Que sont les codecs VoIP et comment influencent-ils la qualité des appels ?

La communication VoIP est facilitée par une technologie appelée codecs, qui compresse les sons audio d'un haut-parleur en données pour les transmettre sur Internet.

Cependant, tous les codecs Voice over Internet Protocol ne sont pas identiques - certains se concentrent sur une faible latence, certains privilégient une faible bande passante et certains transmettent une large gamme de fréquences sonores.

Dans cet article, nous examinerons en profondeur les codecs VoIP, discuterons de ce qu'ils sont, comment ils fonctionnent pour les appels vocaux et les appels de conférence, les variantes de codec et comment choisir le bon codec pour vos besoins de communication d'entreprise.

Que sont les codecs VoIP ?

Un codec VoIP est une technologie matérielle ou logicielle qui comprime et transmet un signal audio entre les appareils, permettant une communication rapide et claire.

Le mot « codec » lui-même combine les deux actions principales de la technologie : coder et décoder un signal audio analogique vers ou à partir d'un signal numérique.

Il existe des centaines de types de codecs différents qui compressent toutes sortes de médias – vidéo, musique, streaming, etc.

Les codecs VoIP sont conçus pour transmettre efficacement de l'audio et de la voix haute définition et de haute qualité, un composant essentiel de la téléphonie Voix sur IP (VoIP).

La téléphonie VoIP professionnelle utilise une combinaison des deux :

• Codecs matériels : puces physiques dans tout appareil qui enregistre, transmet ou lit de l'audio et de la vidéo. Les ordinateurs, les tablettes, les téléphones portables, les casques et les téléphones VoIP (téléphones IP) contiennent tous des codecs.
• Codecs logiciels : les fournisseurs de PBX hébergés dans le cloud proposent des applications logicielles comprenant des codecs, qui transmettent un signal audio numérique sur le réseau téléphonique du fournisseur. Tous les programmes vidéo et audio utilisent des codecs logiciels intégrés, disponibles en téléchargement en ligne.

Pourquoi les codecs VoIP sont-ils importants ?

Les codecs VoIP sont importants car ils déterminent la qualité audio VoIP. La VoIP professionnelle basée sur le cloud dépend de la transmission audio numérique en temps réel, qui permet une qualité audio HD et élimine les distractions telles que la gigue et la latence.

Cette transmission de données instantanée nécessite un codec pour convertir rapidement le signal audio analogique en un signal numérique, en conservant autant que possible l'audio d'origine tout en minimisant la demande de bande passante du réseau. Si un codec nécessite trop de bande passante ou comprime le signal analogique trop lentement, vous pouvez rencontrer un retard audio ou un son déformé. (L'algorithme A-law pour l'Amérique du Nord et le Japon réduit les plages de parole pour assurer un codage efficace.)

Comment fonctionnent les codecs VoIP

Un codec VoIP fonctionne en recevant l'entrée audio d'un haut-parleur, en codant ce signal audio analogique en un signal audio numérique, en transmettant ce signal numérique sur un réseau de téléphonie VoIP, puis en décodant enfin le signal numérique en analogique du côté du récepteur, où il passe par comme un son clair. Remarquablement, les codecs réalisent tout ce processus en quelques centaines de millisecondes, permettant des conversations VoIP en temps réel.

Voici comment fonctionnent les codecs VoIP dans un système téléphonique basé sur le cloud :

1. Un codec VoIP reçoit le signal audio analogique d'un haut-parleur

2. Le codec VoIP comprime le signal analogique en paquets de données audio numériques

3. Le fournisseur VoIP de l'appelant transmet ces paquets de données audio numériques sur son réseau VoIP

4. Le fournisseur VoIP du destinataire reçoit les données numériques et les dirige vers l'application et l'appareil du destinataire

Étape 1 : le codec VoIP reçoit le signal audio analogique du haut-parleur

Lorsque l'orateur émet un son vocal dans son appareil, les codecs matériels de l'appareil capturent la fréquence audio sous forme de signal analogique.

Les sons réels occupent une large gamme de fréquences audio. La plupart des paroles se situent entre 80 et 300 Hz, tandis que d'autres bruits comme les sons musicaux peuvent aller de 20 à plus de 15 000 Hz. Les codecs audio classiques ne capturent qu'une partie limitée des sons audio réels, c'est pourquoi les conversations téléphoniques ne sont jamais aussi claires que les interactions en personne.

Un codec de meilleure qualité capture une plage de fréquences plus large, conduisant à un son HD qui émule une conversation réelle.

Étape 2 : le codec VoIP compresse le signal analogique en paquets de données audio numériques

Ensuite, le codec de votre application VoIP compresse le signal audio analogique en paquets de données numériques (processus d'encodage). Les paquets numériques nécessitent beaucoup moins de bande passante et se transportent plus facilement sur Internet.

La qualité des données audio compressées dépend de trois facteurs : la fréquence, la fréquence d'échantillonnage et le débit binaire.

• • Fréquence : La gamme de sons audio que les données numériques capturent, en Hz. Les fréquences audio à large bande et super large bande capturent une gamme sonore plus large par rapport aux fréquences à bande étroite. Cependant, l'audio à large bande nécessite plus de bande passante et peut donc être plus lent et plus éprouvant sur un réseau Wi-Fi ou Internet.
  • Fréquence d'échantillonnage : la fréquence à laquelle le codec peut prendre des "instantanés" de l'audio et les transmettre. Mesuré en échantillons par seconde, un taux d'échantillonnage plus élevé signifie que le codec capture plus de microsecondes d'audio, offrant un produit plus homogène et de type analogique au destinataire.
  • Débit binaire : la quantité de données numériques contenues dans chaque échantillon audio converti à partir de l'analogique (taux de compression). Le débit binaire et le taux d'échantillonnage vont de pair - le débit binaire étant la qualité des données audio compressées et le taux d'échantillonnage étant la quantité ou la vitesse est compressé et envoyé.

Chaque format de codec VoIP, tel que G.711, G.722 ou Opus, offre une fréquence, une fréquence d'échantillonnage et un débit distincts.

Par conséquent, le codec de votre logiciel VoIP détermine la qualité audio de l'appel , y compris la quantité de gigue et de latence que vous rencontrez.

Étape 3 : Le fournisseur VoIP de l'appelant transmet les données sur le réseau

Une fois que votre codec VoIP compresse les données analogiques en données numériques, votre fournisseur VoIP transmet ces données sur son réseau de téléphonie basé sur Internet.

La plupart des fournisseurs de VoIP utilisent plusieurs centres de données mondiaux , qui peuvent acheminer les données audio de l'appelant au récepteur en quelques millisecondes, ce qui entraîne un flux constant de communication quasi instantanée.

Étape 4 : Le fournisseur VoIP du destinataire reçoit les données et les transmet à l'application ou à l'appareil de l'utilisateur

Après la transmission Internet, les données audio atteignent le réseau du fournisseur VoIP du destinataire, où le codec du logiciel VoIP décode les données en un signal analogique (le processus de décompression). Ce signal non compressé est ensuite envoyé à l'appareil du destinataire.

Dans une conversation VoIP, toutes les parties doivent utiliser le même codec , comme G.722, G.711 ou Opus, afin que les fournisseurs VoIP impliqués négocient le format de codec mutuellement pris en charge de la plus haute qualité.

Le même processus se produit si une partie utilise le mobile ou le PSTN, tous deux compatibles avec le codec G.711.

Les types de codecs VoIP

Bien qu'il existe des dizaines de formats de codec audio, y compris le populaire mp3, seuls cinq codecs VoIP sont couramment utilisés aujourd'hui : G.711, G.722, G.722.2, G.729 et Opus.

Les fournisseurs VoIP prennent généralement en charge plusieurs de ces codecs, et chaque format offre des avantages distincts : vitesse de transmission, utilisation de la bande passante, fréquence du signal audio, fréquence d'échantillonnage, débit et qualité audio globale.

Selon l'Union internationale des télécommunications (UIT), les codecs VoIP les plus populaires sont :

• G.711 : Pris en charge par presque tous les fournisseurs VoIP, le format G.711 est considéré comme le meilleur codec pour interagir avec le réseau fixe PSTN. Il a un débit binaire élevé, ce qui conduit à une bonne qualité sonore mais nécessite une grande quantité de bande passante. Codec à bande étroite, G.711 prend en charge des fréquences limitées entre 300 et 3 400 Hz.
• G.722 : ce codec large bande offre un débit binaire élevé avec des exigences de bande passante élevées, et il prend en charge de 50 à 7 000 Hz, capable de voix HD
• G.722.2 (AMR-WB) : ce codec VoIP à large bande a la capacité de basculer entre un débit binaire de 48, 56 ou 64 kbit/s, en fonction de la bande passante disponible sur le réseau téléphonique.
• G.729 : G.729 offre une qualité sonore à bande étroite avec un faible débit binaire, à seulement 8 Kbps. Le faible débit signifie que ce codec consomme le moins de bande passante de cette liste, ce qui en fait une excellente option pour les équipes avec de nombreux utilisateurs partageant le même réseau.
• Opus : Un codec ultra-large bande, Opus prend en charge de 50 à 20 000 Hz avec une fréquence d'échantillonnage remarquablement élevée. Ce codec est également flexible, avec un débit allant de 6 à 510 Kbps et une bande passante qui s'adapte à la disponibilité du réseau. Opus est un codec open source libre de droits et sans frais de licence.

Comment choisir le bon codec VoIP

Le meilleur codec VoIP est celui qui s'adapte au système de votre fournisseur de télécommunications, offre une qualité sonore optimale et répond à vos besoins en bande passante. Cependant, pour qu'un appel VoIP ait lieu, les deux parties doivent utiliser le même codec.

La plupart des logiciels SIP et VoIP prennent en charge plusieurs codecs et sélectionnent automatiquement le meilleur pour chaque appel, vous n'avez donc pas besoin de choisir un codec. Lorsque vous choisissez un fournisseur VoIP, recherchez-en un qui offre G.711, G.722 et le codec Opus. Ces trois codecs garantiront que chaque appel que vous effectuez optimise la qualité et la connectivité des appels.

FAQ sur les codecs VoIP

Ci-dessous, nous avons répondu aux principales FAQ sur les codecs VoIP.