Zašto muzika preko telefona zvuči užasno?

Posted on under Serbian, Technology

Ukoliko ste nekada zvali call centar neke kompanije, velike su šanse da su Vaš poziv stavili na čekanje dok “provere informacije” za Vas. Za vreme čekanja se verovatno čula muzika, a velike su šanse da je ta muzika zvučala užasno. Ovde ne pričam o muzičkom ukusu, već o kvalitetu prenosa zvučnog signala — muzika zvuči izobličeno, isprekidano, uz dosta šuštanja.

Primer "transformacije" u vidu isečka 30s muzičke numere Britney Spears - Toxic možete čuti na plejeru ispod:

Originalni, tj. izvorni kvalitet muzičke numere na primeru isečka 30s možete videti ispod:

"Toxic" by Britney Spears sampled according to 17 U.S. Code § 107 for demonstration and teaching purposes. Copyright © 2004 BMG Rights Management. Produced by Record Plant Studios.

Da bismo shvatili razlog ove pojave, moramo prvo da krenemo od početaka fiksne telefonije. Rani telefonski sistemi su se obavljali pozivanjem “centrale”, gde biste saopštili operateru koga želite da pozovete, i operater bi Vaš poziv spojio sa nečijim telefonom, fizičkim povezivanjem dve telefonske linije. Ovaj vrsta ranih telefonskih centrala se naziva i switchboard centrala, zbog velike table sa prekidačina i konektorima.

Phone switchboard

Svaki zvuk na jednom kraju, bilo da li je to govor, muzika, ili štagod, bi bio konvertovan u električni signal u telefonu, poslat kroz telefonsku liniju (“žice”), i konvertovan iz električnih signala nazad u zvučni signal na drugom kraju u telefonskom aparatu.

Ako bi na jednom kraju telefona pustili muziku, dobili biste muziku i na drugom kraju veze, doduše lošijeg kvaliteta ograničenog sposobnostima mikrofona i zvučnika u telefonskoj slušalici.

Telefonske centrale ovakvog tipa su isplative samo kod izuzetno malog broja poziva, jer je prosto neisplativo ručno rutirati svaki poziv i omogućiti direktnu vezu između bilo koja dva fiksna telefona u bilo kom trenutku.

Digital phone exchange

Telefonske kompanije su vrlo brzo po realizaciji prvog primitivnog nacionalnog telefonskog sistema u SAD shvatile da mogu da uštede ogromne količine novca ako bi izbegli postavljanje hiljada žica između telefonskih centrala, ako bi uspeli da više od jednog razgovora u trenutku prenesu preko jedne telefonske linije, odnosno parice.

Prvo rešenje je realizovano smanjenjem frekvencijskog opsega signala koji se prenosi — umesto prenošenja svih frekvencije do drugog telefona, postavljen je opseg koji se prenosi, dok se sve izvan tog opsega odbacuje (band pass filter). Opseg je postavljen tako da se ljudski govor može razumeti, najčešće 300-3300 Hz.

Svi telefonski razgovori u datom trenutku bi, po prolasku kroz band pass filter, bili modulisani na određenu predefinisanu frekvenciju, i preneti telefonskom linijom. Centrala najbliža odredištu bi filtrirala samo određenu frekvenciju modulacije signala za neki telefonski broj, demodulisala signal u normalni raspon od 300-3300 Hz i taj signal prosledila telefonskom aparatu sagovornika.

Landline telephone

Kvalitet nije bio dobar, svakako, ali je omogućio još brži razvoj telefonske mreže i učinio fiksni telefon dostupan (skoro) svima. Dodatno, ova praksa je omogućila jeftinije međunarodne pozive. Ubrzo su sve telefonske centrale širom sveta prešle na ovaj sistem.

Već sa ovim prvim korakom je muzika zvučala dosta loše, zbog nedostatka visokih i niskih frekvencija, ali dokle god se koristila analogna tehnologija, ne bi došlo do enormnih distorzija i šuštanja. Za to su krivi računari.

Telefonske kompanije su, motivisane napretkom tehnologije, shvatile da mogu da prođu još jeftinije i uguraju još više poziva po jednoj žici ili čak bežično, ako koriste računare da kompresuju zvuk. I što je kompresija bila agresivnija, više poziva istovremeno bi mogli da proguraju kroz jednu telefonsku liniju, i svaki poziv bi bio sve jeftiniji za njih, a i za korisnike.

U današnje doba, svako ima telefon koji može da kompresuje 4K video uživo, ali u vreme prelaska na digitalnu telefoniju situacija nije bila takva. MP3 standard je tek bio objavljen, ali je bilo izuzetno teško kompresovati zvuk u realnom vremenu u MP3 kodek.

Međunarodni standardi za fiksnu telefoniju, i dan danas, koriste jednostavne metode kompresije koje su stvorene pre više decenija, i dizajnirane da rade na računarima sa jako slabim procesorskim sposobnostima. Takvi standardi kompresije mogu dobro da enkodiraju samo jednu stvar — ljudski glas — ali ako probate da kompresujete kompleksnu muziku sa gomilom instrumenata … zvučaće loše.

Međutim, ni ovo nije dovoljno da muzika zvuči kao potpuno šuštanje i krčanje. Postoji još jedan deo slagalice — još neko gleda da prođe što jeftinije.

Phone lines on pole

Najverovatnije, muzika koju čujete dok čekate nije kompresovana samo od strane Vašeg telefonskog operatera. Muzika je već kompresovana, od strane potpuno drugog sistema, u okviru interne telefonske mreže kompanije koju zovete. Tu internu mrežu je najverovatnije konstruisao i realizovao najjeftiniji ponuđač.

Dakle, već kompresovan signal na ulazu konekcije kod telefonskog operatera će biti kompresovan ponovo dok stigne do Vas, pritom se svaki put smanjuje kvalitet i dodaju digitalni artefakti (šuštanje, pištanje, krčanje, zujanje...)

Ukoliko je u pitanju veoma loše dizajniran sistem, možda postoji još jedan sloj kompresije između kompanije koju zovete i kompanije koja je zapravo vlasnik call centra gde se nalaze radnici, agenti, sa kojima razgovarate, a verovatno u nekoj drugoj zemlji.

Govor može da “preživi” taj lanac. Ali muzika ne.

Ovaj post je sastavljen koristeći materijal sa kanala Tom Scott, po licenci Creative Commons (CC-BY-SA 3.0) u skladu sa uslovima licence i DMCA (Section 107, Chapter 1 of 17 US Code).


This post was last updated on April 7th, 2020.