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1140E VoIP Phone アバイア

Voice over Internet Protocol（ボイス オーバー インターネット プロトコル）とは、IPを利用して通話をする技術のことである。VoIP（ブイ オー アイピー、ボイップ[1]、ボイプ[2]）とも呼ばれる。
概要および経緯VoIPを含むコンピュータネットワーク

VoIPにおいては、音声を各種符号化方式で符号化および圧縮し、パケットに変換したものをIPネットワークでリアルタイム伝送する。VoIPは、Voice over Frame Relay（英語版） (VoFR) ・Voice over ATM（英語版） (VoA) などと同じVoice over Packet Network (VoPN) の一種である。

VoPNは、電話網とデータ通信網の伝送路や交換設備を共用することを目的として導入が始まった。

VoFRは、X.25よりも遅延が少ないフレームリレーを使用するものである。IP加入者網が無かった時代に内線電話として普及したが、IP網の価格の低下と速度の向上、提供地域の拡大により撤去が進んだ。

VoAは、従来の電話網で必要となる電話交換機をパケット通信とリアルタイム通信とを多重化するために開発されたATM交換機に置き換えるものである。高価で有資格者による保守を必要とするものであり、電気通信事業者の携帯電話・固定電話などの公衆交換電話網で使用されているものがほとんどである。

VoIPは、1990年代後半より、インターネット電話と呼ばれる、スピーカー・マイクロフォンまたは、ヘッドセットを接続したパソコンにソフトウェアをインストールする方式で利用されていたが、使い勝手が悪く、遅延・エコー・欠落などにより音質も従来の電話より劣るものであった。

2000年代より、ADSL・FTTH・広域イーサネットといった常時接続・高速・定額制のIP加入者回線が普及し、Resource Reservation Protocol (RSVP) などのQoS機能で音質が改善された。また、専用機器の開発に伴い一般の電話と同じ操作・機能となり、公衆網への発信が可能になり、電話番号の割り当てにより公衆網などからの着信が可能となった。

今日では、LINEやSkypeといったVoIP機能を有するアプリをパソコンやスマートフォンで起動することにより、パケット通信を利用して通話することが可能である。ただし、データ通信に用いられる回線は比較的高いレイテンシであるため、応答の遅延が通話に支障をきたす場合もある。

また、無線LAN上でのVoIPに関する技術を特にVoWLAN (Voice over Wireless LAN) と言うこともある。
技術

通信プロトコルは呼制御、（電話の呼び出し、切断）と音声の送受信の2つを組み合わせて使用する。
呼制御とIP電話網間相互接続

呼制御を行う通信プロトコルとしてSession Initiation Protocol（SIP）が良く使われる。他にもH.323と言う通信プロトコルもある。

開発コスト・検討期間等の問題があるため、IP電話網間は、発着信二者間のSIPサーバ連携となった[3][4]。
接続方式

公衆交換電話網を廃止し、相互接続をIP接続に置き換える手法について検討が行われている[5]。
イーサネット方式 : 同一イーサネット網に全社接続

個別ルータ方式 : 相互接続の組み合わせは n C m {\displaystyle {}_{n}{\rm {C}}_{m}} となりコスト高となる。

共用ルータ方式 :

個別・共用並存方式

共通のPOIビル（Point Of Interface＝相互接続点、すなわち通信事業者の回線網どうしの接続箇所[6]が収容されている建物）で、共用L2スイッチを介した接続とパッチパネルを介した接続が併存する構成が有力となった。共用L2スイッチの利用を要望する事業者のコンソーシアムが資産保有し、破棄し得ない使用権（indefeasible right of user）でNTT東日本・NTT西日本に貸し出し、NTT東日本・NTT西日本が設置場所提供・保守・運用を行うことが同意された。

POIビルの数は必要最小限とし費用を抑える。

トラヒック交流の多い箇所に設置し効率化する。

信頼性確保のため、大規模災害・大規模故障等を想定し、複数を地理的に離れた場所に設置する。

POIは、通信需要の多い東京と大阪に設置することが合理的であると、事業者間の協議において確認された。地域内折り返し用のPOIの設置場所の追加・張り出しPOIの設置ついての協議を行う必要性はある。

POIの設置個所ついては、次の条件で、コスト試算をすることとなった。

SIPサーバは発着2者間連携、接続方式は共用ルータ方式、ループ構成の中継伝送路は全国系事業者と地域系事業者の間の通話のみに利用、携帯事業者同士の通話は共用ルータも利用しない、自網からPOIまでの伝送路コストは算入。
東西計2カ所に全事業者がメッシュ状に接続

東西2カ所ずつをループ構成の伝送路で中継・全国系事業者は東西各1カ所に接続・地域系事業者は近傍の2カ所接続

地域ブロックごとに2カ所で各POIをループ構成の伝送路で中継・全国系事業者は、東西各1カ所に接続・地域系事業者は自ブロック内の2カ所に接続

相互接続には、通話料が無料のものと、有料のものがある。

無料相互接続の場合は、ITSP間でVoIP規格や機器ベンダーなどが同一のため、通話のトラフィックをそのままIPレベルで流して、VoIP端末同士でP2Pの通話を行っている（もちろんセッション管理サーバの仲介はあるが、通話トラフィック自体はP2P）。

有料相互接続の場合は、ITSP間でVoIP規格や機器ベンダーなどが異なるため、通話のトラフィックをVoIPゲートウェイなどを通して相互に変換している。通話中はゲートウェイの資源を消費するなどの理由により、通話料は有料となっている。
音声信号

音声信号の圧縮符号化方式には、通常0.3 - 3.4kHz帯域のものが用いられるが、0.05 - 7kHz帯域のものも使用される。狭い帯域で多数チャネルが必要な場合に、音声が一定のレベル以下のときにパケットを送出しない無音圧縮の手法が使われ、頭切れや演算負荷の増加の原因になることもある。

リアルタイム性を重視し再送信を行わないRTPを使用して音声パケットを送り、パケット通信網の遅延時間のばらつきによるパケットの間隔や順序の乱れを吸収するため、受信側にバッファメモリが使用される。バッファメモリによる遅延時間は、回線の状況が良いときは小さく、悪いときは大きく調整される。途中で破棄されたパケットは、直前のパケットのデータから演算した音声やホワイトノイズなどの挿入で補正される。

バッファ補正の遅延時間の影響で、みなし音声方式の場合ファクシミリなどのモデムやDTMFを使用した通信がうまくいかない場合がある。そのため、デジタルデータのパケットとしてファクシミリを送るための専用プロトコルであるT.38対応のゲートウェイを使用することもある。→InternetFAXを参照。
VoIP専用機器

VoIP専用機器には、呼制御を行う通信プロトコルとして、SIP (Session Initiation Protocol) のものとH.323のもの、IPv4のものとIPv6のものとがある。網として統一されていないと、多数のゲートウェイが必要となる。

2016年現在ではほぼSIPに統一され、H.323を利用することはまれである。