VoIP-Audio, Medien und Codecs
🎵 Audio, Medien und Codecs behandelt, wie Sprache in VoIP- und Cloud-PBX-Systemen erfasst, komprimiert, übertragen und wiedergegeben wird. Von grundlegenden Codecs bis hin zu Echounterdrückung und Verschlüsselung enthält dieser Abschnitt 27 Begriffe, die erklären, was mit Ihrer Stimme zwischen dem Sprechen und dem Hören geschieht.
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Verwandte Abschnitte
Bandbreite, Latenz, QoS und Netzwerkinfrastruktur
IP-Telefone, Headsets und Konferenztechnik
MOS, Einweg-Audio, Verbindungsabbrüche und Diagnose
Das Signalisierungsprotokoll, das Anrufe aufbaut und verwaltet
Codec
Abkürzung für „Coder-Decoder“. Ein Codec komprimiert Ihre Stimme zur Übertragung in digitale Daten und dekomprimiert sie am anderen Ende wieder. Verschiedene Codecs bieten unterschiedliche Kompromisse zwischen Audioqualität und Bandbreitenverbrauch. Zu den gängigen VoIP-Codecs gehören G.711 (hohe Qualität, höherer Bandbreitenbedarf) und G.729 (geringere Qualität, geringerer Bandbreitenbedarf).
Siehe auch: Abtastrate · Transkodierung · G.711
G.711
Der am weitesten verbreitete Sprachcodec. Er bietet Audio in Telefonqualität (ähnlich wie bei einem herkömmlichen Telefonat) und benötigt pro Anruf etwa 64 kbit/s Bandbreite. G.711 wird von nahezu jedem VoIP-Gerät unterstützt. Es gibt zwei Varianten: u-law (in Nordamerika verwendet) und a-law (in Europa verwendet).
Siehe auch: G.711 u-law/PCMU · G.711 a-law/PCMA · Codec
G.711 u-law / PCMU
Die nordamerikanische Variante von G.711. Sie nutzt ein spezielles Verfahren zur Komprimierung des Audiosignals, das als „Mu-Law-Companding“ bezeichnet wird. Wenn Sie eine Verbindung zu amerikanischen oder kanadischen Telefonanlagen herstellen, wird dort in der Regel diese Variante verwendet. Europäische Anlagen nutzen stattdessen meist die A-Law-Variante.
Siehe auch: G.711 · G.711 a-law/PCMA
G.711 a-law / PCMA
Die europäische Variante von G.711. Sie nutzt „A-Law-Companding“ zur Komprimierung des Audiosignals. Dies ist der Standard-Codec für Telefonnetze in Europa, einschließlich Luxemburg. Wenn Ihre Cloud-PBX eine Verbindung zu europäischen Netzbetreibern herstellt, wird höchstwahrscheinlich G.711 A-Law verwendet.
Siehe auch: G.711 · G.711 u-law/PCMU
G.729
Ein Codec, der Sprache auf nur etwa 8 kbit/s komprimiert und dabei deutlich weniger Bandbreite benötigt als G.711. Der Nachteil ist eine etwas geringere Audioqualität. G.729 war beliebt, als Internetverbindungen noch langsam und teuer waren. Heute, da schnelle Breitbandverbindungen weit verbreitet sind, bevorzugen die meisten Anbieter G.711 oder HD-Codecs wie G.722.
Siehe auch: Codec · G.711 · Bandbreite
G.722
Ein Breitband-Codec, der HD-Voice-Qualität bietet, wodurch Anrufe deutlich klarer und natürlicher klingen als beim Standard G.711. Er nutzt dieselbe Bandbreite von 64 kbit/s wie G.711, erfasst jedoch einen größeren Bereich an Tonfrequenzen. Die meisten modernen IP-Telefone unterstützen G.722, und viele Anbieter von Cloud-PBX-Lösungen aktivieren diese Funktion standardmäßig.
Siehe auch: Breitband-Audio/HD-Voice · Codec · Opus
Opus
Ein moderner Open-Source-Codec, der sowohl für Sprache als auch für Musik entwickelt wurde. Opus passt seine Qualität und Bandbreitennutzung in Echtzeit an die jeweiligen Netzwerkbedingungen an. Er unterstützt alles von Schmalband-Sprachübertragung bis hin zu Vollband-Audio. Opus wird häufig in WebRTC (browserbasierte Telefonie) eingesetzt und gilt als einer der besten derzeit verfügbaren Codecs.
Siehe auch: Codec · G.722 · WebRTC
iLBC (Internet Low Bitrate Codec)
Ein Codec, der auch in Netzwerken mit hohem Paketverlust eine gute Leistung erbringt. Er benötigt etwa 13 bis 15 kbit/s und liefert eine akzeptable Sprachqualität. iLBC eignet sich für Verbindungen, bei denen die Netzwerkbedingungen unvorhersehbar sind, obwohl Opus ihn in modernen Systemen weitgehend abgelöst hat.
Siehe auch: Codec · SPS · Paketverlust
AMR (Adaptive Multi-Rate)
Ein Codec, der vor allem in Mobilfunknetzen (GSM, 3G) zum Einsatz kommt. AMR passt seine Bitrate an die Netzwerkbedingungen an. In VoIP-Systemen im Bürobereich wird er selten verwendet, kann jedoch vorkommen, dass Anrufe zwischen Mobilfunknetzen und Ihrer Cloud-PBX weitergeleitet werden und dabei eine Transkodierung erforderlich ist.
Siehe auch: Transkodierung · Codec
Speex
Ein älterer Open-Source-Codec, der für VoIP entwickelt wurde. Speex unterstützt Schmalband-, Breitband- und Ultrabreitband-Audio. Vor der Einführung von Opus war er weit verbreitet. Heute haben die meisten Systeme Speex durch Opus ersetzt, das eine bessere Qualität und Flexibilität bietet. In älteren VoIP-Geräten ist Speex jedoch möglicherweise noch zu finden.
Siehe auch: Opus · Codec
RTP (Real-Time Transport Protocol)
Das Protokoll, das während eines VoIP-Anrufs die eigentliche Sprachübertragung übernimmt. Während SIP den Anruf aufbaut und verwaltet, sorgt RTP für die Tonübertragung. Jedes RTP-Paket enthält einen kleinen Abschnitt komprimierter Audiodaten (in der Regel 20 ms). RTP läuft in der Regel über UDP, da bei Echtzeit-Audio die Geschwindigkeit wichtiger ist als eine garantierte Zustellung.
Siehe auch: RTCP · SRTP · UDP
RTCP (RTP-Steuerungsprotokoll)
Ein Begleitprotokoll zu RTP, das Statistiken zur Gesprächsqualität übermittelt, wie beispielsweise Paketverlust, Jitter und Latenz. RTCP überträgt keine Sprachsignale. Stattdessen liefert es Rückmeldungen, anhand derer Geräte ihr Verhalten anpassen können (beispielsweise durch den Wechsel zu einem Codec mit niedrigerer Bitrate, wenn das Netzwerk überlastet ist).
Siehe auch: RTP · Jitter · Paketverlust
SRTP (Secure RTP)
Eine verschlüsselte Version von RTP, die Sprachdaten während der Übertragung vor dem Abfangen schützt. SRTP verschlüsselt jedes Audiopaket, sodass niemand, der den Netzwerkverkehr abfängt, das Gespräch mithören kann. Die meisten modernen Cloud-PBX-Systeme verwenden standardmäßig SRTP, um die Vertraulichkeit der Anrufe zu gewährleisten.
Siehe auch: RTP · ZRTP · TLS
ZRTP
Ein Protokoll zur Aushandlung von Verschlüsselungsschlüsseln für Sprachanrufe, das ohne zentralen Server auskommt. ZRTP führt zu Beginn des Anrufs einen Schlüsselaustausch durch und verschlüsselt anschließend die Audiodaten mithilfe von SRTP. Es wurde entwickelt, um eine End-to-End-Verschlüsselung zu gewährleisten, selbst wenn die Telefonanlage oder der Anbieter die Verschlüsselung nicht zentral verwaltet.
Siehe auch: SRTP · RTP
Transkodierung
Der Vorgang der Umwandlung von Audiodaten von einem Codec in einen anderen während eines Anrufs. Eine Transkodierung findet statt, wenn zwei Geräte nicht denselben Codec unterstützen. Wenn Ihr Telefon beispielsweise G.722 verwendet, der Gesprächspartner jedoch nur G.711 unterstützt, muss ein zwischengeschalteter Server die G.722-Audiodaten dekodieren und in Echtzeit als G.711 neu kodieren. Dies führt zu einer zusätzlichen Rechenlast und kann die Qualität geringfügig beeinträchtigen.
Siehe auch: Codec · G.711 · G.722
Abtastrate
Die Anzahl der Messungen eines Audiosignals pro Sekunde und dessen Umwandlung in digitale Daten, ausgedrückt in Hertz (Hz). Bei Standard-Telefonaten werden 8.000 Hz (8 kHz) verwendet. HD-Voice-Codecs verwenden 16.000 Hz (16 kHz) oder mehr. Eine höhere Abtastrate erfasst mehr Details, wodurch Stimmen klarer und natürlicher klingen.
Siehe auch: Schmalband-Audio · Breitband-Audio/HD-Voice · Codec
Schmalband-Audio
Die Audioaufnahme erfolgte mit einer Abtastrate von 8 kHz und deckt Frequenzen von etwa 300 Hz bis 3.400 Hz ab. Dies entspricht der Qualität eines herkömmlichen Telefonats. Die Sprachverständlichkeit ist gut, im Vergleich zu Breitband-Audio kann der Klang jedoch gedämpft wirken. Standard-Codecs wie G.711 und G.729 erzeugen Schmalband-Audio.
Siehe auch: Breitband-Audio/HD-Voice · Abtastrate
Breitband-Audio / HD-Voice
Die Audioaufnahme erfolgt mit 16 kHz und deckt einen breiteren Frequenzbereich ab (in der Regel 50 Hz bis 7.000 Hz). Stimmen klingen voller und natürlicher, da ein größerer Teil des Originalklangs erhalten bleibt. G.722 und Opus sind gängige Breitband-Codecs. Viele moderne IP-Telefone zeigen eine „HD“-Anzeige an, wenn ein Breitbandgespräch aktiv ist.
Siehe auch: Schmalband-Audio · G.722 · Opus
Superbreitband / Vollband
Die Audioqualität liegt über dem Standard-Breitbandniveau. Super-Breitband wird mit 32 kHz abgetastet, während Vollband mit 48 kHz abgetastet wird und damit nahezu Musikqualität erreicht. Der Opus-Codec unterstützt Vollband-Audio. In der Praxis wird bei den meisten Geschäftsgesprächen höchstens Breitband (HD Voice) verwendet, doch für hochwertige Konferenzen steht Super-Breitband zur Verfügung.
Siehe auch: Breitband-Audio/HD-Voice · Opus · Abtastrate
Komfortgeräusche / CNG (Comfort Noise Generation)
Künstliches Hintergrundrauschen, das in ruhigen Momenten eines Gesprächs erzeugt wird. Ohne Komfortgeräusche kann die völlige Stille während der Pausen bei den Anrufern den Eindruck erwecken, die Verbindung sei unterbrochen. CNG erzeugt ein leises, natürlich klingendes Rauschen, das beiden Gesprächspartnern die Gewissheit gibt, dass die Verbindung noch besteht.
Siehe auch: VAD · Rauschunterdrückung
VAD (Sprachaktivitätserkennung)
Eine Technologie, die erkennt, wann jemand spricht und wann er schweigt. In Schweigepausen kann das System die Übertragung von Audiopaketen unterbrechen, um Bandbreite zu sparen. VAD arbeitet mit der Erzeugung von Hintergrundgeräuschen zusammen, um sicherzustellen, dass sich das Gespräch auch in ruhigen Momenten weiterhin natürlich anhört.
Siehe auch: Geräuschunterdrückung · Komfortgeräusche/CNG · Bandbreite
Unterdrückung von Stille
Eine Technik, die die Bandbreite reduziert, indem keine Audiopakete übertragen werden, wenn niemand spricht. Anstatt leere Audio-Frames zu senden, unterbricht das System die Übertragung während der Stille und nutzt Hintergrundgeräusche, um die Lücke auf der Empfängerseite zu füllen. Dadurch lassen sich bei einem typischen Anruf 30 % bis 50 % der Bandbreite einsparen.
Siehe auch: VAD · Komfortgeräusch/CNG
Echo
Wenn ein Sprecher seine eigene Stimme mit einer leichten Verzögerung zurückhört. Bei VoIP wird ein Echo in der Regel dadurch verursacht, dass der Ton aus dem Lautsprecher des Gegenübers in dessen Mikrofon gelangt. Kurze Echos (unter 25 ms) sind nicht wahrnehmbar, längere Echos lenken jedoch stark ab. Zur Beseitigung wird eine Echokompensationstechnologie eingesetzt.
Siehe auch: Echounterdrückung/AEC
Echounterdrückung / AEC (Acoustic Echo Cancellation)
Eine Technologie, die Echo bei Sprachanrufen in Echtzeit unterdrückt. Das System erfasst die akustischen Eigenschaften des Raums und des Geräts und subtrahiert anschließend den reflektierten Schall vom Mikrofonsignal. AEC ist in nahezu allen modernen IP-Telefonen, Headsets und Softphone-Anwendungen integriert.
Siehe auch: Echo · AGC
AGC (Automatische Verstärkungsregelung)
Eine Funktion, die die Mikrofonlautstärke automatisch so anpasst, dass leise Sprecher lauter und laute Sprecher leiser wiedergegeben werden. AGC sorgt dafür, dass die Lautstärke während des gesamten Gesprächs gleich bleibt, unabhängig davon, wie nah oder weit der Sprecher vom Mikrofon entfernt ist.
Siehe auch: Echounterdrückung/AEC
PLC (Packet Loss Concealment)
Eine Technik, die von Codecs und VoIP-Geräten verwendet wird, um die Auswirkungen verlorener Audiopakete zu kaschieren. Wenn ein Paket fehlt, generiert PLC ein kurzes Audiosegment auf der Grundlage der Pakete, die vor und nach der Lücke angekommen sind. Dadurch sind geringe Paketverluste für den Hörer nahezu nicht wahrnehmbar.
Siehe auch: Paketverlust · Codec · iLBC
Duplex / Halbduplex / Vollduplex
Der Begriff „Duplex“ beschreibt, ob beide Gesprächspartner gleichzeitig sprechen können. „Vollduplex“ bedeutet, dass beide Gesprächspartner gleichzeitig sprechen können, wie bei einem normalen Telefongespräch. „Halbduplex“ bedeutet, dass jeweils nur eine Person sprechen kann, wie bei einem Walkie-Talkie. Alle modernen VoIP-Telefone und Headsets sind vollduplexfähig.
Siehe auch: Freisprecheinrichtung · Echo
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Der Vergleich ist ein Teil von pbx.lu. Auf den übrigen Seiten der Website wird erläutert, welche Funktionen die einzelnen Features bieten, wie sich Cloud-PBX für bestimmte Branchen eignet und welche Fachbegriffe hinter der Technologie stehen.
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