Характеристики кодеков

Кодеки	Скорость передачи, кбит/с	Метод кодирования	Производи­тельность DSP, млн ком./с	Задержка преобра­зования, мс	Оценка по шкале MOS
G.723.1	5,3	ACELP	16	30	3,7
	6,3	MP-MLQ		22	3,9
G.729	8	CS-ACELP	30	38	4,0
G.728	16	LD-CELP	40	5	3,6
G.711	64	РСМ(ИКМ)	—	0,125	4,5

Для оценки качества преобразования речевых сигналов часто ис­пользуют метод MOS (Mean Opinion Scores — средняя экспертная оценка), определенный в рекомендациях МСЭ-Т для телефонных сетей. Шкала оценок MOS для речевой полосы 200—3400 Гц при­ведена в табл. 4.3, а значения MOS для кодеков в табл. 4.2.

Таблица 4.3

Шкала средней экспертной оценки mos

Оценка	Качество	Искажения
5	Отличное	Незначительные
4	Хорошее	Заметны, но не раздражают
3	Посредственное	Немного раздражают
2	Плохое	Раздражают, но не неудобны
1	Неудовлетворительное	Очень раздражают

Оче видно, что самое высокое качество преобразования обеспечивает ко­дек G.711. Качество преобразования ниже всего у кодека G.72S. Применение в сетях IP-телефонии находят все рассмотренные кодеки, поскольку каждый из них позволяет передавать речь с хорошим или близким к хорошему качеством. Конечно, сеточки зрения качества передачи речи лучше всего применять кодеки G.711, но в этом случае от IP-сети потребуется значительно большая пропускная способность. Полученные на выходе битовые речевые блоки вставляются в пакеты. Чтобы эффективнее использовать ресурсы IP-сети целесообразно вставлять в пакеты как можно более длинные речевые блоки, но, с другой стороны это приводит к увеличению задержек речи и, как следствие, к ухудшению качества передачи речи. Обычно в пакет вставляется речевой блок, соответствующий речевому элементу продолжительностью от 10 до 40 мс. Следовательно, прежде чем сформировать речевой пакет, необходимо накопить речевую инфор­мацию, что приведет к появлению задержки накопления. Эта задержка жестко связана с задержкой преобразования. Например, если взять кодек G.723.1, то задержка преобразования (30 мс) входит в указанный диапазон значений накопления. В этом случае один битовый речевой блок, полученный на выходе кодека будет вставлен в один пакет. Длина речевого блока равна 20 (ACELP) или 24 (MP-MLQ) байтам. В данном примере задержка преобразования равна задержке накопления. Если использовать кодек G.711, то задержка преобразования" составляет только 0,125 мс, а длина речевого блока — 1 байт. Чтобы получить задержку накопления, равную 10 мс, надо произвести 80 шагов преобразования (80 х 0,125 = 10). Тогда накопится речевой блок длиной 80 байтов, который будет вставлен в пакет.

2.7 В устройствах IP-телефонии для подготовки речи к передаче в виде пакетов выполняются следующие основные функции: преобразова­ние речи в цифровую форму, кодирование речевого сигнала, эхопо-давление и обнаружение речевой активности. После приема речевых пакетов производится адаптация воспроизведения, декодирование речевого сигнала, преобразование цифрового сигнала в речь, запол­нение пауз комфортным шумом.

На рис. 4.16 показана упрощенная функциональная схема моду­ля пакетирования речи для шлюза, включенного в TDM-сеть циф­ровым каналом Е1.

Передача в сторону IP-сети. Преобразование речи в цифровую фор­му происходит в TDM-сети. ИКМ-сигнал со скоростью 64 кбит/с с выхода ИКМ-интерфейса проходит устройство эхокомпенсации и поступает на детектор активности речи. Здесь полученный сигнал про­веряется на наличие в нем речи. Если в течение заданного времени

речевая активность не обнаружена, то передача речевых пакетов пре­кращается. Это позволяет значительно снизить трафик, поступающий в IP-сеть, так как речевые паузы составляют примерно 60 % от време­ни разговора. При наличии речевого сигнала он попадает в кодирую­щее устройство вокодера — кодер, в котором происходит сжатие ре­чевого сигнала. В результате скорость речевого потока на выходе ко­дера снижается. Теперь под управлением протокола пакетной переда­чи битовые блоки, соответствующие элементам речи длительностью 10—40 мс, с помощью сборщика вставляются в пакеты. Далее пакеты в буфере передачи ждут своей очереди, чтобы быть переданными в канал IP-сети.

Прием со стороны IP-сети. Пакеты, поступающие в модуль из сети, попадают в буфер, образуя очередь. Затем в разборщике пакетов ре­чевые битовые блоки извлекаются из пакетов и поступают в модуль адаптации воспроизведения. Адаптация воспроизведения заключа­ется в буферизации речевых блоков с целью сглаживания вариации их задержки — джиттера. Для этого буфер организуется по правилу FIFO (Fist In Fist Out — первый пришел, первый вышел). Далее для речевых блоков, находящихся в очереди, измеряется джиттер. Это позволяет извлекать речевые блоки из буфера с управляемой задер­жкой, снижающей действие джиттера. Теперь битовые блоки, несу­щие в себе элементы речи, декодируются. На входе декодера ско­рость цифрового потока такая же, как на выходе кодера. При деко­дировании происходит декомпрессия и на вход ИКМ-интерфейса поступают ИКМ-сигналы со скоростью 64 кбит/с. Во время рече­вых пауз обнаруживается отсутствие речевых пакетов и к выходу де­кодера подключается цифровой генератор комфортного шума. Это делается для того, чтобы у слушающего абонента во время речевых пауз не создавалось ощущения прерывания связи, так как при от­сутствии комфортного шума в телефоне была бы полная тишина.

Модуль пакетирования речи также обеспечивает детектирование и генерацию сигналов DTMF и передачу данных от факсимильных аппаратов и от аналоговых модемов.