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Kommentar: Sprachqualität: HD-Voice kommt nicht im Markt an

Die Anwender kennen den Begriff „HD Voice“ noch nicht und haben meist auch noch nie ein Telefonat in einer entsprechenden Qualitätsgüte geführt. Schuld daran sind die klassischen Telefon- und die mobilen Funknetze.

Mathias Hein, Consultant

Um den Begriff „HD Voice“ ist es inzwischen sehr still geworden und es scheint mir, dass selbst auf solchen VoIP-Systemen oder -Plattformen, die eine verbesserte Sprachqualität bereitstellen, die Anwender diese Verbesserung nicht bemerken. Liegt es daran, dass die Nutzer sich inzwischen an die „schlechte Qualität“ der VoIP-Kommunikation gewöhnt haben oder daran, dass die „lausige Sprachqualität“ der Mobilfunknetze zum Standard erhoben wurde?

Bevor ein Telefongespräch auf Basis von VoIP geführt werden kann, muss das analoge Audiosignal in ein digitales Signal umgewandelt werden. Da oft nur eine geringe Bandbreite zur Verfügung steht, ist auch eine entsprechende Komprimierung des Signals notwendig. Dabei wird eine möglichst hohe Sprachqualität bei einer möglichst niedrigen Datenrate angestrebt. Das Sprachsignal wird beim Sender quantisiert und kodiert. Danach wird es über das Netzwerk zum entsprechenden Empfänger übertragen und beim diesem dekodiert, also für die Wiedergabe in ein analoges Signal umgewandelt.

Das Wort Codec ist ein englisches Akronym der Begriffe Coder und Decoder. Spricht man von einem Codec, so meint man meistens ein Verfahren zum Umwandeln von analogen Sprach- oder Videoinformationen in ein digitales, oft komprimiertes, Format. Daher müssen bei der Wahl der Codecs in den Endgeräten immer die aktuellen Netzwerkbedingungen beachtet werden. Beispielsweise führt der Einsatz eines G.711- (PCM-)Codecs auf einer schmalbandigen Verbindung zu erheblichen Verzögerungen. Dies resultiert durch das Verwerfen der zu spät empfangenen Pakete (welche als Jitter klassifiziert werden) zu einer Minderung der Sprachqualität. Steht in einem Übertragungskanal nur eine geringe Bandbreite (Netto: <64 KBit/s, Brutto: < 85 KBit/s) zur Verfügung muss ein anderer Codec (mit einer höheren Kompression und somit mit einer geringeren Bandbreitenanforderung) genutzt werden. Hierfür eignen sich beispielsweise die G.729 oder G.723 Codecs.

In der Praxis bieten die heutigen IP-Netze im Unternehmensumfeld genügend Bandbreite und es werden daher immer die „optimalen“ Codecs genutzt. Werden jedoch externe Gespräche geführt, kann es beim Übergang in das öffentliche Netz schnell zu Bandbreitenengpässen führen. In der Regel entspricht die Bandbreite des DSL-Upstreams nicht der Downstream-Bandbreite. Tritt ein Bandbreitenengpass durch zu viele parallele VoIP/IP-Verbindungen in der Upstream-Richtung auf, muss der Default-Codec G.711 gegen einen schmalbandigeren Codec ausgetauscht werden. Hierfür lassen sich beispielsweise die Codecs G.729a (CS‐ACELP), G.723.1 (MP‐MLQ) und G.726 (ADPCM) nutzen. Diese Codecs reduzieren zwar die Sprachqualität, erfordern jedoch für den Transport eine geringere Bandbreite.

 

Standard

Algorithmus

Erforderliche Bitrate (kBit/s)

G.711

PCM

48, 56, 64

G.722

Sub-Band ADPCM

48, 56, 64

G.723.1

MP-MLQ/ACELP

5,3, 6,3

H.728

LD-CELP

16

G.729

CS-ACELP

8

G.729 Annex A

CS-ACELP

8

G.726

ADPCM

16, 24, 32, 40

G.727

AEDPCM

16, 24, 32 ,40

Tabelle: Voice-Encoding (ITU-T Spezifikationen)

 

Der Breitband-Codec G.722 arbeitet mit einer Abtastrate von 16 kHz und wurde in die neue Generation an multifunktionalen VoIP-Telefonen integriert. Durch die Anwendung der ADPCM (Adaptive-Differential-PCM) lässt sich für dieses 7-kHz-Audiosignal eine Steigerung der Sprachqualität erzielen. Folglich liefert dieser Codec eine höhere Sprachqualität als der G.711 Standard und wird deshalb auch als Qualitätstelefonie oder HD-Telefonie bezeichnet.

Die Codecs werden beim Aufbau einer VoIP-Verbindung zwischen den Endgeräten ausgehandelt. Der Systemadministrator kann in den Endgeräten vorkonfigurieren, welche Codecs vom Gerät genutzt werden sollen. Bei einem Aufbau eines Gesprächs verschicken die beteiligten Endgeräte ihre unterstützen Codecs in Form von einer Codec-Liste zu den anderen Teilnehmern. Werden mehrere Codecs unterstützt, sollte der bevorzugte Codec immer an erster Stelle der Liste stehen. Die Endgeräte überprüfen die Liste auf die jeweilig beste Übereinstimmung und nutzen anschließend einen Codec-Standard für die Verbindung. Kann keine Übereinstimmung bei den Codecs zwischen den Endgeräten erzielt werden, kommt das Telefongespräch nicht zu Stande.