3) Расчет интенсивности телефонной нагрузки (трафика)

3.1 Выбор типа аудиокодека

Тип аудикодека определен по заданию курсовой работы . Это G.711 и G.729.

G.729 — узкополосный речевой кодек, который применяется для эффективного цифрового представления узкополосной телефонной речи (сигнала телефонного качества). Такая речь характеризуется полосой между 300 и 3400 Гц и может быть оцифрована с частотой дискретизации 8 кГц. В идеале речевой кодек должен представлять речь такой разрядностью, какая только возможна. В этом случае восстановленная речь будет точно соответствовать оригиналу. На практике приходится выбирать разрядность кодека и мириться с некоторой погрешностью квантования.

G.729 — широко используемый тип кодека, скорость 8 Кбит/с. Согласно теории, речевой сигнал длительностью в одну секунду можно полностью описать (то есть оцифровать, передать или сохранить в цифровом виде и затем восстановить в исходный сигнал по цифровому представлению) цифровым потоком 60 байт/сек. Идея оцифровывать и передавать (или сохранять) в цифровом виде не сам сигнал, а его параметр (количество переходов через ноль, спектральные характеристики и др.), чтобы затем по этим параметрам выбирать модель голосового тракта и синтезировать

исходный сигнал, лежит в основе вокодеров (VOice CODER) или «синтезирующих кодеков».

Алгоритм основан на модели кодирования с использованием линейного предсказания с возбуждением по алгебраической кодовой книге (CELP-модель). Кодер оперирует с кадрами речевого сигнала длиной 10 мс, дискретизованными с частотой 8 КГц, что соответствует 80-ти 16-битным отсчётам в линейном законе. Для каждого кадра производится анализ речевого сигнала и выделяются параметры модели (коэффициенты фильтра линейного предсказания, индексы и коэффициенты усиления в адаптивной и фиксированной кодовых книгах). Далее эти параметры кодируются и передаются в канал.

G.711 — это ITU-T стандарт для аудио компандирования. В основном используется в телефонии. Впервые был представлен в 1972 году.

G.711 — стандарт для представления 8-ми битной компрессии PCM голоса с частотой дискретизации 8000 кадров/секунду и 8 bit/кадр. Таким образом, G.711 кодек создаёт поток64 kbit/s — ОЦК (Основной цифровой канал).

Существуют два основных алгоритма, представленных в стандарте, μ-law и A-law.

G.711 a-Law – используется в Европе,России и др.

G.711 µ-Law – используется в США,Японии, Китае и др.

Оба алгоритма являются логарифмическими, но более поздний A-law был изначально предназначен для компьютерной обработки процессов. Стандарт также определяет последовательность кодов, соответствующих уровню сигнала 0 dB.

3.2 Профили протоколов для речевой услуги

Кодек G.723.1

Рекомендация G.723.1 утверждена ITU-T в ноябре 1995г. Форум IMTCвыбрал кодек G.723.1 как базовый для приложений IP-телефонии.

Кодек производит кадры длительностью 30 мс с продолжительностью предварительного анализа 7.5 мс. Предусмотрено два режима работы: 6.3 Кбит/с (кадр имеет размер 189 битов, дополненных до 24 байтов) и 5.3 Кбит/с (кадр имеет размер 158 битов, дополненных до 20 байтов). Режим работы может меняться динамически от кадра к кадру. Оба режима обязательны для реализации.

Оценка MOSсоставляет 3.9 в режиме 6.3 Кбит/с и 3.7 в режиме 5.3 Кбит/с.

Кодек специфицирован на основе операций как с плавающей точкой, так и с фиксированной точкой в виде кода на языке C. Реализация кодека на процессоре с фиксированной точкой требует производительности около 16 MIPS.

Кодек G.723.1 имеет детектор речевой активности и обеспечивает генерацию комфортного шума на удаленном конце в период молчания. Эти функции

специфицированы в приложении А(AnnexA) к рекомендации G.723.1. Параметры фонового шума кодируются очень маленькими кадрами размером 4 байта. Если параметры шума не меняются существенно, передача полностью прекращается.

Кодек G.726

Принят в 1990г. Он обеспечивает кодирование цифрового потока G.711 со скоростью 40, 32, 24 или 16 кбит/c., гарантируя оценки MOS на уровне 4.3(32 Кбит/с), что часто принимается за эталон уровня качества телефонной связи (tollquality). В приложениях IP-телефонии этот кодек практически не используется, так как он не обеспечивает достаточной устойчивости к потерям информации.