Czym są kodeki VoIP i jak wpływają na jakość połączeń?

Komunikacja VoIP jest ułatwiona dzięki technologii zwanej kodekami, która kompresuje dźwięki audio mówiącego w dane do transmisji przez Internet.

Jednak nie wszystkie kodeki protokołu Voice over Internet Protocol są takie same — niektóre koncentrują się na niskich opóźnieniach, inne traktują priorytetowo niską przepustowość, a jeszcze inne przesyłają dźwięk w szerokim zakresie częstotliwości.

W tym artykule przyjrzymy się bliżej kodekom VoIP, omówimy, czym są, jak działają w przypadku połączeń głosowych i połączeń konferencyjnych, wariantach kodeków i jak wybrać odpowiedni kodek do potrzeb komunikacji biznesowej.

Co to są kodeki VoIP?

Kodek VoIP to technologia oparta na sprzęcie lub oprogramowaniu, która kompresuje i przesyła sygnał audio między urządzeniami, umożliwiając szybką i wyraźną komunikację.

Samo słowo „kodek” łączy w sobie dwa podstawowe działania tej technologii – kodowanie i dekodowanie analogowego sygnału audio na sygnał cyfrowy lub z niego.

Istnieją setki różnych typów kodeków, które kompresują wszelkiego rodzaju media — wideo, muzykę, transmisje strumieniowe itp.

Kodeki VoIP zostały zaprojektowane w celu wydajnego przesyłania dźwięku i mowy o wysokiej rozdzielczości i wysokiej jakości, co jest kluczowym elementem telefonii Voice Over IP (VoIP).

Biznesowa telefonia VoIP wykorzystuje połączenie obu:

• Kodeki sprzętowe: Fizyczne chipy w dowolnym urządzeniu, które nagrywa, przesyła lub odtwarza dźwięk i wideo. Komputery, tablety, telefony komórkowe, zestawy słuchawkowe i telefony VoIP (telefony IP) zawierają kodeki.
• Kodeki programowe: Dostawcy PBX hostowani w chmurze oferują aplikacje oparte na oprogramowaniu zawierające kodeki, które przesyłają cyfrowy sygnał audio przez sieć telefoniczną dostawcy. Wszystkie programy wideo i audio wykorzystują wbudowane kodeki programowe, które można pobrać online.

Dlaczego kodeki VoIP są ważne?

Kodeki VoIP są ważne, ponieważ określają jakość dźwięku VoIP. Biznesowy telefon VoIP oparty na chmurze jest zależny od cyfrowej transmisji dźwięku w czasie rzeczywistym, co zapewnia jakość dźwięku HD i eliminuje zakłócenia, takie jak jitter i opóźnienia.

Ta natychmiastowa transmisja danych wymaga kodeka, który szybko przekształci analogowy sygnał audio na cyfrowy, zachowując jak najwięcej oryginalnego dźwięku, jednocześnie minimalizując zapotrzebowanie na przepustowość sieci. Jeśli kodek wymaga zbyt dużej przepustowości lub zbyt wolno kompresuje sygnał analogowy, dźwięk może być opóźniony lub zniekształcony. (Algorytm A-law dla Ameryki Północnej i Japonii zmniejsza zakresy mowy, aby zapewnić wydajne kodowanie).

Jak działają kodeki VoIP

Kodek VoIP działa na zasadzie odbierania wejścia audio jednego głośnika, kodowania tego analogowego sygnału audio na cyfrowy sygnał audio, przesyłania tego sygnału cyfrowego przez sieć telefonii VoIP, a następnie ostatecznie dekodowania sygnału cyfrowego z powrotem na analogowy po stronie odbiornika, gdzie przechodzi jako czysty dźwięk. Co ciekawe, kodeki wykonują cały ten proces w ciągu kilkuset milisekund, umożliwiając prowadzenie rozmów VoIP w czasie rzeczywistym.

Oto jak działają kodeki VoIP w systemie telefonicznym opartym na chmurze:

1. Kodek VoIP odbiera analogowy sygnał audio z głośnika

2. VoIP Codec kompresuje sygnał analogowy do cyfrowych pakietów audio-danych

3. Dostawca VoIP dzwoniącego przesyła te pakiety cyfrowych danych dźwiękowych przez swoją sieć VoIP

4. Dostawca VoIP odbiorcy odbiera dane cyfrowe i kieruje je do aplikacji i urządzenia odbiorcy

Krok 1: Kodek VoIP odbiera analogowy sygnał audio z głośnika

Kiedy osoba mówiąca wypowiada dźwięk mowy w swoim urządzeniu, sprzętowe kodeki urządzenia przechwytują częstotliwość dźwięku jako sygnał analogowy.

Prawdziwe dźwięki zajmują szeroki zakres częstotliwości audio. Większość mowy mieści się w zakresie od 80 do 300 Hz, podczas gdy inne dźwięki, takie jak dźwięki muzyczne, mogą wahać się od 20 do ponad 15 000 Hz. Zwykłe kodeki audio przechwytują tylko ograniczoną część rzeczywistych dźwięków audio, dlatego rozmowy telefoniczne nigdy nie brzmią tak wyraźnie, jak interakcje osobiste.

Kodek wyższej jakości przechwytuje szerszy zakres częstotliwości, co prowadzi do dźwięku HD, który naśladuje rzeczywistą rozmowę.

Krok 2: Kodek VoIP kompresuje sygnał analogowy do cyfrowych pakietów danych audio

Następnie kodek Twojej aplikacji VoIP kompresuje analogowy sygnał audio do cyfrowych pakietów danych (proces kodowania). Pakiety cyfrowe wymagają znacznie mniejszej przepustowości i są łatwiejsze w transporcie przez Internet.

Jakość skompresowanych danych audio zależy od trzech czynników: częstotliwości, częstotliwości próbkowania i szybkości transmisji bitów.

• • Częstotliwość: Zakres dźwięku audio przechwytywany przez dane cyfrowe, w Hz. Szerokopasmowe i superszerokopasmowe częstotliwości audio przechwytują szerszy zakres dźwięku w porównaniu z częstotliwościami wąskopasmowymi. Jednak dźwięk szerokopasmowy wymaga większej przepustowości i dlatego może być wolniejszy i bardziej obciążający w sieci Wi-Fi lub internetowej.
  • Częstotliwość próbkowania: Częstotliwość, z jaką kodek może wykonywać „migawki” dźwięku i przesyłać je. Wyższa częstotliwość próbkowania, mierzona w próbkach na sekundę, oznacza, że ​​kodek przechwytuje więcej mikrosekund dźwięku, dostarczając odbiorcy bardziej płynny i analogowy produkt.
  • Szybkość transmisji: Ilość danych cyfrowych zawartych w każdej próbce audio przekonwertowanej z analogowej (współczynnik kompresji). Szybkość transmisji i częstotliwość próbkowania idą ręka w rękę — szybkość transmisji to jakość skompresowanych danych audio, a częstotliwość próbkowania to ilość lub szybkość, z jaką dane zostaje skompresowany i wysłany.

Każdy format kodeka VoIP — taki jak G.711, G.722 lub Opus — oferuje odrębną częstotliwość, częstotliwość próbkowania i przepływność.

W związku z tym kodek oprogramowania VoIP określa jakość dźwięku połączenia , w tym poziom drgań i opóźnień.

Krok 3: Dostawca VoIP dzwoniącego przesyła dane przez sieć

Gdy Twój kodek VoIP skompresuje dane analogowe do cyfrowych, Twój dostawca VoIP przesyła te dane przez swoją internetową sieć telefoniczną.

Większość dostawców VoIP korzysta z wielu globalnych centrów danych , które mogą przesyłać dane audio od dzwoniącego do odbiorcy w ciągu milisekund, co prowadzi do stałego przepływu komunikacji niemal natychmiastowej.

Krok 4: Dostawca VoIP odbiorcy odbiera dane i przesyła je do aplikacji lub urządzenia użytkownika

Po transmisji internetowej dane audio docierają do sieci operatora VoIP odbiorcy, gdzie kodek oprogramowania VoIP dekoduje dane z powrotem do postaci sygnału analogowego (proces dekompresji). Ten nieskompresowany sygnał jest następnie przesyłany do urządzenia odbiorcy.

W ramach rozmowy VoIP wszystkie strony muszą używać tego samego kodeka — takiego jak G.722, G.711 lub Opus — więc zaangażowani dostawcy VoIP negocjują wzajemnie obsługiwany format kodeków najwyższej jakości.

Ten sam proces ma miejsce, gdy strona korzysta z sieci komórkowej lub sieci PSTN, które są zgodne z kodekiem G.711.

Rodzaje kodeków VoIP

Chociaż istnieją dziesiątki formatów kodeków audio — w tym popularny mp3 — obecnie powszechnie używanych jest tylko pięć kodeków VoIP: G.711, G.722, G.722.2, G.729 i Opus.

Dostawcy VoIP zazwyczaj obsługują kilka z tych kodeków, a każdy format oferuje różne korzyści: szybkość transmisji, wykorzystanie przepustowości, częstotliwość sygnału audio, częstotliwość próbkowania, szybkość transmisji bitów i ogólna jakość dźwięku.

Według Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego (ITU) najpopularniejszymi kodekami VoIP są:

• G.711: Obsługiwany przez prawie wszystkich dostawców VoIP format G.711 jest uważany za najlepszy kodek do interakcji z siecią telefonii stacjonarnej PSTN. Ma wysoką przepływność, co zapewnia dobrą jakość dźwięku, ale wymaga dużej przepustowości. Kodek wąskopasmowy G.711 obsługuje ograniczone częstotliwości w zakresie 300–3400 Hz.
• G.722: Ten szerokopasmowy kodek oferuje wysoką przepływność przy wysokich wymaganiach dotyczących przepustowości i obsługuje dźwięk HD w zakresie 50-7000 Hz
• G.722.2 (AMR-WB): Ten szerokopasmowy kodek VoIP ma możliwość zmiany szybkości transmisji między 48, 56 lub 64 Kb/s, w zależności od dostępnej przepustowości sieci telefonicznej
• G.729: G.729 oferuje wąskopasmową jakość dźwięku przy niskiej przepływności — zaledwie 8 Kb/s. Niska przepływność oznacza, że ​​ten kodek zużywa najmniejszą przepustowość ze wszystkich na tej liście, co czyni go świetną opcją dla zespołów, w których wielu użytkowników korzysta z tej samej sieci.
• Opus: ultraszerokopasmowy kodek, Opus obsługuje od 50 do 20 000 Hz wraz z niezwykle wysoką częstotliwością próbkowania. Ten kodek jest również elastyczny, z szybkością transmisji w zakresie od 6 do 510 Kb/s i przepustowością, która dostosowuje się do dostępności sieci. Opus to darmowy kodek typu open source, bez opłat licencyjnych.

Jak wybrać odpowiedni kodek VoIP

Najlepszy kodek VoIP to taki, który pasuje do systemu operatora telekomunikacyjnego, zapewnia optymalną jakość dźwięku i spełnia wymagania dotyczące przepustowości. Jednak aby połączenie VoIP mogło się odbyć, obie strony muszą używać tego samego kodeka.

Większość oprogramowania SIP i VoIP obsługuje wiele kodeków i automatycznie wybiera najlepszy dla każdego połączenia, więc nie musisz wybierać jednego kodeka. Wybierając dostawcę VoIP, szukaj takiego, który oferuje G.711, G.722 i kodek Opus. Te trzy kodeki gwarantują, że każde wykonane połączenie optymalizuje jakość połączenia i łączność.

Często zadawane pytania dotyczące kodeków VoIP

Poniżej odpowiedzieliśmy na najczęściej zadawane pytania dotyczące kodeków VoIP.