Jak se přenáší hlas?

Hlasové sítě původně fungovaly analogově a lidský hlas tudíž přenášely v analogové podobě - v zásadě jako spojitý (analogový) signál, který generoval mikrofon snímající lidský hlas. Dnes ale již i hlasové sítě fungují digitálně a lidský hlas přenáší v jeho digitální podobě, neboli v podobě dat, jako posloupnost nul a jedniček. Důležité je uvědomit si, že digitální hlasová síť je sítí fungující na principu přepojování okruhů. Když dvěma komunikujícím stranám vyhradí určitou přenosovou kapacitu, děje se tak v podobě sestavení digitální přenosové cesty, která má určitou konstantní a garantovanou přenosovou rychlost. Tuto přenosovou cestu je nejlépe si představit jako "rouru", která vede od jedné komunikující strany ke straně druhé. Z kterékoli z jejích stran do ní lze postupně vkládat jednotlivé bity či byty, a z druhé strany je zase ve stejném pořadí odebírat. Může se tedy jednat o souvislý proud dat, členěný pouze na jednotlivé bity či byty (ale stejně tak může být členěn i na větší bloky resp. pakety).

Jaká ale je přenosová rychlost, která takovéto "rouře" standardně odpovídá, alespoň v digitálních telefonních sítích? Odpověď zní: na 1 hovor je zde vyhrazena "roura" (obousměrný přenosový kanál) o přenosové rychlosti 64 kilobitů za sekundu. Naznačme si, jak se k této konkrétní rychlosti došlo.

Vše souvisí s tím, jak se v telefonní síti převádí lidský hlas do digitální podoby (tzv. digitalizuje). Jako výchozí je použit analogový signál v rozsahu od 300 do 3400 Hz, který byl používán již v původní analogové síti. Okamžitý stav tohoto signálu je snímán (vzorkován) 8000x za sekundu, neboli každých 125 mikrosekund. Výsledkem je konkrétní naměřená hodnota, která se vyjádří jako 8-bitové číslo (jinými slovy: rozeznává se 256 možných úrovní vzorkovaného signálu a každá z nich je reprezentována jednou osmibitovou hodnotou). Za každou sekundu tak vznikne 8000 vzorků a každý z nich je vyjádřen pomocí 8 bitů - to celkem dává 8000 x 8 neboli 64 000 bitů a právě k tomu potřebujeme přenosovou rychlost 64 kbps (přesněji 64 000 bps), chceme-li všechny takto vzniklé bity průběžně přenášet.

Představa techniky PCM

Právě popsaný postup digitalizace hlasu je označován jako technika PCM (Pulse Coded Modulation, pulzně kódová modulace). Jde o dosti starou techniku, která je z dnešního pohledu velmi neefektivní - ale dodnes jsou podle ní dimenzovány všechny přenosové kapacity v oblasti telekomunikací, určené pro přenos hlasu. Například mezi digitálními telefonními ústřednami vedou přenosové trakty o kapacitě v násobcích 64 kbps. Sítě ISDN nabízí dva kanály B o 64 kbps každý atd.