Jaką rozdzielczość zastosowano w standardzie G.711 modulacji sygnałów mowy, w kanałach o prędkości transmisji do 64 kbit/s?
W standardzie G.711 zastosowano rozdzielczość 8 bitów na próbkę i właśnie z tego wynika klasyczna przepływność kanału telefonicznego 64 kbit/s. Sygnał mowy jest próbkowany z częstotliwością 8 kHz, czyli pobiera się 8000 próbek na sekundę. Każda próbka po kompresji logarytmicznej, zgodnej z prawem A-law w Europie albo μ-law głównie w Ameryce Północnej i Japonii, ma 8 bitów. Daje to prosty rachunek: 8000 · 8 = 64000 bit/s, czyli 64 kbit/s. W praktyce to jest bardzo ważna wartość, bo pojedynczy kanał B w ISDN oraz szczelina czasowa w systemach PCM są właśnie projektowane pod taką przepływność. Moim zdaniem to jedna z tych liczb, które warto zapamiętać na stałe: G.711 = PCM = 8 kHz = 8 bitów = 64 kbit/s. W telefonii VoIP kodek G.711 też jest często używany, bo daje dobrą jakość rozmowy i ma małe opóźnienie, choć wymaga większego pasma niż np. G.729. To zgodne z podejściem branżowym: gdy priorytetem jest jakość i sieć ma odpowiednią przepustowość, G.711 jest bardzo sensownym wyborem.
W tym pytaniu łatwo pomylić rozdzielczość próbki z innymi parametrami cyfrowej transmisji mowy. Standard G.711 nie używa 4 ani 6 bitów na próbkę, bo taka liczba poziomów kwantyzacji byłaby zbyt mała dla klasycznej jakości telefonicznej. Przy 4 bitach mamy tylko 16 możliwych wartości próbki, a przy 6 bitach 64 wartości. To może wystarczać w bardzo uproszczonych systemach, ale nie dla standardowego kanału PCM stosowanego w telefonii publicznej. Pojawiłyby się wyraźniejsze zniekształcenia kwantyzacji, szum i mniej naturalne brzmienie mowy. Z drugiej strony 16 bitów na próbkę kojarzy się z jakością audio, np. płytą CD albo liniowym zapisem PCM w systemach multimedialnych, ale to nie jest parametr G.711. Gdyby przy próbkowaniu 8 kHz zastosować 16 bitów, otrzymalibyśmy 8000 · 16 = 128000 bit/s, czyli 128 kbit/s, a nie kanał 64 kbit/s. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś pamięta samo słowo PCM i od razu łączy je z 16-bitowym dźwiękiem. W telefonii klasycznej chodzi jednak o coś innego: o efektywne przeniesienie pasma mowy około 300-3400 Hz, zgodnie z zasadami sieci PSTN i cyfrowych traktów telefonicznych. G.711 stosuje kodowanie logarytmiczne A-law lub μ-law, dzięki czemu 8-bitowa próbka daje praktycznie wystarczającą jakość rozmowy. Z mojego doświadczenia najprościej trzymać się skojarzenia: kanał telefoniczny 64 kbit/s powstaje z 8000 próbek na sekundę po 8 bitów każda.