Das Thema Codecs hat bei deutschen Asterisk-Installationen keine so große Bedeutung wie bei Installationen in anderen Ländern. Der Grund liegt darin, dass wir jahrelang ISDN-verwöhnt sind und die Qualität natürlich nicht mehr missen wollen. Entsprechend entscheidet man sich in Deutschland fast immer für den ISDN-Codec G.711 (alaw oder ulaw, ulaw[93] ist die in den USA und Japan übliche Form, alaw die in Europa übliche). In Amerika sieht das anders aus. Dort hat man traditionell eher eine schlechte Sprachübertragungsqualität über das oft veraltete Netz und entsprechend niedrigere Ansprüche. Für die meisten Amerikaner ist ein Umstieg auf den G.711-Codec immer ein Sprung zu einer viel besseren Qualität (einer der Gründe, warum VoIP in Amerika schneller populär wurde als in Deutschland).
Ein Codec wandelt analoge Audiosignale in ein digitales Format um. Dies kann nahezu verlustfrei (z.B. G.711)[94] oder auch mit einem gewissen Verlust (z.B. GSM) geschehen. Ohne einen Codec kann man keine Sprache übertragen. Und welchen Codec man nimmt, hängt von der zur Verfügung stehenden Bandbreite und von der verfügbaren Rechenleistung ab. Die Benutzung von Codecs ist immer ein Kompromiss zwischen diesen beiden Werten (Bandbreite und Rechenleistung).
Wir gehen in diesem Kapitel nicht allzu tief auf die Funktionsweisen der verschiedenen Codecs ein. Dem interessierten Leser sei hier ein Blick in die Wikipedia empfohlen. Für uns reicht ein genereller Überblick.
Das größte Problem beim Einsatz von hochkomprimierenden Codecs ist die dadurch verbrauchte Rechenleistung. Bei Ihrer aktuellen Installation können Sie im CLI mit dem Befehl show translation eine Tabelle mit den Umcodierungszeiten für die verschiedenen Codecs erhalten:
molokai*CLI> show translation
Translation times between formats (in milliseconds) for one second of data
Source Format (Rows) Destination Format (Columns)
g723 gsm ulaw alaw g726aal2 adpcm slin lpc10 g729 speex ilbc g726 g722
g723 - - - - - - - - - - - - -
gsm - - 2 2 2 2 1 3 - - 13 2 -
ulaw - 2 - 1 2 2 1 3 - - 13 2 -
alaw - 2 1 - 2 2 1 3 - - 13 2 -
g726aal2 - 2 2 2 - 2 1 3 - - 13 1 -
adpcm - 2 2 2 2 - 1 3 - - 13 2 -
slin - 1 1 1 1 1 - 2 - - 12 1 -
lpc10 - 2 2 2 2 2 1 - - - 13 2 -
g729 - - - - - - - - - - - - -
speex - - - - - - - - - - - - -
ilbc - 3 3 3 3 3 2 4 - - - 3 -
g726 - 2 2 2 1 2 1 3 - - 13 - -
g722 - - - - - - - - - - - - -
The 'show translation' command is deprecated and will be removed in a future release. Please use 'core show translation' instead.
molokai*CLI> In Ihrem System nicht verfügbare Codecs werden mit einem "-" gekennzeichnet. Man kann in dieser Tabelle sehr leicht sehen, welcher Codec auf diesem System die meiste CPU-Leistung erfordert: Es ist ilbc.
Um Rechenzeit einzusparen, sollten Sie in Ihrem System so wenig verschiedene Codecs wie möglich einsetzen. Wenn ein Gespräch von Telefon A zu Telefon B mit dem gleichen Codec geschieht, dann kann Asterisk die einzelnen Sprachpakete einfach durchreichen. Sollte A aber einen anderen Codec als B sprechen, dann muss Asterisk jedes Sprachpaket erst de- und dann wieder encodieren.
Die Konfiguration des Codecs erfolgt immer technologieabhängig. IAX-Telefone werden in der iax.conf und SIP-Telefone in der sip.conf konfiguriert. Will man alle SIP-Telefone auf den Codec G.711 (also alaw und ulaw) einstellen, dann geschieht das mit folgendem Code in der sip.conf:
[general] disallow=all allow=alaw allow=ulaw
Wollen Sie im gleichen System das Telefon mit der Nummer 2000 so einstellen, dass es nur GSM sprechen kann, so geschieht dies folgendermaßen:
[general] disallow=all allow=alaw allow=ulaw [2000] disallow=all allow=gsm
Mit dem Befehl show translation bekommen Sie eine Auflistung der in Ihrem System verfügbaren Codecs (das sind alle mit einer Zahl). Die in Asterisk-Installationen gebräuchlichsten Codecs werden in der folgenden Liste kurz besprochen:
Ein Asteriskklassiker und uns allen von Handygesprächen bekannt. Die Bandbreite beträgt 13,3 Kbps und die Qualität ist OK, wenn auch nicht überragend.
iLBC ist eine Art Geheimwaffe bei schmalen Bandbreiten. Die Sprachqualität ist sehr gut und die Bandbreite beschränkt sich auf 13,3 bis 15 Kbps (je nach Framegröße). Skype benutzt eine Abwandlung dieses Codecs. Das Problem mit iLBC ist aber seine Rechenintensität. Deshalb wird er auch nicht von allen VoIP-Telefonen unterstützt.
Ein weiterer Klassiker. G.711 (auch als alaw oder ulaw bezeichnet) ist allen deutschen Lesern von ISDN bekannt. Der Codec bietet eine sehr gute Sprachqualität und benötigt 64 Kbps. Er ist Standard für alle Gespräche im Intranet und wird von den meisten Firmen auch im Internet benutzt.
Die Chancen stehen nicht schlecht, dass G.722 irgendwann mal G.711 ablöst. In seiner höchsten Auflösung bietet er eine viel bessere Sprachqualität als G.711 (also noch mal besser als ISDN) und benötigt dafür auch nur 64 Kbps. Leider wird er zur Zeit noch nicht von vielen Telefonen unterstützt.
Bietet die gleiche Sprachqualität wie G.711, benötigt aber nur die halbe Bandbreite (32 Kbps). Im Gegensatz zu G.711 wird nicht immer die aktuelle Information, sondern nur die Differenz zum vorherigen Sprachpaket übertragen. So kann mit halber Bandbreite die gleiche Sprachqualität erreicht werden. G.726 ist nicht allzu rechenintensiv, aber natürlich benötigt er etwas mehr Rechenleistung als G.711.
G.729a ist ein lizenzpflichtiger Codec, der mit 8 Kbps auskommt und eine ähnlich gute Sprachqualität wie GSM bietet. Lizenzen für Asterisk können bei Digium gekauft werden. Er sticht weder durch Sprachqualität noch durch Performance hervor. Allerdings ist er in sehr vielen VoIP-Telefonen verbaut und damit eine gute Möglichkeit, Bandbreite zu sparen.
Wer viele Gespräche gleichzeitig über eine Netzwerkverbindung führen will (z.B. wenn zwei Asterisk-Anlagen miteinander verbunden werden), der bekommt sehr schnell ein Bandbreitenproblem. Je nach Codec und Länge des Frames kann es sein, dass der IP-Overhead genauso oder sogar größer ist als die Nutzlast (also die übertragene Sprache). So bekommen Sie mit dem SIP-Protokoll und der Verwendung des GSM-Codecs auf einer 2 MBit-Datenleitung nur ungefähr 35 gleichzeitige Gespräche (wobei beide Gesprächspartner gleichzeitig reden können). 35 Gespräche über eine 2 MBit-Leitung ist aber nicht gerade viel. Da wären Sie mit einem normalen Mulitplex-Anschluss besser bedient, da dort die Sprachqualität wesentlich besser ist.
Die geniale Idee am Trunkingverfahren ist, nicht pro Nutzlastpaket auch einen Overhead zu erzeugen, sondern mehrere Nutzlastpakete zusammenzufassen und diese als ein Paket mit entsprechend nur einem Overhead zu versenden. Dadurch lässt sich die Bandbreite sehr stark reduzieren. So können Sie auf der gleichen 2 MBit-Datenleitung 77 simultane Gespräche führen (mit dem GSM-Codec). Möchten wir auf der gleichen Verbindung eine ISDN-Sprachqualität bekommen, können wir unter Einsatz von Trunking und dem G.726-Codec immer noch 44 simultane Gespräche führen.
Trunking wird nur im IAX2-Protokoll (siehe Abschnitt 7, „IAX“) angeboten und sollte nur bei Verbindungen mit mindestens 2 simultanen Verbindungen benutzt werden, da der Overhead bei einer Verbindung geringfügig höher ist als ohne Trunking.
Wer sich intensiv mit der Bandbreitenproblematik auseinandersetzen will, der kann auf http://www.asteriskguru.com/tools/bandwidth_calculator.php online verschiedene Szenarien durchrechnen.
Version 1.2, November 2002
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