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Chapitre 6 — Codecs audio

G.711, G.729, Opus & compagnie

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Formateur
Jean Christophe Mamiah
🎚️Chapitre 6 · Compression audio

Les codecs audio : comprimer la voix pour la VOIP

En VOIP, la voix doit être numérisée, compressée et transportée sur le réseau IP. Le rôle d'un codec est de convertir la voix analogique en données numériques, de comprimer ces données pour économiser la bande passante, et de les restituer fidèlement à la réception. Trois codecs dominent en téléphonie d'entreprise : G.711, G.729 et Opus.

🎙️ G.711 · 64 kb/s 📡 G.729 · 8 kb/s 🎧 Opus · variable ⚡ Qualité ⇆ Débit

Définition Qu'est-ce qu'un codec ?

Le mot codec vient de la contraction de COdeur / DECodeur. Un codec a deux fonctions :

🎙️ Encoder

Capturer la voix, la numériser, et la compresser avant l'envoi sur le réseau.

🔊 Décoder

À la réception, décompresser les données et restituer le son dans le combiné.

Pourquoi utiliser des codecs ?

  • Économiser la bande passante — un appel non compressé saturerait vite le réseau.
  • Améliorer la qualité audio — algorithmes adaptés à la voix humaine.
  • Adapter la VOIP au réseau — choisir selon LAN, WAN, mobile…

Animation Le parcours de la voix

Cliquez sur ▶️ ou avancez pas à pas pour suivre le trajet de la voix de l'émetteur au récepteur.

🎙️
Microphone
Voix analogique
🔢
Codec encode
Numérisation
📦
Compression
Réduction taille
📡
RTP / Réseau IP
Transport
🔊
Codec décode
Voix restituée
▶️ Prêt Lancez l'animation pour visualiser les 5 étapes du traitement de la voix.

Détail Les 3 codecs incontournables

Cliquez sur un onglet pour découvrir le codec en détail.

🎙️G.711 — le vétéran
Standard ITU-T PCM 8 kHz LAN

Codec historique de la téléphonie IP. Faible compression, qualité quasi-identique au RTC. Compatible avec tous les équipements VOIP du marché — c'est le codec par défaut sur les téléphones Cisco.

Débit codec
64 kb/s
Compression
Faible
Qualité (MOS)
4,1 / 5
Latence
≈ 1 ms
Bande passante consommée~85 kb/s par sens (avec en-têtes)
✅ Avantages
  • Qualité proche du RTC
  • Très compatible (universel)
  • Peu de traitement processeur
❌ Inconvénients
  • Consomme beaucoup de bande passante
  • Mal adapté aux WAN limités
🎯 Usage typique : réseaux locaux (LAN), entreprises avec bonne connexion, téléphonie interne, conformité maximale.
📡G.729 — l'économe
CS-ACELP 8 kb/s WAN / VPN

Codec à forte compression. Diviseur de bande passante par 8 par rapport à G.711, au prix d'une légère dégradation et d'un surcoût CPU. Idéal pour faire passer plusieurs appels simultanés sur un lien limité.

Débit codec
8 kb/s
Compression
Élevée
Qualité (MOS)
3,9 / 5
Latence
≈ 15 ms
Bande passante consommée~32 kb/s par sens (avec en-têtes)
✅ Avantages
  • Très faible consommation réseau
  • Idéal pour connexions limitées
  • Plusieurs appels par lien
❌ Inconvénients
  • Qualité légèrement inférieure
  • Compression plus importante (perte)
  • Plus gourmand en calcul
🎯 Usage typique : WAN, VPN, liaisons Internet faibles, téléphonie distante, télétravailleurs sur 4G.
🎧Opus — le moderne
IETF RFC 6716 6-510 kb/s WebRTC / HD

Codec moderne et adaptatif, conçu pour les communications temps réel modernes. Ajuste son débit en continu selon les conditions réseau, supporte la voix HD et la musique. Standard de WebRTC, Microsoft Teams, Discord, WhatsApp…

Débit codec
Variable
Compression
Adaptive
Qualité (MOS)
4,5 / 5
Latence
≈ 5 ms
Bande passante (adaptative)~24 à 64 kb/s selon réseau
✅ Avantages
  • Très haute qualité (voix HD)
  • Adaptation dynamique au réseau
  • Très faible latence
  • Excellente résistance à la perte de paquets
❌ Inconvénients
  • Compatibilité parfois limitée sur anciens équipements
  • Pas (ou peu) supporté par les téléphones Cisco
🎯 Usage typique : softphones modernes, visioconférence, communications HD, applications collaboratives (Teams, Zoom, Webex…).

Comparatif Tableau récapitulatif

CodecDébitQualitéBande passanteUsageLatence
G.71164 kb/sTrès bonneÉlevée (~85 kb/s réels)LAN, téléphonie interne≈ 1 ms
G.7298 kb/sBonneFaible (~32 kb/s réels)WAN, VPN, télétravail≈ 15 ms
OpusVariable (6-510)ExcellenteOptimisée (~24-64 kb/s)VOIP moderne, HD, WebRTC≈ 5 ms
📌 Lecture du débit : attention à différencier le débit du codec (audio compressé brut) et la bande passante réelle consommée qui inclut les en-têtes IP/UDP/RTP (~ 40 octets par paquet). On compte généralement + 20 à 30 kb/s d'overhead par flux.

Interactif Calculateur de bande passante

Estimez la consommation réseau pour un nombre d'appels VOIP simultanés. Choisissez le codec et le nombre d'appels.

10
Compter la bande passante montante + descendante
Par appel
0 kb/s
Total cumulé
0 kb/s
Soit en Mb/s
0 Mb/s
ℹ️ Méthode : bande passante par flux ≈ débit codec + overhead IP/UDP/RTP (≈ 22 kb/s en VOIP standard avec paquets de 20 ms). Le mode bidirectionnel double pour compter les deux sens.

Aide à la décision Quel codec choisir ?

Répondez aux 3 questions, l'assistant vous recommande le codec adapté.

1️⃣ Quel est le type de lien ?

2️⃣ Quelle priorité ?

3️⃣ Quel équipement utilisateur ?

Réseau Codecs & qualité de service

Les codecs interagissent directement avec les critères de QoS du réseau. Un mauvais réseau dégradera l'audio, quel que soit le codec choisi. Voici les paramètres à surveiller :

⏱️
Latence
< 150 ms acceptable
📈
Gigue
< 30 ms recommandé
📉
Perte de paquets
< 1 % acceptable
🎯
Marquage DSCP
EF (46) pour RTP
⚠️ Combinaison toxique : un codec compressé (G.729) sur un réseau saturé donne une voix robotisée et hachée. À l'inverse, un codec G.711 sur un WAN saturera et provoquera des coupures généralisées. Le choix du codec ne dispense pas d'avoir un réseau correct.
💡 Plus le débit est élevé, meilleure est la qualité mais plus la bande passante consommée augmente. Plus le débit est faible, plus on économise réseau mais la qualité peut s'en ressentir. C'est un compromis permanent.

Activité pratique TSSR TP Packet Tracer — Comparer les codecs

🎯 Objectif

Sur la maquette VOIP du Chapitre 1, imposer différents codecs via Cisco Call Manager Express, observer le résultat sur la taille des paquets RTP en mode Simulation, et comparer la bande passante théorique consommée.

🖥️ Packet Tracer 8.x 📡 Routeur 2811 (CME) 📞 IP Phone 7960 (×2) 🎚️ G.711 vs G.729
ℹ️ Limite Packet Tracer : seuls les codecs G.711 (ulaw/alaw) et G.729 sont disponibles dans CME sous Packet Tracer. Le codec Opus n'est pas supporté (Cisco ne l'implémente que sur des équipements modernes). Le TP se concentre donc sur la comparaison G.711 ↔ G.729.
1

Rouvrir la maquette du Chapitre 1

Reprenez le .pkt existant : routeur 2811 en CME, switch 2960, deux IP Phones 7960 enregistrés en 101 et 102. Vérifiez que les téléphones s'enregistrent bien (numéro affiché à l'écran).

2

Configurer un dial-peer en G.711 (codec par défaut)

Sur la CLI du routeur, créez un premier dial-peer voice qui force explicitement G.711 µ-law :

configure terminal
dial-peer voice 1 voip
 destination-pattern 10.
 session target ipv4:192.168.10.1
 codec g711ulaw
exit

Faites un appel 101 → 102. Passez en mode Simulation, filtrez RTP et inspectez un paquet : notez la taille de la trame dans la couche 2 (≈ 200 octets typiquement avec G.711).

3

Passer en G.729 et comparer

Modifiez le dial-peer pour utiliser G.729 :

dial-peer voice 1 voip
 codec g729r8
exit
end
write memory

Refaites un appel et inspectez à nouveau un paquet RTP. Notez la taille de trame : elle est nettement plus petite qu'en G.711 (≈ 60-80 octets). C'est l'effet de la compression CS-ACELP.

4

Vérifier le codec négocié côté routeur

Pendant l'appel, depuis la CLI :

! Voir l'appel actif et son codec
show call active voice brief

! Statistiques détaillées d'un dial-peer
show dial-peer voice summary

Recherchez la ligne codec= et la valeur txduration / rxduration (durée par paquet, généralement 20 ms).

5

Tableau comparatif à remplir

Complétez ce tableau à partir des observations :

# Tableau de mesures
+-----------+--------------+--------------+----------------+
| Codec     | Débit codec  | Taille trame | BP estimée     |
+-----------+--------------+--------------+----------------+
| G.711     | ____ kb/s    | ____ octets  | ____ kb/s      |
| G.729     | ____ kb/s    | ____ octets  | ____ kb/s      |
+-----------+--------------+--------------+----------------+

Utilisez ensuite le calculateur de bande passante en haut de cette page pour estimer la consommation pour 10, 20 et 50 appels simultanés avec chaque codec. Concluez : quel codec choisir pour quel contexte ?

6

Compte-rendu

📦 Livrables à remettre au formateur :
  • Le .pkt de la maquette avec les deux dial-peers (G.711 et G.729) testés.
  • Captures d'écran du PDU Inspector pour un paquet RTP en G.711 ET un paquet RTP en G.729 (à comparer côte à côte).
  • Le tableau comparatif rempli avec vos mesures.
  • La sortie de show call active voice brief mentionnant le codec négocié.
  • Une conclusion pédagogique de 5 lignes max : quel codec pour quel contexte ?

Évaluation Quiz Codecs audio

10 questions pour valider la maîtrise des codecs VOIP.

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