Este documento presenta una introducción a los codecs de audio, transcoding y negociación de codecs en Asterisk. Explica los diferentes tipos de codecs de audio soportados por Asterisk y cómo funciona el transcoding. También describe cómo Asterisk negocia los codecs entre nodos y cómo la solución de transcoding de Sangoma puede utilizarse para habilitar transcoding de alta calidad sin sobrecargar el CPU del servidor Asterisk.

1. Negociación de codecs en
Asterisk
Moisés Silva
Ingeniero / Manager de Software
moy@sangoma.com

2. Agenda
• Codecs de Audio
• Transcoding
• Negociación de Codecs
• Transcoding con Sangoma
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3. Codecs de Audio
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4. Codecs de Audio
• Los codecs codifican y decodifican la voz para su transmisión
por una medio digital
– Algoritmo matemático (la salsa secreta)
– Bit rate (cuantos bits en un segundo)
– Sampling rate (cuantas muestras en en un segundo)
– Paquetización (cuantos bytes por cada paquete)
• El algoritmo es la parte central del codec
• El bit rate define el ancho de banda requerido
• El “sampling rate” define la calidad (al menos parcialmente)
• La paquetización afecta la latencia y un ancho de banda extra
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5. Codecs de Audio
• G.711 (PCMU/PCMA, Ulaw/Alaw) – Banda angosta (Narrowband)
– 64kbps (Bit rate)
– 8kHz (Sampling rate)
– 10ms, 20ms, 30ms, 40ms … + (Paquetización)
• G.722 – Banda ancha (Wideband)
– 48kbps, 56kbps and 64kbps
– 16kHz (IANA lo define a 8kHz debido a un error histórico en el
RFC1890)
– 10ms, 20ms, 30ms, 40ms … +
• G.722.1 Annex C – Ultra banda ancha (Ultra-wideband)
– 48kbps
– 32kHz
– 20ms, 40ms, 60ms
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6. Codecs de Audio
• Asterisk soporta una amplia gama de codecs
– Narrowband (G.711, G.726, G.723.1, G.729AB, Speex …)
– Wideband (G.722, Siren7, Speex …)
– Ultra-wideband (Siren14)
• Asterisk requiere el sonido en formato L16 (linear 16 bits)para
su manipulación (mezclar audio o alterarlo)
• Los “translators” codifican y decodifican hacia/de un codec a
otro (tipicamente hacia/de L16)
• Asterisk puede hacer “pass-thru” de codecs que no conoce
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7. Codecs de Audio
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8. Transcoding
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9. Transcoding
• Requerido cuando los nodos de comunicación no tienen
un codec en común
• Asterisk debe permanecer en el “path” de audio
• Incrementa el uso del CPU (particularmente si se hace
en software)
• Es requerido si necesitas:
– Grabación de llamadas en distinto formato
– Detección de tonos, PLC etc
– Mezcla de audio (ie, Conferencing with MeetMe)
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10. Asterisk Transcoding
• Transcoding en una llamada de una sola pierna
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11. Asterisk Transcoding
• Transcoding de 2 piernas SIP
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12. Pass-thru de Codecs
• Asterisk puede hacer pass-thru del audio en algunos casos
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13. Asterisk Translators
• Traductores de Asterisk para pasar de un codec a otro
• Los módulos en codecs/codec_xxxx.so registran uno o mas
traductores al ser cargados
• Cada traductor es asignado un costo dependiendo de los
recursos requeridos para hacer la traducción
• Asterisk encuentra caminos de traducción basandose en
estas medidas
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14. Asterisk Translators
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15. Asterisk Translators
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16. Negociación de codecs
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17. Negociación de Codecs
• Son las decisiones hechas para escoger un codec para
cada llamada
• Dada una lista de codecs, escoger uno!
• Varios parámetros y condiciones del sistema determinan
las preferencias
• Usualmente es preferible evitar el transcoding con una
configuración apropiada para cada nodo (ej, teléfono
SIP)
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18. Negociación de Codecs
• No uses PLC nativo si quieres evitar transcoding
• En sip.conf las lineas allow=xx and disallow=xx
determinan tus preferencias globales o por nodo (peer,
friend)
• [darth-vader]
disallow=all
allow=g729
allow=gsm
allow=alaw:20
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19. Negociación de Codecs
• Los parámetros de los codecs son verificados y
guardados al recibir SDP
• Usa las variables SIP_CODEC, SIP_INBOUND_CODEC
and SIP_OUTBOUND_CODEC, para un mayor control
por llamada
• Usa sip.conf “preferred_codec_only” cuando quieras
controlar con precisión el codec a usar por cada nodo
• Todos los codecs anunciados en el SDP son aceptables!
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20. Negociación de Codecs
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21. Formato de Audio
• Usa la propiedad “audionativeformat” para encontrar el
formato nativo de un canal
– ${CHANNEL(audionativeformat)}
• Asterisk cambia el formato de lectura y escritura “al
vuelo” si un nuevo tipo de RTP es recibido
– ${CHANNEL(audioreadformat)}
– ${CHANNEL(audiowriteformat)}
• El primer paquete RTP determina el codec a usar
cuando existen multiples opciones
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22. Modos de RTP
• El parámetro “directmedia” (el viejo “canreinvite”) causa
que el RTP vaya directo entre los nodos enviando un
nuevo INVITE o un UPDATE
• El nuevo parámetro “directrtpsetup” permite también que
ambos nodos se comuniquen directo, pero no requiere
un nuevo INVITE o un UPDATE
• En ambos modos Asterisk no será capaz de hacer
transcoding
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23. Asterisk con “directmedia”
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24. Sangoma Transcoding
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25. Sangoma Transcoding
• El más amplio soporte de codecs en la industria
• Funcionamiento basado en Ethernet y RTP
• Interfaz SOAP para el control de transcoding
• Multiples servidores pueden usar una sola tarjeta
• Actualización de firmware en el campo de trabajo
• Licencias actualizables (desde 30 licenses hasta 400)
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26. Implementación con Servidor Único
Asterisk
Capa de traducción
codec_sangoma
Cliente SOAP
(libsngtc-node)
Control via
conexión SOAP/TCP
Servidor SOAP
RTP
(Voice) API
Tarjetas detectadas
(libsng-tc) automaticamente
Driver ethernet standard
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27. Implementación Distribuida
Servidor de Transcoding
Servidor de Aplicación
Asterisk
Capa de traducc.
sangoma_codec
Cliente SOAP
(libsngtc-node)
Control
RTP (Conexión SOAP TCP)
(Voz)
Servidor SOAP
Servidor de Aplicación API (libsng-tc)
Asterisk
Capa de traducc. Driver ethernet standard
codec module
Cliente SOAP
(libsngtc-node)
RTP
(Voz)
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28. Capacidades
Codec/P Time 10 ms 20 ms 30 ms 40 ms 50 ms
G.729 AB 300 440 459 462 466
G.722 290 388 410 388
GSM 480
AMR 12.20 200 226
AMR 4.75 258 281
ILBC 15.2 310 298
ILBC 13.3 273
G.723 5.3 200
G.723 6.3 200
G.726 32 310 450 480 480 480
PCM/U 310 390 420 440 460
PCM/A 310 390 420 440 460
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29. Codecs en Asterisk por D-Series
• G.729
• G.726-32
• G.722
• G.722.1
• G.723.1
• iLBC
• AMR
– *más codecs son soportados por las tarjetas D-series
pero no implementados o soportados por Asterisk
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30. Gracias!
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