VoIP 코덱은 무엇이며 통화 음질에 어떤 영향을 줍니까?

VoIP(Voice over Internet Protocol) 덕분에 오늘날의 전화 통화는 매우 선명하며 인터넷 연결만 필요합니다. VoIP 코덱이 있기 때문에 이 모든 것이 가능합니다.

코덱의 의미와 VoIP 전화 시스템 에 적합한 코덱을 선택하는 방법에 대해 설명하면서 함께 읽어보세요.

VoIP 코덱이란 무엇입니까?

VoIP 코덱은 VoIP(Voice over Internet Protocol) 전화 통화의 오디오 품질, 대역폭 및 압축을 결정하는 기술입니다. VoIP 코덱은 독점 또는 오픈 소스 알고리즘을 사용합니다. 코덱이라는 단어는 압축(Compression)과 압축 풀기(Decompression)라는 두 가지 용어의 합성어입니다.

코덱은 몇 시간이 아닌 몇 분 만에 영화를 다운로드할 수 있는 이유입니다. 코덱의 실제 예로는 이미지 캡처(JPEG), 암호화 소프트웨어(AES), 스트리밍 미디어(H.264), 음악 및 오디오 녹음 소프트웨어(MP3) 등이 있습니다.

예를 들어 코덱은 YouTube나 Netflix에서 비디오를 시청하는 데 필요한 품질과 대역폭을 결정합니다. VoIP 코덱의 경우 아날로그 음성 신호를 디지털 패킷이나 압축된 디지털 형식으로 변환하여 전송한 다음 다시 압축되지 않은 오디오 신호로 변환합니다.

통화는 인터넷을 통해 이루어지기 때문에 VoIP 코덱은 대화의 통화 품질 과 대기 시간을 결정합니다. 통화는 인터넷을 통해 전달되므로 일부 VoIP 문제가 발생할 수 있습니다.

VoIP 제공업체에 여러 데이터 센터가 있는 경우 대부분의 전화 통화에서 안정성은 문제가 되지 않습니다.

VoIP 코덱의 주요 구성 요소

음성 캡처, 변환, 전송 및 재생의 전체 프로세스에는 VoIP 시스템의 여러 구성 요소가 포함되지만 코덱 자체에는 고려해야 할 몇 가지 주요 측면이 있습니다.

1. 샘플링 속도

아날로그 음성 신호가 샘플링되어 디지털 데이터로 변환되는 주파수입니다. 샘플링 속도가 높을수록 더 많은 디테일을 포착하고 오디오 품질이 향상되지만 더 많은 대역폭이 필요합니다. VoIP 코덱의 일반적인 샘플링 속도는 8kHz, 16kHz 및 48kHz입니다.

2. 비트 심도

이는 이미지의 해상도와 유사하게 각 샘플의 정밀도를 결정합니다. 비트 심도가 높을수록 음파의 미묘한 표현이 제공되지만 데이터 크기도 늘어납니다. 일반적으로 사용되는 비트 심도는 8비트와 16비트입니다.

오디오 비트 전송률(오디오로 전송되는 데이터의 양)은 초당 더 많은 사운드 정보를 캡처합니다. 일반적으로 비트 전송률이 높을수록 음질이 좋아집니다.

3. 압축 알고리즘

효율적인 전송을 위해 데이터 크기를 줄여주는 코덱의 핵심입니다. 다양한 알고리즘은 오디오 품질과 처리 복잡성을 절충하면서 다양한 수준의 압축을 달성합니다.

일반적인 압축 방법은 다음과 같습니다.

• 하위 대역 코딩: 신호를 다양한 주파수 대역으로 분해하고 중요도에 따라 선택적으로 인코딩합니다.
• 선형 예측 코딩(LPC): 과거 샘플을 기반으로 향후 샘플을 예측하여 중복성을 줄입니다.
• 벡터 양자화(VQ): 효율적인 표현을 위해 비슷한 소리의 샘플을 "코드 벡터"로 그룹화합니다.

4. 패킷 크기

압축된 데이터는 네트워크를 통한 전송을 위해 패킷으로 분할됩니다. 이 프로세스를 패킷화라고 합니다.

패킷 크기는 지연과 지터에 영향을 주어 실시간 통신 품질에 영향을 미칩니다. 지터 버퍼는 재생 전에 특정 양의 음성 패킷을 버퍼링하여 패킷 도착 시간의 변동성을 완화합니다. 이는 네트워크 지터를 보상합니다.

최적의 크기를 선택하면 지연을 최소화하면서 효율적인 전송의 균형을 맞출 수 있습니다.

5. 오류 정정 및 은폐

네트워크는 완벽하지 않으며 패킷이 손실되거나 손상될 수 있습니다. 코덱은 이러한 문제를 완화하기 위해 오류 수정 또는 숨김 메커니즘을 통합할 수 있습니다.

오류 수정은 손실된 데이터를 복구하려고 시도하는 반면, 은폐는 주변 샘플을 사용하여 누락된 정보를 가리려고 시도합니다.

VoIP 코드는 어떻게 작동합니까?

VoIP 코덱은 음성 신호를 인코딩 및 디코딩하여 IP 네트워크를 통해 음성을 전송합니다. 작동 방식에 대한 간략한 개요는 다음과 같습니다.

아날로그에서 디지털로의 변환

코덱은 먼저 마이크의 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 디지털화합니다. 이 프로세스는 일정한 간격으로 음성 신호를 샘플링하고 각 샘플의 음성 파형 진폭을 디지털 형식으로 저장합니다.

일반적인 샘플링 속도는 8,000개 샘플 또는 초당 16,000개입니다.

부호화

그런 다음 코덱은 원시 디지털 음성 데이터를 압축하거나 인코딩하여 패킷 네트워크를 통한 전송에 맞게 최적화합니다.

많은 음성 코딩/디코딩 알고리즘(코덱)은 오디오 스펙트럼 분석, 예측, 차등 코딩과 같은 압축 기술을 사용합니다. 널리 사용되는 코덱으로는 G.711, G.729, Speex 및 OPUS가 있습니다.

패킷화

그런 다음 인코딩된 음성 데이터는 잘게 잘려 주소 및 제어 데이터가 첨부된 작은 패킷으로 패키징됩니다. 그러면 이러한 음성 패킷이 IP 네트워크를 통해 전송될 수 있습니다.

디코딩

패킷이 수신 장치에 도달하면 코덱은 패킷의 압축을 풀고 디지털 음성 정보를 올바른 순서로 다시 합친 다음 압축된 음성 데이터를 디코딩하여 원본 디지털 오디오 신호를 재구성합니다.

디지털에서 아날로그로의 변환

마지막으로 디지털 신호는 다시 아날로그 파형으로 변환되어 스피커를 통해 재생할 수 있습니다. 이는 DAC(디지털-아날로그 변환기)에 의해 수행됩니다.

VoIP 코덱의 종류

코덱 선택 항목이 많기 때문에 특정 코덱을 선택하는 것이 까다로울 수 있습니다. 아래에는 고려해야 할 몇 가지 개별 코덱이 나열되어 있습니다.

1. 협대역 코덱

협대역 코덱은 일반적으로 16kbps 미만의 낮은 비트 전송률에서 작동하도록 설계된 오디오 코덱입니다. 이들은 음악/광대역 오디오 품질을 희생하면서 음성 오디오를 인코딩하는 데 최적화되어 있으며 인간 음성의 상대적으로 좁은 주파수 범위(약 300-3400Hz)를 활용합니다.

협대역 코덱은 특히 대역폭과 일반 오디오 품질을 희생하면서 사람의 음성을 압축하는 데 중점을 둡니다. 이러한 제약 조건은 대역폭이 제한되어 있지만 명확한 음성 통신이 가장 중요한 전화 통화, 회의 소프트웨어, 콜 센터와 같은 애플리케이션에 영향을 미칩니다.

다음은 몇 가지 일반적인 사항입니다.

• G.711 – 가장 일반적인 협대역 코덱입니다. 300Hz ~ 3.4kHz의 대역폭을 가지며, 이는 기존 전화 통신 음성 품질에 최적화되어 있습니다.
• G.729 - 또 다른 인기 있는 협대역 코덱입니다. 최대 3.4kHz의 대역폭으로 8kbps에서 작동합니다. 낮은 비트 전송률에서도 우수한 음성 품질을 제공합니다.
• G.726 - 최대 3.4kHz 대역폭의 가변 비트 전송률 협대역 코덱입니다. 16~40kbps 사이에서 작동할 수 있습니다.
• G.723 – 5.3 또는 6.3kbps의 매우 낮은 비트 전송률에서 작동하는 레거시 협대역 코덱입니다. 음질은 낮지만 사용 가능합니다.

2. 광대역 코덱

광대역 코덱은 기존 협대역 전화 코덱의 한계를 뛰어넘어 고품질 오디오 신호를 인코딩할 수 있는 오디오 코덱을 의미합니다. G.711(~3.4kHz)과 같은 협대역 코덱의 최대 주파수 범위의 두 배에 달하는 최대 약 7~8kHz의 주파수를 인코딩 및 디코딩할 수 있습니다.

일반적인 것들은 무엇입니까?

• G.722 – 협대역 코덱에 비해 50Hz ~ 7kHz의 더 넓은 대역폭으로 인해 오디오 품질이 향상된 HD 음성 코덱입니다.
• AMR-WB – 적응형 다중 속도 광대역을 나타냅니다. 휴대폰 네트워크용으로 개발된 이 제품은 50Hz에서 최대 7kHz까지 HD 음성을 인코딩합니다.
• Opus – 최신의 가장 발전된 광대역 코덱 중 하나입니다. 6kbps~510kbps의 다양한 비트 전송률과 협대역에서 최대 20kHz의 대역폭을 지원합니다. 뛰어난 유연성을 제공합니다.

광대역 코덱은 협대역 코덱을 기반으로 구축되어 거의 고품질의 음성 및 오디오 품질을 지원합니다. 이는 더 높은 비트 전송률의 대가로 발생합니다. 그러나 최신 네트워크에서는 보다 풍부한 음성 통신 및 미디어 경험을 제공하기 위해 광대역 코덱이 일반적으로 사용됩니다.

코덱이 통화 품질을 향상시키는 방법

VoIP는 오디오 코덱을 사용하여 인터넷을 통한 전송을 위한 음성 신호를 인코딩 및 디코딩합니다. 이러한 코덱은 대역폭 요구 사항을 줄이기 위해 오디오를 압축하지만 적절하게 최적화되지 않으면 통화 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

VoIP 전화 서비스는 최대 3.4kHz만 지원하는 G.711과 같은 협대역 코덱에 비해 G.722와 같은 광대역 코덱을 사용하여 최대 7kHz까지 더 높은 오디오 주파수를 지원합니다. 이를 통해 광대역 코덱은 80Hz에서 14kHz 범위의 사람 음성을 보다 정확하게 표현할 수 있습니다. 추가적인 고주파 정보는 감정이나 표현과 같은 뉘앙스를 더 잘 전달합니다.

광대역 코덱은 이 더 넓은 주파수 범위를 충분히 캡처하기 위해 초당 최소 16,000회 오디오 신호를 샘플링합니다. Opus와 같은 고급 코덱은 대역폭 효율성과 오디오 품질의 균형을 맞추기 위해 비트 전송률을 동적으로 조정할 수도 있습니다.

또한 VoIP 플랫폼은 패킷 손실 은폐 및 음향 반향 제거와 같은 메커니즘을 사용하여 통화 품질을 더욱 저하시킬 수 있는 배경 소음 및 간섭을 최소화합니다.

더 넓은 주파수 범위를 지원하고 실시간 성능을 최적화함으로써 최신 VoIP 코덱은 더 명확하고 풍부한 음성 신호를 전송할 수 있어 직접 대면하는 것과 비슷한 자연스러운 대화 경험을 선사합니다.

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올바른 코덱 선택

클라우드 VoIP 전화 시스템은 하드웨어에 사용할 수 있는 코덱을 결정합니다. 코덱은 오디오 신호를 압축 및 압축 해제하여 IP 네트워크를 통해 음성 데이터를 효율적으로 전송합니다.

VoIP 제공업체는 인터넷을 통해 데이터 패킷을 전송하는 반면, IP 전화는 코덱을 사용하여 엔드포인트에서 오디오를 효과적으로 압축 및 압축 해제해야 합니다.

통화 연결 시도가 있을 때마다 발신자와 수신 전화는 적절한 코덱을 협상합니다. 발신자와 수신자 전화 모두 사용할 최적의 코덱에 동의할 수 있도록 지원되는 코덱의 우선 순위 목록이 있습니다.

귀하의 전화 시스템에 가장 적합한 코덱을 선택해야 할 때가 되면 귀하의 필요에 가장 잘 맞는 코덱을 선택하십시오. 팀의 실제 대역폭 성능과 평균 동시 통화량을 생각해 보세요.

통화 품질이 최우선 순위인 경우 기본 설정 목록에서 광대역 코덱 G.722를 먼저 배치한 다음 G.711을 배치해야 합니다. G.722는 탁월한 음성 품질을 제공하지만 더 많은 대역폭을 사용합니다. 그러나 네트워크 제약으로 인해 낮은 대역폭 활용이 주요 관심사인 경우 낮은 비트 전송률 코덱 G.729를 G.711보다 먼저 설정하십시오.

다음은 널리 사용되는 코덱을 비교한 표입니다.

거의 모든 VoIP 전화 및 공급자는 여전히 G.711을 허용하므로 최신 G.722 코덱은 호환성이 더 제한적일 수 있습니다.

IT 전문가들은 LAN에 과도한 부담을 주지 않으면서 매우 선명한 음성 대화를 위해 G.722 코덱을 선호하는 경우가 많습니다.

더 나은 코덱을 위한 올바른 VoIP 시스템 선택

VoIP 전화 시스템은 팀 구성원, 파트너 및 고객 간의 원활한 음성 통신을 지원하여 비즈니스 생산성을 향상시킵니다.

코덱이라고 하는 고급 오디오 압축 알고리즘을 사용하면 기존 통신 장비의 복잡성 없이 IP 네트워크를 통해 고품질 음성을 전송할 수 있습니다.

VoIP 코덱의 기술적 세부 사항에 대해 스트레스를 받을 필요가 없습니다. Nextiva와 같은 업계 최고의 클라우드 전화 시스템 제공업체를 선택하면 엔지니어링 전문 지식을 활용하여 이면에서 최적화를 처리하게 됩니다.

Nextiva는 귀하의 운영과 고객 만족에 필수적인 선명한 통화 품질을 인식하고 있습니다. 우리는 최적의 코덱 선택 및 성능 조정을 적극적으로 보장하고 대역폭 제약의 균형을 유지하면서 자연스러운 사운드를 위해 HD 코덱의 우선 순위를 지정합니다.

Nextiva의 음성 인프라와 네트워크는 VoIP 오디오의 잠재력을 최대한 활용하도록 설계되었으므로 내부적인 기술 프로토콜보다는 비즈니스 목표에 집중할 수 있습니다.

VoIP 코덱 FAQ