Los códecs VoIP (Voz sobre IP) son modelos matemáticos que se usan para codificar y comprimir digitalmente la información de audio. Muchos de los códecs modernos utilizan las características de cómo el cerebro humano percibe la información incompleta: los algoritmos de compresión de voz aprovechan estas características, por lo que la información no completamente escuchada es completamente interpretada por el cerebro. El objetivo principal de estos códecs es mantener un equilibrio entre la eficiencia de la transmisión de datos y su calidad.
Inicialmente, el término códec provenía de la combinación de las palabras COdificación/DEcodificación, es decir, de los dispositivos que convertían lo analógico a la forma digital. En el mundo moderno de las telecomunicaciones, la palabra códec proviene más bien de la combinación de COmpresión/DEcompresión.
Tabla de Contenido
Comparación de Códecs Modernos
Antes de comenzar a hablar en detalle sobre los distintos códecs, hemos creado una tabla con una breve comparación de las características de los códecs modernos:
| Códec | Velocidad de transmisión, Kb/s | Licenciamiento |
|---|---|---|
| G.711 | 64 Kb/s | No |
| G.726 | 16, 24, 32 o 40 Kb/s | No |
| G.729A | 8 Kb/s | Sí |
| GSM | 13 Kb/s | No |
| iLBC | 13.3 Kb/s (30 ms de marco); 15.2 Kb/s (20 ms de marco) | No |
| Speex | Rango de 2.15 a 22.4 Kb/s | No |
| G.722 | 64 Kb/s | No |
G.711
El códec G.711 es el códec más básico de la telefonía pública conmutada (PSTN). Dentro de este códec se utiliza la modulación por impulsos codificados PCM (Pulse-Code Modulation). En todo el mundo se utilizan 2 métodos de companding (amplificación de la señal) G.711: la ley µ en América del Norte y la ley A en el resto del mundo (ver diapositiva). Este códec transmite una palabra de 8 bits 8000 veces por segundo. Si multiplicas 8 por 8000, obtienes 64000 bits, es decir, 64 Kb/s, la velocidad de flujo creada por G.711.
Mucha gente dirá que G.711 es un códec en el que no hay compresión (compresión), pero no es del todo así: el proceso de companding en sí es una forma de compresión. Todos los códecs del mundo han “crecido” a partir de G.711.
Una característica importante de G.711 es que carga mínimamente el procesador de la máquina en la que se ejecuta.
G.726
Este códec se utilizó durante un tiempo, convirtiéndose en un reemplazo para G.721, que en ese momento estaba desactualizado, y es uno de los primeros códecs con un algoritmo de compresión. También se conoce como códec con modulación por impulsos codificados diferencial adaptativa (Adaptive Differential Pulse-Code Modulation, ADPCM) y puede utilizar varias velocidades de flujo de transmisión. Las velocidades de transmisión más comunes son 16, 24 y 32 Kb/s.
El códec G.726 es casi idéntico a G.711, la única diferencia es que utiliza la mitad del ancho de banda. Esto se consigue mediante el hecho de que, en lugar de enviar el resultado completo de la cuantificación, sólo envía la diferencia entre las dos últimas medidas. En 1990, el códec fue prácticamente abandonado, ya que no podía funcionar con señales de fax y módems. Pero en nuestros días, debido a su ahorro de ancho de banda y recursos del procesador central, tiene todas las posibilidades de volver a ser un códec popular en las redes modernas.
G.729A
Teniendo en cuenta la poca banda que utiliza G.729A, sólo 8 Kb/s, proporciona una excelente calidad de comunicación. Esto se consigue mediante el uso de una estructura conjugada con código algebraico controlado y predicción lineal (Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction, CS-ACELP). Debido a la patente, el uso de este códec es comercial; sin embargo, esto no impide que el códec G.729A sea popular en diversas redes corporativas y sistemas telefónicos.
Para alcanzar este alto grado de compresión, G.729A utiliza activamente la potencia del procesador (CPU).
GSM
El códec para el sistema global de comunicaciones móviles (Global System for Mobile Communications, GSM) no está sujeto a licencias, como su análogo G.729A, pero ofrece una alta calidad y una carga moderada en el procesador al utilizar 13 Kb/s de ancho de banda. Los expertos consideran que la calidad de GSM es algo inferior a la de G.729A.
iLBC
El códec iLBC (Internet Low Bitrate Codec) combina un bajo uso de ancho de banda y una alta calidad. Este códec es ideal para mantener una alta calidad de comunicación en redes con pérdida de paquetes.
iLBC no es tan popular como los códecs de los estándares ITU y, por lo tanto, puede no ser compatible con los teléfonos IP y las PBX IP populares. El Grupo de Ingeniería de Internet (IETF) ha publicado las RFC 3951 y 3952 en apoyo del códec iLBC.
El códec de baja tasa de bits de Internet utiliza algoritmos complejos para lograr una alta tasa de compresión, por lo que carga considerablemente el procesador.
En la actualidad, iLBC se utiliza de forma gratuita, pero el propietario de este códec, Global IP Sound (GIPS), obliga a notificar a los usuarios de su intención de uso comercial de este códec. El códec iLBC funciona a una velocidad de 13.3 Kb/s con marcos de 30 ms, y a una velocidad de 15.2 Kb/s con marcos de 20 ms.
Speex
El códec Speex pertenece a la familia de códecs de velocidad variable (variable-bitrate, VBR), lo que significa que el códec puede cambiar dinámicamente la velocidad de transmisión de bits en función del estado de rendimiento de la red de transmisión. Este códec se ofrece en modificaciones de banda ancha y de banda estrecha, dependiendo del requisito de calidad.
Speex es totalmente gratuito y se distribuye bajo la licencia de software de la Universidad de Berkeley (Berkeley Software Distribution license, BSD). El códec funciona en rangos de 2.15 a 22.4 Kb/s dentro de la tasa de bits variable.
G.722
G.722 es un estándar de la ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones – Sector de las Telecomunicaciones) y se publicó por primera vez en 1988. El códec G.722 permite proporcionar una calidad no inferior a la de G.711, lo que lo hace atractivo para los desarrolladores modernos de VoIP. En la actualidad, la patente de G.722 ya no está en vigor, y este códec es totalmente gratuito.
