VoIP кодеки

VoIP кодеки — описание и характеристики

Под телефонными (VoIP) кодеками понимаются различные математические модели используемые для цифрового кодирования и компрессирования (сжатия) аудио информации. Многие из современных кодеков используют особенности восприятия человеческим мозгом неполной информации: алгоритмы голосового сжатия пользуются этими особенностями, вследствие чего не полностью услышанная информация полностью интерпретируется головным мозгом. Основным смыслом таких кодеков является сохранение баланса между эффективностью передачи данных и их качеством.

Изначально, термин кодек происходил от сочетания слов КОДирование/ДЕКодирование, то есть устройств, которые преобразовывали аналог в цифровую форму. В современном мире телекоммуникаций, слово кодек скорее берет начало от сочетания КОмпрессия/ДЕКомпрессия. Перед тем как начать подробный рассказ про различные кодеки, мы составили таблицу со краткой сравнительной характеристикой современных кодеков:

G.711

Кодек G.711 это самый базовый кодек ТфОП (PSTN). В рамках данного кодека используется импульсно-кодовая модуляция PCM. Всего в мире используется 2 метода компандирования (усиления сигнала) G.711: µ – закон в Северной Америке и A – закон в остальной части мира. Данный кодек передает 8 – битное слово 8 000 раз в секунду. Если умножить 8 на 8 000, то получим 64 000 бит – то есть 64 Кб/с, скорость потока, создаваемого G.711.

Многие люди скажут, что G.711 это кодек, в котором отсутствует компрессирование (сжатие), но это не совсем так: сам по себе процесс компандирования является одной из форм компрессирования. Все мировые кодеки «выросли» на базе G.711. Важная особенность G.711 в том, что он минимально загружает процессор машины, на которой он запущен.

G.726

Этот кодек использовался некоторое время, став заменой для G.721, который на тот момент устарел, и является одним из первых кодеков с алгоритмом компрессии. Он так же известен как кодек с адаптивной импульсно-кодовой модуляции (Adaptive Differential Pulse-Code Modulation, ADPCM) и может использовать несколько скоростей потока передачи. Наиболее распространенные скорости передачи это 16, 24 и 32 Кб/сек.

Кодек G.726 почти идентичен G.711 – единственным отличием является то, что он использует половину полосы пропускания. Это достигается путем того, что вместо отправки полного результата квантования, он отправляет только разницу между двумя последними измерениями. В 1990 году от кодека практически отказались, так как он не мог работать с факсимильными сигналами и модемами. Но в наше время, из – за своей экономии полосы пропускания и ресурсов центрального процессора у него есть все шансы вновь стать популярные кодеком в современных сетях.

G.729A

Учитывая то, какую малую полосу пропускания использует G.729A, всего 8 Кб/сек., он обеспечивает превосходное качество связи. Это достигается за счет использования сопряженной структуры с управляемым алгебраическим кодом и линейным предсказанием (Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction, CS-ACELP). По причине патента, использование данного кодека является коммерческим; однако это не мешает кодеку G.729A быть популярным в различных корпоративных сетях и телефонных системах.

Для достижения такой высокой степени сжатия, G.729A активно задействует мощности процессора (CPU).

G.722

G.722 является стандартом ITU-T (International Telecommunication Union — Telecommunication sector) и впервые опубликован в 1988 году. Кодек G.722 позволяет обеспечить качество, не ниже G.711 что делает его привлекательным для современных VoIP разработчиков. В настоящий момент патент на G.722 не действителен, и этот кодек является полностью бесплатным