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.
G.711 is a narrowband audio codec originally designed for use in telephony that provides toll quality audio at 64 kbit/s. It is an ITU T standard (Recommendation) for audio encoding, titled Pulse code modulation (PCM) of voice frequencies released for use in 1972. G.711 passes audio signals in the frequency band of 300–3400 Hz and samples them at the rate of 8000 Hz, with the tolerance on that rate of 50 parts per million (ppm). It uses one of two different logarithmic companding algorithms: μ law, which is used primarily in North America and Japan, and A law, which is in use in most other countries outside North America. Each companded sample is quantized as 8 bits, resulting in a 64 kbit/s bit rate. G.711 is a required standard in many technologies, such as in the H.320 and H.323 standards. It can also be used for fax communication over IP networks (as defined in T.38 specification). Two enhancements to G.711 have been published: G.711.0 utilizes lossless data compression to reduce the bandwidth usage and G.711.1 increases audio quality by increasing bandwidth.
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.