VoIP コーデックとは何ですか? VoIP コーデックは通話品質にどのような影響を与えますか?

VoIP 通信は、話者の音声をインターネット経由で送信できるデータに圧縮するコーデックと呼ばれるテクノロジーによって促進されます。

ただし、すべての Voice over Internet Protocol コーデックが同じというわけではありません。低遅延に重点を置くもの、低帯域幅を優先するもの、広範囲の音声周波数を送信するものもあります。

この記事では、VoIP コーデックについて詳しく説明し、VoIP コーデックとは何か、音声通話や電話会議での機能、コーデックの種類、ビジネス コミュニケーションのニーズに適したコーデックの選択方法について説明します。

VoIP コーデックとは何ですか?

VoIP コーデックは、デバイス間でオーディオ信号を圧縮して送信し、迅速かつクリアな通信を可能にするハードウェアまたはソフトウェア ベースのテクノロジです。

「コーデック」という言葉自体は、アナログ オーディオ信号をデジタル信号に、またはアナログ オーディオ信号からデジタル信号にコーディングおよびデコードするという、このテクノロジーの 2 つの主要な動作を組み合わせたものです。

ビデオ、音楽、ストリーミングなど、あらゆる種類のメディアを圧縮するコーデックは数百種類あります。

VoIP コーデックは、Voice Over IP (VoIP) テレフォニーの重要なコンポーネントである高解像度、高品質のオーディオと音声を効率的に送信するように設計されています。

ビジネス VoIP テレフォニーでは、次の両方を組み合わせて使用​​します。

• ハードウェア コーデック:オーディオとビデオを記録、送信、または再生するデバイス内の物理チップ。 コンピューター、タブレット、携帯電話、ヘッドセット、および VoIP 電話 (IP 電話) にはすべてコーデックが含まれています。
• ソフトウェア コーデック:クラウド ホスト型 PBX プロバイダーは、プロバイダーの電話ネットワーク全体でデジタル オーディオ信号を送信するコーデックを備えたソフトウェア ベースのアプリを提供します。 すべてのビデオおよびオーディオベースのプログラムは、オンラインでダウンロードできる組み込みのソフトウェア コーデックを利用します。

VoIP コーデックはなぜ重要ですか?

VoIP コーデックは VoIP オーディオの品質を決定するため重要です。 クラウドベースのビジネス VoIP はリアルタイムのデジタル オーディオ伝送に依存しており、これにより HD 音声のオーディオ品質が実現され、ジッターや遅延などの邪魔が排除されます。

この瞬間的なデータ送信には、ネットワーク帯域幅の需要を最小限に抑えながら、元のオーディオをできるだけ保持しながら、アナログ オーディオ信号をデジタル信号に迅速に変換するコーデックが必要です。 コーデックが必要とする帯域幅が多すぎる場合、またはアナログ信号の圧縮が遅すぎる場合、音声の遅延やサウンドの歪みが発生する可能性があります。 (北米と日本向けの A-law アルゴリズムは、効率的なエンコードを確保するために音声範囲を縮小します。)

VoIP コーデックの仕組み

VoIP コーデックは、1 人の話者のオーディオ入力を受信し、このアナログ オーディオ信号をデジタル オーディオ信号にコーディングし、このデジタル信号を VoIP テレフォニー ネットワーク経由で送信し、最後に受信側でデジタル信号をアナログにデコードして受信することによって機能します。クリアなオ​​ーディオとして。 驚くべきことに、コーデックはこのプロセス全体を数百ミリ秒で実行し、リアルタイムの VoIP 会話を可能にします。

VoIP コーデックがクラウドベースの電話システムでどのように機能するかは次のとおりです。

1. VoIP コーデックはスピーカーのアナログ音声信号を受信します。

2. VoIP コーデックはアナログ信号をデジタル オーディオ データ パケットに圧縮します。

3. 発信者の VoIP プロバイダーは、これらのデジタル オーディオ データ パケットを VoIP ネットワーク経由で送信します。

4. 受信者の VoIP プロバイダーはデジタル データを受信し、受信者のアプリとデバイスに送信します。

ステップ 1: VoIP コーデックがスピーカーのアナログ音声信号を受信する

話者がデバイスに音声を発すると、デバイスのハードウェア コーデックがオーディオ周波数をアナログ信号としてキャプチャします。

現実の音は、広範囲の可聴周波数を占めます。 ほとんどの音声は 80 ～ 300 Hz の範囲にありますが、楽音などの他のノイズは 20 ～ 15,000 Hz 以上の範囲に及ぶ場合があります。 通常のオーディオ コーデックは実際のオーディオ サウンドの限られた部分だけをキャプチャするため、電話での会話は対面でのやり取りほどクリアに聞こえません。

高品質のコーデックはより広い周波数範囲をキャプチャし、実際の会話をエミュレートする HD オーディオを実現します。

ステップ 2: VoIP コーデックはアナログ信号をデジタル オーディオ データ パケットに圧縮します

次に、VoIP アプリケーションのコーデックは、アナログ オーディオ信号をデジタル データ パケットに圧縮します (エンコード プロセス)。 デジタル パケットは必要な帯域幅がはるかに少なく、インターネット上でより簡単に転送されます。

圧縮オーディオ データの品質は、周波数、サンプル レート、ビットレートの 3 つの要素によって決まります。

• • 周波数:デジタル データがキャプチャするオーディオ サウンドの範囲 (Hz 単位)。 広帯域および超広帯域のオーディオ周波数は、狭帯域の周波数と比較して、より広い音域をキャプチャします。 ただし、ワイドバンド オーディオにはより多くの帯域幅が必要なため、WiFi やインターネット ネットワークでは速度が遅くなり、負担が大きくなる可能性があります。
  • サンプル レート:コーデックがオーディオの「スナップショット」を取得して送信できるレート。 1 秒あたりのサンプル数で測定すると、サンプル レートが高いほど、コーデックがより多くのマイクロ秒のオーディオを捕捉し、よりシームレスでアナログのような製品を受信者に配信できることを意味します。
  • ビットレート:アナログから変換された各オーディオ サンプルに含まれるデジタル データの量 (圧縮率)。ビットレートとサンプル レートは密接に関係しており、ビットレートは圧縮されたオーディオ データの品質であり、サンプル レートはデータの量または速度です。圧縮されて送信されます。

G.711、G.722、Opus などの各 VoIP コーデック フォーマットは、異なる周波数、サンプル レート、ビットレートを提供します。

したがって、 VoIP ソフトウェアのコーデックによって、ジッターや遅延の量を含む通話の音声品質が決まります。

ステップ 3: 発信者の VoIP プロバイダーがネットワーク経由でデータを送信する

VoIP コーデックがアナログ データをデジタル データに圧縮すると、VoIP プロバイダーはこのデータをインターネット ベースのテレフォニー ネットワーク経由で送信します。

ほとんどの VoIP プロバイダーは複数のグローバル データ センターを利用しており、音声データを発信者から受信者にミリ秒単位でルーティングできるため、ほぼ瞬時の安定した通信が可能になります。

ステップ 4: 受信者の VoIP プロバイダーがデータを受信し、ユーザーのアプリまたはデバイスに送信します

インターネット送信後、音声データは受信者の VoIP プロバイダー ネットワークに到達し、そこで VoIP ソフトウェアのコーデックがデータをデコードしてアナログ信号に戻します (解凍プロセス)。 この非圧縮信号は受信者のデバイスに送信されます。

VoIP 会話内では、すべての当事者が同じコーデック (G.722、G.711、Opus など) を使用する必要があるため、関係する VoIP プロバイダーは相互にサポートされる最高品質のコーデック形式をネゴシエートします。

相手がモバイルまたは PSTN を使用している場合も同じプロセスが発生します。どちらも G.711 コーデックと互換性があります。

VoIP コーデックの種類

人気の mp3 を含むオーディオ コーデック形式は数十ありますが、現在一般的に使用されている VoIP コーデックは、G.711、G.722、G.722.2、G.729、および Opus の 5 つだけです。

VoIP プロバイダーは通常、これらのコーデックのいくつかをサポートしており、各形式は、伝送速度、帯域幅の使用量、オーディオ信号周波数、サンプル レート、ビットレート、全体的なオーディオ品質など、明確な利点を提供します。

国際電気通信連合 (ITU) によると、最も人気のある VoIP コーデックは次のとおりです。

• G.711:ほぼすべての VoIP プロバイダーによってサポートされている G.711 形式は、PSTN 固定電話ネットワークと通信するための最適なコーデックと考えられています。 ビットレートが高いため音質は良好ですが、大量の帯域幅が必要です。 狭帯域コーデックである G.711 は、300 ～ 3,400 Hz の限定された周波数をサポートします。
• G.722:この広帯域コーデックは、高帯域幅要件で高ビットレートを提供し、50 ～ 7000 Hz をサポートし、HD 音声に対応します。
• G.722.2 (AMR-WB):この広帯域 VoIP コーデックは、電話ネットワークが利用可能な帯域幅に応じて、48、56、または 64 Kbps のビットレートの間でシフトする機能を備えています。
• G.729: G.729 は、わずか 8 Kbps の低ビットレートで狭帯域の音質を提供します。 ビットレートが低いということは、このコーデックがこのリストにあるコーデックの中で消費する帯域幅が最も少ないことを意味し、同じネットワークを共有する多くのユーザーがいるチームに最適なオプションになります。
• Opus:超広帯域コーデックである Opus は、50 ～ 20,000 Hz と非常に高いサンプル レートをサポートします。 このコーデックは柔軟性も高く、6 ～ 510 Kbps の範囲のビットレートと、ネットワークの可用性に適応する帯域幅を備えています。 Opus は、ロイヤリティフリーのオープンソース コーデックであり、ライセンス料はかかりません。

適切な VoIP コーデックを選択する方法

最適な VoIP コーデックは、通信プロバイダーのシステムに適合し、最適な音質を提供し、帯域幅のニーズを満たすものです。 ただし、VoIP 通話を行うには、双方が同じコーデックを使用する必要があります。

ほとんどの SIP および VoIP ソフトウェアは複数のコーデックをサポートし、通話ごとに最適なコーデックを自動的に選択するため、1 つのコーデックを選択する必要はありません。 VoIP プロバイダーを選択するときは、G.711、G.722、および Opus コーデックを提供するプロバイダーを探してください。 これら 3 つのコーデックにより、通話の品質と接続が最適化されることが保証されます。

VoIP コーデックに関するよくある質問

以下に、VoIP コーデックに関する主な FAQ に回答しました。