Klávesové zkratky na tomto webu - základní
Přeskočit hlavičku portálu

Gateway pro IP telefonii - kódování hovoru

aktualizováno 
Článek rozebírá technické detaily a faktory uvlivňující přenos hlasu po IP síti a popisuje způsoby kódování hovoru.

Gateway pro IP telefonii je klíčovou částí služeb IP telefonie, neboť umožňuje spojení mezi telefonní a packetovou sítí.  Typická gateway nabízí následujících pět funkcí:
 

1. Komunikace s PBX, PSTN a nebo jiným telefonním spojením
2. Základní  zpracování hovoru = sestavení/rozpojení
3. Hlasová komprese a dekomprese v reálném čase
4. Packetování a depacketování komprimovaného hlasu
5. Komunikace s IP sítí

Gateway může poskytovat i jiné funkce, jako Interactive Voice Response (IVR), účtovací software a tak podobně, ale uvedené funkce jsou nutné pro každou aplikaci.

Při zavádění gateway pro IP telefonii je třeba se soustředit na několik věcí:

  • kvalita hlasu
  • standard
  • laditelnost.

Kvalita hlasu

realizovaná IP telefoníí je často diskutovaný, ale nepochopený předmět.  Typické jsou generalizace typu: "Není to přijatelné na veřejném internetu, ale dobré na Intranetu".   Důvodem těchto tvrzení je, že je velmi nesnadné mluvit objektivně o něčem ve spojení s internetem, tím spíš o něčem natolik subjektivním jako je kvalita konverzace přenášené po internetu.

V reálném světě se kvalita hlasu IP telefonie může velmi lišit a záviset na milionech důvodů.  Gateway, telefonní systémy, software,  kvalita spojení, ISP, denní doba, to vše a nejen to má vliv na hovor.  Kvalita hlasu může být rozdělena na tři na sobě závislé části:

  • srozumitelnost
  • echo
  • zpoždění

Srozumitelnost

je  ovlivněna hlavně výběrem vocoderu (voice coder), převaděčem analogového hlasového signálu do signálu digitálního, který je pak zpětně převáděn zase do řeči.
 

Hlavní vocodery na dnešním trhu jsou:

  • G.711: The G.711 algorytmus koduje nekomprimovaný tok řeči při rychlosti  64 Kbps.  Kvalita je na úrovni PSTN a vyžaduje plnou pásmovou šířku tradičních spínaných obvodů.
  • ITU G.723.1: běhá na  6.4 nebo  5.3 Kbps a používá lineární kódování a slovníky pro vyhlazení.  Vyhlazovací proces zatěžuje CPU (30 MIPS na Intel Pentium) což znamená, že laditelné řešení potřebuje výraznou počítačovou kapacitu.
  • ITU G.729A: Chodí na  8 Kbps s 35 ms systémového zpoždění.  Kvalita se velmi blíží placenému hovoru a mnoho let je používán jako řečový dekodér pro Frame Relay.  G.729A je primární dekodér pro IP telefonii používaný IMTC-VoIP.
  • Voxware MetaVoice RT 24:  MetaVoice RT 24 algorytmus je 2.4 Kbps, pracující v reálném čase pro apilkaci mající minimální požadavky na  procesing a kvalitu řeči.  MetaVoice je navržen tak, aby ignoroval šum, přenášel čistý zvuk a snižoval objem dat analyzovaných kompresí.
  • Voxware SC6: běhá na 6.4 Kbps
  • Elemedia SX7300P:  Elemedia SX7300P - vysoká kvalita při  7.3 Kbps. Dovoluje přenášet hlasovou komunikaci přes  V.34 nebo V.32bis modemy.
  • MS-GSM: Tento algoritmus z Microsoftu, 13 Kbps je derivátem ITU (International Telecommunications Union) GSM
    standardu.  

Šířka pásma pro vocoder

Přenos nezkomprimované řeči zabírá podstatnou část vlnového pásma sítě.  Proto jsou používány vocodery pro kompresi před a dekompresi po přenosu.  Malé zpoždění je způsobeno jednak tím nabíráním dat a jednak  "posunutím vpřed" při kompresi mezi 15-45 ms.  Součet obou zpoždění se zhusta nazývá algoritmickým zpožděním.

Voceder způsobuje ještě jedno zpoždění při provádění komprese řeči pro přenos.  To je prováděno procesorem počítače, například Sun Solaris UltraSPARC nebo Lucent DSP.  Čím je procesor rychlejší, tím je zpoždění menší.  Tento čas se pak nazývá kompresní zpoždění.
 

Hlasová kvalita: Řízení kompresního zpoždění je funkcí architektury gateway.  Kromě toho protože vocodery pouze opisují analogovou vlnu mluvené řeči, ztráta kvality je při zpětné dekompresi nevyhnutelná. Kvalita nejpopulárnějších vocoderu byla měřena mnoha skupinami, většinou používajícími Mean Opinion Score (MOS).

Na stupnici MOS se nula rovná nejhorší kvalitě a 5 té nejlepší.  Následující tabulka uvádí MOS, rychlost a velikost vzorku  pro několik vocoderů.
 

Vocoder Bit rate Kbps MOS
G.711 64 4.4
G.723 16.3 3.6
G.723.1 15.4 3.4
G.729a 8 4.0
Voxware RT24 2.4 2.9
Voxware SC6 6.4 3.7
Elemedia SX7300 7.3 3.5
MS-GSM 13 3.1

Algorimy běhající v nižší rychlosti potřebují delší dobu pro rozkódování.  Obecně znamená nižší přenosová rychlost větší možné zpoždění.

Relevantní odkazy

  • Úvod do IP telefonie - základní údaje a potenciální zákazníci - 1. díl seriálu
  • Rozdíly mezi klasickou a packetově spínanou telefonní sítí - 2. díl seriálu
  • Rubrika IP telefonie

    autor Matthew McCoin





  • Nejčtenější

    Ilustrační snímek
    Úřad chce regulovat mobilní trh. Může to zlevnit volání a rychlá data

    Podle Českého telekomunikačního úřadu na trhu nefunguje hospodářská soutěž. Regulaci však bude předcházet veřejná konzultace a následně analýza trhu. Výsledky...  celý článek

    Huawei P10 Plus patří mezi nejlépe se prodávající modely značky
    Huawei si jde za svým cílem. Apple by mohl sesadit už v tomto čtvrtletí

    Společnost Huawei chce být v roce 2021 největším prodejcem smartphonů. Před sebou má dvě překážky - Apple a Samsung. V uplynulém čtvrtletí se však čínský...  celý článek

    Podobu iPhonu 8 potvrdil řetězec McDonald’s.
    Hamburgerový král prozradil podobu iPhonu 8 s vykrojeným displejem

    Představení chystaného výročního iPhonu se blíží. Řada vlastností už byla potvrzena. Nyní přichází další, a to od neočekávaného zdroje. Vzhled telefonu...  celý článek

    Sony Xperia XZ1
    Klasika bez výstředností a se skvělou výbavou. Nové top Sony se blíží

    Sony si drží svůj styl a zavádění nových designových prvků nechává jiným. Proto i chystaná Xperia XZ1 bude konzervativně vypadající smartphone, ovšem se...  celý článek

    Nokia 8
    Nejlepší Nokia 8 má skvělý výkon a je to první „obojíčkový“ smartphone

    Nový vlastník značky Nokia konečně představil svůj top model. Novinka s označením 8 je špičkový smartphone, který ctí tradice. Nemá displej přes celé čelo, ale...  celý článek

    Další z rubriky

    Dwayne Johnson hraje v reklamě na mobil
    Známý herec se ve videu od Applu fotí iPhonem ve vesmíru

    Hollywoodská hvězda Dwayne „The Rock“ Johnson se objevila v poslední reklamě na smartphone od Applu. V ní s pomocí hlasové asistentky Siri zvládne třeba...  celý článek

    Huawei P10 Plus patří mezi nejlépe se prodávající modely značky
    Huawei si jde za svým cílem. Apple by mohl sesadit už v tomto čtvrtletí

    Společnost Huawei chce být v roce 2021 největším prodejcem smartphonů. Před sebou má dvě překážky - Apple a Samsung. V uplynulém čtvrtletí se však čínský...  celý článek

    T-Mobile eSIM
    Do mobilů přestaneme strkat kousek plastu. SIM přiletí vzduchem

    Malým plastovým SIM s miniaturním čipem v příštích letech odzvoní. Telefony, tablety, nositelná elektronika a další mobilní zařízení se začnou čím dál více...  celý článek

    Najdete na iDNES.cz



    mobilní verze
    © 1999–2017 MAFRA, a. s., a dodavatelé Profimedia, Reuters, ČTK, AP. Jakékoliv užití obsahu včetně převzetí, šíření či dalšího zpřístupňování článků a fotografií je bez souhlasu MAFRA, a. s., zakázáno. Provozovatelem serveru iDNES.cz je MAFRA, a. s., se sídlem
    Karla Engliše 519/11, 150 00 Praha 5, IČ: 45313351, zapsaná v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka 1328. Vydavatelství MAFRA, a. s., je členem koncernu AGROFERT.