Quando utilizziamo una radio DMR, D-STAR, System Fusion oppure un altro sistema digitale, tendiamo a concentrarci su frequenze, Talkgroup, reflector, hotspot e ripetitori.
Ma prima che la nostra voce possa attraversare una rete digitale deve accadere qualcosa di fondamentale:
la voce deve essere compressa.
Un normale flusso audio PCM richiederebbe una quantità di dati incompatibile con i pochi kilobit al secondo disponibili nei sistemi radio digitali a banda stretta.
È qui che entra in gioco il vocoder, cioè il componente che analizza la voce, ne estrae le caratteristiche essenziali e produce una rappresentazione digitale molto più compatta.
Nel mondo radioamatoriale due nomi rappresentano oggi filosofie quasi opposte:
AMBE, tecnologia sviluppata da Digital Voice Systems Inc.;
e
Codec2, codec open source nato espressamente anche pensando alle comunicazioni radio a bassissimo bitrate.
Codec2 è dichiaratamente open source, distribuito sotto LGPL e progettato per speech communication tra circa 700 e 3200 bit/s. AMBE e AMBE+2 sono invece tecnologie commerciali DVSI disponibili come implementazioni hardware e software; DVSI presenta AMBE come propria tecnologia brevettata e offre le librerie software tramite accordi di licenza.
La domanda interessante per noi radioamatori diventa quindi:
abbiamo ancora bisogno di un codec proprietario oppure oggi possiamo costruire sistemi digitali completamente aperti?
Prima di tutto: che cos’è un vocoder?
La voce umana contiene moltissime informazioni.
Se campionassimo semplicemente l’audio, ad esempio:
microfono
↓
ADC
↓
PCM
↓
rete/radioil bitrate sarebbe molto superiore a quello disponibile in un normale canale radio digitale narrowband.
Il vocoder adotta un approccio diverso.
In maniera molto semplificata:
VOCE
↓
analisi del segnale
↓
estrazione delle caratteristiche vocali
↓
parametri numerici
↓
compressione
↓
bitstreamDal lato ricevente:
bitstream
↓
decoder
↓
parametri vocali
↓
sintesi
↓
AUDIONon stiamo quindi spedendo una registrazione perfetta della voce.
Stiamo trasmettendo le informazioni necessarie a ricostruirne una versione intelligibile.
Ed è proprio per questo che la voce digitale possiede quel caratteristico timbro che cambia da codec a codec.
AMBE: il veterano del digital voice
AMBE significa Advanced Multi-Band Excitation.
La tecnologia è sviluppata da Digital Voice Systems Inc. — DVSI, società specializzata nella compressione vocale a basso bitrate.
DVSI offre AMBE+2 sotto forma di librerie software per varie architetture CPU e DSP e mediante dispositivi hardware dedicati. I suoi prodotti hardware AMBE coprono diversi bitrate e incorporano anche strumenti destinati alla robustezza della comunicazione, come la gestione della correzione degli errori nelle implementazioni previste.
Il codec AMBE è diventato estremamente diffuso nei sistemi di comunicazione digital voice.
Nel mondo DMR, per esempio, numerosi apparati commerciali utilizzano esplicitamente AMBE+2 come vocoder.
Perché AMBE funziona così bene?
Bisogna riconoscere un fatto importante.
AMBE è stato sviluppato specificamente per:
- comunicazioni vocali;
- bitrate molto bassi;
- ambienti radio difficili;
- apparati embedded;
- sistemi professionali.
Non nasce come codec musicale.
Non deve riprodurre perfettamente:
chitarra
batteria
stereo Hi-FiDeve fare molto bene una cosa:
rendere intelligibile la voce utilizzando pochissimi bit.
DVSI dichiara per i propri sistemi AMBE+2 un intervallo di funzionamento che può estendersi, a seconda del prodotto, da circa 2 a 9,6 kbit/s combinando speech e funzioni di protezione del canale.
Ed è esattamente ciò che serve in un sistema radio narrowband.
Il problema: AMBE non è un progetto aperto
Qui entra in gioco una questione particolarmente importante per il mondo radioamatoriale.
DVSI definisce AMBE una propria tecnologia brevettata e le implementazioni software ufficiali sono offerte tramite licenza. Parallelamente, l’azienda vende chip e moduli hardware nei quali il vocoder è già implementato; per questi prodotti DVSI specifica che l’acquirente può utilizzare l’hardware senza dover sostenere separatamente le tipiche spese di licenza software o royalty associate a un’implementazione personalizzata.
Questa distinzione è importante.
Dire semplicemente:
“AMBE significa che ogni radioamatore deve pagare una royalty”
sarebbe impreciso.
Molto spesso il radioamatore acquista semplicemente un apparato o un chip nel quale la tecnologia è già implementata.
Il problema filosofico e tecnico è un altro:
non possiamo trattare il vocoder ufficiale come un normale progetto open source che ciascuno può studiare, modificare, ricompilare e integrare liberamente.
Arriva Codec2
Codec2 nasce invece con una filosofia completamente differente.
Il progetto, sviluppato originariamente da David Rowe, è un codec vocale open source progettato specificamente per comunicazioni a banda molto ridotta, comprese applicazioni HF e VHF digital voice.
La documentazione ufficiale lo descrive come un codec open source per speech communication tra 700 e 3200 bit/s, distribuito con licenza LGPL.
Qui cambia completamente il paradigma.
Possiamo avere:
algoritmo
↓
codice sorgente
↓
studio
↓
modifica
↓
compilazione
↓
implementazionesenza dipendere obbligatoriamente da un chip vocoder proprietario.
Perché questo è così importante per i radioamatori?
Il radioamatore, almeno idealmente, non dovrebbe essere soltanto un utilizzatore di tecnologia.
La radioamatorialità nasce anche da:
- sperimentazione;
- autocostruzione;
- comprensione tecnica;
- modifica;
- ricerca;
- sviluppo.
Un protocollo aperto consente di osservare l’intera catena:
MICROFONO
↓
CODEC
↓
FRAME
↓
FEC
↓
MODULAZIONE
↓
RFe modificarne praticamente ogni componente.
Il progetto M17 porta questa filosofia fino alle sue conseguenze naturali: si presenta come protocollo digital voice e data open source realizzato dalla comunità radioamatoriale e utilizza Codec2 per la voce. Il progetto sottolinea esplicitamente l’assenza delle barriere di licenza tipiche di un codec proprietario per chi voglia costruire o modificare il proprio apparato.
Codec aperto significa radio aperta
Con Codec2 possiamo immaginare una radio nella quale:
hardware → open
firmware → open
protocollo → open
codec → open
reflector → open
gateway → openQuesto è probabilmente uno degli aspetti culturalmente più interessanti di M17.
Non stiamo semplicemente sostituendo:
AMBEcon:
Codec2Stiamo cambiando filosofia.
Ma Codec2 suona meglio di AMBE?
Qui bisogna evitare il tifo da stadio.
Open source non significa automaticamente migliore qualità audio.
AMBE possiede decenni di sviluppo commerciale e una diffusione enorme nei sistemi digital voice.
Codec2 nasce invece con l’obiettivo fondamentale di fornire comunicazione vocale intelligibile a bitrate estremamente bassi e, soprattutto, con una tecnologia aperta.
La stessa documentazione Codec2 mostra che il progetto comprende differenti modalità e bitrate: diminuendo drasticamente i bit disponibili il progettista deve inevitabilmente scegliere quali informazioni vocali conservare e quali approssimare.
Il confronto corretto non è quindi:
Codec2 è meglio o peggio?
ma:
a quale bitrate, con quale microfono, quale processing, quale modem, quale FEC e in quali condizioni RF?
La qualità non dipende soltanto dal codec
Questo è fondamentale.
Supponiamo di avere due radio.
Radio A
Ottimo codec ma:
- microfono mediocre;
- livello audio errato;
- clipping;
- rumore;
- AGC aggressivo.
Radio B
Codec teoricamente inferiore ma:
- microfono ben progettato;
- audio pulito;
- corretta equalizzazione;
- livelli corretti.
Non è affatto scontato che Radio A venga percepita meglio.
Lo stesso progetto M17 continua a lavorare sull’intera catena audio: nel 2026 OpenRTX ha introdotto, tra le altre cose, miglioramenti alla riduzione del rumore del microfono mediante oversampling ADC proprio perché la qualità del segnale fornito al Codec2 influenza direttamente il risultato percepito.
Il bitrate è una valuta
Immaginiamo di avere soltanto:
3200 bit ogni secondoOgni bit deve essere speso.
Possiamo usarne una parte per descrivere:
- spettro vocale;
- pitch;
- energia;
- caratteristiche del tratto vocale;
- evoluzione temporale.
Più il bitrate diminuisce, più il codec deve diventare intelligente nell’indovinare ciò che non può trasmettere direttamente.
È questo il vero miracolo dei vocoder moderni.
Da poche migliaia — e in alcune modalità Codec2 persino poche centinaia — di bit al secondo ricostruiamo una voce riconoscibile. Codec2 è stato esplicitamente progettato per operare nella fascia approssimativa 700–3200 bit/s.
Codec2 e l’HF
Codec2 possiede inoltre una caratteristica interessante:
non è nato pensando solamente ai ponti ripetitori VHF/UHF.
Uno dei suoi obiettivi originari è proprio la digital voice su HF.
Questo ha portato allo sviluppo di FreeDV e di differenti combinazioni tra codec, modem e tecniche di correzione degli errori.
Il progetto Codec2 documenta sperimentazioni a bitrate estremamente bassi proprio per rendere possibile la voce digitale attraverso canali HF difficili e molto stretti.
M17: il laboratorio perfetto
M17 dimostra cosa accade quando un protocollo radioamatoriale viene costruito intorno all’idea di apertura.
Il progetto dichiara di sviluppare:
- hardware open;
- software open;
- protocollo digital voice;
- trasmissione dati;
- Codec2 come vocoder.
Questo significa che uno sperimentatore può teoricamente seguire il segnale dall’audio fino alla RF senza incontrare una “scatola nera” obbligatoria nel vocoder.
È possibile modificare Codec2?
Ed è qui che la differenza diventa enorme.
Poiché abbiamo il codice sorgente, possiamo:
- compilarlo;
- analizzarlo;
- effettuare benchmark;
- ottimizzarlo;
- sperimentare modifiche;
- integrarlo in nuovi apparati.
Il progetto M17, per esempio, nel dicembre 2025 ha pubblicato Codec2-mod, un lavoro sperimentale concentrato sulla modalità 3200 bit/s con codice ripulito, ottimizzazioni e allocazione statica della memoria, pensato come terreno di sperimentazione per ulteriori miglioramenti.
Questa è radioamatorialità nel senso più tradizionale della parola.
Non soltanto utilizzare.
Modificare.
Ma perché allora DMR non passa semplicemente a Codec2?
Perché il mondo reale è più complicato.
Milioni di apparati e infrastrutture esistono già.
Una rete digitale non è composta soltanto dal vocoder.
Comprende:
RADIO
↓
protocollo air interface
↓
ripetitore
↓
gateway
↓
network
↓
altra radioCambiare codec può significare perdere interoperabilità con tutto l’ecosistema esistente.
Non possiamo prendere una normale radio DMR commerciale e decidere semplicemente:
“Da domani utilizzo Codec2.”
L’apparato dall’altra parte deve comprendere esattamente quello stesso formato.
Protocollo e codec sono due cose diverse
Altro concetto importantissimo.
Molti radioamatori tendono a identificare:
DMR = AMBEcome se fossero la stessa tecnologia.
Non lo sono.
DMR è un sistema/protocollo di comunicazione.
AMBE è un vocoder.
Lo stesso vale concettualmente per altri sistemi.
Possiamo pensare:
PROTOCOLLO
├── indirizzamento
├── signalling
├── framing
├── gestione accesso
└── trasporto voce
VOCODER
└── trasforma voce ↔ dati compressiSono due livelli differenti della comunicazione.
Perché questo conta nei bridge?
Immaginiamo:
DMR
↓
BRIDGE
↓
M17Il primo sistema e il secondo possono usare codec differenti.
Se il bridge vuole far dialogare realmente le due reti potrebbe dover fare:
AMBE DATA
↓
DECODER
↓
PCM AUDIO
↓
ENCODER
↓
CODEC2 DATAQuesto processo si chiama transcoding.
Ed è molto diverso dal semplice inoltro di pacchetti.
Ogni transcoding può degradare l’audio
Supponiamo:
voce originale
↓
AMBE
↓
PCM
↓
Codec2Il primo codec ha già eliminato parte dell’informazione originale.
Il secondo riceve quindi non la voce originale, ma una voce già ricostruita dal primo codec.
Possiamo rappresentarlo così:
ORIGINALE
100%
↓
CODEC A
↓
ricostruzione
↓
CODEC B
↓
nuova ricostruzioneNon dobbiamo immaginare percentuali matematiche precise, ma il concetto è importante:
una compressione lossy seguita da un’altra compressione lossy può accumulare artefatti.
Per questo i network multiprotocollo ben progettati cercano di evitare transcoding inutili.
Reflector e codec
Ed eccoci a un punto spesso frainteso.
Un reflector non deve necessariamente “ascoltare” la nostra voce.
Se tutti i client utilizzano lo stesso codec può essere sufficiente:
ricevi frame
↓
identifica modulo
↓
replica frame
↓
invia agli altri clientIl reflector trasporta quindi dati vocali già compressi.
Progetti multiprotocollo come URF evidenziano proprio questa differenza: il reflector può funzionare senza transcoder, ma in quel caso client che utilizzano codec differenti non possono necessariamente ascoltarsi; un componente di transcoding diventa necessario quando vogliamo mettere in comunicazione codec incompatibili.
Hardware vocoder: perché esiste ancora?
Per effettuare transcoding AMBE in modo ufficialmente supportato vengono spesso utilizzati dispositivi hardware DVSI.
L’azienda produce chip e moduli nei quali il codec è implementato direttamente e fornisce anche interfacce hardware/software per codificare e decodificare audio e bitstream compressi.
Uno schema tipico di un bridge potrebbe quindi essere:
DMR
↓
AMBE frames
↓
AMBE vocoder
↓
PCM
↓
Codec2 software
↓
M17E se tutti usassero codec aperti?
Qui arriviamo alla parte più affascinante.
Immaginiamo un futuro in cui numerosi protocolli radioamatoriali possano utilizzare codec aperti.
Il server potrebbe essere:
Linux
+
software open source
+
CPUsenza dover necessariamente aggiungere:
USB vocoder
chip dedicato
hardware transcoderper quella specifica conversione.
Questo rende molto più semplice:
- sperimentare;
- creare gateway;
- costruire reflector;
- modificare algoritmi;
- portare software su nuove CPU.
Codec2 significa però maggiore responsabilità
L’apertura porta un vantaggio, ma anche una responsabilità.
Se il progetto è aperto non possiamo dire:
“qualcuno dovrà migliorarlo.”
Quel qualcuno siamo anche noi.
Possiamo:
- segnalare bug;
- contribuire codice;
- effettuare test;
- realizzare hardware;
- confrontare configurazioni;
- proporre miglioramenti.
È esattamente ciò che sta facendo la comunità M17 con progetti come OpenRTX, LinHT, gr-m17 e Codec2-mod. Nel 2025-2026 il progetto ha continuato attivamente a sviluppare e ottimizzare queste componenti.
AMBE contro Codec2: il confronto
Possiamo quindi sintetizzare così.
AMBE
Vantaggi
- tecnologia molto matura;
- enorme diffusione;
- ottimizzata per low-bitrate speech;
- disponibile in hardware dedicato;
- integrata in moltissimi apparati commerciali.
Svantaggi per lo sperimentatore
- tecnologia proprietaria;
- implementazioni ufficiali software soggette a licenza;
- minore libertà di studio e modifica del codec;
- possibile necessità di hardware/licenze nei progetti custom.
DVSI offre comunque chip hardware già licenziati come prodotto, quindi non bisogna confondere proprietà intellettuale del codec con la necessità per ogni singolo utilizzatore finale di stipulare una licenza separata.
Codec2
Vantaggi
- open source;
- LGPL;
- progettato per bassissimo bitrate;
- modificabile;
- compilabile su differenti piattaforme;
- ottimo terreno di sperimentazione;
- utilizzato da progetti radioamatoriali aperti come M17.
Svantaggi
- qualità e comportamento dipendono fortemente dalla modalità e dall’intera catena audio;
- ecosistema commerciale enormemente più piccolo;
- non permette automaticamente l’interoperabilità con le reti AMBE esistenti;
- richiede sviluppo continuo.
Quale dei due è “migliore”?
La risposta tecnica è:
dipende da cosa vogliamo ottenere.
Se vogliamo interoperabilità con un grande ecosistema commerciale esistente, AMBE ha un vantaggio evidente.
Se vogliamo invece costruire:
radio
protocollo
codec
gateway
reflector
softwarecon la possibilità di studiare e modificare ogni livello, Codec2 rappresenta una soluzione straordinariamente interessante.
La vera rivoluzione non è la qualità audio
Il punto più importante secondo me è proprio questo.
L’interesse di Codec2 non consiste soltanto nel chiedere:
“Suona meglio di AMBE?”
La domanda più profonda è:
“Possiamo costruire una rete digital voice nella quale il radioamatore abbia accesso all’intera tecnologia?”
M17 dimostra che la risposta è sì. Il progetto nasce precisamente con l’obiettivo di offrire hardware, software e protocollo aperti e utilizza Codec2 come elemento fondamentale della propria filosofia.
Conclusioni
AMBE ha contribuito in maniera enorme allo sviluppo della comunicazione vocale digitale a basso bitrate e continua a essere alla base di un vastissimo ecosistema di apparati.
Codec2 propone però qualcosa di differente.
Non soltanto un altro algoritmo.
Propone al radioamatore di riaprire quella scatola nera.
VOCE
↓
ALGORITMO CHE POSSO STUDIARE
↓
CODICE CHE POSSO COMPILARE
↓
PROTOCOLLO CHE POSSO ANALIZZARE
↓
RADIO CHE POSSO COSTRUIREPer questo il futuro di Codec2 e di progetti come M17 è interessante anche per chi oggi utilizza esclusivamente DMR, D-STAR o Fusion.
Perché obbliga tutto il mondo digital voice a porsi una domanda fondamentale:
il radioamatore del futuro sarà soltanto l’utente di una tecnologia digitale costruita da altri, oppure tornerà a essere anche colui che quella tecnologia la progetta?