اطلاعیه

بستن
No announcement yet.

کدک چیست؟ تعریف کدک های ویپ

بستن
X
 
  • فیلتر کردن
  • زمان
  • نمایش
Clear All
پست های جدید

    کدک چیست؟ تعریف کدک های ویپ

    کدک (Codec) چیست؟ یکی از نکات مهم در در طراحی سیستم ویپ (VoIP) پهنای باند مورد نیاز آن می باشد، به طوری که محدودیت پهنای باند، باعث قطع شدن مکالمه ها نشود. در یک سیستم ویپ (VoIP)در گام اول ابتدا صدا به حالت دیجیتال در آمده، سپس فشرده می شود و در نهایت به صورت بسته های دیتا ارسال می شوند. این بسته ها باید بدون تاخیر زیاد، به گیرنده برسند تا تماسی موفق با رضایت طرفین مکالمه داشته باشیم. در سمت گیرنده دوباره این بسته ها به شکل آنالوگ در می آید و برای کاربر پخش می شوند.

    در برقراری یک ارتباط تلفنی، عمل نمونه برداری یا Sampling از صدا صورت می گیرد. به طور معمول صدایی به طول تقریبی ۱۰ تا ۲۰ میلی ثانیه در بسته دیتا جهت ارسال قرار می گیرد. البته کدک های مختلفی تعریف شده اند که هر کدام استاندارد خاص خود را به منظور نمونه برداری و ارسال صدا تعریف کرده اند.

    بسته به نوع کدک مورد استفاده در انتقال صدا، بسته های ویپ (VoIP) مدتی را در سمت گیرنده منتظر می مانند تا کار بافر شدن آن ها به حد تعیین شده برسد. با رسیدن حجم بسته ها در بافر سمت گیرنده به اندازه تعیین شده، صدا در سمت دیگر پخش خواهد شد.

    تاخیر صدا، در حالت ایده آل باید به گونه ای باشد که شنونده متوجه آن نشود. چنانچه مقدار تاخیر از حدی فراتر رود، ادامه مکالمه میسر نخواهد بود. چنانچه تاخیر صدا بیش از ۲۰۰ میلی ثانیه شود، مکالمه تلفنی را از حالت مطلوب خارج می کند.

    برای بالا بردن کیفیت VoIP می توان سیگنال دیجیتال شده صوت را قبل از بسته بندی با کدک های خاصی فشرده کرد. این کدک ها باعث می شوند حجم دیتای منتقل شده و در نتیجه پهنای باند کاهش و بنابراین سرعت انتفال آن ها افزایش یابد. کیفیت صدا در این کدک ها نسبت به گم شدن بسته های صوتی در شبکه دیتا حساسیت بیشتری دارد. بنابراین انتخاب کدک یکی از عوامل مهم در طراحی شبکه تلفنی مبتنی بر IP می باشد.

    مقدار پهنای باند لازم برای مکالمات ویپ به فاکتورهای متعددی بستگی دارد که می توان به موارد زیر اشاره کرد :

    نوع کدک
    هدر IP
    وسیله ارتباطی (اترنت)
    Silence Suppression


    کدک :
    کلمه Codec از تلفیق دو کلمه coder-decoder ساخته شده است. تبدیل موج آنالوگ به دیجیتال، پروسه فشرده سازی را کُدِک (Codec) گویند. کدک ها از امواج آنالوگ در فاصله های زمانی معین (time interval) نمونه برداری کرده و برای هر نمونه مقداری را اختصاص می دهند. در جدول زیر انواع کدک های صدا و برخی ویژگی های آن ها، آورده شده است.

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	codec.jpg نمایش ها:	1 اندازه:	67.3 KB شناسه:	18053


    در ادامه به بررسی کدک های پرکاربرد می پردازیم.


    G.711

    فرکانس نمونه برداری ۸khz
    یک کدک استاندارد با bitrate بالا می باشد. (۶۴ Kbps)
    استفاده از این کدک بهترین کیفیت صدا را ممکن می سازد. این نکته قابل ذکر است که از این کدک در خطوط PSTN نیز استفاده می شود لذا کیفیت تماس ها مانند خطوط تلفن معمولی خواهد بود.
    همچنین کمترین latency را داراست که در نتیجه بار پردازشی کمتری را تحمیل می کند.
    نیاز به license ندارد.
    اما با همه این مزیت ها، به پهنای باند بالا نیاز دارد.


    G.729

    فرکانس نمونه برداری ۸khz (یعنی ۸۰ نمونه در هر ۱۰ میلی ثانیه)
    یک کدک استاندارد ITU با نرخ بیت پایین است .(۸Kbps)
    در بین کدک های موجود، بار پردازشی زیادی تحمیل می کند.
    کیفیت مکالمه کمتری را در مقایسه با G.711 ارائه می کند.
    نیاز به license دارد.

    برای اطلاع بیشتر از انواع کدک ها می توانید به این لینک مراجعه کنید.


    هدر IP :

    ”هدر IP” به سرآیند IP و UDP و RTP بسته ها اطلاق می شود.


    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	ipheader.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	23.2 KB شناسه:	18054

    Voice Payload تولید شده توسط کدک شامل دیتای صدا می شود.
    UDP: این پروتکل ۸ اکتت را اضافه می کند که وظیفه Route کردن به سمت مقصد را بر عهده دارد. همانطور که می دانید یک پروتکل Connectionless بوده و تضمینی برای رسیدن بسته نمی کند.
    IP: شامل ۲۰ اکتت می باشد که مسئول رساندن داده به مقصد است.
    RTP: شامل ۱۲ اکتت است که اجازه بازسازی نمونه ها با ترتیب درست را می دهد. همچنین مکانیزمی برای اندازه گیری jitter و delay ارائه می کند.

    در مجموع هدر های IP/UDP/RTP مقدار ثابت ۴۰ اکتت را به عنوان سرایند اضافه می کند.

    البته قابل ذکر است که روش هایی برای کاهش سربار هدر های IP وجود دارند که می توان به cRTP یا RTP فشرده شده اشاره کرد. البته این مسئله به صورت گسترده پیاده سازی نشده است و انتظار می رود در آینده استفاده از آن بیشتر شود.

    وسیله ارتباطی :

    اغلب انتقال های ارتباطی VoIP از طریق اترنت انجام می شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، در بسته های اترنت به ترتیب ۸ اکتت را به Ethernet Preamble و ۱۴ اکتت بعدی برای آدرس MAC مبدا و مقصد، ۴ اکتت هم برای CRC و در نهایت ۱۲ اکتت هم به عنوان Gap در نظر گرفته می شود.

    نتیجه نهایی به عنوان سربار اترنت ۳۸ اکتت خواهد بود.

    Silence Suppression:

    پروسه عدم انتقال اطلاعات، هنگام سکوت یکی از طرفین مکالمه است. این عملیات با استفاده از مبحث Voice Activity Detection یا VAD، پهنای باند لازم برای مکالمه را تا مقدار زیادی کاهش می دهد.


    محاسبه پهنای باند:

    مثال اول:

    کدک G.711 – ۶۴Kbps و دوره زمانی نمونه ها ۲۰ ms .
    1 فریم به ازای هر بسته (۲۰ms)
    هدر IP استاندارد
    وسیله ارتباطی اترنت

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	g711.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	25.8 KB شناسه:	18055

    رابطه های زیر را برای به دست آوردن مقادیر نهایی استفاده می کنیم :

    (PPS = (codec bit rate)/ (voice payload size

    Bandwidth = total packet size * PPS

    در هر ۲۰ میلی ثانیه یک بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه ۵۰ بسته می فرستیم. (۲۰ms * 50 = 1s)

    Payload بدین صورت به دست می آید :

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	calculate.jpg نمایش ها:	1 اندازه:	6.2 KB شناسه:	18056

    در مجموع خواهیم داشت : ۱۶۰ +۴۰ + ۳۸ = ۲۳۸ اکتت

    بنابر این پهنای باند مورد نیاز برابر است با : ۲۳۸ * ۵۰ * ۸ = ۹۵,۲ Kbps


    مثال دوم:

    کدک G.729a – ۸Kbps و دوره زمانی نمونه ها ۱۰ ms .
    2 فریم به ازای هر بسته (۲۰ms)
    هدر IP استاندارد
    وسیله ارتباطی اترنت

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	g729.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	21.9 KB شناسه:	18057

    در هر ۲۰ میلی ثانیه یک بسته فرستاده می شود پس در هر ثانیه ۵۰ بسته می فرستیم. (۲۰ms * 50 = 1s)

    Payload بدین صورت به دست می آید :

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	calculate3.jpg نمایش ها:	1 اندازه:	5.3 KB شناسه:	18058

    در مجموع خواهیم داشت : ۲۰ +۴۰ + ۳۸ = ۹۸ اکتت

    بنابراین پهنای باند مورد نیاز برابر است با : ۹۸ * ۵۰ * ۸ = ۳۹,۲ Kbps

    در شکل زیر انواع کدک های موجود به همراه پهنای باند لازم (با توجه به مقادیر فرضی طبق مثال های ارائه شده ) آورده شده است.

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	additional.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	113.4 KB شناسه:	18059



    ابزار های مفید برای محاسبه پهنای باند :
    کد PHP:
    http://www.asteriskguru.com/tools/bandwidth_calculator.php 
    Asterisk Guru :

    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	guru.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	64.1 KB شناسه:	18060



    RHEID :
    کد PHP:
    http://voip.rheid.com/voip-faqs/voip-bandwidth-calculator.html 
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	rheid.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	73.7 KB شناسه:	18061



    BandCalc :
    کد PHP:
    http://www.bandcalc.com/ 
    برای بزرگتر شدن عکس روی آن کلیک کنید  نام:	bancalc.jpg نمایش ها:	2 اندازه:	90.6 KB شناسه:	18062
    نویسنده : سهیل تهرانی پور
    فایل های پیوست شده
    آخرین ویرایش توسط Habili; در تاریخ/ساعت 01-13-2020, 06:39 AM.

    من قلبی بزرگ با رویاهایی بزرگ دارم. دانسته هایمان را با هم به اشتراک بگذاریم.

درباره انجمن منطقه لینوکسی ها

انجمن منطقه لینوکسی ها با هدف ارتقاء سطح علمی کاربران در سطح جهانی و همچنین کمک به بالا بردن سطح علمی عمومی در زمینه های تخصصی فوق پایه گذاری شده است. انجمن منطقه لینوکسی ها از طریق کارشناسان و متخصصان پاسخگوی سوالات گوناگون کاربران مبتدی یا پیشرفته میباشد تا حد امکان تلاش شده که محیطی متنوع و کاربر پسند و به دور از هرگونه حاشیه جهت فعالیت کاربران در این انجمن ایجاد شود. لذا ما به صورت مستمر برای پیشرفت کمی و کیفی محتوی و اطلاعات انجمنمان میکوشیم که این برای ما ارزشمند و حائز اهمیت است. کلیه حقوق،اطلاعات و مقالات در این انجمن متعلق به سایت منطقه لینوکسی ها میباشد، و هرگونه نسخه برداری بدون ذکر منبع مورد پیگرد قانونی خواهد شد.

شبکه های اجتماعی

ایمیل مدیریت

Habili@linux-zone.org

در حال انجام ...
X