Sprachcodierung bei VoIP

Grundsätzliches

• Die Sprachcodierung bei VoIP bezieht sich in der Regel auf die Methoden und Verfahren, die verwendet werden, um das analoge Sprachsignal in ein digitales Format zu überführen, um es über IP-Netzwerke zu übertragen.
• Dabei spielen die Samplerate, die Auflösung und das Kompressionsverfahren eine wichtige Rolle.

Pulse Code Modulation

• Die Codierung des Sprachsignals erfolgt mittels PCM (Pulse Code Modulation), einer Methode zur Analog-Digital-Wandlung.
• PCM ermöglicht die digitale Repräsentation des kontinuierlichen analogen Sprachsignals.

Samplerate

• Die Samplerate bezieht sich auf die Abtastfrequenz, mit der das analoge Sprachsignal digitalisiert wird.
• Bei VoIP wird typischerweise eine Samplerate von 8 kHz verwendet, was bedeutet, dass das Signal 8000 Mal pro Sekunde abgetastet wird.

Auflösung

• Die Auflösung bezieht sich auf die Anzahl der Bits, die für die Quantisierung der abgetasteten Werte verwendet werden.
• Eine häufig verwendete Auflösung bei VoIP ist 8 Bit pro Sample, was ausreichend ist, um die menschliche Sprache mit akzeptabler Qualität zu übertragen.

Für die Sprachcodierung wird eine Abtastrate von 8 kHz verwendet. Dies bedeutet, dass das Sprachsignal alle 1/8000 Sekunde abgetastet wird. Bei jeder Abtastung wird ein Sample-Wert erfasst, der den Momentanwert des Sprachsignals zu diesem Zeitpunkt repräsentiert.

Die Wortlänge beträgt 8 Bit (1 Byte) pro Sample. Dies bedeutet, dass jeder Sample-Wert mit 8 Bit codiert wird. Mit einer Wortlänge von 8 Bit stehen insgesamt 256 diskrete Werte zur Verfügung, um das Sprachsignal darzustellen. Diese Werte reichen von 0 bis 255 und ermöglichen die Darstellung einer Vielzahl von Sprachinformationen.

Datenrate

• Die Kombination aus einer Abtastrate von 8 kHz und einer Wortlänge von 8 Bit führt zu einer Datenrate von 64 kbit/s.
• Dies bedeutet, dass für die Echtzeitübertragung des Sprachsignals über eine VoIP-Verbindung eine Bandbreite von 64 Kilobit pro Sekunde benötigt wird.
• Diese Datenrate stellt sicher, dass das Sprachsignal klar und ohne Verluste übertragen werden kann.

Kompressionsverfahren

• Um die Datenrate des Sprachsignals zu reduzieren und die Bandbreiteneffizienz zu verbessern, werden Kompressionsverfahren eingesetzt.
• Diese Verfahren komprimieren das digitale Sprachsignal, indem sie redundante Informationen entfernen oder irrelevante Details reduzieren.
• Bei VoIP werden verschiedene Kompressionsverfahren wie zum Beispiel G.711, G.729, GSM oder Speex verwendet.
• Diese Kompressionsverfahren haben unterschiedliche Eigenschaften, was die Datenreduktion und die Qualität des rekonstruierten Signals betrifft.

Zusammengefasst

• Bezieht sich die Sprachcodierung bei VoIP auf die Umwandlung des analogen Sprachsignals in ein digitales Format unter Verwendung einer bestimmten Samplerate und Auflösung.
• Das digitale Sprachsignal wird dann mithilfe von Kompressionsverfahren effizient kodiert, um die Datenrate zu reduzieren und die Übertragung über IP-Netzwerke zu ermöglichen.