4 VoIP-кодека, которые стоит попробовать, если G.711 не обеспечивает четкость звонков

Кодеки VoIP оказывают прямое влияние на качество, сжатие и использование полосы пропускания VoIP-вызовов. Наиболее распространенным является G.711, который представляет собой узкополосный кодек, настроенный на обеспечение кристально чистой голосовой связи.

G.711 имеет свои достоинства, но он не всегда лучший. Фактически, несколько других кодеков VoIP имеют расширенные функции, которые лучше подходят для определенных сценариев.

Что делают кодеки VoIP?

Термин кодек означает сжатие и декомпрессию — или кодирование и декодирование.

Во время звонка голосовые сигналы преобразуются в цифровые пакеты данных перед передачей через Интернет. VoIP-кодеки дополнительно сжимают эти данные, чтобы обеспечить их быструю доставку получателю. Его цель — поддерживать оптимальное использование полосы пропускания без ущерба для качества звука. На принимающей стороне сжатые данные распаковываются и преобразуются обратно в голосовые сигналы.

Существует несколько кодеков, поддерживаемых поставщиками VoIP, поэтому отправителю и получателю часто приходится «договариваться» и выбирать лучший кодек для использования. Чтобы связь работала, отправитель и получатель должны использовать один и тот же кодек — тот, который поддерживается обоими устройствами.

Кодеки VoIP опираются на несколько важных компонентов, включая:

Частота дискретизации: Во время вызова аналоговые голосовые данные «выбираются» через регулярные интервалы и преобразуются в пакеты данных. Каждый сэмпл содержит фрагмент цифровых аудиоданных. Частота дискретизации — это частота (в Гц), на которой кодек VoIP может измерять и собирать сэмплы. Высокие частоты дискретизации обеспечивают более высокое качество звука, но требуют большей полосы пропускания. Низкие частоты дискретизации требуют меньшей полосы пропускания, но захватывают меньше деталей, что приводит к плохому качеству вызова.

Пропускная способность: измеряемая в битах в секунду (бит/с), пропускная способность представляет собой объем данных, которые могут быть переданы по сетевому каналу. Хотя большинство требований к пропускной способности VoIP низкие, некоторые кодеки требуют высокого использования пропускной способности, что может привести к задержке.

Битрейт: Это объем данных, захваченных в сэмпле. Он определяет качество звука. Кодеки с высоким битрейтом дадут лучшее качество звука.

Почему G.711 так популярен?

Люди используют его, потому что это надежный вариант — он простой, бесплатный и разработан специально для телефонии.

Узкополосные кодеки, такие как G.711, отдают приоритет речи, а не музыке. Это делает его подходящим для сценариев, в которых приоритетом является четкая голосовая связь с малой задержкой.

В отличие от других кодеков, он не сжимает голосовые данные. Вместо этого он использует PCM (импульсную модуляцию управления), работающую на фиксированной скорости передачи данных 64 кбит/с с частотой дискретизации 8 кГц. Поскольку голосовые данные имеют узкий частотный диапазон до 4 кГц, он способен точно улавливать человеческие голоса с минимальными искажениями.

Существует два варианта кодека G.711: μ-law и A-law. Вариант μ-law используется в Японии и Северной Америке, тогда как вариант A-law в основном используется в Европе.

Однако это создает проблему. Поскольку G.711 не сжимает голос, он использует больше данных и имеет относительно высокие требования к полосе пропускания. Это может быть проблемой, когда доступная полоса пропускания ограничена или телефонная сеть имеет низкую емкость. В этом случае вам лучше использовать кодек, оптимизированный под полосу пропускания.

Четыре дополнительных кодека VoIP и когда их использовать

Каждый кодек имеет свои сильные и слабые стороны, что дает вам возможность выбрать тот, который соответствует вашим потребностям. Вот четыре альтернативных кодека VoIP, которые вы можете попробовать, если G.711 вас не устраивает.

G.722: превосходное качество звука

G.722 — это бесплатный широкополосный кодек, охватывающий диапазон частот от 50 Гц до 7 кГц, предлагающий HD-аудио. По сравнению с G.711, который охватывает только до 4 кГц, этот кодек захватывает более широкий диапазон человеческой речи.

Естественно, G.722 имеет высокие требования к полосе пропускания, работая на трех разных битрейтах 48kbps, 56kbps и 64kbps. Его частота дискретизации составляет 16kHz, что вдвое больше частоты дискретизации G.711. Тем не менее, оба кодека используют схожую полосу пропускания — главное отличие в том, что G.711 имеет фиксированный битрейт 64kbps, тогда как G.722 имеет переменный битрейт.

G.722 использует технологию сжатия, известную как адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция субполос (SB-ADPCM).

С его помощью аудиосигналы разделяются на поддиапазоны. Высокочастотные сигналы сжимаются отдельно от низкочастотных. Это помогает производить высококачественный звук, который звучит естественно, оптимизируя использование доступной полосы пропускания.

Главным недостатком G.722 является совместимость — он не поддерживается широко поставщиками VoIP.

Однако есть несколько, которые его поддерживают. Если ваши устройства позволяют, это надежный VoIP-кодек, который отлично подходит для сценариев, требующих превосходного качества голоса или когда соединение нестабильно.

Opus: Низкая задержка в условиях низкой пропускной способности

Opus — это сверхширокополосный кодек с диапазоном частот от 50 Гц до 20 кГц. Как и G.722, он (более чем) способен на HD-голос.

Он также имеет открытый исходный код и не требует лицензионных отчислений, так что любой желающий может использовать его бесплатно.

Opus, рассчитанный как на узкую, так и на широкую полосу пропускания, имеет переменный битрейт от 8 кбит/с до 512 кбит/с. Он также может регулировать использование полосы пропускания в соответствии с состоянием вашей сети в дополнение к очень высокой частоте дискретизации до 48 кГц.

Несмотря на растущую популярность, Opus не так широко поддерживается, как G.711, и не имеет такого широкого диапазона применения, как G.722.

Его главный недостаток — сложность: он использует передовые методы сжатия, требующие большей вычислительной мощности. Тем не менее, он все равно выдает лучший звук, чем G.711 при низких битрейтах.

В конечном счете, Opus идеально подходит для сценариев, требующих низкой задержки при низкой пропускной способности. Он также полезен, когда вам нужно передавать музыку, которая работает в гораздо более широком диапазоне частот, чем человеческая речь — а именно, от 20 Гц до 20 кГц.

G.729: Умеренное качество в сценариях с высоким сетевым трафиком

В отличие от Opus, G.729 — это узкополосный VoIP-кодек, работающий с фиксированным битрейтом всего 8 кбит/с. Это значительно меньше 64 кбит/с как у G.711, так и у G.722.

Но частота дискретизации у него составляет 8 кГц, что соответствует G.711.

G.729 использует агрессивную технику сжатия, которая создает микропакеты данных из аналоговых голосовых сигналов. Таким образом, он предлагает только среднее качество звука по сравнению с другими.

Его настоящая сила в средах с высоким трафиком и низкой пропускной способностью, поскольку он может поддерживать более высокий объем одновременных вызовов, как в колл-центре. G.729 также может обеспечить хорошую голосовую связь в сценариях, где сеть сильно ограничена.

AMR-WB: для записи не только голоса

AMR-WB означает Adaptive Multi-Rate Wideband. Также известен как G.722.2, который является более продвинутой версией кодека G.722.

G.722.2 работает в диапазоне частот от 50 Гц до 7 кГц и может захватывать HD-аудио. Он также имеет переменную скорость передачи данных от 6,6 кбит/с до 23,85 кбит/с, что означает, что он может адаптироваться к изменяющимся условиям сети.

Этот кодек идеально подходит как для речи, так и для музыки, поэтому он широко используется в сетях мобильной связи. В отличие от него, G.711 был предназначен для использования в традиционной телефонной связи через PSTN.

G.722.2 также пользуется широкой поддержкой, обеспечивая совместимость с различными устройствами и системами VoIP.

Обзор высокоуровневых кодеков VoIP

G.711 — надежный кодек для традиционной голосовой связи, но это не единственный вариант. Другие высококачественные кодеки включают:

G.722: Превосходное качество звука и гибкость. Opus: Низкая задержка при работе с нестабильностью сети. G.729: Приемлемое качество в средах с высоким трафиком. AMR-WB: Захват голоса и музыки в формате HD.