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HD Voice

Analog

Bei Erfindung des Telefons um 1881 war Sprachqualität noch kein Thema. Mit nur 3,4 kHz wurden die Gespräche übertragen und hörten sich entsprechend an. Seit Ende des Zweiten Weltkriegs verbesserte sich am Qualitätsniveau lange Zeit nichts. Mit der Einführung von ISDN im Jahr 1994 waren dann 8 kHz möglich.

Digital

Mit VoIP wurde das Telefonnetz dann auf einen paketbasierten Standard umgestellt. Seitdem waren auch unterschiedliche Sprachqualitäten möglich. Üblich ist allerdings weiterhin der Codec G.711 mit unveränderten 8 kHz. Im GSM existierte anfangs der Standard Full Rate mit 8 kHz und 13 kBit/s. Alternativ konnte zum Strom sparen auch Half Rate nur 5,6 kBit/s eingesetzt werden. Ab 1995 war Enhanced Full Rate mit 8 kHz und 12,2 kBit/s der Sprachübertragungsstandard im GSM Mobilfunk. Ab 1999 wurde dieser durch Advanced Multi-Rate abgelöst, der immer noch mit 8 kHz arbeitet, aber nur 4,75 bis 12,2 kBit/s benötigt.

Digitale Netze und moderne Telefone unterstützen grundsätzlich eine deutlich bessere Sprachqualität. Da in VoIP Netzen die eingesetzte Sprachübertragung zwischen den Endgeräten ausgehandelt wird, muss keine Rücksicht mehr auf ältere Telefone genommen werden, die nur den G.711 Codec beherrschen.

HD Voice Logo

AVM Fritz!Box DECT-Monitor zeigt CAT-iq Telefonat mit
einem AVM Fritz!Fon MT-F TelefonSeit 2009 setzte sich nach und nach HD Voice durch. In VoIP-Netzen ist G.722 mit einer Datenrate von 64 kBit/s der am weitesten verbreitete Standard. VoIP-Router und Schnurlostelefone nach dem CAT-iq-Standard beherrschen ihn. Im Mobilfunk hingegen kommt Adaptive Multi-Rate Wideband (AMR-WB) im Codec G.722.2 zum Einsatz. Mit G.722 hat es trotz der ähnlichen Bezeichnung nur den übertragenen Tonumfang gemeinsam. Der Codec ist auf die Übertragungsbedingungen in einem Mobilfunknetz zugeschnitten und komprimiert die Sprache stark. Die benötigte Übertragungsbandbreite ist variabel und liegt zwischen 6,6 und 24 kBit/s. In Gesprächspausen, wenn nur der sogenannte Silence Descriptor übertragen wird, kann die Rate bis auf 1,75 kBit/s fallen. G.722 hingegen benötigt konstant 64 kBit/s Übertragungsbandbreite. Qualitativ bietet AMR-WB bis zu 7 kHz.

Die Deutsche Telekom bot als erster deutscher Anbieter AMR-WB in ihrem UMTS-Netz seit 2011 an und bewirbt auch HD Voice in ihrem VoIP-Netz. Seit 2013 gibt es auch ein Gateway zwischen AMR-WB im Mobilfunk und G.722 im Festnetz, so dass Telefonate zwischen beiden Netzen in HD Qualität möglich sind. Vodafone unterstützt seit 2013 ebenfalls AMR-WB im Mobilfunknetz und Telefónica Deutschland seit 2015.

Mobilfunk

Eine Garantie für HD Voice Verbindungen gibt es aber nicht. Je nach Ausstattung der genutzten Mobiltelefone, Basisstationen und Vermittlungsstellen, Qualität der Funkverbindung und der Lastsituation in der Zelle kommen verschiedene Codecs mit unterschiedlicher Klangqualität und 5,6 bis 24 kBit/s Datenrate zum Einsatz. Falls einer der beiden Gesprächspartner während des Gesprächs von UMTS zu GSM wechselt, kann es zu einem Fallback auf die normale Gesprächsqualität geben. Technisch ist AMR-WB auch in GSM-Netzen einsetzbar. In Deutschland bieten dies Telekom und Vodafone an.

Das LTE-Netz wurde anfangs nicht für Telefonie verwendet. Da es ein All-IP-Netz ist, müssen Gespräche per VoIP vermittelt werden. Dies wird dann als VoLTE bezeichnet. Sind an einer Verbindung zwei Mobilfunkanbieter beteiligt, muss zwar keine Wandlung des Codecs stattfinden, aber eine Übergabe des Gesprächs. Statt der im GSM und UMTS Netz genutzten TDM-Schnittstelle, die gemäß Definition nur G.711 beherrscht, wird hierbei eine VoIP-Interconnection genutzt, die auch andere Codecs über Netzgrenzen hinweg aushandeln kann. Alle drei deutschen Netzbetreiber gaben im Frühjahr 2015 bekannt, VoLTE zu unterstützen. Hierbei müssen allerdings auch die eingesetzten Mobiltelefone die Funktion unterstützen.

Anders sieht die Situation bei netzinternen Gesprächen via VoIP aus. Der Standard G.722 ist bereits vielerorts in Endgeräten und Vermittlungsstellen implementiert. Netzinterne Gespräche mit hoher Audioqualität sind möglich, wenn beide Gesprächspartner bereits mit passenden Geräten ausgestattet sind. Die VoIP-Netze sind für neue Standards besser gerüstet, aber auch dort können nicht beliebige Audio-Codecs eingesetzt werden, weil alle Gateways alle möglicherweise eingesetzten Codecs kennen müssen und weil Telefongesellschaften Abhörschnittstellen (Lawful Interception) bereitstellen müssen, an denen Ermittlungsbehörden lauschen können. Alle Gespräche müssen immer über eine zentrale Stelle mit Anzapfmöglichkeit geführt werden, damit Abgehörte nicht durch eine plötzliche Änderung der Routenführung Verdacht schöpfen könnten.

Festnetz

Schnurlostelefone setzen im Handgerät zwischen analog und digital um. Üblicherweise verwenden sie dabei den komprimierenden Codec G.726, um möglichst wenig Bandbreite auf der Funkseite zu belegen. Mit dem Standard CAT-iq müssen sie aber auch HD Voice beherrschen. Dafür kommt der Codec G.722 zum Einsatz, der sich ohne Codewandlung einsetzen ließe, wenn alle Geräte auf der Strecke diesen beherrschen. Die Verbreitung HD Voice-Audio-fähiger Geräte ist im Festnetzmarkt deutlich geringer als im Mobilfunkmarkt. Zwar sind Schnurlostelefone vergleichsweise günstiger als Mobiltelefone, jedoch werden sie aufgrund des geringeren Innovationen im Durchschnitt deutlich länger benutzt - oft bis zum Ende der Lebensdauer. Damit der Kunde ein neues Festnetztelefon kauft, bevor das alte kaputt ist, muss es einen deutlichen Mehrwert bieten.

Enhanced Voice Service

Die nächste Stufe an Audioqualität im Mobilfunknetz ist der Codec Enhanced Voice Service. Er bietet einen Frequenzumfang bis 20 kHz und kann im LTE Netz mit VoLTE oder per WiFi Calling eingesetzt werden. Vodafone vermarktet diesen in ihrem Netz als Crystal Clear und unterstützt ihn mit geeigneten Geräten.

Marktübersicht

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