ما هي برامج ترميز VoIP وكيف تؤثر على جودة صوت المكالمات؟

بفضل بروتوكول نقل الصوت عبر الإنترنت (VoIP)، أصبحت المكالمات الهاتفية اليوم واضحة تمامًا وتحتاج فقط إلى اتصال بالإنترنت. كل هذا ممكن بفضل برامج ترميز VoIP.

اقرأ بينما نناقش ما يعنيه برنامج الترميز وكيف يمكنك تحديد برنامج الترميز المناسب لنظام هاتف VoIP الخاص بك.

ما هي برامج الترميز VoIP؟

برنامج ترميز VoIP هو تقنية تحدد جودة الصوت وعرض النطاق الترددي وضغط المكالمات الهاتفية عبر بروتوكول الصوت عبر الإنترنت (VoIP). تستخدم برامج ترميز VoIP إما خوارزميات خاصة أو مفتوحة المصدر. كلمة الترميز عبارة عن مجموعة من المصطلحين: الضغط وإلغاء الضغط.

برامج الترميز هي السبب وراء إمكانية تنزيل فيلم في دقائق، وليس ساعات. تتضمن الأمثلة العملية لبرامج الترميز التقاط الصور (JPEG)، وبرنامج التشفير (AES)، ووسائط البث (H.264)، وبرامج تسجيل الموسيقى والصوت (MP3).

على سبيل المثال، تحدد برامج الترميز الجودة وعرض النطاق الترددي الذي تحتاجه لمشاهدة مقاطع الفيديو على YouTube أو Netflix. في حالة برنامج ترميز VoIP، فإنه يحول الإشارات الصوتية التناظرية إلى حزم رقمية أو نموذج رقمي مضغوط للإرسال ثم يعود مرة أخرى إلى إشارة صوتية غير مضغوطة.

تحدد برامج ترميز VoIP جودة المكالمة ووقت الاستجابة في المحادثة نظرًا لأن المكالمة تتم عبر الإنترنت. قد تواجه بعض مشكلات VoIP نظرًا لانتقال المكالمات عبر الإنترنت.

إذا كان لدى موفر VoIP الخاص بك مراكز بيانات متعددة، فلن تكون الموثوقية مشكلة بالنسبة للغالبية العظمى من المكالمات الهاتفية.

المكونات الرئيسية لبرامج ترميز VoIP

في حين أن العملية الشاملة لالتقاط الصوت وتحويله وإرساله وتشغيله تتضمن مكونات متعددة في نظام VoIP، فإن برنامج الترميز نفسه لديه العديد من الجوانب الرئيسية التي يجب مراعاتها:

1. معدل أخذ العينات

إنه التردد الذي يتم من خلاله أخذ عينات من الإشارة الصوتية التناظرية وتحويلها إلى بيانات رقمية. تلتقط معدلات أخذ العينات الأعلى مزيدًا من التفاصيل وتؤدي إلى جودة صوت أفضل، ولكنها تتطلب أيضًا نطاقًا تردديًا أكبر. معدلات أخذ العينات الشائعة في برامج ترميز VoIP هي 8 كيلو هرتز، و16 كيلو هرتز، و48 كيلو هرتز.

2. عمق البت

وهذا يحدد دقة كل عينة، على غرار دقة الصورة. يوفر عمق البت الأعلى تمثيلاً أكثر دقة للموجة الصوتية ولكنه يزيد أيضًا من حجم البيانات. أعماق البت النموذجية المستخدمة هي 8 بت و16 بت.

تلتقط معدلات البت الصوتية (كمية البيانات المنقولة إلى الصوت) المزيد من المعلومات الصوتية في الثانية. بشكل عام، يشير معدل البت الأعلى إلى جودة صوت أفضل.

3. خوارزمية الضغط

هذا هو جوهر برنامج الترميز الذي يقلل من حجم البيانات من أجل النقل الفعال. تحقق الخوارزميات المختلفة مستويات مختلفة من الضغط مع المفاضلة في جودة الصوت وتعقيد المعالجة.

تتضمن طرق الضغط الشائعة ما يلي:

• ترميز النطاق الفرعي: يقوم بتحليل الإشارة إلى نطاقات تردد مختلفة وترميزها بشكل انتقائي بناءً على الأهمية.
• الترميز التنبئي الخطي (LPC): يتنبأ بالعينات القادمة بناءً على العينات السابقة، مما يقلل من التكرار.
• تكميم المتجهات (VQ): تجميع العينات المتشابهة في "ناقلات كودية" للتمثيل الفعال.

4. حجم الحزمة

يتم تقسيم البيانات المضغوطة إلى حزم لنقلها عبر الشبكة. تُعرف هذه العملية باسم الحزم.

يؤثر حجم الحزمة على التأخير والتشويش، مما يؤثر على جودة الاتصال في الوقت الفعلي. تعمل مخازن الارتعاش المؤقتة على تسهيل التباين في أوقات وصول الحزم عن طريق تخزين كمية معينة من الحزم الصوتية مؤقتًا قبل التشغيل. وهذا يعوض عن ارتعاش الشبكة .

يؤدي اختيار الحجم الأمثل إلى موازنة النقل الفعال مع تقليل التأخير.

5. تصحيح الأخطاء وإخفائها

الشبكات ليست مثالية، ومن الممكن أن تُفقد الحزم أو تتلف. يمكن لبرنامج الترميز دمج آليات تصحيح الأخطاء أو إخفائها للتخفيف من هذه المشكلات.

يحاول تصحيح الأخطاء استعادة البيانات المفقودة، بينما يحاول الإخفاء إخفاء المعلومات المفقودة باستخدام العينات المحيطة.

كيف تعمل رموز VoIP؟

تقوم برامج ترميز VoIP بتشفير الإشارات الصوتية وفك تشفيرها لنقل الصوت عبر شبكات IP. فيما يلي نظرة عامة سريعة على كيفية عملهم:

التناظرية للتحويل الرقمي

يقوم برنامج الترميز أولاً برقمنة الإشارة الصوتية التناظرية من الميكروفون إلى إشارة رقمية. تقوم هذه العملية باختبار الإشارة الصوتية على فترات منتظمة وتخزين اتساع شكل موجة الصوت في كل عينة بتنسيق رقمي.

معدلات أخذ العينات الشائعة هي 8000 عينة أو 16000 في الثانية.

التشفير

يقوم برنامج الترميز بعد ذلك بضغط أو تشفير البيانات الصوتية الرقمية الخام لتحسينها للنقل عبر شبكات الحزم.

تستخدم العديد من خوارزميات تشفير/فك تشفير الصوت (برامج الترميز) تقنيات الضغط مثل التحليل الطيفي الصوتي والتنبؤ والتشفير التفاضلي. بعض برامج الترميز الشائعة هي G.711 وG.729 وSpeex وOPUS.

التعبئة والتغليف

يتم بعد ذلك تقطيع البيانات الصوتية المشفرة وتعبئتها في حزم صغيرة مع إرفاق بيانات العنوان والتحكم بها. ويمكن بعد ذلك نقل هذه الحزم الصوتية عبر شبكة IP.

فك التشفير

عندما تصل الحزم إلى جهاز المتلقي، يقوم برنامج الترميز بتفكيكها، ويعيد تجميع المعلومات الصوتية الرقمية معًا بالترتيب الصحيح، ويفك تشفير البيانات الصوتية المضغوطة لإعادة بناء إشارة الصوت الرقمية الأصلية.

التحويل الرقمي إلى التناظري

وأخيرًا، يتم تحويل الإشارة الرقمية مرة أخرى إلى شكل موجة تناظري بحيث يمكن تشغيلها من خلال مكبر الصوت. ويتم ذلك عن طريق DAC (محول رقمي إلى تناظري).

أنواع برامج الترميز VoIP

نظرًا لوجود الكثير من خيارات برامج الترميز، فقد يكون اختيار خيار محدد أمرًا صعبًا. أدناه، قمنا بإدراج بعض برامج الترميز الفردية التي يجب مراعاتها.

1. برامج الترميز ذات النطاق الضيق

برامج الترميز ذات النطاق الضيق هي برامج ترميز صوتية مصممة للعمل بمعدلات بت منخفضة، عادةً أقل من 16 كيلوبت في الثانية. لقد تم تحسينها لتشفير صوت الكلام على حساب جودة صوت الموسيقى/النطاق العريض واستغلال نطاق التردد الضيق نسبيًا للكلام البشري (حوالي 300-3400 هرتز).

تركز برامج الترميز ذات النطاق الضيق بشكل خاص على ضغط الصوت البشري على حساب النطاق الترددي وجودة الصوت العامة. تُعلم القيود الخاصة بها تطبيقات مثل المكالمات الهاتفية وبرامج الاجتماعات ومراكز الاتصال، حيث يكون عرض النطاق الترددي محدودًا ولكن الاتصال الصوتي الواضح له أهمية قصوى.

فيما يلي بعض الأشياء الشائعة.

• G.711 – برنامج الترميز الضيق النطاق الأكثر شيوعًا. يحتوي على عرض نطاق ترددي يتراوح من 300 هرتز إلى 3.4 كيلو هرتز، وهو الأمثل لجودة الصوت الهاتفية التقليدية.
• G.729 - برنامج ترميز ضيق النطاق آخر شائع. يعمل بسرعة 8 كيلوبت في الثانية مع عرض نطاق يصل إلى 3.4 كيلو هرتز. يوفر جودة صوت جيدة بمعدلات بت منخفضة.
• G.726 - برنامج ترميز ضيق النطاق بمعدل بت متغير مع عرض نطاق يصل إلى 3,4 كيلو هرتز. يمكن أن تعمل بين 16-40 كيلوبت في الثانية.
• G.723 - برنامج ترميز قديم ضيق النطاق يعمل بمعدلات بت منخفضة للغاية تبلغ 5.3 أو 6.3 كيلوبت في الثانية. جودة الصوت أقل ولكنها قابلة للاستخدام.

2. برامج الترميز ذات النطاق العريض

تشير برامج الترميز عريضة النطاق إلى برامج ترميز الصوت التي يمكنها تشفير إشارات صوتية عالية الدقة تتجاوز حدود برامج الترميز الهاتفية التقليدية ذات النطاق الضيق. يمكنهم تشفير وفك تشفير الترددات التي تصل إلى حوالي 7-8 كيلو هرتز، أي أكثر من ضعف نطاق التردد الأقصى لبرامج الترميز ضيقة النطاق مثل G.711 (~3.4 كيلو هرتز).

ما هي بعض منها الشائعة؟

• G.722 – برنامج ترميز صوتي عالي الدقة مع جودة صوت محسنة بسبب عرض النطاق الترددي الأوسع من 50 هرتز إلى 7 كيلو هرتز مقارنة ببرامج الترميز ضيقة النطاق.
• AMR-WB – يرمز إلى النطاق العريض التكيفي متعدد المعدلات. تم تطويره لشبكات الهاتف المحمول، وهو يقوم بتشفير الصوت عالي الدقة من 50 هرتز إلى 7 كيلو هرتز.
• Opus – أحد أحدث برامج ترميز النطاق العريض وأكثرها تقدمًا. يدعم نطاقًا من معدلات البت من 6 كيلوبت في الثانية إلى 510 كيلوبت في الثانية وعرض النطاق الترددي من النطاق الضيق حتى 20 كيلو هرتز. يوفر مرونة كبيرة.

تعتمد برامج الترميز ذات النطاق العريض على برامج الترميز ذات النطاق الضيق لدعم جودة الصوت والصوت شبه عالية الدقة. ويأتي هذا على حساب معدلات البت الأعلى. ولكن مع الشبكات الحديثة، يتم استخدام برامج الترميز ذات النطاق العريض بشكل شائع لتوفير اتصالات صوتية وتجارب وسائط أكثر ثراءً.

كيف تعمل برامج الترميز على تحسين جودة المكالمات

يعتمد VoIP على برامج ترميز الصوت لتشفير وفك تشفير الإشارات الصوتية لنقلها عبر الإنترنت. تقوم برامج الترميز هذه بضغط الصوت لتقليل متطلبات النطاق الترددي ولكنها يمكن أن تؤثر على جودة المكالمة إذا لم يتم تحسينها بشكل صحيح.

تستخدم خدمات الهاتف VoIP برامج ترميز واسعة النطاق مثل G.722 لدعم ترددات صوتية أعلى تصل إلى 7 كيلو هرتز، مقارنة ببرامج ترميز النطاق الضيق مثل G.711، التي تدعم فقط ما يصل إلى 3.4 كيلو هرتز. وهذا يسمح لبرامج الترميز ذات النطاق العريض بتمثيل الصوت البشري بشكل أكثر دقة، والذي يتراوح من 80 هرتز إلى 14 كيلو هرتز. تنقل المعلومات الإضافية عالية التردد الفروق الدقيقة مثل العاطفة والتعبير بشكل أفضل.

تقوم برامج الترميز ذات النطاق العريض باختبار الإشارة الصوتية 16000 مرة على الأقل في الثانية لالتقاط نطاق التردد الأكبر هذا بشكل كافٍ. برامج الترميز المتقدمة مثل Opus قادرة على ضبط معدل البت ديناميكيًا لموازنة كفاءة عرض النطاق الترددي مع جودة الصوت.

بالإضافة إلى ذلك، تستخدم منصات VoIP آليات مثل إخفاء فقدان الحزمة وإلغاء الصدى الصوتي لتقليل ضوضاء الخلفية والتداخل الذي يمكن أن يؤدي إلى انخفاض جودة المكالمة.

من خلال دعم نطاقات تردد أوسع وتحسين الأداء في الوقت الفعلي، يمكن لبرامج ترميز VoIP الحديثة إرسال إشارات صوتية أكثر وضوحًا وثراءً مما يؤدي إلى تجربة محادثة أكثر طبيعية يمكن مقارنتها بالتحدث وجهًا لوجه.

مقالات لها صلة

كيف يعمل الصوت عبر بروتوكول الإنترنت؟ دليل المبتدئين لأنظمة الهاتف VoIP

اختيار برنامج الترميز الصحيح

تحدد أنظمة الهاتف Cloud VoIP برامج الترميز المتوفرة لجهازك. تعمل برامج الترميز على ضغط الإشارات الصوتية وفك ضغطها لنقل البيانات الصوتية بكفاءة عبر شبكات IP.

ينقل موفرو خدمة VoIP حزم البيانات عبر الإنترنت، بينما تحتاج هواتف IP إلى ضغط الصوت وفك ضغطه بشكل فعال على نقاط النهاية باستخدام برامج الترميز.

يتفاوض المتصل والهواتف التي يتم الاتصال بها مع برنامج الترميز المناسب عندما تكون هناك محاولة اتصال. يحتوي كل من هواتف المتصل والمستقبل على قائمة ذات أولوية لبرامج الترميز المدعومة للاتفاق على البرنامج الأمثل للاستخدام.

عندما يحين الوقت لاختيار أفضل برنامج ترميز لنظام الهاتف الخاص بك، اختر برنامج الترميز الذي يعمل بشكل أفضل وفقًا لاحتياجاتك. فكر في إمكانات النطاق الترددي الواقعية لفريقك ومتوسط ​​حجم المكالمات المتزامنة.

إذا كانت جودة المكالمة هي الأولوية القصوى، فيجب عليك وضع برنامج ترميز النطاق العريض G.722 أولاً في قائمة تفضيلاتك ثم G.711. يوفر G.722 جودة صوت استثنائية ولكنه يستخدم نطاقًا تردديًا أكبر. ومع ذلك، إذا كان استخدام النطاق الترددي المنخفض هو اهتمامك الأساسي بسبب قيود الشبكة، فاضبط برنامج الترميز ذو معدل البت المنخفض G.729 قبل G.711.

فيما يلي جدول يقارن بين برامج الترميز الشائعة.

نظرًا لأن جميع هواتف ومقدمي خدمات VoIP تقريبًا ما زالوا يقبلون G.711، فمن المحتمل أن يكون توافق برنامج الترميز G.722 الأحدث أكثر محدودية.

غالبًا ما يفضل متخصصو تكنولوجيا المعلومات برنامج الترميز G.722 لإجراء محادثات صوتية واضحة بشكل ملحوظ دون وضع عبئًا زائدًا على شبكة المنطقة المحلية.

اختر نظام VoIP المناسب للحصول على برامج ترميز أفضل

تعمل أنظمة الهاتف VoIP على تحسين إنتاجية عملك من خلال تمكين الاتصال الصوتي السلس بين أعضاء فريقك وشركائك وعملائك.

تتيح خوارزميات ضغط الصوت المتقدمة التي تسمى برامج الترميز إمكانية نقل صوت عالي الجودة عبر شبكات IP دون تعقيد معدات الاتصالات التقليدية.

لا تحتاج إلى التركيز على التفاصيل الفنية لبرامج ترميز VoIP. عند تحديد مزود نظام الهاتف السحابي الرائد في الصناعة مثل Nextiva، فإنك تستفيد من خبرتها الهندسية للتعامل مع التحسينات خلف الكواليس.

تدرك Nextiva أن جودة المكالمات الواضحة للغاية ضرورية لعملياتك ورضا العملاء. نحن نضمن بشكل استباقي اختيار برنامج الترميز الأمثل وضبط الأداء، مع إعطاء الأولوية لبرامج الترميز عالية الدقة للحصول على صوت طبيعي مع موازنة قيود النطاق الترددي.

تم تصميم البنية التحتية والشبكات الصوتية الخاصة بـ Nextiva لإطلاق الإمكانات الكاملة لصوت VoIP — حتى تتمكن من التركيز على أهداف العمل بدلاً من البروتوكولات التقنية الموجودة تحت الغطاء.

الأسئلة الشائعة حول برامج ترميز VoIP