语音通话的时候一般需要多少带宽?

语音通话的时候一般需要多少带宽?,第1张

大约 3-13k/s ,根据对方的带宽情况、网络状况、以及 CPU 性能等而有所不同。

由于网络的不稳定性,消耗的流量也不是固定的,但是基本上都不会相差太多,微信语音通话一分钟消耗流量大致为1200k;

扩展资料:

无论在呼叫控制信令中使用哪一种协议,话音包的传输基本上都是基于实时传输协议RFC 1889 / RFC 3350协议进行网络传输。这是IETF开发的用于传输实时媒体流的协议。

几乎所有与voip相关的产品都使用RTP来发送和接收语音信息。语音包的结构如下所示。它被包装在IP层上并发送到网络上。有效载荷的数量取决于编码。

一般来说,网络电话的G.729码较多,而营办商提供的IP电话服务的g.711码较多。711是也用于ISDN的编解码器。它的音质更好,但是比G.729有更多的信息。

729是一个高压缩比和声音质量的编解码器。在传送语音信息的过程中,g.711需要64kbps,而G.729只需要8kbps。两者通常以20msec的间隔发送数据包(时间可能不同),因此我们可以计算实际的数据包大小。

关于语音带宽的解释,请见下文。

不论在呼叫控制信令上采用何种协议,语音包的传输基本上都基于RTP(real-time transport protocol RFC 1889/RFC 3350)协议在网络上传输。这是一种为传输实时媒体流而由IETF制定的协议。

几乎所有的VoIP相关产品,都利用RTP收发语音信息。语音包的结构如下所示,在IP层上封装后被送出到网络上,Payload部分的信息量多少取决于所采用的编码方式。

一般说来,在VoIP的世界里采用G.729编码的较多,而在运营商提供的IP电话服务中则是G.711较多。G.711是在ISDN网中也被使用的 CODEC,音质较好,但与G.729相比信息量较多。而G.729则是一种压缩率高且音质也较好的CODEC。在传输一路语音信息时,G.711所需的带宽是64kbps,而G.729只需要8kbps。两者一般都以20msec间隔(这个间隔可变)发送数据包,因此我们可以推算出实际的包大小。

语音信息是一种模拟信号,而将语音转换成数据包首先需要将模拟信号转换为数字信号(数-模转换)。相信大家对此都有所了解,将模拟式的语音信息用数字式传输的过程大致如下图所示。

现有的电话交换网中采用的编码方式是G.711(PCM),在通话的两端必须采用同样的方式分别进行编码/解码操作才能实现语音通话,这里的编码/解码功能合称为CODEC(COder/DECoder)。

VoIP应用中常见的两种具有代表性的CODEC如下:

G.711(PCM方式:PCM=脉码调制 :Pulse Code Modulation)

? 采样率:8kHz

? 信息量:64kbps/channel

? 理论延迟:0.125msec

? 品质:MOS值4.10

G.729(CS-ACELP方式:Conjugate Structure Algebraic Code Excited Linear Prediction)

? 采样率:8kHz

? 信息量:8kbps/channel

? 帧长:10msec

? 理论延迟:15msec

? 品质:MOS值3.9

接下来就以这两种CODEC为基础进行探讨。光使用CODEC将语音信息数字化还不算是将语音数据包封装完成。

为了完成封包工作,VoIP终端内置了被称为DSP(Digital Signal Processor)的芯片。简单地说,就是对模拟信号编码后产生的大量数字信息进行实时处理的芯片。

实际的封包过程,还需要使用RTP协议将语音数据包发送到网络上去。RTP包中,包括载荷类别(CODEC的类别)、序列号(语音包的顺序)、时间戳(语音包的发送间隔)等信息,接受方就以这些信息为基础将收到的数字信息还原为模拟的语音信号。

(4)计算语音数据包的大小和所需带宽

实际的语音信息在IP层上封装后的数据包格式如下。

IP Header(20Byte)+UDP Header(8Byte)+RTP Header(12Byte)+Payload(净载部分,可变长)

将语音信息封装为IP包在3层以上就必然产生40Byte的额外开销,那么使用G.711/G.729 CODEC分别以20msec周期封装语音信息包的话,所生成的包长度如下。

G.711时

每秒送出的包为:1000/20msec = 50pps

一路语音信息所需的带宽64kbps = 50pps×Payload大小

Payload大小 =64000/50=1280bit=160byte

语音包的长度为200byte。

G.729时

每秒送出的包为:50pps

一路语音信息所需的带宽8kbps=50pps×Payload大小

Payload大小= 8000/50 =160bit=20byte

语音包的长度为60byte。

在实际应用中具体应该使用哪种CODEC呢?仅从语音通话业务的角度来看是用哪一种CODEC都没有问题的。

但是,如果需要利用传真服务或是与VoIP运营商互联的话,就必须使用G.711。而拥有多处分支机构的企业,用于分支间互联的往往不会是与LAN等同的10/100Mbps的线路。多数分支甚至还在用128kbps的线路互联。

此时如果选择G.711的话,光是语音信息就有可能把可用带宽消耗光。有些产品支持为不同的连接对象使用不同的CODEC。利用这一功能,就可以做到在窄带连接上使用G.729,而在宽带连接上使用G.711。如果采用这类产品,为了统一运用管理策略,可以考虑使用“分支间采用G.729;同一LAN内采用G.711”的设计。但如果有需要在分支间使用传真服务,则必须在分支间也使用G.711。

此外,在进行带宽计算时,还必须考虑二层上的开销。具体到采用以太网传输时,必须加上以太帧的开销。

以太网传输所需的额外开销包括

? 前同步(Preamble):7byte(为了通知帧发送开始而取同步的信号)

? SFD:1byte(Start Frame Delimiter:数据帧开始部分)

? 对端MAC地址:6byte

? 源MAC地址:6byte

? 协议:2byte(VLAN时包含于802.1q)

? 802.1q:4byte(使用VLAN时)

? FCS:4byte

下面再举两个实例。

实例1:以太帧带VLAN Tag

? Preamble:7byte

? SFD:1byte

? 对端MAC地址:6byte

? 源MAC地址:6byte

? 802.1q:4byte(使用VLAN时)

? FCS:4byte

根据实例1的计算可知,在使用VLAN功能的以太网上,每个三层的数据包需要加上28byte的开销。

实例2:不带VLAN Tag的以太帧

? Preamble:7byte

? SFD:1byte

? 对端MAC地址:6byte

? 源MAC地址:6byte

? 协议类别:2byte

? FCS:4byte

根据实例2的计算可知,无VLAN环境下,每个3层包在以太网上需要的额外开销是26byte。

最后来简单计算一下不同CODEC下所需的实际带宽。

计算的前提是RTP包送出间隔为20msec且2层上不使用VLAN,此时每个包需要附加还必须加上40Byte(3层以上的开销)+26Byte(2层的开销)=66Byte的额外开销。而每一秒钟共产生50个包(50pps),因此除了净载的语音信息(64kbps)外开销部分所占用的带宽是66Byte×8×50=26.4kbps。

由此得出G.711在实际传输中需要占用 90.4kbps的带宽,而在实际的网络设计中一般都是按照每路通话100kbps来进行估算的。G.729所占的带宽是34.4kbps,虽然加上额外开销后它所需的带宽仍远低于G.711,但考虑到消耗带宽中包头的开销和净载分别占用的比例,不免令人觉得有些遗憾。

这样,就需要采用包头压缩等技术来进一步提高带宽的利用效率了。

高清语音(HD Voice)是下一代电信语音质量标准,使用更广域的AMR-WB(G.722.2)音频编码技术,AMR-WB中文全称是自适应多速率宽带编码,这个编码的语音带宽在50-7000Hz之间,人的自然声音带宽是80-14000Hz,传统GSM EFR语音编码带宽是200-3400Hz。也就是说HD Voice的声音质量更加接近自然声音。通俗的讲:就是HD Voice语音通话会让用户之间有面对面说话的现场感。据说能够让类似英文中的s、f等摩擦音听起来更清晰。

二、如何才能享受高清语音(HD Voice)

高清语音至少需要两个条件:第一是网络支持;第二是通话双方必须是都支持高清语音的终端。网络支持需要运营商启用对AMR-WB编解码的功能支持。从无线接入到网络通话相关的各个网元都需要支持。GSMA对于使用HDVOICE LOGO有一个对终端和网络的最小要求文件“Minimum Requirements for Mobile Networks and Terminals for the usage of the ‘HD voice’ logo”,指出,运营商并不需要在所有网元打开对AMR-WB的编解码支持。终端支持对于用户而言,就是通话双方必须都持有支持HD Voice的的手机。

三、中国联通目前有哪些终端支持高清语音(HD Voice)

Apple:iPhone 6/6 Plus、iPhone 6s/6s Plus

Samsung:Samsung Galaxy S6 edge+(G9280) Samsung Galaxy S6(G9200)

Samsung Galaxy Note5(N9200) Samsung Galaxy S6 edge(G9250)

华为:Mate8、Mate7、Mate S、P8

中兴:天机AXON、天机AXON mini

HTC:HTC One M9+、HTC One M9、HTC One A9


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