Códecs en Telecomunicaciones: Guía Completa para Profesionales de VoIP
En las telecomunicaciones modernas, los códecs de audio han adquirido un papel fundamental. Estos algoritmos permiten que la voz humana, originalmente en formato analógico, pueda ser transformada en información digital, transportada a través de redes IP y reconstruida en el extremo receptor con la mayor fidelidad posible. La relevancia de los códecs de voz en VoIP en la telefonía actual no puede ser subestimada, ya que de ellos depende directamente la calidad de la comunicación, el consumo de ancho de banda y la eficiencia en la transmisión de datos.
La telefonía tradicional utilizaba circuitos con recursos dedicados, donde la calidad de la voz estaba prácticamente garantizada. Sin embargo, con la irrupción de la telefonía IP y los sistemas VoIP, la voz debe convivir con otros servicios sobre redes de datos compartidas. Esto ha hecho que la elección de un códec adecuado sea un factor crítico, tanto para garantizar la inteligibilidad del mensaje como para optimizar el uso de los recursos de red.
La correcta selección del códec no solo afecta la experiencia del usuario final, sino también la escalabilidad de una red de telecomunicaciones. Un códec eficiente puede reducir el consumo de recursos, mejorar la compatibilidad entre dispositivos y permitir la integración fluida de plataformas.
Codificación y Decodificación (Encoding y Decoding)
En el proceso de comunicación por VoIP, la codificación (encoding) convierte las ondas analógicas de voz en un flujo digital de bits. Dicho flujo puede ser comprimido o no, dependiendo del códec utilizado.
La decodificación (decoding) ocurre en el receptor, donde ese flujo digital se reconstruye en una señal analógica, permitiendo que el usuario escuche la voz original. La eficiencia de este proceso depende directamente del códec, que define parámetros como tasa de muestreo, bits por muestra y mecanismos de compresión.
Ahora veamos un ejemplo de un proceso de este tema. Imagina que un usuario en CDMX levanta el teléfono y dice: “Hola, ¿cómo estás?”. Esa voz se produce como una onda analógica continua, con variaciones de amplitud y frecuencia.
El códec G.711 aplica un proceso de PCM (Pulse Code Modulation), tomando 8,000 muestras por segundo. El objetivo es digitalizar la señal sin pérdida perceptible de calidad. Cada muestra representa un fragmento muy pequeño (realmente muy pequeño) de la onda analógica.
Cada muestra se convierte en un valor digital de 8 bits (1 byte). A este flujo de datos se le llama bitstream, y es lo que viaja por la red en forma de paquetes RTP. Esto significa que en un segundo de audio se generan 8,000 bytes, lo que equivale a una tasa de 64 Kbps. En una captura de trafico, el flujo se vera algo asi: “10101100 11010011 01101001 10010101 …”
Luego, Los paquetes RTP encapsulan los bits de voz junto con encabezados IP y UDP. La transmisión es constante porque G.711 usa CBR (Constant Bit Rate). En una red LAN local, este tráfico puede alcanzar ~85.6 Kbps reales por cada llamada, considerando las cabeceras.
Al final, otra zona geografica, por ejemplo en Monterrey, el teléfono IP recibe los paquetes.
- El decodificador G.711 toma los valores digitales, los convierte nuevamente en amplitudes de onda analógica, y las envía al auricular.
- El usuario escucha “Hola, ¿cómo estás?” con prácticamente la misma fidelidad que la voz original.
Tipos de códecs de voz en VoIP y el RTP Payload Type
Existen códecs de voz en VoIP no comprimidos, como G.711, que ofrecen alta calidad a costa de mayor consumo de ancho de banda, y códecs comprimidos, como G.729, que reducen drásticamente el ancho de banda necesario con una ligera degradación de calidad.
Dentro del protocolo SIP, la negociación de códecs se realiza a través del parámetro RTP Payload Type, que asigna números estáticos o dinámicos a cada códec para garantizar compatibilidad entre equipos.
Los 4 códecs más importantes en telefonía IP
- G.711 (PCMA/PCMU) – Alta compatibilidad, sin compresión, 64 Kbps.
- G.722 – Wideband, voz en HD, misma carga de G.711 pero mejor calidad.
- G.729 – Códec comprimido, solo 8 Kbps, ideal para enlaces limitados, o para reducir el consumo de ancho de banda.
- Opus – Códec versátil, soporta VBR, excelente calidad y baja latencia, estándar en WebRTC.
Comparativa de codecs por RTP/AVP
La primera tabla muestra de manera sencilla cómo se identifican los códecs en las redes VoIP a través del RTP/AVP Payload Type. Aquí se ve el número que corresponde a cada códec, su nombre, si usa compresión o no, además de su aplicación más común y la calidad percibida medida con MOS
| RTP/AVP | Códec | Compresión | Uso general | MOS |
|---|---|---|---|---|
| 0 | G.711 µ-law | No | Alta compatibilidad, LAN corporativas. Norteamerica, Japon. | 4.3 |
| 8 | G.711 A-law | No | Alta compatibilidad, LAN corporativas. Europa y sistemas TDM-IP | 4.3 |
| 9 | G.722 | No (HD) | Voz en HD. | 4.5 |
| 18 | G.729 | Sí | WAN e Internet | 3.9 |
| 111 | Opus | Sí (VBR) | WebRTC, VoIP avanzada | 4.5+ |
Ancho de Banda por Códec
En la segunda tabla se comparan los requerimientos de ancho de banda de cada códec. Es importante porque muchas veces la calidad de voz no depende solo del códec elegido, sino de si la red puede soportar el tráfico que este genera. El G.711 y el G.722 consumen más de 80 Kbps en una red Ethernet, mientras que G.729 apenas ronda los 30 Kbps.
| Códec | Bitrate | Ancho de banda real (Ethernet, 20 ms) |
|---|---|---|
| G.711 | 64 Kbps | ~85.6 Kbps |
| G.722 | 64 Kbps | ~85.6 Kbps |
| G.729 | 8 Kbps | ~29.6 Kbps |
| iLBC | 15.2 Kbps | ~36.8 Kbps |
| Opus | Variable (6–510 Kbps) | Dependiente de configuración |
Calidad según MOS y R Factor
La tercera tabla se enfoca en la calidad de audio medida de dos formas distintas: MOS y R Factor. El MOS refleja la percepción de los usuarios, mientras que el R Factor suma factores técnicos como la latencia o el jitter.
| Códec | MOS | R Factor |
|---|---|---|
| G.711 | 4.3 | 93 |
| G.722 | 4.5+ | 95 |
| G.729 | 3.9 | 80 |
| iLBC | 3.8 | 78 |
| Opus | 4.5–5 | 100 |
VBR y CBR
- VBR (Variable Bit Rate): El bitrate varía según condiciones de red. Ejemplo: Opus. Se optimiza calidad cuando hay ancho de banda y se reduce cuando es limitado.
- CBR (Constant Bit Rate): El bitrate es fijo. Ejemplo: G.711 (64 kbps siempre). Asegura estabilidad pero no aprovecha fluctuaciones de red.
Catálogo de Códecs por Tipo
- CBR: G.711, G.722.
- VBR: Opus, AMR-WB Plus, Silk, Speex.
- Mixtos (escalables): G.729 Annex J.
Opus y su Importancia en WebRTC
El códec Opus ha sido adoptado como el estándar en WebRTC, la tecnología detrás de aplicaciones como Google Meet, WhatsApp y Zoom. Su capacidad de adaptarse dinámicamente a condiciones de red, soportar audio de banda ancha y ultra ancha, junto con su naturaleza de código abierto, lo convierte en el códec más versátil y con mayor futuro en telecomunicaciones IP.
Configuración de Troncales con G.729
Esta configuración en Asterisk establece una troncal SIP con un proveedor externo, forzando que todas las llamadas usen G.729. Se deshabilitan los demás códecs de voz en VoIP para evitar negociaciones indeseadas.
[trunk-g729]
type=friend
host=trunk.provider.com
username=miusuario
secret=miclave
context=from-trunk
disallow=all
allow=g729En FreeSWITCH, estas líneas definen que tanto los códecs globales como los preferidos en llamadas salientes serán G.729. Esto asegura que al iniciar o recibir una sesión SIP, el códec G.729 será el preferido en la negociación.
<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="global_codec_prefs=G729"/>
<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="outbound_codec_prefs=G729"/>Conclusión: Aspectos Clave al Elegir un códecs de voz en VoIP
Al seleccionar un códec para una red de telecomunicaciones, es necesario considerar varios factores que van más allá de la simple calidad de voz:
- Calidad de audio (MOS y R Factor): Códecs como G.711 y G.722 ofrecen excelente fidelidad, mientras que G.729 e iLBC logran un buen balance entre calidad y eficiencia.
- Consumo de ancho de banda: G.711 requiere más de 80 Kbps por llamada, mientras que G.729 apenas llega a unos 30 Kbps. En entornos con enlaces limitados, este punto es decisivo.
- Compatibilidad y soporte: G.711 es universalmente soportado, mientras que Opus y G.729 pueden requerir licencias o configuraciones adicionales.
- Tolerancia a pérdida de paquetes y jitter: códecs de voz en VoIP adaptativos como Opus o resilientes como iLBC ayudan a mantener la comunicación estable en redes inestables.
- Escenario de uso: LAN corporativas con mucho ancho de banda se benefician de códecs de alta calidad, mientras que WAN o enlaces VPN con limitaciones requieren códecs más comprimidos.
En resumen, la mejor elección de códec depende del equilibrio entre calidad, ancho de banda disponible y compatibilidad con los equipos existentes.
Caso Práctico: Red con 3 Sedes (CDMX, Monterrey y Guadalajara)
Imaginemos una empresa con tres oficinas: Ciudad de México, Monterrey y Guadalajara. Cada sede tiene su propia red local con extensiones IP internas y todas están interconectadas a través de una WAN corporativa.
- Dentro de cada sede (LAN): Se puede utilizar G.711 o incluso G.722, ya que el ancho de banda interno no es una limitación y se busca la mejor calidad de voz para llamadas internas.
- Entre sedes (WAN): Para optimizar el tráfico entre CDMX, Monterrey y Guadalajara, se recomienda usar G.729, que reduce significativamente el ancho de banda requerido por llamada. Esto permite más simultaneidad sin saturar los enlaces.
- Escenarios mixtos: Se puede configurar la prioridad de códecs de voz en VoIP para que dentro de cada red local se use G.711/G.722, y en llamadas inter-sedes la negociación SIP seleccione G.729 automáticamente.
- Soporte futuro (WebRTC): Para integraciones con aplicaciones de videoconferencia o clientes web, incluir Opus como opción es una apuesta estratégica.
Con esta estrategia, la empresa asegura máxima calidad en llamadas internas, eficiencia en los enlaces entre sedes y compatibilidad con tecnologías modernas.
