Кодеки VoIP-телефонии – это математические алгоритмы, которые выполняют кодирование и сжатие аналоговых аудиосигналов, преобразуя их в цифровые. Изначально этот термин сформировался из сочетания понятий кодер и декодер, но сегодня он в большей степени относится к таким понятиям как компрессия и декомпрессия.
Обзор кодеков VoIP-телефонии
Аудиокодеки VoIP
Чтобы передавать аналоговый аудиосигнал через IP-сеть, нужно преобразовать его в цифровой, то есть в последовательность нулей и единиц, которая в сжатом виде будет отправлена по сети. Именно эту функцию выполняют аудиокодеки.
На качество аудиосигналов напрямую влияют такие факторы как потеря и задержка пакетов, полоса пропускания канала передачи данных и собственно VoIP-кодеки, которые по-разному справляются с этими факторами. В большинстве своем они в большей или меньшей степени устойчивы к потере пакетов и их задержке, и обеспечивают разную степень сжатия информации. Поэтому чтобы достичь высокого качества связи, нужно правильно подобрать аудиокодек. Рассмотрим наиболее распространенные варианты, которые используются в современной IP-телефонии
G.711
G.711 – это базовый кодек телефонных сетей общего пользования, появившийся еще в 1972 году. Именно на его основе возникли все существующие сегодня кодеки.
- Скорость передачи данных: 64 Кб/сек.
- Лицензирование: не требуется.
- Стандарт: ITU-T.
- Особенности: стандарт использует два типа алгоритмов – μ-law (используется в цифровых системах связи США и Японии) и A-law (используется во всех других странах).
Для обработки данных этот аудиокодек использует импульсно-кодовую модуляцию и требует минимальных вычислительных мощностей для своей работы.
G.726
G.726 – один из первых аудиокодеков, который начал применять алгоритм компрессии. Он, как и G.711, использует дифференциальную импульсно-кодовую модуляцию. Кодек был создан как альтернатива устаревшему G.721 и во многом схож с G.711, но использует только половину полосы пропускания.
- Скорость передачи данных: от 16 до 40 Кб/сек.
- Лицензирование: не требуется.
- Стандарт: ITU-T.
С 1990 года G.726 практически перестал использоваться, поскольку он не подходил для работы факсимильными сигналами. Однако сегодня он может снова стать востребованным, в первую очередь за счет того, что экономит ресурс центрального процессора, а это важный момент для современной телефонии.
G.729А
Этот кодек использует очень небольшую полосу пропускания, но при этом обеспечивает высокое качество передачи сигнала. Это стало возможно благодаря применению сопряженной структуры с управляемым алгебраическим кодом и линейным предсказанием, из-за чего кодек требует использования мощного центрального процессора.
- скорость передачи данных: 8 Кб/ сек;
- лицензирование: необходима лицензия;
Кодек используется многими телефонами и современными системами связи.
GSM
Этот кодек был разработан для глобального стандарта мобильной цифровой связи GSM. При кодировании пакетов он использует информацию предыдущего пакта, а кодирование происходит блоками по 20 мс со скоростью 13 кбит/с.
- Скорость передачи данных: 13 Кб/сек.
- Лицензирование: не требуется.
- Стандарт: GSM.
Он создает относительно небольшую нагрузку на процессор, при этом обеспечивая достаточно высокое качество передачи аудиоданных, но оно все же уступает в этом G.729A.
iLBC
Аудиокодек iLBC совмещает в себе высокое качество передачи аудиоданных с незначительной нагрузкой на полосу пропускания. Для сжатия данных здесь применяются сложные алгоритмы, которые создают ощутимую нагрузку на центральный процессор. Но эти алгоритмы позволяют кодеку поддерживать высокое качество связи, несмотря на искажения, возникающие при задержке или потери пакетов.
- Скорость передачи данных: 13.3 Кб/ сек. (30 мс фрейма) и 15.2 Кб/ сек. (20 мс фрейма).
- Лицензирование: не требуется (за исключением использования в коммерческих целях);
- Платные ограничения: нет.
iLBC оптимально подходит для сетей с потерями пакетов, где важно поддерживать качество связи на высоком уровне. Он используется такими сервисами как Google Talk, Skype, Yahoo! и Messenger. Однако он не так распространен, как аудиокодеки стандартов ITU, из-за чего могут возникнуть проблемы с его совместимостью с распространенными IP-АТС.
Speex
Этот аудиокодек имеет настраиваемую степень сжатия и переменную скорость, которая адаптируется под текущую производительность сети. Speex доступен в широко- и узкополосных модификациях, исходя из требований к качеству связи.
- Скорость передачи данных: от 2.15 до 22.4 Кб/сек.
- Лицензирование: не требуется.
- Платные ограничения: нет.
Speex подходит для передачи голоса по сети с ненадежной передачей пакетов данных. Кодек разработан для применения в системах «голос-через-интернет» (VoIP).
G.722
Широкополосный аудиокодек G.722 появился в 1988 году и в своей базовой версии является устаревшим. Несмотря на это, G.722 обеспечивает качество передачи аудиосигнала сравнимое с G.711, что позволяет ему оставаться востребованным в современной телефонии.
- Скорость передачи данных: 64 Кб/сек.
- Лицензирование: не требуется.
- Платные ограничения: нет.
- Стандарт: ITU-T.
Последняя версия G.722.2 вышла в 2002 году и используется достаточно часто. Это адаптивный, широкополосный кодек с переменной скоростью, способный быстро менять скорость сжатия при изменении пропускной способности сети. В этой версии кодека есть 9 режимов скорости передачи данных, и он используется российскими мобильными операторами под названием технологии HD Voice.
В конце стоит отметить, что наиболее популярные IP-АТС работают со всеми перечисленными аудиокодеками, и позволяют пользователям самостоятельно выбирать оптимальный для них вариант.
