Основные кодеки, используемые в шлюзах телефонии операторского уровня. Нелинейное квантование по уровню

механизмы сжатия речи в то же время могут привести к ухудшению ее качества и увеличению задержек.

Далее рассмотрены некоторые основные кодеки, использусмыс в шлюзах телефонии операторского уровня.

Кодек 6.711

Рекомендация G.71 1, утвержденная МККТТ в 1984 г., описывает кодек, использующий ИКМ преобразование аналогового сигнала с точностью 8 бит, тактовой частотой 8 кГц и простейшей компрессией амплитуды сигнала. Скорость потока данных на выходе преобразователя составляет 64 кбит/с (8 битх8 кГц). Для снижения шума квантования и улучшения преобразования сигналов с небольшой амплитудой при кодировании используется нелинейное квантование по уровню (рис. 5.8) согласно специальному псевдо-логарифмическому закону: А-закон для европейской системы ИКМ-З0/З2 или ц- закон для североамериканской системы ИКМ-24.

Первые ИКМ кодеки с нелинейным квантованием появились уже в 60-х годах. Кодек G.71 широко распространен в системах традиционной телефонии с коммутацией каналов. Несмотря на то, что рекомендация G.71 1 в стандарте Н.-323 является основной и первичной, в шлюзах ЈР-телефонии данный кодек применяется редко из-за высоких требований к полосе пропускания и задержкам в канале передачи (все-таки 64 кбит/с это много). Использование G.71 в системах П)-телефонии обосновано лишь в тех случаях, когда требуется обеспечить максимальное качество кодирования речевой информации при небольшом числе одновремснных разговоров. Одним из примеров применения кодека G.711 могут послужить ТРтелефоны компании Cisco.

Сегмент А

Сегмент В

Сегмент С

Рис. 5.8. Нелинейное квантование по уровню

Кодек G.726

Один из старейших алгоритмов сжатия речи ADPCM — адаптивная дифференциальная ИКМ (стандарт G.726 был принят в 1984 г.). Этот алгоритм дает практически такое же качество воспроизведения речи, как и ИКМ, однако для передачи информации при его использовании требуется полоса всего в 16-32 кбит/с. Метод основан на том, что в аналоговом сигнале, передающем речь, невозможны резкие скачки интенсивности. Поэтому, если кодировать не саму амплитуду сигнала, а ее изменение по сравнению с предыдущим значением. то можно обойтись меньшим числом разрядов. В ADPCM изменение уровня сигнала кодируется четырехразрядным числом, при этом частота измерения амплитуды сигнала сохраняется неизменной. Процесс преобразования не вносит существенной задержки и требует от DSP 5,564 MIPS (Million lnstructions Per Second). Кодек может применяться совместно с кодеком G.71 для снижения скорости кодирования последнего. Кодек предназначен для использования в системах видеоконференций.

Кодек G.723.1

Рекомендация G.723.l описывает гибридные кодеки, использующие технологию кодирования речевой информации, сокращенно называемую — MP-MLQ (Multy-Pulse — Multy Level Quantization — множественная импульсная, многоуровневая квантизация), данные кодеки можно охарактеризовать, как комбинацию АЦПЩАП и вокодера. Своим возникновением гибридные кодеки обязаны системам мобильной связи. Применение вокодера позволяет снизить скорость передачи данных в канале, что принципиально важно для эффективного использования радиотракта и 1Р-канала. Основной принцип работы вокодера — синтез исходного речевого сигнала посредством адаптивной замены его гармонических составляющих соответствующим набором частотных фонем и согласованными шумовыми коэффициентами. Кодек G.723 осуществляет преобразование аналогового сигнала в поток данных со скоростью 64 кбит/с МКМ), а затем при помоп_щ многополосного цифрового фильтра]вокодера выделяет частотные фонемы, анализирует их и передает по ТР-каналу информацию только о текущем состоянии фонем в речевом сигнале. Данный алгоритм преобразования позволяет снизить скорость кодированной информации до 5,3-6,3 кбит/с без видимого ухудшения качества речи. Кодек имеет две скорости и два варианта кодирования: 6,3 кбит/с с алгоритмом MP-MLQ и 5,3 кбит/с с алгоритмом CELP. Первый вариант предназначен для сетей с пакетной передачей голоса и обеспечивает лучшее качество кодирования по сравнению с вариантом CELP, но менее адаптирован к использованию в сетях со смешанным типом трафика (голос/данные).

Процесс преобразования требует от DSP 16,4-16,7 MIPS и вносит задержку 37 мс. Кодек G.723.l широко применяется в голосовых шлюзах и прочих устройствах [Р-телефонии. Кодек уступает но качеству кодирования речи кодеку G.729a, но менее требователен к- ресурсам процессора и пропускной способности канала.

Кодеки 6.729

Семейство включает кодеки 0729, 6.729 Аппех А, (5.729 Аппех В (содержит VAD и генератор комфортного шума). Кодеки (Э. 729 сокращенно называют CS-ACELP Conjugate Structure — Algebraic Code Excited Linear Prediction — сопряженная структура с управляемым алгебраическим кодом линейным предсказанием. Процесс преобразования использует DSP 21,5 MlPS и вносит задержку