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Asterisk課堂-語音編碼介紹

2017-01-16 16:26:33   作者:james.zhu   來源:asterisk   評論:0  點擊:


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  Asterisk系統(tǒng)支持了多種語音編碼來適應市場的需求,例如WebRTC中的Opus 語音編碼。但是目前,大部分的使用場景還是G.711和G.729等幾個主要的編碼。我們需要首先說明的是,語音編碼研究領域是一個非常復雜的領域,筆者不是這方面的專家,僅對此有一定的應用經驗。如果用戶需要了解語音編碼的算法,請參考相關的科學文獻資料來學習。這里,筆者目前僅對Asterisk當前使用的幾種編碼進行一個基本介紹。
  視頻中介紹了幾種編碼的特點和各自的特點:
  本章節(jié)主要介紹幾個在Asterisk環(huán)境中關于語音編碼的相關問題。它們包括:語音編碼的基本屬性,使用語音編碼原因,幾種語音編碼的各自的特點。
  語音編碼包括四個基本的屬性,它們是:Sampling rate,Packet size,Complexity,Bandwidth。 語音首先經過空氣傳播,并且通過一定的設備采集了語音以后,經過設備的處理,完成數字轉換,最后轉化成一定的數據形式,通過網絡或者其他設備發(fā)送到相應的目的地。對于語音電話系統(tǒng)來說,根據數字通信之父Nyquist的采樣定律,8kHz是可以滿足窄帶采樣率的要求。這個過程就涉及了以上這四個屬性。因為要適應不同的環(huán)境和設備的要求,采樣律可能有所不同。Packet size 是語音的打包時長,顧名思義就是在一定時間內語音文件在傳輸之前打包幀數據需要的時間。因為不同編碼的傳輸帶寬要求不同,語音數據以幀的方式來測試,這樣需要要求在一定時間內對每個幀數據進行打包,以便穩(wěn)定地發(fā)送到對端。一般都限定在20毫秒內完成,有的語音編碼可支持靈活配置。語音編碼算法的計算復雜度和帶寬,CPU有著非常緊密的聯系,采用不同算法會消耗不同的系統(tǒng)資源,例如需要高壓縮比的編碼還是低壓縮比的編碼。這樣就會導致網絡帶寬占用的不同。Bandwidth 是一個核心的考慮因素,為了節(jié)省帶寬,很多用戶考慮使用G.729 編碼。但是,G.729 會提高部署成本。
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  為什么在asterisk中使用語音編碼? 根據上面的介紹,因為網絡的不同和終端的不同,導致通話使用的語音編碼不同,雙方不同的語音編碼不會實現正常的通話。這時,需要Asterisk來進行一個語音編碼的轉換功能,這樣會導致系統(tǒng)CPU負載增加,可能影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
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  Asterisk環(huán)境中常用編碼的特點。在目前經常使用的幾種語音編碼中,大部分用戶需要使用G.711 或者G.729 編碼。G.711 使用在傳統(tǒng)的PSTN語音接入環(huán)境中,G.729 則使用在IP測定語音編碼環(huán)境,例如現在的SIP中繼或者IMS。為了保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,選擇語音編碼時管理員需要考慮幾個方面的因素,例如語音質量,帶寬占用比,CPU消耗情況,部署費用的問題。當然管理員也只能在這幾個因素之間做一個平衡和妥協。圖例中列出了它們各自的特點。如果采用了G.729編碼,在系統(tǒng)部署時要考慮編碼轉換的問題。編碼轉化的成本大約一路差不多10美金左右。編碼轉換的解決方案包括通過IMS設備或者語音編碼卡來解決,也可以購買Digium官方的軟件許可證來支持。另外,還有免費的編碼解決方案,但是這里提醒大家,這種解決方案不能使用在商業(yè)的環(huán)境中,以免引起法律方面的糾紛,同時語音質量也得不到保障。管理員在部署Asterisk服務器時,筆者建議用戶使用計算工具來計算出不同編碼的帶寬占用比,這樣可以獲得一個大概部署預算費用。
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  本章節(jié)簡單討論了語音編碼的基本概念和相關的幾個參數,也討論了為什么使用不同的語音編碼,還有幾個不同語音編碼的特點。另外,我們這里沒有討論寬帶的編碼和其他高清編碼,還有最新的Opus 和其他編碼類型。當然,這些編碼也逐漸支持了Asterisk環(huán)境。因為網絡環(huán)境不同,終端不同,筆者建議用戶需要根據自己的網絡環(huán)境做進一步的測試來保證系統(tǒng)的語音質量。

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