PCM、G.729等經常使用VoIP編碼的理論帶寬計算

可能通訊背景的同窗，一提到PCM編碼，腦海裏都能跳出來一個數值64K。

1、64KB仍是64Kb？

64Kb!

2、哪裏來的64Kb?

CCITT規定抽樣率爲每秒8000KHz，每抽樣值編8位碼，因此每秒共採集64Kbit數據。

3、PCMA和PCMU

就是對採集到的64Kbit按照不一樣的對數壓縮特徵（A率和μ率）進行編碼。
編碼後的數據大小仍然是64Kbit（所謂的無損編碼？）。

4、160字節是怎麼來的？

常常聽過「每包數據長度是160字節」，哪裏來的？
上面已經知道，使用PCM編碼，每秒產生64000bit數據。
轉化成字節，就是64000bit/（8bit/字節）=8000字節。

好了，下面須要考慮怎麼把這8000字節數據發送出去了。

5、這每秒產生的8000字節數據你打算怎麼處理？

你能夠選擇先什麼都不作，等一秒結束，編碼出全部的數據，而後把這一個包所有發出去，那這一個包就是8000字節。
你也能夠選擇，每等待100ms，編碼一次數據，而後把這一個包發送出去，那這一個包就是8000字節/(1000ms/100ms)=800字節。
你也能夠選擇，每等待10ms，編碼一次數據，而後把這一個包發送出去，那這一個包就是8000字節/(1000ms/10ms)=80字節。
你的等待時間就是打包週期，把一個週期的數據放到一個數據包裏就叫打包。

等等，說了半天仍是沒出現160字節。

6、160字節找出來了！

當打包週期是20ms的時候，一個包就是8000/(1000ms/20ms)=160字節。
這麼巧，20ms也是PCMA最經常使用的打包週期，G.729也是。

7、如何封裝這一包160字節？
1. 封裝在哪一種消息協議發送出去呢？

RTP（消息頭格式定長12*8=96bit）

2. RTP承載在什麼傳輸協議？

UDP（消息頭格式定長8*8=64bit）

3. 經過何種IP網絡傳輸？

IPv4（消息頭格式定長20*8=160bit）//也能夠是IPv6

4. 承載在什麼物理網絡上？

Ethernet II（消息頭格式定長14*8=112bit）

8、封裝後一個包有多長？

以太網頭 + IP頭    + UDP頭 + RTP頭 + 語音數據  = 數據總長
112bit  + 160bit + 64bit + 96bit + 160*8bit = 1712bit

9、封裝後的1712bit的數據包一秒要發多少個？

打包週期是20ms，一秒要發1000ms/20ms=50個。

10、帶寬出來了！

1712 bit/個 * 50 個/秒 = 85600 bit/秒 = 85.6 Kb/秒

 

附錄、G.729的帶寬呢？
1. 這個編碼算法厲害了，每秒只產生8000bit語音數據。
2. 一般的打包週期也是20ms，每一個包的語音數據是8000bit/(1000ms/20ms)=160bit。
3. 一個包長

以太網頭 + IP頭 + UDP頭 + RTP頭 + 語音數據 = 數據總長
112bit + 160bit + 64bit + 96bit + 160bit = 592bit

4. 所需帶寬

592bit/個 * 50 個/秒 = 29600 bit/秒 = 29.6 Kb/秒

5. 幾句廢話

G.729編碼數據量是PCM的1/8！並且語音質量好！難道完爆PCM編碼？想多了，這個編解碼須要花費更多的CPU資源。

工做了這些年，愈來愈體會到，不存在完美的東西（方案，編程語言，算法。。。），只有指定條件下的相對合適的存在罷了。

理論計算結束了，實際所佔帶寬是多少呢？須要各類流量監控軟件去統計和觀察了。