Ip telefoniya nima?

O'tkazish qobiliyatini boshqarish
Yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, IP-tarmoq orqali ovozni uzatish texnologiyalarini joriy etishning ikkinchi muhim muammosi - bu aloqa kanalining ishlatiladigan o'tkazish qobiliyatini minimallashtirishdir. Bu erda pauzalarni siqish va bostirish mexanizmlari muhim rol o'ynaydi. Sukunatni bostirish texnologiyasidan foydalanadigan mexanizmlar aloqa yoki faksimil uzatish paytida abonentlar uchun jimlik davrlarini aniqlaydi va bu davrlarda IP-paketlarni yuborishni to'xtatadi.
O'tkazish qobiliyatidan yanada samarali foydalanishga intilish nutqni siqish mexanizmlarining rivojlanishiga turtki bo'ladi. Ovozni uzatish uchun standart PCM signali, yuqorida aytib o'tilganidek, 64 kbit / s tarmoqli kengligi ajratishni talab qiladi (ITU-T Tavsiya G.711), bu aslida juda ko'p.
Uzoq vaqt davomida ishlatiladigan nutqni siqish algoritmlaridan biri ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation; G.726 standarti 1984 yilda qabul qilingan) deb ataladi. Ushbu algoritm PCM kabi nutqni takrorlashning deyarli bir xil sifatini beradi, ammo undan foydalanishda ma'lumotni uzatish uchun atigi 16 Kbit / s tarmoqli kengligi talab qilinadi. Usul signal amplitudasining o'zini emas, balki uning oldingi qiymatga nisbatan o'zgarishini kodlashga asoslangan; shuning uchun kamroq raqamlardan voz kechish mumkin. ADPCM da signal darajasining o'zgarishi to'rt xonali raqam bilan kodlanadi, signal amplitudasini o'lchash chastotasi esa o'zgarishsiz qoladi.
Haqida ma'lum taxminlarga asoslangan barcha kodlash usullari to'lqin shakli to'satdan amplituda sakrash bilan signal uzatish uchun mos emas. Bu modemlar yoki faks mashinalari tomonidan ishlab chiqariladigan signal turi, shuning uchun siqishni qo'llab-quvvatlaydigan uskunalar faks mashinalari va modemlarning signallarini avtomatik ravishda tanib olishlari va ularni ovozli trafikdan farqli ravishda qayta ishlashlari kerak.
Ko'pgina kodlash usullari Lineer Predictive Coding (LPC) dan kelib chiqadi. LPC kirish signali sifatida raqamli amplituda qiymatlari ketma-ketligini ishlatadi, lekin kodlash alohida raqamli qiymatlarga emas, balki ularning ma'lum bloklariga nisbatan qo'llaniladi. Har bir bunday qiymatlar bloki uchun uning xarakterli parametrlari hisoblanadi: chastota, amplituda va boshqalar. Aynan shu qiymatlar tarmoq orqali uzatiladi. Nutqni kodlashga bunday yondashuv bilan, birinchi navbatda, maxsus protsessorlarning hisoblash quvvatiga qo'yiladigan talablar qo'llaniladi signalni qayta ishlash, ikkinchidan, uzatish kechikishi ortadi, chunki kodlash alohida qiymatlarga emas, balki ularning ma'lum bir to'plamiga qo'llaniladi, bu konvertatsiyani boshlashdan oldin ma'lum bir buferda to'planishi kerak. Nutqni uzatishdagi kechikish nafaqat raqamli signalni qayta ishlash zarurati bilan bog'liq (bu kechikish protsessor quvvatini oshirish orqali kamayishi mumkin), balki siqish usuli bilan ham aniqlanishi muhimdir. Bu usul 2,4 yoki 4,8 kbps tarmoqli kengligi bilan juda yuqori siqish tezligiga erishadi, lekin ovoz sifati katta zarar ko'radi. Shuning uchun, tijorat ilovalarida u ishlatilmaydi, lekin asosan rasmiy muzokaralar olib borish uchun ishlatiladi.
Nutqni siqishning yanada murakkab usullari LPC dan to'lqin shaklini kodlash elementlari bilan birgalikda foydalanishga asoslangan. Ushbu algoritmlar signal uzatish vaqtida kodni optimallashtirish amalga oshiriladigan yopiq tsiklli kodlashdan foydalanadi. Signalni kodlagandan so'ng, protsessor o'z shaklini tiklashga harakat qiladi va natijani asl signal bilan taqqoslaydi, shundan so'ng u kodlash parametrlarini o'zgartirishni boshlaydi va eng yaxshi moslikka erishadi. Muvofiqlikka erishgandan so'ng, uskuna olingan kodni aloqa liniyalari orqali uzatadi; qarama-qarshi tomonda audio signal qayta tiklanadi. Bunday usuldan foydalanish uchun undan ham ko'proq hisoblash kuchi talab qilinishi aniq.
Ta'riflangan kodlash usulining eng keng tarqalgan variantlaridan biri LD-CELP (Low-Delay Code-Excited Linear Prediction) usuli hisoblanadi. Bu usul 16 Kbps tarmoqli kengligi bilan qoniqarli ijro sifatiga erishadi; u 1992 yilda Xalqaro elektraloqa ittifoqi (XEI) tomonidan G.728 nutq kodlash algoritmi sifatida standartlashtirilgan. Algoritm ovozli signalni 16-bitli ruxsatga ega bo'lgan analog-raqamga o'tkazish natijasida olingan raqamlar ketma-ketligiga qo'llaniladi. Beshta ketma-ket raqamli qiymat bitta 10 bitli blokda kodlangan - bu 16 kbit / s ni beradi. Bu usul katta hisoblash quvvatini talab qiladi: xususan, G.728 ni bevosita amalga oshirish uchun 44 MIPS protsessor talab qilinadi.
1995 yil mart oyida XEI qabul qilindi yangi standart Telefon tarmoqlari orqali video konferentsiyani tashkil qilish uchun nutqni siqishda qo'llanilishi kerak bo'lgan G.723. Ushbu standart H.324 umumiy standartining bir qismi bo'lib, bunday video konferentsiyani tashkil qilish yondashuvini tavsiflaydi. Uni qabul qilishdan maqsad an'anaviy modemlar yordamida videokonferentsiyani ta'minlashdan iborat. G.723 MP-MLQ (Multipulse Maximum Lilihood Quantization) nutqni siqish usuliga asoslangan. Bu etarli darajada yuqori ovoz sifatini saqlab, nutqning juda muhim siqilishiga erishishga imkon beradi. Usul yuqorida tavsiflangan optimallashtirish protsedurasiga asoslangan; turli xil yaxshilanishlar bilan nutqni 4,8 gacha siqish mumkin; 6.4; 7,2 va 8,0 kbps. Algoritmning tuzilishi uzatish paytida ovozning siqilish darajasini o'zgartirishga imkon beradi. Kodlash tomonidan kiritilgan kechikish 20 ms dan oshmaydi.
Tarmoqli kengligi samaradorligini oshirish bilan birga, nutqni siqish mexanizmlari bir vaqtning o'zida nutq sifatining pasayishiga va kechikishning oshishiga olib kelishi mumkin. Nutqni siqishning asosiy algoritmlaridan ba'zilari va natijada kechikishlar Jadvalda ko'rsatilgan. 1.
Kvantizatsiya buzilish birliklari (QDU) nutq sifati yomonlashuvining miqdoriy tavsifidir. Standart PCM protsedurasidan foydalangan holda raqamlashtirishda bitta QDU degradatsiyaga mos keladi; Asosiy siqish usullari uchun QDU qiymatlari jadvalda keltirilgan. 2. Qo'shimcha nutqni qayta ishlash sifatni yanada yo'qotishga olib keladi. ITU-T tavsiyalariga koʻra, xalqaro qoʻngʻiroqlar uchun QDU qiymati 14 dan oshmasligi kerak. Eʼtibor bering, suhbatni xalqaro magistral kanallar orqali uzatish ovoz sifatini, qoida tariqasida, 4 ta QDUga pasaytiradi.
Jadval 2. Turli xil siqish algoritmlarini qo'llashda nutq sifatining yomonlashishi