Širokopásmový zvuk VoIP

Běžný lidský hlas, jenž zahrnuje široké spektrum frekvencí zvuku, je přenášen v dostatečné kvalitě už při 20kH...


Běžný lidský hlas, jenž zahrnuje široké spektrum frekvencí zvuku, je přenášen v
dostatečné kvalitě už při 20kHz vzorkování. Bohužel většina dnešních kodeků
zachycuje zvuk s frekvencí nižší než polovina této doporučené hodnoty.
Například hlasový kodek G.729, jenž v současnosti patří mezi ty nejrozšířenější
v oblasti podnikových VoIP systémů, je úzkopásmovým kodekem, který dokáže
vzorkovat hlas ve frekvenčním rozmezí 200 Hz a necelé 4 kHz. Výsledkem je to,
že velká část frekvenčního spektra lidského hlasu není vůbec přenesena.
Algoritmy jako třeba G.729 kvůli tomu, aby byl objem dat potřebný pro
vzorkování hlasu a následně přenášený přes datovou síť co nejmenší, využívají
různé způsoby kódovacích technik, které pracují s určitou predikcí řeči.
V mnoha případech jsou tyto předpoklady vytvořeny na základě hypotetického
hlasu muže západní kultury. Kódovací techniky, které vycházejí z takové
predikce, pak mohou pracovat při vzorkování s omezeným frekvenčním pásmem,
které však nevhodným způsobem ovlivňuje například přenos hlasu, jehož původcem
je obyvatel Asie to je způsobeno tím, že většina obyvatelů v tomto regionu
využívá oproti třeba Evropanům vyšší frekvence. Tyto "úzkopásmové" kodeky jsou
rovněž velmi nevhodné pro situace, kdy je třeba navzorkovat, přenést přes
datovou síť a následně reprodukovat hudbu.
Aby bylo možné tato omezení překonat, některé jiné kodeky byly definovány tak,
že pro vzorkování využívají dvojnásobné frekvenční pásmo, než je tomu ve výše
uvedeném případě. Takzvané wideband (širokopásmové) kodeky dokáží hlas
vzorkovat až do frekvence 8 kHz. Zdvojnásobením tohoto parametru oproti
například G.729 je možné na straně příjemce dosáhnout realističtější reprodukce
hlasu nebo i jiného zvuku. Vzhledem k tomu, že naprostá většina typů lidského
hlasu může být zaznamenána při vzorkovací frekvenci nižší než 20 kHz, nabízejí
širokopásmové hlasové kodeky výrazně vyšší kvalitu reprodukovaného hlasu, než
je tomu v případě úzkopásmových kodeků. Přes širokopásmové kodeky je možné
dokonce úspěšně přenášet i hudbu. Širokopásmové kodeky
G.722.2 (označovaný také jako WAMR, Wideband Audio Modem Riser), je
širokopásmovým kodekem, jenž byl původně definován organizací ETSI/TGPP
(European Telecommunications Standards Institute/Third Generation Partnership
Project) jako řešení Wideband AMR vhodné pro celulární nebo mobilní aplikace.
Následně byl ratifikován organizací ITSS (International Telecommunication
Standardization Sector) jako norma G.722.2 určená pro nasazení v prostředí
systémů VoIP a dalších. G.722.2 podporuje vzorkování v rozsahu datového toku od
6,6 Kb/s až po 23,85 Kb/s. Přitom velmi dobrého přenosu hlasu lze dosáhnout při
přenosu 12,65 Kb/s, což je pro potřeby datových sítí akceptovatelné. Opravdové
rozdíly
Kodek G.729 vyžaduje pro přenos hlasu datový tok o velikosti 8 Kb/s, to však
pouze v případě, že do něj není započítána další režie, daná protokoly RTP
(Real-time Transport Protocol) či UDP (User Datagram Protocol) a hlavičkami IP
paketů. Pokud se tyto dodatečné údaje přičtou k toku, který generuje samotný
kodek G.729, pak bude potřeba vyhradit pro takový přenos hlasu přibližně 29,6Kb
šířku pásma. V případě kodeku G.722.2 se jedná o hodnotu kolísající mezi 28,2 a
45,45 Kb/s (přesná hodnota samozřejmě závisí na kvalitě vzorkování, kterou si
uživatel zvolil). Pokud se u kodeku G.722.2 vezme horní mez, pak zájemce za
kvalitnější hlas nebo za možnost přenosu hudby zaplatí více než 50% navýšením
požadavku na propustnost datové sítě. Dalším negativním jevem u širokopásmových
kodeků je ta skutečnost, že aby byla koncová zařízení schopna nabízet
kvalitnější zvuk, použité algoritmy od takových přístrojů vyžadují hardware,
jenž je, co se týče výpočetního výkonu, propracovanější. Mnohá současná VoIP
zařízení nejsou schopna širokopásmové kodeky podporovat. Naštěstí ale s tím,
jak roste výkon procesorů v nich použitých, budeme zřejmě už brzy moci kodeky
pro realističtější přenosy VoIP využít ve větším počtu koncových přístrojů, a
to dokonce za nižší cenu.(pal) 6 1565









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.