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Voice over Internet Protocol(ボイス オーバー インターネット プロトコル、VoIP(ボイップ))とは、音声を各種符号化方式で圧縮しパケットに変換した上でIP(Internet Protocol:インターネットプロトコル)ネットワークでリアルタイム伝送する技術である。Voice over Frame Relay (VoFR)・Voice over ATM (VoA)などと同じVoice over Packet Network(VoPN)の一種。

この項では「VoIP」の技術とIP電話の網構成を記述する。その余についてはも参照のこと。

◆VoPNの概要および経緯

VoPNは、データ通信網と伝送路や交換設備を共用することを目的としてはじめられた。

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。

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

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。多数チャネルが必要な場合は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UDP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。途中で破棄されたパケットは、ホワイトノイズの挿入などで補正される。

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、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。

2005年現在、新規導入ではSIPが多い。

◇VoIP網制御装置

VoIP網制御装置とは、IPアドレスと電話番号の相互変換・通信帯域管理・輻輳処理・課金・プレゼンス管理などの付加機能などを行う機器。SIPではSIPサーバ、H.323の場合ゲートキーパーと呼ぶ。また、汎用サーバのソフトウェアとして実装されているものをソフトスイッチとも呼ぶ。

電話交換機より安価に導入でき、保守や機能拡張が容易である。

◇ VoIPゲートウェイ

VoIPゲートウェイとは、IP電話網制御装置の制御により、公衆交換電話網や他のIP電話網などの異なる網間との情報の送受信やプロトコル変換を行う機器。

;IP電話交換機

IP電話交換機とは、一般電話網の交換機にIP網への接続機能を追加したもの。事業者用のものと、内線用のIP-PBXと呼ばれるものとがある。VoIP網制御装置と統合されたものもある。

;IP電話アダプタ

IP電話アダプタとは、LANなどを通してVoIPでの通話を可能にするためプロトコルやインターフェースを変換する機器。次の様な機器の接続用がある。

・アナログ電話機(ATA) : 回線数の少ないものが一般的である。家庭向け等の機種では、ADSLモデムやルーターとの一体型も多い。

・PHS : 構内PHSのバックボーンをLANに統合するために使用する。

・ISDN対応内線交換機 : ビジネスホンなどをISDNから切り替えるために使用する。S点接続のものが多いがU点のものもある。

◇VoWLANコントローラー

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