zeszły piątek pisałem, że ruszyliśmy z międzyoperatorskimi testami HD Voice. Sam standard wprowadziliśmy już jakiś czas temu, jednak uznałem, że warto napisać jak dokładnie działa, a także co oznaczają w tym przypadku literki HD. I od tego zacznę. Kluczowym elementem jest tutaj pasmo głosu. W normalnej rozmowie telefonicznej wynosi ono od 300 Hz do 3400 Hz, natomiast w przypadku HD Voice między 50 a 7000 Hz. Ludzki głos może nadawać w paśmie od 80 do 14 000 Hz.
W związku z tym w przypadku HD Voice słyszymy dźwięki, których nie usłyszelibyśmy w innym przypadku w rozmowie. Najniższe i najwyższe, jak choćby… najgrubszej struny w gitarze basowej lub najwyższego klawisza fortepianu. I chociaż nikt nie słucha muzyki przez telefon, to te same dźwięki odpowiadają także za naturalne brzmienie ludzkiej mowy. Dodatkowo samo rozwiązanie HD Voice eliminuje szumy i dźwięki otoczenia, co powoduje że mamy odczucie jakby nasz rozmówca stał tuż obok nas. Oprócz aspektów estetycznych HD Voice ma ogromne znaczenie dla osób niedosłyszących. Bardzo często mają one problemy ze zrozumieniem dźwięków w konkretnych zakresach częstotliwości. Im szersze pasmo głosu jest dostępne, tym łatwiej usłyszeć słowa naszego rozmówcy. A w Polsce na poważny uszczerbek słuchu cierpi niemal 900 tys. osób.
To teraz przejdźmy do pytania: jak to działa?
Całość opiera się na technologii IP, bez której nie można by wykorzystać protokołów SIP oraz RTP, które zapewniają możliwość negocjacji kodeków głosowych na całej ścieżce głosowej. Teraz rozbijmy to zdanie na czynniki pierwsze. Po pierwsze kodek, czyli program do przekształcania sygnału na dźwięk. W przypadku technologii HD Voice całe pasmo dźwięku jest kodowane za pomocą kodeka WideBand- Adaptive MultiRate (WB-AMR), który przenosząc szersze pasmo dźwięku nie zajmuje więcej zasobów radiowych i transmisyjnych. Czyli przekładając na bardziej jasny dla większości populacji język – transfer danych jest podobny, więc sieć nie staje się bardziej obciążona niż w przypadku zwykłych rozmów. W przypadku kodeka WB-AMR transfer danych wynosi 12,65 kbps, natomiast w przypadku używanego w rozmowach w technologii 3G bez HD Voice kodeka UMTS-AMR2 transfer danych wynosi 12,2 kbps.
Drugim elementem jest owa „negocjacja”. Tu robi się znacznie trudniej ;-). Aby zapewnić połącznie HD Voice pomiędzy operatorami trzeba nauczyć elementy sieci głosowej MSS/MGW protokołów SIP i RTP (o tym, czym jest MSS/MGW przeczytacie w tym wpisie). W MSSie jest uruchomiana specjalna funkcja MGCF czyli Media Gateway Control Function. Pozwala ona urządzeniu na komunikację z użyciem protokołu SIP. W sumie sformułowanie „protokół SIP” to masło maślane, gdyż SIP to skrót od Session Initiation Protocol, czyli protokół inicjowania sesji, jednak jest ono używane dość powszechnie, więc już przy nim pozostanę. MGCF pozwala MSS na komunikację z użyciem protokołu SIP, który odpowiada za wymianę sygnalizacji pomiędzy dwoma MSS, co pozwala nawiązać połączenie i wynegocjować wspólny najlepszy kodek. Negocjacje zaprezentuje w formie dialogów dwóch MSS - MSS 1 (Krzysiu), a MSS 2 (Paweł):
Krzysiu – Pawełku, jak tam sytuacja u Ciebie, kabelki w porządeczku, mam tu taką rozmowę i chciałbym ją w miarę solidnie połączyć. Wiesz… w HD.
Paweł – Krzysiu, u mnie jakoś ostatnio słabo, kabelki niby w porządku, ale jakoś mnie katar łapie, temperatury też niezbyt przyjemne. Może darujemy sobie te wszystkie HD, tylko połączymy jak to kiedyś się robiło?
K – Ależ Pawle, nie poznaję Cię, gadaj mi tu szybko, jaki najlepszy kodek możesz zaproponować, a nie skarż się na pogodę. Złej baletnicy to i rąbek u spódnicy, normalnie…
P – Ok, ok, u mnie można w WB-AMR, ale Ty Krzysiu męczący jesteś.
K – Widzisz, chcieć to móc. Łączymy!
I tak to mniej więcej wygląda ;-) Teraz tylko nasi panowie muszą sprawnie kontrolować połączenie i rozmowa w jakości HD się powiedzie. Skoro MSSy dogadały się już w sprawie kodeków do akcji może wejść drugi z protokołów – RTP. Jest on używany do wymiany informacji pomiędzy dwoma MGW i przenosi skompresowany dźwięk za pomocą wynegocjowanych przez MSS kodeków. By zabezpieczyć sieć przed nieautoryzowanym dostępem z zewnątrz i kontrolować połączenia są wykorzystywane urządzenia SBC, czyli Session Border Controller. Sieć IP Interco wykorzystuje dedykowane rozmowom w HD Voice łącza światłowodowe, by zminimalizować wpływ ingerencji z zewnątrz.
Tradycyjnie mam dla Was grafikę ;-) Co prawda po angielsku, ale mam nadzieję, że wybaczycie.
Pamiętajcie jednak, że aby rozmowa została połączona w jakości HD Voice konieczne jest by Wasze smartfony obsługiwały tę funkcję. W innym wypadku na HD Voice nie ma co liczyć. Wtedy zostaniecie połączeni przy pomocy kodeka UMTS-AMR2 (dla technologii 3G) albo FR-AMR (dla technologii 2G).
Tradycyjnie, jeżeli macie jakieś pytania, wnioski i pomysły na teksty piszcie poniżej. Kolejny tekst, na specjalne życzenie ppk, jednego z czytelników bloga będzie o urządzeniach HLR. Do… przeczytania!
Piotr Domański 
Michał Rosiak