Telecommunicatienetwerken

Met het vrijgeven van de telefoonmarkt zijn de exploiteurs van telecommunicatienetwerken niet meer sterk aan standaards gebonden, dit in tegenstelling tot de staatsnetwerken die eerder bestonden. Met de introductie van "Voice over Internet Protocol" (VoIP) telecomatiediensten is de situatie erger geworden, omdat hiermee een groot aantal nieuwe standaarden werden geïntroduceerd en omdat de compatibiliteit tussen verschillende netwerken (gewone ouderwetse telefoonsystemen, POTS voor plane old telephone systems; "integrated service digital network," ISDN; mobiele netwerken en VoIP netwerken) nog steeds een probleem is. Samen met de oorspronkelijke technische vervormingen zoals ruis en echo brengen deze nieuwe netwerktechnologieën nieuwe vervormingen en verstoringen met zich mee, zoals verschillende codeer- en decodeeralgoritmes (codecs), pakketverlies of bitfout-snelheid. Deze telefoonlijnvervormingen zijn in het verleden zeer uitgebreid getest met normaalhorende luisteraars. Tot nog toe waren er slechts enkele testresultaten beschikbaar met betrekking tot de effecten van deze nieuwe telefoonlijnvervormingen voor slechthorende gebruikers. We geven nu een korte beschrijving van welke soorten ouderwetse en moderne vervormingen optreden in moderne netwerken.

het oorspronkelijke telefoonsysteem (POTS) was a gevoelig voor een reeks van vervormingen van de telefoontransmissie. De belangrijkste efecten op transmissielijnen waren de bandbreedtebeperking van 300 Hz - 3400 Hz, electronische ruis veroorzaakt door de lijnversterkers, te hoge of te lage luidheid door slecht gekozen versterkingsfactoren, vertragingen veroorzaakt door lange transmissielijnen en echo's veroorzaakt door slecht afgesloten transmissielijnen (slecht aangepaste impedanties). Met de introductie van digitale netwerkcomponenten werden codecs een essentieel deel van transmissiesystemen, samen met de geproduceerde codec-vervormningen. De laatste grote stap in telefoon transmissiesystemen was het in pakketjes bundelen van de tot dan toe continue datastroom. Deze niet-lineare transmissie van data vereist "jitter" buffers. Deze buffers zijn nodig voor pakketjes die iets eerder of later dan gemiddeld aankomen bij de bestemming. Zulke "jitter" buffers kosten tijd, en in het geval dat een pakketje te laat is gaat deze verloren en moet de inhoud vervangen worden. Dit levert een kans op pakketverlies "packet loss probability" (Ppl) of een bitfout-snelheid "bit-error rate" (BER). Naast de nieuwe telefoonlijnvervormingen zijn er ook nieuwe vervormingen onstaan door het ontwerp van nieuwe telefoons, zoals slechte signaalruis-verhouding (spraak-ten-opzichte-van-omgevingslawaai verhouding), niet geoptimaliseerde toonbalans voor de luisteraar, of bijkomende codecs en echoes. Al deze telefoon en telefoonlijn gerelateerde vervormingen kunnen worden gerepresenteerd in het schema in Figuur 1.

telefoonlijnvervormingen

Figuur 1: Typische verstoringen van telefoon transmissies: bandbreedtebeperking, ruis, slechte luidheid, vertraging, echo, codecs, verlies van pakketjes, slechte ontvangst luidheid (rondzingen van de microfoon naar de luidspreker van de telefoon) en omgevingslawaai.

De luisterexperimenten dekken bepaalde groepen van slechthorendeheid.

  • Referentie groep, normaalhorenden
  • Mild gehoorvelies
  • Middelmatig gehoorvelies, met en zonder gehoorapparaat

Prototypische gehoorverliezen voor deze groepen worden weergegeven in Figuur 2.

gehoorverliezen

Figuur 2: Prototypische gehoorverliezen voor normaalhorenden, voor mild gehoorverlies en voor middelmatig gehoorverlies, voor de testen die zijn uitgevoerd met betrekking tot de telecommunicatiekwaliteit.

Tot nu toe zijn er vier verschillende soorten van enkelvoudige verstoringen gebruikt, werkend op een ISDN connectie.

  • 1st Set: Luidheidsschaling
  • 2nd Set: Spectrale vervorming en ruis
  • 3rd Set: Codecs
  • 4th Set: Tijdsafhankelijke transmissievervormingen

De eerste luisterexperimenten geven aan dat slechthorenden de algemene geluidskwaliteit of spraakvervorming minder kritisch beoordelen dan normaalhorende luisteraars. Het gehoorapparaat geeft voordelige effecten bij een te lage luidheid en bij bepaalde codec of VoIP telefoon transmissies. Als aanbeveling voor telefoonlijnexploiteurs, om hun lijnen speciaal met betrekking tot slechthorende luisteraars te verbeteren, stellen we voor om een hoog-op "shelving" filter met 6 dB op 1 kHz toe te passen gecombineerd met een versterkingsverlaging van 4 dB. Een andere aanpak zou een additionele versterking van 5 dB kunnen zijn, maar hierbij moet in gedachten worden gehouden dat dit signaalvervorming kan opleveren door het oversturen van het digitale systeem. Om oversturing zoveel mogelijk te beperken betekent dit dat het verhogen van het niveau met 5 dB voor bepaalde HI telefoonlijnen gezien moet worden als een laatste mogelijkheid. AMR codecs produceren minder negatieve effecten voor slechthorenden dan voor normaalhorenden, en hetzelfde geldt voor beperkt pakketverlies en beperkte bit-fouten.

Het complete artikel can gevonden worden onder: Krebber, J., Drullman, R., Eneman, K., Huber, R., Jekosch U., Luts H., Martin, R. Enhancement of telephone situations for hearing impaired. In Proceedings of the Conference on Assistive Technology for Vision and Hearing Impairments, Kufstein, Austria, 2006.