17 de set de 2009

Uma Introdução a Telefonia IP - Parte 2


Vamos primeiro procurar entender como os sinais analógicos são convertidos em sinais digitais. Podemos dividir todo o processo em 3 etapas:



  1. Amostrar o Sinal analógico

  2. Quantizar as amostras numa expressão binária

  3. Comprimir as amostras para reduzir o uso da banda

Amostragem


A coleta de amostras da onda analógica deve ser feita de forma a se ter informação suficiente para reconstrui-la de forma digital. Quanto maior o número de amostras, maior a qualidade. O Teorema de Nyquist define que aamostragem deve ser ao menos 2 vezes o valor da maior frequencia do sinal.
São feitas 8000 amostras com 8 bits cada, necessitando-se portanto de 64000 bit ou 64 kpps para a transmissão de uma chamada.

Quantização


Quantização é o processo de selecionar números binários que representam os níveis de voltagem de cada amostra (PAM - Pulse Amplitude Modulation). Processadores de Sinais Digitais (DSPs) usam a quantização para mapear os sons analógicos para os valores binários mais próximos que estão disponíveis. Os valores do PAM são arredondados para cima ou para baixo para o nível que está mais próximo do sinal analógico original. A diferença entre o sinal analógico original e do nível de quantização atribuído é chamado erro de quantização ou ruído de quantização. Esta diferença é a fonte de distorções nos sistemas de transmissão digital.

Compressão

A compressão de dados visa a menor utilização da largura de banda em canais de transmissão de dados. A maioria dos esquemas de compressão tiram vantagem do fato de que datastreams tem muita repetição. Por exemplo, enquanto um código de 7-bit ASCII representa caracteres alfanuméricos, um esquema de compressão pode usar um código de 3 bits para representar a mais oito caracteres comuns. Na voz, há longos períodos de silêncio que podem ser substituídos por um valor que indica o quanto o silêncio não existe, ou quanto tempo o silêncio existe.

Um codec (coder/decoder) deve ser usado para comprimir as 8000 amostras coletadas. Há muitos codecs que variam de acordo com a taxa de compressão e a qualidade alcançadas:

Quanto maior a qualidade, maior a banda exigida. Assim, deve-se procurar um meio-termo entre estes dois elementos. Uma escala chamada MOS (Mean Opinion Score) procura mensurar a qualidade oferecida por estes codecs: Referência:

Gateway Protocols: Waveform Coding Techniqueshttp://www.cisco.com/en/US/tech/tk1077/technologies_tech_note09186a00801149b3.shtml

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