ITU-T G.711

Die meisten der verfügbaren Codecs wurden von der ITU-T (International Telecommunications Union) spezifiziert und standardisiert. Der Standard G.711 ist eine Spezifikation zur Digitalisierung von analogen Audiosignalen ohne Komprimierung.

Anwendungsgebiet
Der Codec nach G.711 wurde zunächst für das ISDN (Integrated Services Digital Network) entwickelt und kommt in u.a. ISDN-Telefonen zum Einsatz. In Europa beträgt die Bandbreite 64 kbit/s, in Nordamerika und Japan 56 kbit/s. Bei Voice over IP war zunächst der Standard H.323, ebenfalls von der ITU-T, ab 1996 aktiv. Dieser sah G.711 als verpflichtend für jedes Endgerät vor. Alle anderen Codecs sind bei H.323 nur optional. Bei SIP kann diese Aussage nicht erfolgen, weil SIP von der IETF nur die Signalisierung bei VoIP spezifiziert, nicht aber die zu verwendenden Codecs.

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G.711 kommt aber auch in Media Gateways bei Voice over IP vor, wenn nämlich von IP-Netzen mit anderer Kodierung ins öffentliche Telefonnetz (ISDN) umgesetzt werden muss.

Zu guter setzt man G.711 fast immer in lokalen Netzwerken (LAN) von Unternehmen als Standard-Codec für VoIP ein, da die LANs heute mit Gigabit-Backbones mehr als genügend Bandbreite aufweisen.

Bandbreitenbedarf
Der Codec erzeugt, wie gesagt, in Europa netto eine Bandbreite von 64 kbit/s. D.h. in der leitungsvermittelten ISDN-Technik telefonieren wir in Deutschland auch mit 64 kbit/s in einem exklusiven B-Kanal.
Bei Voice over IP übertragen wir allerdings paketorientiert. Das heißt, unsere Abtastwerte werden erst einmal gesammelt (z.B. 200 Samples) und in ein IP-Paket verpackt. Allerdings sind im IP-Paket bei VoIP noch die Protokolle RTP und UDP involviert, so dass eine größere Bandbreite brutto entsteht. Hier einige Beispiele bei 200 Byte großen Paketen:

Auf einer Wählleitung mit PPP: 78,4 kbit/s brutto
Im Ethernet-LAN: 89 kbit/s brutto
Im WAN mit Frame Relay: 79,4 kbit/s brutto

Zum Bandbreitenbedarf des G.711-Codecs kann noch ca. 5% für das Steuerprotokoll RTCP hinzugerechnet werden.

Verfahren
Das Verfahren ist die Pulse Code Modulation (PCM). Die Audiosignale werden zunächst im Frequentband zwischen 300 und 3.400 Hz begrenzt und anschließend mit 8.000 Hz abgetastet. Dadurch entsteht alle 0,125 Sekunden (1/8.000s) ein Abtastwert, der mit 8 Bit anhand einer nicht-linearen Quantisierungskurve (in Europa A-law, in Nordamerika und Japan u-law genannt) kodiert wird. 8.000 Abtastwerte pro Sekunde mal 8 Bit pro Abtastwert ergeben die Netto-Bitrate von 64 kbit/s.

In der Einordnung des Mean Opinion Score (MOS) erreicht G.711 einen Wert von ca. 4,4. Der MOS ermittelt das subjektive Empfinden der Sprachqualität eines Benutzers in empirischen Versuchen. Damit erreicht G.711 die höchste subjektive Sprachqualität als die meisten anderen Codecs, wie z. B. G.726 und G.729, bei denen jedoch durch höhere Kompression eine geringere Netto-Bitrate erreicht wird.