VoIP Codec คืออะไร และส่งผลต่อคุณภาพเสียงการโทรอย่างไร

ต้องขอบคุณ Voice over Internet Protocol (VoIP) ที่ทำให้การโทรในปัจจุบันมีความชัดเจนและต้องการเพียงการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตเท่านั้น ทั้งหมดนี้เป็นไปได้เพราะตัวแปลงสัญญาณ VoIP

อ่านต่อในขณะที่เราพูดคุยกันถึงความหมายของตัวแปลงสัญญาณ และวิธีที่คุณสามารถเลือกตัวแปลงสัญญาณที่เหมาะสมสำหรับ ระบบโทรศัพท์ VoIP ของคุณ

VoIP Codec คืออะไร?

ตัวแปลงสัญญาณ VoIP เป็นเทคโนโลยีที่กำหนดคุณภาพเสียง แบนด์วิดท์ และการบีบอัดของการโทรแบบ Voice over Internet Protocol (VoIP) ตัวแปลงสัญญาณ VoIP ใช้อัลกอริธึมที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือโอเพ่นซอร์ส คำว่าตัวแปลงสัญญาณเป็นกระเป๋าหิ้วของคำสองคำ: การบีบอัด และ การบีบอัดข้อมูล

ตัวแปลงสัญญาณคือเหตุผลว่าทำไมคุณจึงสามารถดาวน์โหลดภาพยนตร์ได้ภายในไม่กี่นาที ไม่ใช่หลายชั่วโมง ตัวอย่างการใช้งานจริงของตัวแปลงสัญญาณ ได้แก่ การจับภาพ (JPEG) ซอฟต์แวร์เข้ารหัส (AES) สื่อสตรีมมิ่ง (H.264) และซอฟต์แวร์บันทึกเพลงและเสียง (MP3)

ตัวอย่างเช่น ตัวแปลงสัญญาณจะกำหนดคุณภาพและแบนด์วิดท์ที่คุณต้องการเพื่อดูวิดีโอบน YouTube หรือ Netflix ในกรณีของตัวแปลงสัญญาณ VoIP จะแปลงสัญญาณเสียงแอนะล็อกเป็นแพ็กเก็ตดิจิทัลหรือรูปแบบดิจิทัลที่ถูกบีบอัดเพื่อส่งสัญญาณ จากนั้นกลับเป็นสัญญาณเสียงที่ไม่มีการบีบอัด

ตัวแปลงสัญญาณ VoIP จะกำหนด คุณภาพการโทร และเวลาแฝงในการสนทนาเนื่องจากการโทรเกิดขึ้นผ่านอินเทอร์เน็ต คุณอาจประสบ ปัญหา VoIP เนื่องจากมีการโทรผ่านอินเทอร์เน็ต

หากผู้ให้บริการ VoIP ของคุณมีศูนย์ข้อมูลหลายแห่ง ความน่าเชื่อถือก็ไม่ใช่ปัญหาสำหรับการโทรส่วนใหญ่

ส่วนประกอบสำคัญของตัวแปลงสัญญาณ VoIP

ในขณะที่กระบวนการโดยรวมของการจับ แปลง ส่งสัญญาณ และเล่นเสียงนั้นเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบหลายอย่างในระบบ VoIP ตัวตัวแปลงสัญญาณเองก็มีประเด็นสำคัญหลายประการที่ต้องพิจารณา:

1. อัตราการสุ่มตัวอย่าง

เป็นความถี่ในการสุ่มตัวอย่างสัญญาณเสียงอะนาล็อกและแปลงเป็นข้อมูลดิจิทัล อัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงขึ้นจะจับรายละเอียดได้มากขึ้นและนำไปสู่คุณภาพเสียงที่ดีขึ้น แต่ยังต้องใช้แบนด์วิดท์ที่มากขึ้นด้วย อัตราการสุ่มตัวอย่างทั่วไปในตัวแปลงสัญญาณ VoIP คือ 8 kHz, 16 kHz และ 48 kHz

2. ความลึกของบิต

วิธีนี้จะกำหนดความแม่นยำของแต่ละตัวอย่าง ซึ่งใกล้เคียงกับความละเอียดของภาพ ความลึกของบิตที่สูงขึ้นจะทำให้การแสดงคลื่นเสียงมีความเหมาะสมยิ่งขึ้น แต่ยังเพิ่มขนาดข้อมูลอีกด้วย ความลึกของบิตทั่วไปที่ใช้คือ 8 บิตและ 16 บิต

บิตเรตของเสียง (ปริมาณข้อมูลที่ถ่ายโอนไปเป็นเสียง) จะจับข้อมูลเสียงต่อวินาทีได้มากขึ้น โดยทั่วไป บิตเรตที่สูงขึ้นบ่งบอกถึงคุณภาพเสียงที่ดีขึ้น

3. อัลกอริธึมการบีบอัด

นี่คือหัวใจสำคัญของตัวแปลงสัญญาณที่ลดขนาดข้อมูลเพื่อการส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพ อัลกอริธึมที่แตกต่างกันมีระดับการบีบอัดที่แตกต่างกันโดยต้องแลกกับคุณภาพเสียงและความซับซ้อนในการประมวลผล

วิธีการบีบอัดทั่วไป ได้แก่ :

• การเข้ารหัสย่านความถี่ย่อย: แยกสัญญาณออกเป็นย่านความถี่ต่างๆ และเลือกเข้ารหัสตามความสำคัญ
• การเข้ารหัสเชิงคาดการณ์เชิงเส้น (LPC): คาดการณ์ตัวอย่างที่กำลังจะเกิดขึ้นโดยอิงจากตัวอย่างในอดีต ช่วยลดความซ้ำซ้อน
• การหาปริมาณเวกเตอร์ (VQ): จัด กลุ่มตัวอย่างที่มีเสียงคล้ายกันเป็น "codevector" เพื่อการแสดงที่มีประสิทธิภาพ

4. ขนาดแพ็คเก็ต

ข้อมูลที่บีบอัดจะถูกแบ่งออกเป็นแพ็กเก็ตสำหรับการส่งผ่านเครือข่าย กระบวนการนี้เรียกว่าการทำแพ็กเก็ต

ขนาดแพ็กเก็ตส่งผลต่อความล่าช้าและความกระวนกระวายใจ ซึ่งส่งผลต่อคุณภาพการสื่อสารแบบเรียลไทม์ บัฟเฟอร์ Jitter ช่วยลดความแปรปรวนของเวลาที่มาถึงของแพ็กเก็ตให้เรียบขึ้น โดยการบัฟเฟอร์แพ็กเก็ตเสียงจำนวนหนึ่งก่อนเล่น สิ่งนี้จะชดเชยความ กระวนกระวายใจของเครือข่าย

การเลือกขนาดที่เหมาะสมที่สุดจะทำให้การส่งข้อมูลมีประสิทธิภาพสมดุลในขณะที่ลดความล่าช้าให้เหลือน้อยที่สุด

5. การแก้ไขข้อผิดพลาดและการปกปิด

เครือข่ายไม่ได้สมบูรณ์แบบ และแพ็กเก็ตอาจสูญหายหรือเสียหายได้ ตัวแปลงสัญญาณสามารถรวมกลไกการแก้ไขข้อผิดพลาดหรือการปกปิดเพื่อบรรเทาปัญหาเหล่านี้

การแก้ไขข้อผิดพลาดจะพยายามกู้คืนข้อมูลที่สูญหาย ในขณะที่การปกปิดจะพยายามปกปิดข้อมูลที่ขาดหายไปโดยใช้ตัวอย่างที่อยู่รอบๆ

รหัส VoIP ทำงานอย่างไร?

ตัวแปลงสัญญาณ VoIP เข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณเสียงเพื่อส่งสัญญาณเสียงผ่านเครือข่าย IP ต่อไปนี้เป็นภาพรวมโดยย่อเกี่ยวกับวิธีการทำงาน:

การแปลงแอนะล็อกเป็นดิจิทัล

ขั้นแรกตัวแปลงสัญญาณจะแปลงสัญญาณเสียงอะนาล็อกจากไมโครโฟนให้เป็นสัญญาณดิจิทัลเป็นดิจิทัล กระบวนการนี้จะสุ่มตัวอย่างสัญญาณเสียงในช่วงเวลาปกติ และจัดเก็บแอมพลิจูดของรูปคลื่นเสียงในแต่ละตัวอย่างในรูปแบบดิจิทัล

อัตราการสุ่มตัวอย่างทั่วไปคือ 8,000 ตัวอย่างหรือ 16,000 ตัวอย่างต่อวินาที

การเข้ารหัส

จากนั้นตัวแปลงสัญญาณจะบีบอัดหรือเข้ารหัสข้อมูลเสียงดิจิทัลดิบเพื่อปรับให้เหมาะสมสำหรับการส่งสัญญาณผ่านเครือข่ายแพ็กเก็ต

อัลกอริธึมการเข้ารหัส/ถอดรหัสเสียง (ตัวแปลงสัญญาณ) จำนวนมากใช้เทคนิคการบีบอัด เช่น การวิเคราะห์สเปกตรัมเสียง การทำนาย และการเข้ารหัสเชิงอนุพันธ์ ตัวแปลงสัญญาณยอดนิยมบางตัว ได้แก่ G.711, G.729, Speex และ OPUS

การจัดแพ็คเก็ต

ข้อมูลเสียงที่เข้ารหัสจะถูกสับและบรรจุเป็นแพ็กเก็ตขนาดเล็กพร้อมข้อมูลที่อยู่และการควบคุมแนบมาด้วย แพ็กเก็ตเสียงเหล่านี้สามารถส่งผ่านเครือข่าย IP ได้

การถอดรหัส

เมื่อแพ็กเก็ตไปถึงอุปกรณ์ของผู้รับ โคเดกจะแยกแพ็กเก็ตเหล่านั้น นำข้อมูลเสียงดิจิทัลกลับมารวมกันตามลำดับที่ถูกต้อง และถอดรหัสข้อมูลเสียงที่ถูกบีบอัดเพื่อสร้างสัญญาณเสียงดิจิทัลต้นฉบับขึ้นมาใหม่

การแปลงดิจิตอลเป็นอนาล็อก

ในที่สุด สัญญาณดิจิตอลจะถูกแปลงกลับเป็นรูปแบบคลื่นแอนะล็อก เพื่อให้สามารถเล่นผ่านลำโพงได้ สิ่งนี้ทำได้โดย DAC (ตัวแปลงดิจิทัลเป็นอะนาล็อก)

ประเภทของตัวแปลงสัญญาณ VoIP

เนื่องจากมีตัวเลือกตัวแปลงสัญญาณมากมาย การเลือกตัวใดตัวหนึ่งอาจเป็นเรื่องยุ่งยาก ด้านล่างนี้ เราได้แสดงรายการตัวแปลงสัญญาณบางส่วนที่ต้องพิจารณา

1. ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่แคบ

ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่แคบคือตัวแปลงสัญญาณเสียงที่ออกแบบมาเพื่อทำงานที่บิตเรตต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 16 kbps ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการเข้ารหัสเสียงคำพูดโดยเสียคุณภาพเสียงเพลง/ย่านความถี่กว้าง และใช้ประโยชน์จากช่วงความถี่ที่ค่อนข้างแคบของคำพูดของมนุษย์ (ประมาณ 300-3400 Hz)

โคเดกย่านความถี่แคบมุ่งเน้นที่การบีบอัดเสียงของมนุษย์โดยเฉพาะ โดยแลกกับแบนด์วิธและคุณภาพเสียงทั่วไป ข้อจำกัดดังกล่าวจะแจ้งแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น การโทรศัพท์ ซอฟต์แวร์การประชุม และศูนย์บริการทางโทรศัพท์ ซึ่งแบนด์วิธมีจำกัด แต่การสื่อสารด้วยเสียงที่ชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

นี่คือบางส่วนที่พบบ่อย

• G.711 – ตัวแปลงสัญญาณแนร์โรว์แบนด์ที่พบมากที่สุด มีแบนด์วิดธ์ตั้งแต่ 300 Hz ถึง 3.4 kHz ซึ่งปรับให้เหมาะกับคุณภาพเสียงโทรศัพท์แบบดั้งเดิม
• G.729 – ตัวแปลงสัญญาณแนร์โรว์แบนด์ยอดนิยมอีกตัวหนึ่ง ทำงานที่ความเร็ว 8 kbps ด้วยแบนด์วิธสูงสุด 3.4 kHz ให้คุณภาพเสียงที่ดีที่บิตเรตต่ำ
• G.726 – ตัวแปลงสัญญาณแนร์โรว์แบนด์บิตเรตแบบแปรผันพร้อมแบนด์วิธสูงสุด 3.4 kHz สามารถทำงานได้ระหว่าง 16-40 kbps
• G.723 – ตัวแปลงสัญญาณแนร์โรว์แบนด์แบบเดิมที่ทำงานที่บิตเรตต่ำมากที่ 5.3 หรือ 6.3 kbps คุณภาพเสียงต่ำแต่ใช้ได้

2. ตัวแปลงสัญญาณไวด์แบนด์

ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างหมายถึงตัวแปลงสัญญาณเสียงที่สามารถเข้ารหัสสัญญาณเสียงที่มีความเที่ยงตรงสูงกว่าได้ เกินกว่าข้อจำกัดของตัวแปลงสัญญาณโทรศัพท์แบบย่านความถี่แคบแบบดั้งเดิม พวกเขาสามารถเข้ารหัสและถอดรหัสความถี่ได้สูงถึงประมาณ 7-8 kHz ซึ่งมากกว่าช่วงความถี่สูงสุดของโคเดกย่านความถี่แคบ เช่น G.711 (~3.4 kHz) สองเท่า

มีอะไรบ้างที่เป็นเรื่องธรรมดา?

• G.722 – ตัวแปลงสัญญาณเสียง HD ที่มีคุณภาพเสียงที่ดีขึ้นเนื่องจากมีแบนด์วิดท์ที่กว้างกว่า 50 Hz ถึง 7 kHz เมื่อเปรียบเทียบกับตัวแปลงสัญญาณแบบแนร์โรว์แบนด์
• AMR-WB – ย่อมาจาก Adaptive Multi-Rate Wideband พัฒนาขึ้นสำหรับเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ โดยเข้ารหัสเสียง HD ตั้งแต่ 50 Hz ถึง 7 kHz
• Opus – หนึ่งในตัวแปลงสัญญาณไวด์แบนด์ใหม่ล่าสุดและทันสมัยที่สุด รองรับช่วงบิตเรตตั้งแต่ 6 kbps ถึง 510 kbps และแบนด์วิดท์จากแนร์โรว์แบนด์สูงสุด 20 kHz ให้ความยืดหยุ่นสูง

ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างสร้างขึ้นจากตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่แคบเพื่อรองรับคุณภาพเสียงและเสียงที่มีความเที่ยงตรงใกล้เคียงสูง สิ่งนี้มาพร้อมกับราคาบิตเรตที่สูงขึ้น แต่ด้วยเครือข่ายสมัยใหม่ ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างจึงถูกนำมาใช้โดยทั่วไปเพื่อมอบประสบการณ์การสื่อสารด้วยเสียงและสื่อที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น

Codecs ปรับปรุงคุณภาพการโทรอย่างไร

VoIP อาศัยตัวแปลงสัญญาณเสียงเพื่อเข้ารหัสและถอดรหัสสัญญาณเสียงสำหรับการส่งผ่านอินเทอร์เน็ต ตัวแปลงสัญญาณเหล่านี้จะบีบอัดเสียงเพื่อลดความต้องการแบนด์วิธ แต่อาจส่งผลต่อคุณภาพการโทรหากไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมอย่างเหมาะสม

บริการโทรศัพท์ VoIP ใช้ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างเช่น G.722 เพื่อรองรับความถี่เสียงที่สูงกว่าถึง 7 kHz เมื่อเทียบกับตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่แคบเช่น G.711 ซึ่งรองรับสูงสุด 3.4 kHz เท่านั้น ซึ่งช่วยให้ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างแสดงเสียงของมนุษย์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น ซึ่งมีช่วงตั้งแต่ 80 Hz ถึง 14 kHz ข้อมูลความถี่สูงเพิ่มเติมสามารถถ่ายทอดความแตกต่างเล็กๆ น้อยๆ เช่น อารมณ์และการเปล่งเสียงได้ดีกว่า

ตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้างสุ่มตัวอย่างสัญญาณเสียงอย่างน้อย 16,000 ครั้งต่อวินาทีเพื่อจับช่วงความถี่ที่ใหญ่กว่านี้ได้เพียงพอ ตัวแปลงสัญญาณขั้นสูง เช่น Opus ยังสามารถปรับบิตเรตแบบไดนามิกเพื่อให้ประสิทธิภาพแบนด์วิธสมดุลกับคุณภาพเสียง

นอกจากนี้ แพลตฟอร์ม VoIP ยังใช้กลไก เช่น การปกปิดการสูญเสียแพ็กเก็ต และการยกเลิกเสียงสะท้อน เพื่อลดเสียงรบกวนรอบข้างและการรบกวนที่อาจทำให้คุณภาพการโทรลดลงอีก

ด้วยการรองรับช่วงความถี่ที่กว้างขึ้นและการเพิ่มประสิทธิภาพแบบเรียลไทม์ ตัวแปลงสัญญาณ VoIP สมัยใหม่จึงสามารถส่งสัญญาณเสียงที่ชัดเจนและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น ส่งผลให้ประสบการณ์การสนทนาที่เป็นธรรมชาติมากขึ้นเทียบได้กับการพูดแบบเห็นหน้ากัน

บทความที่เกี่ยวข้อง

VoIP ทำงานอย่างไร? คู่มือสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานระบบโทรศัพท์ VoIP

การเลือกตัวแปลงสัญญาณที่เหมาะสม

ระบบโทรศัพท์ Cloud VoIP จะกำหนดว่าตัวแปลงสัญญาณใดบ้างที่พร้อมใช้งานสำหรับฮาร์ดแวร์ของคุณ ตัวแปลงสัญญาณบีบอัดและขยายสัญญาณเสียงเพื่อส่งข้อมูลเสียงอย่างมีประสิทธิภาพผ่านเครือข่าย IP

ผู้ให้บริการ VoIP ส่งแพ็กเก็ตข้อมูลผ่านอินเทอร์เน็ต ในขณะที่โทรศัพท์ IP จำเป็นต้องบีบอัดและขยายขนาดเสียงที่ปลายทางอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้ตัวแปลงสัญญาณ

ผู้โทรและโทรศัพท์ที่ถูกเรียกจะเจรจาตัวแปลงสัญญาณที่เหมาะสมทุกครั้งที่มีความพยายามในการเชื่อมต่อสาย โทรศัพท์ทั้งผู้โทรและผู้รับมีรายการตัวแปลงสัญญาณที่รองรับตามลำดับความสำคัญเพื่อให้สอดคล้องกับตัวแปลงสัญญาณที่เหมาะสมที่สุดในการใช้งาน

เมื่อถึงเวลาที่ต้องเลือกตัวแปลงสัญญาณที่ดีที่สุดสำหรับระบบโทรศัพท์ของคุณ ให้เลือกตัวแปลงสัญญาณที่เหมาะกับความต้องการของคุณมากที่สุด ลองนึกถึงความสามารถด้านแบนด์วิดท์ในโลกแห่งความเป็นจริงของทีมของคุณและปริมาณการโทรโดยเฉลี่ยที่เกิดขึ้นพร้อมกัน

หากคุณภาพการโทรมีความสำคัญสูงสุด คุณควรวางตัวแปลงสัญญาณย่านความถี่กว้าง G.722 ไว้ในรายการกำหนดลักษณะของคุณก่อน แล้วจึงวาง G.711 G.722 ให้คุณภาพเสียงที่ยอดเยี่ยมแต่ใช้แบนด์วิธที่มากกว่า อย่างไรก็ตาม หากการใช้แบนด์วิธที่ต่ำกว่าเป็นปัญหาหลักของคุณเนื่องจากข้อจำกัดของเครือข่าย ให้ตั้งค่าตัวแปลงสัญญาณบิตเรตต่ำ G.729 ก่อน G.711

นี่คือตารางเปรียบเทียบตัวแปลงสัญญาณยอดนิยม

เนื่องจากโทรศัพท์และผู้ให้บริการ VoIP เกือบทั้งหมดยังคงยอมรับ G.711 ดังนั้นตัวแปลงสัญญาณ G.722 ที่ใหม่กว่าจึงมีความเข้ากันได้ที่จำกัดมากกว่า

ผู้เชี่ยวชาญด้านไอทีมักชอบตัวแปลงสัญญาณ G.722 เพื่อการสนทนาด้วยเสียงที่ชัดเจนอย่างน่าทึ่ง โดยไม่สร้างภาระให้กับเครือข่ายท้องถิ่นมากเกินไป

เลือกระบบ VoIP ที่เหมาะสมสำหรับตัวแปลงสัญญาณที่ดีกว่า

ระบบโทรศัพท์ VoIP ช่วยเพิ่มประสิทธิผลทางธุรกิจของคุณโดยเปิดใช้งาน การสื่อสารด้วยเสียงที่ราบรื่น ระหว่างสมาชิกในทีม คู่ค้า และลูกค้า

อัลกอริธึมการบีบอัดเสียงขั้นสูงที่เรียกว่าตัวแปลงสัญญาณทำให้สามารถส่งสัญญาณเสียงคุณภาพสูงผ่านเครือข่าย IP ได้โดยไม่ต้องซับซ้อนเหมือนอุปกรณ์โทรคมนาคมแบบเดิม

คุณไม่จำเป็นต้องเครียดกับรายละเอียดทางเทคนิคของตัวแปลงสัญญาณ VoIP เมื่อคุณเลือกผู้ให้บริการระบบโทรศัพท์บนคลาวด์ชั้นนำของอุตสาหกรรม เช่น Nextiva คุณจะใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมเพื่อจัดการกับการปรับให้เหมาะสมเบื้องหลัง

Nextiva ตระหนักดีถึงคุณภาพการโทรที่คมชัดซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการดำเนินงานและความพึงพอใจของลูกค้า เรามั่นใจในการเลือกโคเดกที่เหมาะสมที่สุดและการปรับแต่งประสิทธิภาพ โดยจัดลำดับความสำคัญของโคเดก HD เพื่อให้ได้เสียงที่เป็นธรรมชาติ ในขณะเดียวกันก็รักษาข้อจำกัดแบนด์วิธให้สมดุล

โครงสร้างพื้นฐานด้านเสียงและเครือข่ายของ Nextiva ได้รับการออกแบบมาเพื่อปลดล็อกศักยภาพสูงสุดของเสียง VoIP ดังนั้นคุณจึงสามารถมุ่งเน้นไปที่เป้าหมายทางธุรกิจมากกว่าโปรโตคอลทางเทคนิคภายใต้ประทุน

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับตัวแปลงสัญญาณ VoIP