A Rede Telefônica Pública Comutada (PSTN) convencional limita áudio transmitido a aproximadamente 300 Hz – 3.4 kHz. Esta "voice band" ou "narrowband" persistiu por um século.
Origem Histórica
- 1910s–1920s: Bobinas de carga em loops de cobre estenderam alcance mas criaram efeito low-pass filter
- 1930s: CCITT (predecessor ITU-T) padronizou 300–3400 Hz para interoperabilidade
- 1960s: Telefonia digital (PCM, G.711) codificou amostragem 8 kHz → 3.4 kHz máx (Nyquist)
Base Técnica
Teorema de Nyquist
f_max = f_sample / 2
- Padrão PSTN: 8.000 amostras/segundo (8 kHz)
- Máximo teórico: 4 kHz
- Roll-off prático de filtro: 3.4 kHz (banda de guarda para filtro anti-aliasing)
Codec G.711 (μ-law / A-law)
- 64 kbps (8 bits × 8.000 amostras)
- Companding logarítmico para dynamic range
- Ainda codec universal de interop PSTN/VoIP
Por Que Não Mais Largo?
| Fator | Impacto |
|---|
| Física loop cobre | Atenuação ↑ com frequência; bobinas carga criam cutoff sharp |
| Densidade channel bank | Banda mais estreita = mais circuitos por cabo = receita |
| Inteligibilidade | 300–3400 Hz captura ~90% inteligibilidade fala |
| Base instalada legada | Bilhões em infraestrutura otimizada para canais 4 kHz |
Extensões Modernas
- G.722 (Wideband): 50–7000 Hz, amostragem 16 kHz, 64 kbps — ISDN, VoIP, HD Voice
- AMR-WB / G.722.2: 50–7000 Hz, bitrate variável — 3G/4G/5G "HD Voice"
- EVS (Enhanced Voice Services): 20–20.000 Hz, escalável — 4G/5G IMS, VoLTE, ViLTE
- Opus: 6–510 kbps, 8–48 kHz — WebRTC, WhatsApp, Discord, Teams
Realidade Atual
- Chamadas PSTN-para-PSTN: Ainda 3.4 kHz (G.711)
- Móvel-para-móvel (mesma operadora, VoLTE): Frequentemente wideband (AMR-WB/EVS)
- App-para-app (WhatsApp, FaceTime, Signal): Fullband (Opus, 20–20 kHz)
- Pontos de interconexão: Transcode para narrowband no gateway PSTN
O limite de 3.4 kHz persiste na borda PSTN — mas chamadas IP ponta-a-ponta escaparam dele inteiramente.
