Netzwerkanwendungen, Teil 2

Kodierung spart Bandbreite

Für Gespräche im Telefonnetz nutzt man physiologische Schwächen des menschlichen Gehörs aus. Daher ist nicht über den gesamten Amplitudenbereich eine gleichmäßige Quantisierung notwendig. Für große Amplituden kann man eine gröbere Rasterung verwenden, ohne dass dadurch eine hörbare Verschlechterung der Sprachqualität auftritt. Auf diese Weise ist es möglich, mit nur 8 Bit Auflösung eine gute Qualität zu erreichen. Die Kombination aus 8 kHz Abtastrate und 8 Bit Auflösung ergibt eine nötige Bandbreite von 64 Kbit/s - den Standard in ISDN.

Die Datenrate lässt sich weiter verringern, wenn man spezielle Eigenschaften der Sprachsignale ausnutzt. Ein Ansatz dazu beruht auf der Annahme, dass die Amplituden aufeinander folgender Abtastwerte in der Regel nicht beliebig weit auseinander liegen. Überträgt man anstelle der Abtastwerte nur die Differenzen benachbarter Werte, so kann man den dann auftretenden kleineren Wertebereich mit weniger Bit quantisieren.

Bei adaptiven Verfahren wird der Wertebereich zusätzlich an die aktuelle Lautstärke angepasst. Dadurch erreicht man eine möglichst gute Übereinstimmung zwischen Wertebereich und auftretenden Amplituden. Ein Standard nach diesem Prinzip ist der "Adaptive Differenzielle PCM" (ADPCM) mit 32 Kbit/s gemäß ITU G.726. Gegenüber dem PCM-Standard wird bei nahezu gleicher Sprachqualität nur noch die halbe Datenrate benötigt. Ein Beispiel für den Einsatz dieses Standards ist DECT (Digital European Cordless Telephony) für schnurlose Telefone.