通话质量和数据使用量有哪些权衡？

[liza89]

通话质量和数据使用量之间存在着一个根本性的权衡，这是任何VoIP（互联网协议语音）或视频通话服务（如WhatsApp）在设计和优化其系统时都必须解决的问题。这种权衡的核心在于编码器（codec）的选择和比特率（bitrate）的设置。

以下是该权衡的技术方面：

1.编码器（Codecs）：

定义：编码器是压缩和解压缩音频和视频数据的算法。它们的效率直接影响通话质量和数据使用量。
高比特率/低压缩率编码器（追求质量）：
优点：能够捕获和传输更多的声音和图像细节，从而提供更清晰、更自然的音频和更高分辨率、更流畅的视频。延迟通常较低。
缺点：产生更大的数据包，消耗更多的带宽。在带宽有限或不稳定的网络环境下，这会导致通话中断、卡顿或声音失真。
示例： Opus（在更高比特率设置下）、H.264（用于视频，在更高比特率下）
比特低率/高压缩率编码器（追求数据效率）：
优点：显着减少数据包大小，从而降低数据使用量。在带宽有限的环境下，可以实现更稳定的通话连接。
缺陷：会丢失更多的声音和图像细节，导致质量下降（声音听起来像机器人、有噪音、失真）和视频质量下降（模糊、像素化、卡顿）。
示例：较低比特率设置下的Opus、AMR-NB（窄带），以及较低比特率下的H.264或VP8。
2.比特率（Bitrate）：

定义：比特率是指在单位时间内传输的数据量，通常以每秒千比特（kbps）或每秒兆比特（Mbps）为准。
高比特率：
影响：更多的每秒数据意味着可以承载更高质量的（更宽的频率范围、更少的压缩视频）和视频（更高的音频分辨率、更高的帧率）。
权衡：消耗更多数据，对网络带宽要求更高。
比特低率：
影响：较少的每秒数据意味着质量的音频和视频。为了适 荷兰 whatsapp 号码数据 应低比特率，编码器将消耗更多信息。
权衡：消耗数据少，对网络带宽要求低。在带宽有限的地区或数据套餐有限的用户来说非常重要。
3.帧率（Frame Rate - 视频通话）：

定义：视频通话中每秒传输的图像帧数（fps）。
高帧率：视频看起来更流畅、更自然。
权衡：消耗更多的数据。降低帧率可以显着减少视频通话的数据使用量，但使视频看起来卡顿。
4.分辨率（Resolution - 视频通话）：

定义：视频图像的像素尺寸（例如720p, 1080p）。
高分辨率：图像更清晰、细节更清晰。
权衡：消耗更多的数据。降低分辨率可以大大减少视频通话的数据使用量，但使图像变得模糊或像素化。
5.网络自适应（Adaptive Bitrate Streaming）：

技术挑战：实时调整通话质量以适应不断变化的网络状况。
WhatsApp 的策略： WhatsApp 和大多数现代 VoIP 服务都采用自适应比特率流技术。这意味着它们将持续监测通话双方的网络带宽和稳定性。
带宽带宽时：自动提高比特率，提供更高质量的音频视频。
带宽设定或锁定时间：自动降低比特率，优先保证通话的响应性和稳定性，即使这意味着牺牲一些音频质量。
“低数据用量”模式： WhatsApp 还提供了一个手动选项，允许用户强制启用“低数据用量”模式。这本质上是告诉 WhatsApp 优先使用优先的比特率，即使网络条件可能允许更高的质量。这对于那些数据套餐严格或处于漫游状态的用户尤其有用，他们宁愿牺牲一些质量来节省数据。
6. 抖动缓冲器（Jitter Buffer）：

定义：一段内存，用于临时存储格式化的音频/视频数据包，以平滑网络（数据包到达时间的波动）。
权衡：
增加的睡眠障碍：可以更好地应对网络睡眠，减少卡顿和中断，但会增加通话延迟。
较小的睡眠障碍：减少延迟，但在睡眠严重时更容易导致丢包和通话质量问题。
WhatsApp 需要优化故障的大小，以在通话流畅性和延迟之间取得平衡。
结论：

WhatsApp 在通话质量和数据使用量之间不断寻求平衡，以适应全球用户的通信网络环境。它通过使用高效的编码器、动态调整比特率和帧率、以及提供用户控制的“低数据用量”模式来实现这一目标。最终，目标是在提供通话的通话体验（不掉线、不卡顿）的同时，关心地减少数据消耗，尤其是在带宽有限或按流量的环境中。通话质量和数据使用量之间的权衡是任何 VoIP（互联网语音）协议）或视频通话服务（如WhatsApp）在设计和优化其系统时都必须解决其根本性问题。这种权衡的核心位于编码器（codec）的选择和比特率（bitrate）的设置，以及网络认知。

以下是该权衡的技术方面：

1.编码器（Codecs）：

定义：编码器是用于压缩和解压缩音频和视频数据的算法。它们的效率直接影响通话质量和数据使用量。
高比特率/低压缩率编码器（追求质量）：
优点：能够捕获和传输更多的声音和图像细节，从而提供更清晰、更自然、更清晰、更流畅的音频视频体验。延迟通常更低。
缺点：产生更大的数据包，消耗更多的带宽。在带宽有限或不稳定的网络环境下，这会导致通话中断、卡顿或声音失真。
例子： Opus（在较高比特率设置下，提供宽频带甚至超宽频带的音频质量），H.264或VP8（用于视频，在较高比特率下提供高分辨率和帧率）。
比特低率/高压缩率编码器（追求数据效率）：
优点：显着减少数据包大小，从而降低数据使用量。在带宽有限的环境下，可以实现更稳定的通话连接。
缺陷：会丢失更多的声音和图像细节，导致质量下降（声音听起来像机器人、有噪音、失真）和视频质量下降（模糊、像素化、卡顿）。
例子：较低比特率设置下的Opus，AMR-NB（窄带音频），以及较低比特率下的H.264或VP8（通过降低分辨率或帧率）。
2.比特率（Bitrate）：

定义：比特率是指在单位时间内传输的数据量，通常以每秒千比特（kbps）或每秒兆比特（Mbps）为准。
高比特率：
影响：更多的每秒数据意味着可以承载更高质量的（更宽的频率范围、更少的压缩视频）和视频（更高的音频分辨率、更高的帧率）。
权衡：消耗更多数据，对网络带宽要求更高。
比特低率：
影响：较少的每秒数据意味着质量的音频和视频。为了适应低比特率，编码器会丢弃更多信息，或者服务会降低分辨率和帧率。
权衡：消耗数据少，对网络带宽要求低。这在带宽有限的地区或数据套餐有限的用户来说非常重要。
3.帧率（Frame Rate - 视频通话）：

定义：视频通话中每秒传输的图像帧数（fps）。
高帧率：视频看起来更流畅、更自然。
权衡：消耗更多的数据。降低帧率可以显着减少视频通话的数据使用量，但使视频看起来卡顿。
4.分辨率（Resolution - 视频通话）：

定义：视频图像的像素尺寸（例如720p, 1080p）。
高分辨率：图像更清晰、细节更清晰。
权衡：消耗更多的数据。降低分辨率可以大大减少视频通话的数据使用量，但使图像变得模糊或像素化。
5.网络自适应（Adaptive Bitrate Streaming）：

技术挑战：实时调整通话质量以适应不断变化的网络状况是VoIP服务能够稳定运行的关键。
WhatsApp 的策略： WhatsApp 和大多数现代 VoIP 服务都采用自适应比特率流技术。这意味着它们将持续监测通话双方的网络带宽和稳定性。
带宽带宽时：自动提高比特率，提供更高质量的音频视频。
带宽设定或锁定时间：自动降低比特率、分辨率或帧率，优先保证通话的性能和稳定性，即使这意味着牺牲一些音频视频质量。这种动态调整是无缝的，旨在为用户提供最佳的可用体验。
“低数据用量”模式： WhatsApp还提供了一个手动选项，允许用户强制启用“低数据用量”模式（在“设置”>“存储和数据”中）。这本质上是告诉WhatsApp优先使用优先的比特率，即使网络条件可能允许更高的质量。对于这些数据套餐严格或处于焦虑状态的用户尤其有用，而不是牺牲一些质量来节省数据。开启此模式会影响视频通话的质量，以降低数据消耗。
6. 抖动缓冲器（Jitter Buffer）：

定义：一段内存，用于临时存储格式化的音频/视频数据包，以平滑网络（数据包到达时间的波动）。
权衡：
增加的睡眠障碍：可以更好地应对网络睡眠和丢包，减少卡顿和中断，但会增加通话延迟。
较小的睡眠障碍：减少延迟，但在睡眠严重时更容易导致丢包和通话质量问题。
WhatsApp 需要优化故障的大小，以在通话流畅性和延迟之间取得平衡。
结论：

WhatsApp在通话质量和数据使用量之间不断寻求平衡，以适应全球用户的饮食网络环境。它通过使用高效的编码器、动态调整比特率和帧率、以及提供用户控制的“低数据用量”模式来实现这一目标。最终，目标是在提供关键的通话体验（不掉线、不卡顿）的同时，降低数据消耗，尤其是在带宽受限或按流量交换机的环境中。用户可以通过调整设置（如取消媒体自动下载、开启低数据消耗模式）来进一步控制其数据使用量。