Передача тонового набора и факсимильных сообщений

Кодеки

Передача звука в виде пакетов данных предполагает сжатие звуковых данных для минимизации трафика, поэтому используются различные алгоритмы динамического сжатия этих данных на передающей стороне и восстановления их на принимающей. Эти алгоритмы называются кодеками (codec) – сокращение от КОдер + ДЕКодер.

В большинстве сетей передачи данных отсутствует гарантия доставки переданных данных, либо механизмы обеспечения такой гарантии создают недопустимо большие задержки при передаче данных в реальном времени. Поэтому кодеки должны быть готовы к потере некоторого процента переданных пакетов, не приводя при этом к существенному ухудшению качества связи.

Как правило, для большинства кодеков главное – не качество звука, а используемая полоса пропускания. Так, для качественной передачи речи без сжатия требуется скорость передачи данных 64 Кбит/с. Существуют кодеки, которые позволяют обойтись 1–2 Кбит/с, например, Voxware RT24 даёт поток 2,4 Кбит/c при умеренном качестве звука.

Другой немаловажный параметр для кодека – вычислительная сложность. Обычно кодеки с высокой степенью сжатия требуют больших вычислительных ресурсов, что приводит к удорожанию оборудования.

Размер одного пакета, пересчитанный в миллисекунды, определяет типичную задержку звука. Задержка в 200 мс уже заметна на слух, а при задержках около секунды о комфортном разговоре не может быть и речи.

По телефонным соединениям передаётся главным образом человеческая речь. Кодеки, использующие этот факт для достижения наилучшего результата, называют вокодерами. Они позволяют добиться очень сильного сжатия, однако качество звука обычно оставляет желать лучшего: голос собеседника может изменяться до неузнаваемости, напоминая компьютерный синтезатор речи, вещающий в гулком помещении с сильным эхом.

Международный союз электросвязи (ITU-T) стандартизовал ряд кодеков, которые широко применяются для передачи речи (таблица 1.1). Кроме того, в таблице приведён также широко применяемый кодек GSM Full Rate, стандартизованный Европейской организацией телекоммуникационных стандартов (ETSI, European Telecommunications Standards Institute).

Таблица 1.1. Стандартизованные кодеки

Кодек	Год одобрения	Поток, Кбит/c	Длина кадра, мс	Качество (5-высокое, 4-обычное, 3-разбор­чивое)	Вычисли­тельная сложность, MIPS	Принцип сжатия
G.711			0,125	4,2		ИКМ-кодирование по A-закону или m-закону
G.723.1		5,3–6,4		3,7–3,9		MP-MLQ
G.726		40, 32, 24, 16	0,125	4,3 (для 32 Кбит/с)		ADPCM (АДИКМ)
G.728			0,625–2,5	4,3	20 – кодер13 – декодер	LD-CELP (Low Delay Code Excited Linear Prediction)
G.729					20 – кодер3 – декодер	CS-ACELP (Conjugate Structure, Algebraic Code Excited Linear Prediction)
GSM Full Rate				3,7	4,5

Пользователи Интернет-телефонии, соединяясь через шлюз с автоматическими сервисами, доступными в ТфОП, нуждаются в тоновом наборе (DTMF). Проблема в том, что узкополосные кодеки, рассчитанные на передачу человеческой речи, безнадежно искажают тоны DTMF.

Для решения этой проблемы шлюзы IP-телефонии должны специально обрабатывать тоны DTMF, передавая их по сети данных в виде специальных пакетов, а искажённые тоны подавлять. Такая возможность предусмотрена в семействе протоколов H.323.

Схожая проблема возникает в еще большей степени при передаче факсимильных сообщений, если какой-либо сегмент соединения проходит через Интернет, как, например, на рис. 1.23. Таким образом, передача факсов через Интернет (Fax over IP), несмотря на архаичность самой факсимильной связи в эпоху электронной почты, является актуальной проблемой. Она решается на уровне шлюзов, например, в соответствии с рекомендацией ITU-T T.38.

Дата добавления: 2014-01-07