Cosa sono i codec VoIP e come influenzano la qualità delle chiamate?

La comunicazione VoIP è facilitata da una tecnologia chiamata codec, che comprime i suoni audio di un oratore in dati per la trasmissione su Internet.

Tuttavia, non tutti i codec Voice over Internet Protocol sono uguali: alcuni si concentrano sulla bassa latenza, altri danno priorità alla larghezza di banda ridotta e altri ancora trasmettono un'ampia gamma di frequenze audio.

In questo articolo, daremo uno sguardo approfondito ai codec VoIP, discutendo di cosa sono, come funzionano per le chiamate vocali e le chiamate in conferenza, le varianti del codec e come scegliere il codec giusto per le tue esigenze di comunicazione aziendale.

Cosa sono i codec VoIP?

Un codec VoIP è una tecnologia basata su hardware o software che comprime e trasmette un segnale audio tra dispositivi, consentendo una comunicazione rapida e chiara.

La stessa parola "codec" combina le due azioni principali della tecnologia : codificare e decodificare un segnale audio analogico in o da uno digitale.

Esistono centinaia di diversi tipi di codec che comprimono tutti i tipi di media: video, musica, streaming, ecc.

I codec VoIP sono progettati per trasmettere in modo efficiente audio e voce ad alta definizione e di alta qualità, un componente fondamentale della telefonia Voice Over IP (VoIP).

La telefonia VoIP aziendale utilizza una combinazione di entrambi:

• Codec hardware: chip fisici in qualsiasi dispositivo che registra, trasmette o riproduce audio e video. Computer, tablet, telefoni cellulari, cuffie e telefoni VoIP (telefoni IP) contengono tutti codec.
• Codec software: i provider PBX ospitati nel cloud offrono app basate su software dotate di codec, che trasmettono un segnale audio digitale attraverso la rete telefonica del provider. Tutti i programmi basati su video e audio utilizzano codec software integrati, disponibili per il download online.

Perché i codec VoIP sono importanti?

I codec VoIP sono importanti perché determinano la qualità audio VoIP. Il VoIP aziendale basato su cloud dipende dalla trasmissione audio digitale in tempo reale, che consente la qualità audio della voce HD ed elimina distrazioni come jitter e latenza.

Questa trasmissione dati istantanea richiede un codec per convertire rapidamente il segnale audio analogico in uno digitale, conservando la maggior quantità possibile di audio originale e riducendo al minimo la richiesta di larghezza di banda della rete. Se un codec richiede troppa larghezza di banda o comprime il segnale analogico troppo lentamente, potresti riscontrare un ritardo audio o un suono distorto. (L'algoritmo A-law per il Nord America e il Giappone riduce gli intervalli vocali per garantire una codifica efficiente.)

Come funzionano i codec VoIP

Un codec VoIP funziona ricevendo l'ingresso audio di un altoparlante, codificando questo segnale audio analogico in un segnale audio digitale, trasmettendo questo segnale digitale attraverso una rete di telefonia VoIP, quindi decodificando infine il segnale digitale in analogico all'estremità del ricevitore, dove arriva come audio chiaro. Sorprendentemente, i codec realizzano l'intero processo in poche centinaia di millisecondi, consentendo conversazioni VoIP in tempo reale.

Ecco come funzionano i codec VoIP in un sistema telefonico basato su cloud:

1. Un codec VoIP riceve il segnale audio analogico di un altoparlante

2. VoIP Codec comprime il segnale analogico in pacchetti di dati audio digitali

3. Il provider VoIP del chiamante trasmette questi pacchetti di dati audio digitali attraverso la sua rete VoIP

4. Il provider VoIP del destinatario riceve i dati digitali e li indirizza all'app e al dispositivo del destinatario

Passaggio 1: il codec VoIP riceve il segnale audio analogico dell'altoparlante

Quando l'oratore emette un suono vocale nel proprio dispositivo, i codec hardware del dispositivo catturano la frequenza audio come segnale analogico.

I suoni della vita reale occupano un'ampia gamma di frequenze audio. La maggior parte dei discorsi è compresa tra 80 e 300 Hz, mentre altri rumori come i suoni musicali possono variare da 20 a oltre 15.000 Hz. I normali codec audio catturano solo una parte limitata dei suoni audio della vita reale, motivo per cui le conversazioni telefoniche non sono mai così chiare come le interazioni di persona.

Un codec di qualità superiore acquisisce una gamma di frequenze più ampia, portando a un audio HD che emula la conversazione della vita reale.

Passaggio 2: VoIP Codec comprime il segnale analogico in pacchetti di dati audio digitali

Successivamente, il codec dell'applicazione VoIP comprime il segnale audio analogico in pacchetti di dati digitali (il processo di codifica). I pacchetti digitali richiedono molta meno larghezza di banda e si trasportano più facilmente su Internet.

La qualità dei dati audio compressi dipende da tre fattori: frequenza, frequenza di campionamento e bitrate.

• • Frequenza: la gamma di suoni audio acquisiti dai dati digitali, in Hz. Le frequenze audio a banda larga e super larga catturano una gamma sonora più ampia rispetto alle frequenze a banda stretta. Tuttavia, l'audio a banda larga richiede più larghezza di banda e pertanto può essere più lento e più faticoso su una rete Wi-Fi o Internet.
  • Frequenza di campionamento: la frequenza alla quale il codec può acquisire "istantanee" di audio e trasmetterle. Misurata in campioni al secondo, una frequenza di campionamento più elevata significa che il codec cattura più microsecondi di audio, offrendo al destinatario un prodotto più fluido e simile all'analogico.
  • Bitrate: la quantità di dati digitali contenuti in ciascun campione audio convertito da analogico (rapporto di compressione). Bitrate e frequenza di campionamento vanno di pari passo: il bitrate è la qualità dei dati audio compressi e la frequenza di campionamento è la quantità o la velocità con cui i dati viene compresso e inviato.

Ogni formato di codec VoIP, come G.711, G.722 o Opus, offre una frequenza, una frequenza di campionamento e un bitrate distinti.

Pertanto, il codec del tuo software VoIP determina la qualità dell'audio della chiamata , inclusa la quantità di jitter e latenza che riscontri.

Passaggio 3: il provider VoIP del chiamante trasmette i dati attraverso la rete

Una volta che il tuo codec VoIP comprime i dati analogici in digitali, il tuo provider VoIP trasmette questi dati attraverso la sua rete di telefonia basata su Internet.

La maggior parte dei provider VoIP utilizza più data center globali , che possono instradare i dati audio dal chiamante al destinatario in millisecondi, portando a un flusso costante di comunicazioni quasi istantanee.

Passaggio 4: il provider VoIP del destinatario riceve i dati e li trasmette all'app o al dispositivo dell'utente

Dopo la trasmissione via Internet, i dati audio raggiungono la rete del provider VoIP del destinatario, dove il codec del software VoIP decodifica i dati in un segnale analogico (il processo di decompressione). Questo segnale non compresso viene quindi inviato al dispositivo del destinatario.

All'interno di una conversazione VoIP, tutte le parti devono utilizzare lo stesso codec , come G.722, G.711 o Opus, in modo che i provider VoIP coinvolti negozino il formato di codec reciprocamente supportato della massima qualità.

Lo stesso processo si verifica se una parte utilizza il cellulare o PSTN, entrambi compatibili con il codec G.711.

I tipi di codec VoIP

Mentre ci sono dozzine di formati di codec audio, incluso il popolare mp3, ci sono solo cinque codec VoIP comunemente usati oggi: G.711, G.722, G.722.2, G.729 e Opus.

I provider VoIP in genere supportano molti di questi codec e ogni formato offre vantaggi distinti: velocità di trasmissione, utilizzo della larghezza di banda, frequenza del segnale audio, frequenza di campionamento, bitrate e qualità audio complessiva.

Secondo l'International Telecommunications Union (ITU), i codec VoIP più popolari sono:

• G.711: supportato da quasi tutti i provider VoIP, il formato G.711 è considerato il miglior codec per interagire con la rete fissa PSTN. Ha un bitrate elevato, che porta a una buona qualità del suono ma richiede una grande quantità di larghezza di banda. Un codec a banda stretta, G.711 supporta frequenze limitate tra 300-3.400 Hz.
• G.722: questo codec a banda larga offre un bitrate elevato con requisiti di larghezza di banda elevati e supporta da 50 a 7000 Hz, in grado di supportare la voce HD
• G.722.2 (AMR-WB): questo codec VoIP a banda larga ha la capacità di passare da un bitrate di 48, 56 o 64 Kbps, a seconda della larghezza di banda disponibile sulla rete telefonica
• G.729: G.729 offre una qualità del suono a banda stretta con un basso bitrate, solo 8 Kbps. Il basso bitrate significa che questo codec consuma la minor larghezza di banda di qualsiasi altro in questo elenco, rendendolo un'ottima opzione per i team con molti utenti che condividono la stessa rete.
• Opus: un codec a banda ultralarga, Opus supporta da 50 a 20.000 Hz insieme a una frequenza di campionamento notevolmente elevata. Questo codec è anche flessibile, con un bitrate compreso tra 6 e 510 Kbps e una larghezza di banda che si adatta alla disponibilità della rete. Opus è un codec open source royalty-free senza costi di licenza.

Come scegliere il giusto codec VoIP

Il miglior codec VoIP è quello che si adatta al sistema del tuo provider di telecomunicazioni, fornisce una qualità audio ottimale e soddisfa le tue esigenze di larghezza di banda. Tuttavia, affinché si verifichi una chiamata VoIP, entrambe le parti devono utilizzare lo stesso codec.

La maggior parte dei software SIP e VoIP supporta più codec e seleziona automaticamente quello migliore per ogni chiamata, quindi non è necessario scegliere un codec. Quando scegli un provider VoIP, cercane uno che offra G.711, G.722 e il codec Opus. Questi tre codec garantiranno che ogni chiamata effettuata ottimizzi la qualità e la connettività delle chiamate.

Domande frequenti sui codec VoIP

Di seguito, abbiamo risposto alle principali domande frequenti sui codec VoIP.