什么是 VoIP 编解码器以及它们如何影响通话质量？

VoIP 通信由一种称为编解码器的技术促进，该技术将扬声器的音频声音压缩为数据以便通过互联网传输。

然而，并非所有互联网协议语音编解码器都是相同的 - 有些注重低延迟，有些优先考虑低带宽，有些则传输广泛的声音频率。

在本文中，我们将深入研究 VoIP 编解码器，讨论它们是什么、它们如何用于语音呼叫和电话会议、编解码器变体以及如何选择适合您的业务通信需求的编解码器。

什么是 VoIP 编解码器？

VoIP 编解码器是一种基于硬件或软件的技术，可在设备之间压缩和传输音频信号，从而实现快速、清晰的通信。

“编解码器”一词本身结合了该技术的两个主要操作——将模拟音频信号编码为数字音频信号或将模拟音频信号解码为数字音频信号。

有数百种不同类型的编解码器可以压缩各种媒体——视频、音乐、流媒体等。

VoIP 编解码器旨在高效传输高清、高质量音频和语音，这是 IP 语音 (VoIP) 电话的关键组成部分。

商务 VoIP 电话结合使用了以下两者：

• 硬件编解码器：任何记录、传输或播放音频和视频的设备中的物理芯片。 计算机、平板电脑、手机、耳机和 VoIP 电话（IP 电话）都包含编解码器。
• 软件编解码器：云托管的 PBX 提供商提供具有编解码器的基于软件的应用程序，可通过提供商的电话网络传输数字音频信号。 所有基于视频和音频的程序都使用内置软件编解码器，可在线下载。

为什么 VoIP 编解码器很重要？

VoIP 编解码器很重要，因为它们决定了 VoIP 音频质量。 基于云的企业 VoIP 依赖​​于实时数字音频传输，从而实现高清语音音频质量并消除抖动和延迟等干扰。

这种瞬时数据传输需要编解码器快速将模拟音频信号转换为数字信号，保留尽可能多的原始音频，同时最大限度地减少对网络带宽的需求。 如果编解码器需要太多带宽或压缩模拟信号太慢，您可能会遇到音频延迟或声音失真。 （北美和日本的 A-law 算法缩小了语音范围以确保高效编码。）

VoIP 编解码器的工作原理

VoIP 编解码器的工作原理是接收一个扬声器的音频输入，将该模拟音频信号编码为数字音频信号，通过 VoIP 电话网络传输该数字信号，最后在接收器端将数字信号解码回模拟信号，然后通过作为清晰的音频。 值得注意的是，编解码器可以在几百毫秒内完成整个过程，从而实现实时 VoIP 对话。

以下是 VoIP 编解码器在基于云的电话系统中的工作原理：

1. VoIP编解码器接收扬声器的模拟音频信号

2. VoIP 编解码器将模拟信号压缩为数字音频数据包

3. 呼叫者的 VoIP 提供商通过其 VoIP 网络传输这些数字音频数据包

4. 接收者的 VoIP 提供商接收数字数据并将其定向到接收者的应用程序和设备

第 1 步：VoIP 编解码器接收扬声器的模拟音频信号

当说话者向其设备发出语音时，设备的硬件编解码器会将音频捕获为模拟信号。

现实生活中的声音占据了广泛的音频范围。 大多数语音的频率范围在 80 到 300 Hz 之间，而其他噪音（例如音乐声音）的范围可以从 20 到超过 15,000 Hz。 常规音频编解码器仅捕获现实生活中音频的有限部分，这就是为什么电话交谈听起来不像面对面互动那么清晰。

更高质量的编解码器可捕获更宽的频率范围，从而产生模拟现实生活对话的高清音频。

步骤 2：VoIP 编解码器将模拟信号压缩为数字音频数据包

接下来，VoIP 应用程序的编解码器将模拟音频信号压缩为数字数据包（编码过程）。 数字数据包需要更少的带宽，并且更容易通过互联网传输。

压缩音频数据的质量取决于三个因素：频率、采样率和比特率。

• • 频率：数字数据捕获的音频声音范围，以 Hz 为单位。 与窄带频率相比，宽带和超宽带音频捕获的声音范围更广。 然而，宽带音频需要更多带宽，因此速度可能会更慢，并且对 WiFi 或 Internet 网络的负担更大。
  • 采样率：编解码器拍摄音频“快照”并传输它们的速率。 以每秒采样数来衡量，更高的采样率意味着编解码器可以捕获更多微秒的音频，从而向接收者提供更加无缝和类似模拟的产品。
  • 比特率：从模拟转换而来的每个音频样本中包含的数字数据量（压缩比）。比特率和采样率密切相关——比特率是压缩音频数据的质量，采样率是数据传输的数量或速度。被压缩并发送。

每种 VoIP 编解码器格式（例如 G.711、G.722 或 Opus）都提供不同的频率、采样率和比特率。

因此， VoIP 软件的编解码器决定了通话音频质量，包括您遇到的抖动量和延迟。

第 3 步：呼叫者的 VoIP 提供商通过网络传输数据

一旦您的 VoIP 编解码器将模拟数据压缩为数字数据，您的 VoIP 提供商就会通过其基于 Internet 的电话网络传输该数据。

大多数 VoIP 提供商利用多个全球数据中心，这些数据中心可以在几毫秒内将音频数据从呼叫者路由到接收者，从而实现近乎即时的稳定通信流。

步骤 4：接收者的 VoIP 提供商接收数据并将其传输到用户的应用程序或设备

经过互联网传输后，音频数据到达接收者的 VoIP 提供商网络，其中 VoIP 软件的编解码器将数据解码回模拟信号（解压缩过程）。 然后将该未压缩的信号发送到接收者的设备。

在 VoIP 对话中，各方必须使用相同的编解码器（例如 G.722、G.711 或 Opus），以便相关 VoIP 提供商协商最高质量的相互支持的编解码器格式。

如果一方使用移动或 PSTN（两者都与 G.711 编解码器兼容），则会发生相同的过程。

VoIP 编解码器的类型

虽然音频编解码器格式有数十种（包括流行的 mp3），但目前常用的 VoIP 编解码器只有五种：G.711、G.722、G.722.2、G.729 和 Opus。

VoIP 提供商通常支持其中几种编解码器，每种格式都具有独特的优势：传输速度、带宽使用、音频信号频率、采样率、比特率和整体音频质量。

根据国际电信联盟 (ITU) 的统计，最流行的 VoIP 编解码器是：

• G.711： G.711 格式几乎受到所有 VoIP 提供商的支持，被认为是与 PSTN 固定网络交互的最佳编解码器。 它具有高比特率，可以带来良好的音质，但需要大量带宽。 G.711 是一种窄带编解码器，支持 300-3,400 Hz 之间的有限频率。
• G.722：这种宽带编解码器提供高比特率和高带宽要求，支持 50-7000 Hz 的高清语音
• G.722.2 (AMR-WB)：这种宽带 VoIP 编解码器能够在 48、56 或 64 Kbps 比特率之间切换，具体取决于电话网络可用的带宽量
• G.729： G.729 提供窄带音质和低比特率（仅 8 Kbps）。 低比特率意味着该编解码器消耗的带宽是该列表中所有编解码器中最少的，这使其成为拥有许多用户共享同一网络的团队的绝佳选择。
• Opus： Opus 是一种超宽带编解码器，支持 50-20,000 Hz 以及非常高的采样率。 该编解码器也很灵活，比特率范围为 6-510 Kbps，带宽可适应网络可用性。 Opus 是一种免版税的开源编解码器，无需许可费用。

如何选择正确的 VoIP 编解码器

最好的 VoIP 编解码器是适合您的电信提供商的系统、提供最佳音质并满足您的带宽需求的编解码器。 然而，为了进行 VoIP 呼叫，双方需要使用相同的编解码器。

大多数 SIP 和 VoIP 软件支持多种编解码器，并自动为每个呼叫选择最佳的编解码器，因此您无需选择一种编解码器。 选择 VoIP 提供商时，请寻找提供 G.711、G.722 和 Opus 编解码器的提供商。 这三种编解码器将保证您的每次通话都能优化通话质量和连接性。

VoIP 编解码器常见问题解答

下面，我们回答了最重要的 VoIP 编解码器常见问题解答。