Codificació d'àudio de la telefonia IP
De Viquipèdia
Taula de continguts |
[edita] Introducció
Per enviar àudio en una xarxa digital de dades, la forma d'ona d'àudio analògica s'ha de codificar en bits binaris de dades que puguin ser processats per un ordinador. El senyal d'àudio es mostreja, es quantifica i es comprimeix perquè ocupi la mínima quantitat d'ample de banda possible en el canal de transmissió. Quan les dades arriben a la seva destinació, s'inverteix el procés, descodificant l'àudio digital.
Els programes de compressió d'àudio per a veu, s'aprofiten de les pauses entre paraules, períodes de silenci i canvis predictibles en les amplituds de la veu, per a reduir l'ample de banda necessari per a transmetre la veu humana per la xarxa.
[edita] Protocol H.323
[edita] Introducció
Mentre que les xarxes informàtiques cada cop es fan més sofisticades, ha anat sorgint protocols que permeten que les comunicacions de veu viatgin sobre línies de dades de tot el mon amb una qualitat similar a la xarxa telefònica tradicional, però amb un cost proper a una trucada local en la xarxa telefònica tradicional.
[edita] Recomanació H.323
H.323 és una estàndard de comunicacions produït per la Unión Internacional de Telecomunicacions (International Telecomunications Union, ITU) al 1996, impulsat pel creixement de la comunicació multimèdia en xarxes d'àrea local (Local Area Network, LAN). És una expansió de la tecnologia tradicional H.320 però optimitzada per a Internet. H.323 ha estat dissenyat des del principi per a incloure la telefonia sobre IP, així com comunicacions de gatekeeper a gatekeeper i altres comunicacions de dades que impliquen xarxes commutades de paquets. Aquestes xarxes inclouen les de tipus IP com Internet, les d'intercanvi de paquets (IPX) i xarxes d'àrea àmplia (WAN). L'estàndard H.323 defineix una gran quantitat d'informació sobre les propietats i components que interactuen en l'ambient, especifica les peces que es combinen per a proporcionar un servei de comunicació complet. La configuració H.323 mínima inclou còdec d'àudio, control del sistema i components de xarxa. H.323 requereix un servei TCP extrem a extrem fiable per a documentar i controlar les funcions. No obstant això, utilitza un sistema no fiable per a transportar informació d'àudio i vídeo. H.323 es basa en el Protocol de Temps Real (Real-Time Protocol, RTP) i el Protocol de Control de Temps Real (Real-Time Control Protocol, RTCP) per sobre de la UDP per a oferir corrents d'àudio en xarxes basades en paquets. Addicionalment als tipus de components, H.323 descriu una sèrie d'estàndards i protocols, codificadors permesos d'àudio i vídeo, RAS (Registre, Admissió i Estat, en català), senyalització de cridades i senyalització de control. H.323 defineix un nivell obligatori de compliment i suport de les especificacions abans esmentades per a totes les terminals en la xarxa.
[edita] H.323 Sobre Xarxes IP
La Unió Internacional de Telecomunicacions (International Telecommunications Union, ITU) ha combinat diversos estàndards de baix nivell en estàndards de protecció, inclòs H.323 per a multimèdia sobre LAN IP. L'estàndard H.323 suporta multimèdia sobre Ethernet, Fast Ethernet, FDDI i Token Ring. En el context d'H.323, les xarxes LAN també inclouen xarxes formades per múltiples xarxes LAN interconnectades per commutadors, ponts i routers. H.323 defineix quatre components principals per a un sistema de conferència multimèdia basat en LAN: terminals, passarel·les, unitats de control multipunt (Multipoint Control Unit, MCU) i gatekeepers.
- Terminals: Son els extrems de les línies de comunicació. Poden ser equips personals o dispositius independents.
- Passarel·les: És el sistema que proporciona entrada i sortida d'una xarxa. Són les responsables de traduir el control del sistema, els codecs d'àudio i els protocols de transmissió entre la interconexió de diferents estàndards de la ITU.
- Gatekeepers: Són els cervells de la xarxa, que proporcionen serveis com direccionament, identificació, autorització i administració de l'ample de banda.
- Unitat de Control Multipunt: Permet les connexions entre diversos llocs, o l'enllaç entre més de dos llocs alhora.
[edita] Estandards de Codificació
[edita] Estàndard G.711
L'estàndrd G.711 permet enviar un senyal d'àudio amb una freqüència de mostreig de 8 KHz, amb una taxa de bits de 64 Kbps. Introdueix un retard en el senyal d'àudio de 0,125 ms. Cada paquet està compost per un sol frame de 160 bits. El G.711 utilitza codificacions A-law o Mu-law per una compressió simple d'amplitud del senyal, basat en la codificació PCM (Pulse Code Modulation). Utilitzat en telefonia.
[edita] Estàndard G.722 i G.722.1
L'estàndard G.722 codifica el senyal d'àudio amb freqüència de mostreig de 16 KHz, per a transmetre amb una taxa de bits de 48-64 Kbps. El G.722 es basa en la codificació d'àudio ADCPM (Advanced Code Pulse Modulation) i el G.722.1 redueix l'ample de banda utilitzant les tècniques AMR-WB (Adaptive Multirate Wideband) que consisteixen en variar el bitrate del senyal codificat en relació amb l'estat de congestió de la xarxa. Dona una qualitat d'àudio superior al G.711. És utilitzat en sistemes de veu sobre IP que no requereixin amples de banda petits.
[edita] Estàndard G.723.1
L'estàndard G.723.1 defineix com es pot codificar un senyal d'àudio de freqüència de mostreig de 8 KHz amb una taxa de bits de 24-40 Kbps. Basat en la codificació d'àudio ADCPM (Advanced Code Pulse Modulation).
[edita] Estàndard G.723.1A
Els estàndards G.723.1A (ACELP, Algebraic Code Excited Linear Prediction) i G.723.1A (MP-MLQ, Multi Pulse-Maximum Likelihood Quantizer) defineixen com es pot codificar un senyal d'àudio de freqüència de mostreig de 8 KHZ amb una taxa de bits de 5.3 Kbps i 6.4 Kbps respectivament. Cada paquet està format per 20 i 24 bits respectivament. G.723.1 requereix un índex de transmissió molt baix oferint una qualitat d'àudio propera a la de la xarxa telefònica convencional. G.723.1A ha estat seleccionada pel VoIP Forum com el codec bàsic per a aplicacions de telefonia IP de baix índex de bits. Basats en les codificacions d'àudio ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction) i MP-MLQ (Multi Pulse-Maximum Likelihood Quantizer) respectivament.
[edita] Estàndard G.726
L'estàndrd G.726 permet codificar un senyal d'àudio amb una freqüència de mostreig de 8 KHz, amb una taxa de bits de 16-40 Kbps, però sempre s'utilitza la taxa de 32 Kbps. Introdueix un retard en el senyal d'àudio de 0,125 ms. Cada paquet està compost per un sol frame de 80 bits. Basat en la codificació d'àudio ADCPM (Advanced Code Pulse Modulation). Utilitzat en xarxes de telefonia, o en telefonia sense cables com en el sistemes DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications).
[edita] Estàndard G.728
L'estàndard G.728 codifica un senyal d'àudio per a transmetre amb una taxa de bits de 16 Kbps. És utilitzat en sistemes de videoconferència per internet que funcionen a 56-64 Kbps amb el senyal de video multiplexat. Introdueix un retard superior a la resta de codecs, 0,625 ms, degut a la seva complexitat de càlcul molt més elevada que els estàndards anteriors. Cada paquet està compost de quatre frames, cadascun de 5 bits. Amb un cost de càlcul superior al de G.711 com referent de qualitat telefònica; el G.728 proporciona la mateixa qualitat d'àudio amb un ample de banda molt inferior. Basat en la codificació del senyal de veu LD-CELP (Low-Delay Code Excited Linear Prediction). Utilitzat a xarxes de veu sobre IP.
[edita] Estàndard G.729 i G.729A
Els estàndards G.729 i G.729 codifiquen senyals d'àudio prop de la qualitat de la xarxa telefònica convencional; senyals d'àudio a 8 KHz amb una taxa de bits de 8 Kbps. G.729A requereix una potència de càlcul més baixa que G.729, obtenint els mateixos resultats tant en qualitat com en taxa de bits, per tant, introduirà un retard inferior. G.729 utilitza la codificació CS-ACELP (Conjugate-Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction) mentre que la l'estàndard G.729A utilitza la codificació ACELP (Algebraic Code Excited Linear Prediction).
[edita] Articles relacionats
- (castellà) Recursos VoIP
- (castellà) Skype
- (castellà) Skypemania
- (castellà) Windows Live Messenger
- (castellà) messenger.es
- (anglès) B. Mann Consulting
[edita] Enllaços externs
- (anglès) ITU
- (anglès) VoIP Forum
- (anglès) The GNU Gatekeeper
