IP-телефонное соединение. Особенности передачи речи по IP. Кодеки

ТфОП и IP

IP-телефонное соединение

Что такое соединение в IP сети?

Логическая связь двух устройств
Устройства знают адреса

Сценарии IP-телефонии

Телефон-телефон
Телефон –компьютер
Компьютер – телефон
Компьютер-компьютер

Соединение абонентов ТфОП через транзитную IP-сеть по сценарию «телефон-телефон»

Сценарий “компьютер-компьютер”

Сценарий “компьютер-компьютер”

Сценарий «компьютер – телефон»

Установление соединения в IP сети

Установление соединения в IP сети

Абонент А набирает местный номер доступа к

Установление соединения в IP сети

Шлюз консультируется с привратником о возможных способах

Особенности передачи речи по IP

Особенности передачи речи по IP-сетям

Задержки и вариация задержки
Процент потерь пакетов
Критичность

Задержки

Задержка (время запаздывания) - Промежуток времени, затрачиваемый на то, чтобы речевой

Задержки

1-й уровень - до 200 мс - отличное качество связи. Для

Причины возникновения задержек и способы их уменьшения

Влияние сети (сетевые узлы)
Влияние

Вариация задержки (джиттер)

Причины возникновения и ограничение эффектов эха

Причины возникновения эха
Электрическая природа эхо (отражения

Возникновение эха в традиционных телефонных сетях.

Возможные отражения электрического сигнала

а)

Способы установки эхокомпенсаторов

«предпочтительный способ»

б)

«централизованный способ»

Использование полосы пропускания

Подавление периодов молчания
(VAD, CNG, DTX)
Детектор речевой активности (Voice

VAD (Voice Activity Detector)

Необходим для определения периодов времени, когда пользователь говорит
Оценивает

Прерывистая передача

Discontinuous Transmission, DTX
Позволяет кодеку прекратить передачу пакетов в тот

Генератор комфортного шума

Comfort Noise Generator, GNG
Генерация фонового шума
Простейшие кодеки просто прекращают

Оценка MOS

Рекомендация ITU-T P.800, которая описывает способы получения численных оценок качества

MOS (продолжение)

Оценки интерпретируются следующим образом:
4-5 – высокое качество, аналогично качеству передачи

Недостатки оценки MOS

Субъективность оценки
Не учитывается влияние:
Задержки
Вариации задержки
Потери пакетов
Нет возможности производить оценку

Объективный метод оценки качества

Рекомендация G.107
В основе метода - E-модель - вычислительная

E - модель

В основе Е-модели лежит принцип аддитивности факторов, ухудшающих качество

E-модель

отражает ухудшение качества из-за факторов, которые могут произойти более или

E-модель

Коэффициент выигрыша А служит для компенсации коэффициентов ухудшений. Если пользователю предоставляются

Соотношение между оценкой MOS и R-фактором

Передача сигналов DTMF и FAX по IP-сетям

Обнаружение на передающем конце
При помощи протокола

Кодеки

Преобразование речевого сигнала

Дискретизация
Квантование амплитуды
Кодирование квантованных амплитуд

Преобразование речевого сигнала

Дискретизация

аналоговый сигнал превращается в последовательность импульсов (отсчетов), величина которых равна амплитуде

Дискретизация

Полоса частот речевого сигнала равна 0,3-3,4 кГц, поэтому частота дискретизации аналогового

Квантование

непрерывная величина амплитуды сигнала накладывается на дискретную шкалу квантования и округляется

Квантование

Оба закона позволяют закодировать каждый отсчет сигнала 8 битами.
Дискретизация по

Кодирование

Сжатие оцифрованных отсчетов до минимально возможного числа двоичных битов в секунду
Выполняется

Кодирование

Значения соседних отсчетов как правило мало отличаются одно от другого, что

Линейное предсказание

Кодируется разность между входным сигналом и «предсказанной» величиной, вычисленной на

Линейное предсказание

Разность имеет меньший динамический диапазон и может кодироваться меньшим числом

Кодеки

Кодеки с ИКМ и адаптивной дифференциальной ИКМ, появившиеся в конце 50-х

Усредненная субъективная оценка качества кодирования речи для различных типов кодеков

Качество речи
Использование полосы пропускания канала

Размер кадра
Чувствительность

Стандартизированные кодеки
Кодек G.711: скорость 64 Кбит/c, оценка MOS - 4.2
Кодек G.723.1:

Сравнительные характеристики кодеков