Введение

Рекомендация ITU-T G.711 — это узкополосный аудиокодек, изначально разработанный для использования в телефонии, обеспечивающий высокое качество звука при скорости 64 кбит/с. Это стандарт ITU-T (Рекомендация) для аудиокодирования под названием «Импульсно-кодовая модуляция (PCM) голосовых частот», выпущенный в 1972 году. G.711 передает аудиосигналы в полосе частот 300–3400 Гц и дискретизирует их с частотой 8000 Гц с допуском в 50 частей на миллион (ppm). Он использует один из двух различных алгоритмов логарифмической компрессии: закон μ, который в основном используется в Северной Америке и Японии, и закон A, который используется в большинстве других стран, кроме Северной Америки. Каждый сжатый образец квантуется как 8 бит, что обеспечивает скорость передачи данных 64 кбит/с. G.711 является обязательным стандартом во многих технологиях, таких как стандарты H.320 и H.323. Он также может использоваться для передачи факсимильных сообщений по IP-сетям (в соответствии со спецификацией T.38). Было опубликовано два усовершенствования G.711: G.711.0 использует сжатие данных без потерь для снижения использования полосы пропускания, а G.711.1 повышает качество звука за счет увеличения полосы пропускания.

Типы

G.711 определяет два основных алгоритма компандирования: алгоритм μ-закона и алгоритм A-закона. Оба являются логарифмическими, но A-закон был специально разработан для упрощения обработки компьютером. Стандарт также определяет последовательность повторяющихся кодовых значений, задающую уровень мощности 0 дБ. Алгоритмы μ-закона и A-закона кодируют 14-битные и 13-битные знаковые линейные PCM-образцы (соответственно) в логарифмические 8-битные образцы. Таким образом, кодировщик G.711 создает битовый поток со скоростью 64 кбит/с для сигнала, дискретизированного с частотой 8 кГц.

G.711.1

G.711.1 "Wideband embedded extension for G.711 pulse code modulation" – это расширение для повышения точности кодирования G.711, ратифицированное в 2008 году и дополнительно расширенное в 2012 году. G.711.1 позволяет добавлять несколько слоев улучшения поверх базового потока G.711 (Layer 0): Layer 1 кодирует 16-битный звук в том же узкополосном диапазоне 4 кГц, а Layer 2 обеспечивает широкополосную связь 8 кГц с использованием MDCT; каждый из них использует фиксированную скорость 16 кбит/с в дополнение к базовой скорости 64 кбит/с. Их можно использовать совместно или по отдельности, при этом каждый слой кодирует разницу с предыдущим. Layer 3, ратифицированный в 2012 году, расширяет Layer 2 до 16 кГц "сверхширокополосного" диапазона, добавляя еще 16 кбит/с для самых высоких частот, сохраняя при этом независимость слоев. Максимальная битрейт составляет 96 кбит/с для оригинального G.711.1 или 112 кбит/с с использованием сверхширокополосного доступа. Внутренний метод идентификации или разделения слоев не определен, поэтому их инкапсуляция в пакеты или сигнализация остается на усмотрение реализации. Декодер, не поддерживающий какой-либо набор слоев улучшения, может игнорировать или отбрасывать небезопасные пакеты, не влияя на свою работу, что обеспечивает плавное снижение качества в любой телефонной системе G.711 (или оригинальной G.711.1) без внесения изменений. Также в 2012 году был ратифицирован G.711.0 lossless, расширенный для поддержки новых слоев улучшения. Как и в случае с G.711.0, полная обратная совместимость с G.711 приносится в жертву ради эффективности, хотя узел, поддерживающий G.711.0, все равно может игнорировать или отбрасывать пакеты слоев, которые он не понимает.

Лицензирование

Патенты на G.711, выпущенные в 1972 году, истекли, поэтому его можно использовать без необходимости получения лицензии.