banda de voz

Banda de voz se refiere al rango de frecuencias optimizado para la transmisión del habla humana, típicamente de 300 Hz a 3400 Hz en sistemas de telecomunicaciones. Esto es más estrecho que el espectro audible completo (20 Hz a 20 kHz) y se estableció como un estándar práctico porque la inteligibilidad de la voz solo requiere este subconjunto de frecuencias. Los límites superior e inferior existen porque las consonantes y las vocales concentran su energía acústica dentro de estos límites, y las frecuencias fuera de este rango contribuyen poco al reconocimiento del habla mientras consumen un valioso ancho de banda de transmisión.

En las redes telefónicas analógicas heredadas, la banda de voz se convirtió en el estándar de diseño para toda la infraestructura. Los pares trenzados de cobre, las centralitas y las primeras centrales telefónicas se optimizaron para pasar solo las frecuencias de la banda de voz con una distorsión mínima. Esta restricción era económica: un ancho de banda más estrecho significaba que se podían realizar más llamadas en un solo par de cables. Las frecuencias por debajo de 300 Hz se filtraron porque el zumbido de la línea eléctrica (50 o 60 Hz) y sus armónicos creaban ruido; las frecuencias por encima de 3400 Hz se cortaron porque contenían menos información del habla e introducían una mayor atenuación en largas distancias.

Módems de banda de voz y compresión digital

Cuando las líneas telefónicas analógicas se convirtieron en el medio para la transmisión de datos informáticos, los módems se diseñaron para funcionar dentro de la restricción de la banda de voz. Una línea analógica de grado de voz teóricamente soportaba hasta 56 kbit/s en condiciones ideales (el límite de Shannon para una relación señal/ruido típica de los circuitos telefónicos), lo que impulsó el desarrollo de V.90 y estándares de módem anteriores. Los códecs modernos de Voz sobre Protocolo de Internet (VoIP) como G.711, G.729 y Opus comprimen de manera similar el habla eliminando las frecuencias fuera de la banda de voz, logrando velocidades de bits de 8 kbit/s a 64 kbit/s.

El filtrado de banda de voz permanece incrustado en la infraestructura telefónica a nivel mundial, incluso en redes digitales. Las tarjetas de interfaz telefónica analógica en los sistemas PBX incluyen filtros de banda de voz para evitar que las frecuencias de señalización fuera de banda interfieran con la calidad de la llamada. Cuando los sistemas heredados se conectan a redes de banda ancha o celulares, el equipo de puerta de enlace debe extraer las señales de banda de voz y volver a codificarlas para su transmisión a través de protocolos de paquetes modernos.

El término refleja tanto un accidente histórico como la física. Los cables submarinos transatlánticos de la década de 1950 utilizaban multiplexación por división de frecuencia para apilar múltiples canales de banda de voz en un solo par de tubos de cobre; 12 canales ocupaban de 48 a 64 kHz en total. Esta arquitectura se arraigó tanto que la banda de voz persiste como el estándar implícito en las especificaciones de telefonía, los estándares regulatorios y el diseño de equipos, a pesar de que los sistemas digitales ya no lo requieren.