Códecs

VoIP funciona digitalizando la voz en paquetes de datos, enviándola a través de la red, se realiza la reconversión de digital a analógica en la terminal destino de la comunicación. La señal análoga del teléfono es digitalizada en señales PCM 25 por medio del codificador/decodificador de voz.

Las muestras PCM pasan por el algoritmo de compresión, el cuál comprime la voz y la fracciona en paquetes que pueden ser transmitidos en la red WAN. Al otro extremo del canal de comunicación se realiza el proceso inverso.

Los códecs son usados dentro del mundo VoIP para codificar y decodificar los datos de voz. Estos códecs nos puede n ayudar a usar menor número de bits por conversación de voz, por lo que se traduce en mayor número de llamadas simultáneamente en un ancho de banda finito.

La compresión tiene como objetivo eliminar la redundancia de los datos que son enviados. Usualmente entre más comprimida sea la señal de voz más recursos usará el DSP, por lo que estos códecs se clasifican por su complejidad.

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ITU G.711

Este estándar también se conoce como PCM. Este códec muestrea la señal de voz a una frecuencia de 8 000 muestras por segundo. Esto proporciona una mejor calidad a comparación de la mayoría de los códecs empleados.

Existen dos técnicas comunes de compresión binaria G.711 en la mayoría de los servicios de voz: una es llamada la ley μ que es la más usada en los Estados Unidos, Canadá y Japón; mientras que también existe la le y A que es mayormente usada en el resto del mundo. Para lograr interoperabilidad entre estas técnicas PCM debe haber una traducción de un códec a otro.

Una llamada telefónica requiere 64 Kbps en el cable. De acuerdo al teorema de muestreo de Nyquist tendremos 8 000 muestras de voz cada segundo. Cada muestra es de 8 bits; por lo que al multiplicar 8 000 x 8, obtendremos 64 Kbps, lo que significa que G.711 no usa compresión y es la alternativa cuando ex iste suficiente ancho de banda.

ITU G.729
El muestreo que provee este códec es el mismo que el de G.711. La diferencia de G.711 radica en la compresión, pues G.729 usa una técnica llamada CS – ACELP la cual se basa en métodos alternos de muestreo y expresiones algebraicas como libro de códigos para predecir la representación numérica real. Estas expresiones algebraicas se envían al sitio remoto, donde estas son decodificadas y el audio es sintetizado para imitar el audio original; la predicción y sintetización de forma de onda de audio degrada la calidad de la señal de voz haciendo que la voz del que habla suene robótica.

La ventaja de este códec es que permite una compresión de voz que sólo requiere de 8 Kbps por llamada en vez de los 64 Kbps requeridos por el G.711. Esto significa que se podrían hacer ocho llamadas en el espacio de una que estuviera usando G.711, lo que sería bueno para compensar el despliegue de VoIP en un enlace WAN de poca rapidez.

I TU G.729a
Es un códec muy parecido a l G.729 pues usan el mismo ancho de banda de 8Kbps por llamada pero difieren en el tipo de algoritmo usado, por lo que el códec G.729 es considerado de complejidad alta mientras que el G.729a es considerado de complejida d media.

ITU G.728
Este estándar describe el códec G.728, el cual opera a 16 Kbps. El algoritmo que usa es llamado LD – CELP el cual calcula su predicción mediante un filtro codificador lineal predictivo de orden cincuenta, la excitación es generada por medio de un vector de cuantización.

Otros códecs
El tratamiento de la voz, incluyendo la codificación, decodificación y compresión es un tema que debe analizarse profundamente a la hora de implementar VoIP en una red de determinadas características. Por esta razón existen diversos estándares de la ITU que explican los algoritmos y esquemas de codificación utilizados en cada uno de ellos, unos más complejos que otros . Algunos otros estándares que son importantes conocer, son los siguientes:
• G.726 – Describe la codificación mediante el algoritmo ADPCM codificando a 40, 32, 24 y 16 Kbps.
• G.722 – Usa la tecnología SB – ADPCM y permite operar a 48, 56 y 64 Kbps.

También existe el iLBC que usa ya sea 20 ó 30 ms de muestras de voz y terminan por consumir 15.2 ó 13.3 Kbps respectivamente. Uno de los beneficios de este códec es que tiene la capacidad de manejar la pérdida de paquetes, pues las técnicas usadas por este códec permiten que la pérdida de paquetes sea prácticamente no perceptible para el usuario. Este estándar no es definido por la ITU, sino que fue propuesto por una colaboración de líderes del mundo VoIP y espera ser aceptado universalmente. Con la gran diversidad de códecs existentes, se debe tomar en cuenta las ventajas y desventajas que cada uno representaría para nuestra red. A continuación se presenta una tabla comparativa de algunos de los códecs:

Comparacion de algunos codecs

Tomado de:
Hernández, O, & Tzintzun, R. (2010). Comportamiento y estudio dinámico de aplicaciones de VoIP en una red de interconexión de área metropolitana (tesis de pregrado). Universidad Nacional Autónoma de México, México.

Fuente:
http://132.248.9.195/ptb2011/noviembre/0674928/0674928_A1.pdf

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