Ce sunt codecurile VoIP și cum afectează acestea calitatea sunetului apelurilor?

Datorită Voice over Internet Protocol (VoIP), apelurile telefonice de astăzi sunt clare și au nevoie doar de o conexiune la internet. Totul este posibil datorită codecurilor VoIP.

Citiți în continuare în timp ce discutăm ce înseamnă un codec și cum puteți selecta codecul potrivit pentru sistemul dvs. telefonic VoIP .

Ce sunt codecurile VoIP?

Un codec VoIP este o tehnologie care determină calitatea audio, lățimea de bandă și compresia apelurilor telefonice Voice over Internet Protocol (VoIP). Codecurile VoIP folosesc algoritmi proprietari sau open-source. Cuvântul codec este un portmanteau format din doi termeni: compresie și decompresie.

Codecurile sunt motivul pentru care poți descărca un film în câteva minute, nu în ore. Exemple practice de codecuri includ captura de imagini (JPEG), software de criptare (AES), streaming media (H.264) și software de înregistrare audio și muzică (MP3).

De exemplu, codecurile determină calitatea și lățimea de bandă de care aveți nevoie pentru a viziona videoclipuri pe YouTube sau Netflix. În cazul unui codec VoIP, acesta convertește semnalele vocale analogice în pachete digitale sau o formă digitală comprimată pentru transmisie și apoi înapoi într-un semnal audio necomprimat.

Codecurile VoIP determină calitatea apelului și latența într-o conversație, deoarece apelul are loc prin internet. Este posibil să întâmpinați unele probleme VoIP, deoarece apelurile circulă pe internet.

Dacă furnizorul dvs. VoIP are mai multe centre de date, fiabilitatea nu este o problemă pentru marea majoritate a apelurilor telefonice.

Componentele cheie ale codecurilor VoIP

În timp ce procesul general de captare, conversie, transmitere și redare a vocii implică mai multe componente într-un sistem VoIP, codecul în sine are câteva aspecte cheie de luat în considerare:

1. Rata de eșantionare

Este frecvența la care semnalul vocal analogic este prelevat și convertit în date digitale. Ratele de eșantionare mai mari captează mai multe detalii și conduc la o calitate audio mai bună, dar necesită și mai multă lățime de bandă. Ratele obișnuite de eșantionare în codecurile VoIP sunt 8 kHz, 16 kHz și 48 kHz.

2. Adâncime de biți

Aceasta determină precizia fiecărei probe, similară cu rezoluția unei imagini. Adâncimea de biți mai mare oferă o reprezentare mai nuanțată a undei sonore, dar mărește și dimensiunea datelor. Adâncimile tipice de biți utilizate sunt de 8 și 16 biți.

Ratele de biți audio (cantitatea de date transferate în audio) captează mai multe informații de sunet pe secundă. În general, un bitrate mai mare indică o calitate mai bună a sunetului.

3. Algoritm de compresie

Aceasta este inima codecului care reduce dimensiunea datelor pentru o transmisie eficientă. Diferiți algoritmi realizează diferite niveluri de compresie cu compromisuri în calitatea audio și complexitatea procesării.

Metodele comune de compresie includ:

• Codare sub-bandă: Descompune semnalul în diferite benzi de frecvență și le codifică selectiv în funcție de importanță.
• Codare predictivă liniară (LPC): prezice eșantioanele viitoare pe baza celor din trecut, reducând redundanța.
• Cuantificare vectorială (VQ): Grupează mostre cu sunet similar în „vectori de cod” pentru o reprezentare eficientă.

4. Dimensiunea pachetului

Datele comprimate sunt împărțite în pachete pentru a fi transmise prin rețea. Acest proces este cunoscut sub numele de pachetare.

Dimensiunea pachetului afectează întârzierea și fluctuația, influențând calitatea comunicației în timp real. Bufferele de fluctuație netezesc variabilitatea timpilor de sosire a pachetelor prin salvarea unei anumite cantități de pachete vocale înainte de redare. Aceasta compensează fluctuația rețelei .

Alegerea unei dimensiuni optime echilibrează transmisia eficientă, reducând în același timp întârzierile.

5. Corectarea erorilor și ascunderea

Rețelele nu sunt perfecte, iar pachetele pot fi pierdute sau corupte. Codecul poate include mecanisme de corectare a erorilor sau de ascundere pentru a atenua aceste probleme.

Corectarea erorilor încearcă să recupereze datele pierdute, în timp ce ascunderea încearcă să mascheze informațiile lipsă utilizând mostre din jur.

Cum funcționează codurile VoIP?

Codecurile VoIP codifică și decodifică semnalele vocale pentru a transmite vocea prin rețele IP. Iată o scurtă prezentare generală a modului în care funcționează:

Conversie analog în digital

Un codec digitalizează mai întâi un semnal vocal analogic de la un microfon într-un semnal digital. Acest proces prelevează semnalul vocal la intervale regulate și stochează amplitudinile formei de undă a vocii la fiecare probă într-un format digital.

Ratele obișnuite de eșantionare sunt de 8.000 de mostre sau 16.000 pe secundă.

Codificare

Apoi, codecul comprimă sau codifică datele brute de voce digitală pentru a le optimiza pentru transmisia prin rețele de pachete.

Mulți algoritmi de codare/decodare a vocii (codec-uri) folosesc tehnici de compresie, cum ar fi analiza spectrală audio, predicția și codarea diferențială. Unele codecuri populare sunt G.711, G.729, Speex și OPUS.

Pachetarea

Datele vocale codificate sunt apoi tăiate și împachetate în pachete mici cu date de adresă și de control atașate. Aceste pachete de voce pot fi apoi transmise prin rețeaua IP.

Decodare

Când pachetele ajung la dispozitivul destinatar, codecul le despachetează, reunește informațiile vocale digitale în ordinea corectă și decodifică datele vocale comprimate pentru a reconstrui semnalul audio digital original.

Conversie digitală în analogică

În cele din urmă, semnalul digital este convertit înapoi într-o formă de undă analogică, astfel încât să poată fi redat printr-un difuzor. Acest lucru este realizat de un DAC (convertor digital-analogic).

Tipuri de codecuri VoIP

Deoarece există o mulțime de opțiuni de codec, alegerea unuia anume poate fi dificilă. Mai jos, am enumerat câteva codecuri individuale de luat în considerare.

1. Codecuri de bandă îngustă

Codecurile de bandă îngustă sunt codecuri audio concepute pentru a funcționa la rate de biți scăzute, de obicei sub 16 kbps. Sunt optimizate pentru codificarea audio vocală în detrimentul calității muzicii/audio în bandă largă și exploatează intervalul de frecvență relativ îngust al vorbirii umane (aproximativ 300-3400 Hz).

Codecurile de bandă îngustă se concentrează în mod special pe comprimarea vocii umane cu prețul lățimii de bandă și al calității audio generale. Constrângerile lor informează aplicații precum apelurile telefonice, software-ul pentru întâlniri și centrele de apeluri, unde lățimea de bandă este limitată, dar comunicarea vocală clară este primordială.

Iată câteva dintre cele comune.

• G.711 – Cel mai comun codec de bandă îngustă. Are o lățime de bandă de la 300 Hz la 3,4 kHz, care este optimizată pentru calitatea vocii de telefonie tradițională.
• G.729 – Un alt codec popular în bandă îngustă. Funcționează la 8 kbps cu o lățime de bandă de până la 3,4 kHz. Oferă o calitate bună a vocii la rate de biți scăzute.
• G.726 – Un codec de bandă îngustă cu rată de biți variabilă cu lățime de bandă de până la 3,4 kHz. Poate funcționa între 16-40 kbps.
• G.723 – Un codec vechi de bandă îngustă care funcționează la rate de biți foarte mici de 5,3 sau 6,3 kbps. Calitatea vocii este mai scăzută, dar utilizabilă.

2. Codecuri de bandă largă

Codecurile de bandă largă se referă la codecuri audio care pot codifica semnale audio de fidelitate mai mare dincolo de limitările codecurilor tradiționale de telefonie în bandă îngustă. Ele pot codifica și decoda frecvențe de până la aproximativ 7-8 kHz, peste dublul intervalului de frecvență maximă al codecurilor de bandă îngustă precum G.711 (~3,4 kHz).

Care sunt unele comune?

• G.722 – Un codec de voce HD cu o calitate audio îmbunătățită datorită unei lățimi de bandă mai largi de 50 Hz până la 7 kHz în comparație cu codecurile de bandă îngustă.
• AMR-WB – Standuri pentru Adaptive Multi-Rate Wideband. Dezvoltat pentru rețelele de telefonie mobilă, codifică vocea HD de la 50 Hz până la 7 kHz.
• Opus – Unul dintre cele mai noi și mai avansate codecuri de bandă largă. Acceptă o gamă de rate de biți de la 6 kbps la 510 kbps și lățime de bandă de la bandă îngustă până la 20 kHz. Oferă o mare flexibilitate.

Codecurile de bandă largă se bazează pe codecuri de bandă îngustă pentru a accepta calitatea audio și voce aproape de înaltă fidelitate. Acest lucru vine cu prețul unor rate de biți mai mari. Dar cu rețelele moderne, codecurile de bandă largă sunt utilizate în mod obișnuit pentru a oferi experiențe de comunicare vocală și media mai bogate.

Cum codecurile îmbunătățesc calitatea apelurilor

VoIP se bazează pe codecuri audio pentru a codifica și decoda semnalele vocale pentru transmisie prin internet. Aceste codecuri comprimă sunetul pentru a reduce cerințele de lățime de bandă, dar pot afecta calitatea apelurilor dacă nu sunt optimizate corespunzător.

Serviciile de telefonie VoIP folosesc codecuri de bandă largă precum G.722 pentru a suporta frecvențe audio mai mari de până la 7 kHz, în comparație cu codecuri de bandă îngustă precum G.711, care acceptă doar până la 3,4 kHz. Acest lucru permite codecurilor de bandă largă să reprezinte mai precis vocea umană, care variază de la 80 Hz la 14 kHz. Informațiile suplimentare de înaltă frecvență transmit mai bine nuanțe precum emoția și articulația.

Codecurile cu bandă largă eșantionează semnalul audio de cel puțin 16.000 de ori pe secundă pentru a capta suficient acest interval de frecvență mai mare. Codecurile avansate precum Opus sunt chiar capabile să ajusteze dinamic rata de biți pentru a echilibra eficiența lățimii de bandă cu calitatea audio.

În plus, platformele VoIP folosesc mecanisme precum ascunderea pierderii de pachete și anularea ecoului acustic pentru a minimiza zgomotul de fundal și interferențele care pot degrada și mai mult calitatea apelului.

Suportând game de frecvență mai largi și optimizând performanța în timp real, codecurile VoIP moderne pot transmite semnale vocale mai clare și mai bogate, rezultând o experiență de conversație mai naturală, comparabilă cu vorbirea față în față.

Articol înrudit

Cum funcționează VoIP? Ghidul pentru începători pentru sistemele telefonice VoIP

Alegerea codecului potrivit

Sistemele de telefonie VoIP în cloud determină ce codecuri sunt disponibile pentru hardware-ul dvs. Codecurile comprimă și decomprimă semnalele audio pentru a transmite datele de voce în mod eficient prin rețele IP.

Furnizorii de VoIP transmit pachetele de date prin internet, în timp ce telefoanele IP trebuie să comprima și să decomprimeze audio în mod eficient la punctele terminale folosind codecuri.

Apelantul și telefoanele apelate negociază codecul corespunzător ori de câte ori există o încercare de conectare a apelului. Atât telefoanele care apelează, cât și cele destinatare au o listă prioritizată de codecuri acceptate pentru a conveni asupra celui optim de utilizat.

Când vine timpul să selectați cel mai bun codec pentru sistemul dvs. telefonic, optați pentru cel care funcționează cel mai bine în funcție de nevoile dvs. Gândiți-vă la capacitățile de lățime de bandă din lumea reală și la volumul mediu de apeluri simultane ale echipei dvs.

Dacă calitatea apelului este o prioritate maximă, ar trebui să plasați mai întâi codecul de bandă largă G.722 în lista de preferințe și apoi G.711. G.722 oferă o calitate excepțională a vocii, dar utilizează mai multă lățime de bandă. Cu toate acestea, dacă utilizarea lățimii de bandă mai mică este preocuparea dvs. principală din cauza constrângerilor de rețea, setați codecul cu rată de biți scăzută G.729 înaintea G.711.

Iată un tabel care compară codecurile populare.

Deoarece aproape toate telefoanele și furnizorii VoIP încă acceptă G.711, noul codec G.722 are probabil o compatibilitate mai limitată.

Profesioniștii IT preferă adesea codecul G.722 pentru conversații vocale remarcabil de clare, fără a pune o povară excesivă rețelei locale.

Alegeți sistemul VoIP potrivit pentru codecuri mai bune

Sistemele telefonice VoIP îmbunătățesc productivitatea afacerii dvs., permițând comunicarea vocală fără întreruperi între membrii echipei, parteneri și clienți.

Algoritmii avansați de compresie audio numiți codecuri fac posibilă transmiterea de voce de înaltă calitate prin rețele IP fără complexitatea echipamentelor tradiționale de telecomunicații.

Nu trebuie să vă stresați asupra detaliilor tehnice ale codecurilor VoIP. Când selectați un furnizor de sisteme de telefonie cloud lider în industrie, cum ar fi Nextiva, profitați de expertiza sa în inginerie pentru a gestiona optimizările din culise.

Nextiva recunoaște calitatea clară a apelurilor ca fiind esențială pentru operațiunile dumneavoastră și pentru satisfacția clienților. Asigurăm în mod proactiv selecția optimă de codec și reglarea performanței, acordând prioritate codecurilor HD pentru sunet natural, echilibrând în același timp constrângerile de lățime de bandă.

Infrastructura și rețelele de voce Nextiva sunt proiectate pentru a debloca întregul potențial al sunetului VoIP – astfel încât să vă puteți concentra pe obiectivele de afaceri mai degrabă decât pe protocoalele tehnice sub capotă.

Întrebări frecvente despre codecuri VoIP