Audio Codecs
G.711 / PCM - Pulse Code Modulation
G.711 ist der älteste Codec. Er wurde bereits 1965 von der ITU zugelassen. Er benötigt nur eine geringe Rechenleistung, erzeugt dafür einen Datenstrom von 64 kBit/s.
IP-Telefonie-Anbieter setzen häufig auf G.711. Es ist dasselbe Verfahren wie bei ISDN. Der Vorteil liegt in der einfachen Durchleitung der Sprachdaten vom Festnetz ins IP-Netz bzw. umgekehrt. Eine Umkodierung der Sprachdaten ist nicht notwendig.
Für schmalbandige Internet-Zugänge oder Netzwerkverbindungen ist dieser Codec jedoch ungeeignet.
G.722 / AMR - Adaptive Multi-Rate Codec
Der Codec G.722 bewertet die Signaldifferenz zwei aufeinanderfolgender Signale. So lässt sich mit derselben Bitrate von G.711 ein Sprachsignale bis 7 kHz mit einer Abtastrate von 16 kHz digitalisieren. Das Frequenzband reicht von 50 Hz bis 7.000 Hz. Je nachdem, wie hoch die Übertragungsrate und der Qualitätsbedarf ist, kann der Bandbreitenbedarf bei 48, 56 oder 64 kBit/s liegen.
Die Sprachqualität reicht bis an die Qualität eines UKW-Radios heran.
In VoIP-Netzen ist G.722 weit verbreitet und in Endgeräten und Vermittlungsstellen implementiert.
G.723
Durch ein Prädiktionsverfahren erreicht dieser Codec mit einer Bitrate von 5,6 oder 6,3 kBit/s, einer Audiobandbreite von 3,1 kHz und einer Bitbreite von 8 Bit eine etwas geringere Sprachqualität als G.711. Dabei ist die erforderliche Rechenleistung bei G.723 nicht zu unterschätzen. Das ist der Kompression geschuldet, die die Datenrate im Vergleich zu G.711 auf 10% drückt.
G.729 / G.729A
Bei G.729 handelt es sich um die optimierte Variante des CELP-Algorithmus für Sprachübertragungen. G.729 ist mit G.723 vergleichbar. Der Bandbreitenbedarf liegt bei nur 8 kBit/s, wodurch eine geringere Rechenleistung im Vergleich zu G.723 erforderlich ist.
Für VoIP-Anwendungen wird der Codec G.729A verwendet. Er ist die Grundlage für eine gute Sprachqualität in VoIP-Verbindungen. Unter Berücksichtigung des IP-Overheads, der Sprachkomprimierung und der Sprechpausenunterdrückung wird eine Bandbreite von ca. 10 kbit/s (1,25 kByte/s) pro Sprachverbindung benötigt. Diese Bandbreite muss das Datennetz für jedes Gespräch gewährleisten.
Alternativ stellen VoIP-Anbieter Verbindungen mit G.729 zur Verfügung. Die eingesetzte Kompression drückt die Datentransferrate auf fast 10%. Obwohl das Abstriche bei der Sprachqualität bedeutet, ist das deutlich besser als die Sprachqualität im Mobilfunknetz.
Opus
Opus ist ein Datenformat zur verlustbehafteten Audiodatenkompression mit spezieller Eignung für interaktive Echtzeitanwendungen über das Internet.
Es ist als ein internationaler Offener Standard in RFC 6716 beschrieben. Als grundlegende Verfahren werden eine Frequenztransformation und Linear Predictive Coding (LPC) genutzt. Es ermöglicht besonders hohe Klangqualität und besonders geringe Verzögerung in Übertragungen.
Als herausragendes Alleinstellungsmerkmal von Opus gilt seine sehr niedrige Latenz: Kein anderer Vollband-Codec (siehe Grafik " Codes vs. Quality and bitrate ") arbeitet mit so geringer Verzögerung, denn üblicherweise bedeutet niedrige Latenz kleine Blöcke und damit schlechtere Qualität bei gleicher Bitrate. Mit einer rekordverdächtigen Latenz von standardmäßig 22,5 Millisekunden reagiert Opus rund fünf Mal schneller als die Konkurrenz bei MP3, AAC oder Vorbis. Wer die Bitrate erhöht oder bei gleicher eine etwas niedrigere Qualität in Kauf nimmt, der kann diese Zeit sogar auf bis zu 5 Millisekunden reduzieren. Eine solch niedrige Latenz prädestiniert Opus nicht nur für Audio- und Video-Konferenzen, VoIP oder Teamspeak, sondern eröffnet auch völlig neue Einsatzgebiete wie etwa das gemeinsame Musizieren übers Internet. Opus schlägt hier die Konkurrenz ganz klar.
Abbildung 19 - Codes vs. Quality and bitrate
Abbildung 20 - Codectabelle