right|300px 110px|thumb|1140E VoIP Phone Bij IP-telefonie, Voice over IP of VoIP wordt een IP-netwerk gebruikt om spraak en signalering voor het opzetten van de spraakverbindingen te transporteren. Een IP-netwerk gebruikt het internetprotocol om gegevenspakketjes te transporteren. Voorbeelden van IP-netwerken zijn het internet (onder andere gebruikt door telefoniediensten als Skype), een privaat bedrijfsnetwerk (met een IP-PABX, een bedrijfstelefooncentrale, gebaseerd op IP-technologie) of een publiek (vast of mobiel) VoIP-netwerk van een telecomoperator.
IP-telefonie maakt het mogelijk om een gemeenschappelijk netwerk te gebruiken voor spraak en data. Dit idee was eigenlijk al gerealiseerd met digitale (ISDN) telefonie. Digitale telefonie vereist specifieke apparatuur die vrij duur is, omdat ze alleen toepasbaar is in de telefoniewereld. IP-telefonie daarentegen kan draaien op om het even welk data-apparaat (pc, tablet, smartphone enz.) waardoor het beduidend goedkoper is.
IP-telefonie vereist een IP-netwerk tot aan het eindapparaat. Binnen een bedrijf wordt hiervoor een LAN aangelegd binnen in het bedrijfsgebouw, eventueel aangevuld met een WAN tussen de bedrijfsgebouwen. Toegang tot een publiek IP-netwerk gebeurt via een xDSL-lijn over een koperpaar, een optische vezelverbinding of een 4G mobiel netwerk. Binnenshuis kunnen de toestellen aangesloten zijn via een WAN of een WiFi-netwerk.
Het opzetten van een VoIP-verbinding vereist een signaleringsprotocol tussen de toestellen van beller en gebelde, en de eventuele tussenliggende schakelknopen. Het gebruikte protocol is Session Initiation Protocol (SIP), dat aanvankelijk ontwikkeld werd voor het opzetten van andere communicatievormen, zoals e-mail en het world wide web.
Geschiedenis Al sinds het begin van het eerste computernetwerk is er sprake van IP-telefonie. Tegen 1973 waren de eerste stempakketjes verzonden. De technologie om dit te doen was beschikbaar voor de gebruikers vanaf 1980. In 1996 kwam een programma 'Vocaltec Internet Phone Release 4' op de markt samen met andere mogelijkheden, zoals voicemail en caller-id. Maar het was nog niet perfect, omdat het programma niet kon bellen naar de oudere telefoonlijnen maar alleen naar dezelfde Vocaltec-gebruikers. In 1998 werd deze technologie wel ontwikkeld, waardoor bellen naar iedereen mogelijk werd. In Nederland was KPN Research de eerste partij die actief werd met VoIP-telefonie. In 2004 bracht KPN het project onder bij gnTel (Groningen Telecom) en TNO-bedrijven.
Voordelen Nomadisme Bij IP-telefonie is er (meestal) geen vast verband meer tussen de toegangslijn en het telefoonnummer. Vooraleer een IP-toestel oproepen kan maken of ontvangen, moet het zich eerst registreren bij het netwerk met een gebruikersnaam en een wachtwoord. Na een geslaagde registratie is het IP-adres van het telefoontoestel dan gekoppeld aan het telefoonnummer en kunnen oproepen gemaakt en ontvangen worden. Wanneer deze registratie dan hernomen wordt vanop een andere locatie, dus met een ander IP-adres, dan is het telefoonnummer aan dit nieuwe IP-adres gekoppeld en worden de telefoonoproepen van en naar de nieuwe locatie uitgevoerd. Zo kan hetzelfde telefoonnummer bijvoorbeeld tijdens de week thuis gebruikt worden en tijdens het weekend op het buitenverblijf. Deze ontkoppeling tussen toegangslijn en telefoonnummer wordt 'nomadisme' genoemd.
Nomadisme stelt problemen met het correct afwikkelen van noodoproepen en wordt daarom door de meeste publieke telefoonaanbieders geblokkeerd. Dat is ook de reden waarom internettelefonieaanbieders (zoals Skype) uitdrukkelijk geen noodoproepen toelaten. Om noodoproepen correct af te wikkelen, moet ofwel het IP-adres locatie-specifiek zijn, of moet de IP-telefoon op een of andere manier zijn actuele locatie naar het publieke netwerk meegeven.
De grotere bedrijfstelefoniecentrales hebben meestal een vaste breedbandverbinding met het netwerk van de telefonieaanbieder en moeten niet registreren. Het spreekt vanzelf dat dergelijke grootgebruikers geen nood hebben aan (publiek) nomadisme. Binnen het bedrijf kan er wél sprake zijn van nomadisme. Dit maakt het mogelijk dat een werknemer op verscheidene sites van het bedrijf kan werken (eventueel zelfs thuis) en overal zijn bedrijfsnummer meeneemt. Dit stelt opnieuw problemen bij het afhandelen van noodoproepen, waarvoor de telefonieaanbieders specifieke oplossingen aanbieden.
Kwaliteit De gesprekskwaliteit van analoge telefonie is beperkt door de audiobandbreedte (300-3400 Hz), verzwakking en ruis. Bij digitale telefonie is er geen verzwakking meer, de ruis is beperkt tot kwantiseringsruis, maar de audiobandbreedte is nog steeds beperkt tot 300-3400 Hz, door het gebruik van de PCM-codec (met een lijnbandbreedte van 64 kbps). IP-telefonie is gelijkaardig aan digitale telefonie voor wat betreft ruis en verzwakking, maar laat alternatieve codecs toe die minder lijnbandbreedte gebruiken en toch, door compressie technieken, een grotere audiobandbreedte (bijvoorbeeld tot 8000 Hz) toelaten. Een nadeel van IP-telefonie is dat het de beschikbare bandbreedte van het IP-netwerk moet delen met andere (data) gebruikers, waardoor de doorloop van de opeenvolgende audiopakketjes niet constant is of dat er zelfs pakketjes verloren gaan. De variabele transmissietijd wordt jitter genoemd en kan geneutraliseerd worden door de inkomende pakketjes eventjes in een jitterbuffer op te slaan, van waaruit ze dan aan een vast tempo aan het IP-toestel aangeboden worden. Nadeel hiervan is dat het audiosignaal vertraagd is. Dit is meestal geen probleem zolang de vertraging beneden 150 ms blijft.
De PCM-codec genereert steeds audiopakketjes, ook als er geen audio-ingangssignaal is, waardoor er steeds een minimale ruis hoorbaar is. Codecs met compressie genereren vaak geen pakketjes als er geen audio-ingangssignaal is, waardoor de lijn soms als 'dood' wordt ervaren bij stilte aan de andere kant. Om dit te vermijden kan de codec een kunstmatige ruis toevoegen.
IP-telefonie maakt gebruik van packet-switching, in tegenstelling tot analoge en digitale telefonie, die gebaseerd zijn op circuit-switching. Het gedrag bij overbelasting van het netwerk is verschillend. Als er bij circuit-switching geen vrij circuit meer kan gevonden worden, krijgt de beller de overbelastingstoon, maar is er geen impact op de reeds actieve verbindingen. Als er bij packet-switching een lijn met onvoldoende bandbreedte is om de pakketten van alle verbindingen op tijd door te sturen, gaan er op willekeurige wijze pakketten verloren en ondervinden alle gesprekken over deze lijn kwaliteitsverlies.
Bekabeling Kantooromgevingen kunnen volstaan met minder bekabeling doordat de computer en de telefoon op één poort aangesloten kunnen worden. De telefoon heeft een netwerkpoort nodig om de computer aan te sluiten, of er moet een aparte ethernetswitch gebruikt worden. De meeste VoIP-toestellen hebben een ingebouwde 1-poorts ethernetswitch die tevens het spraak- en dataverkeer via verschillende VLAN's verstuurt. De snelheid is vaak beperkt. Gigabit Ethernet heeft nog niet tot nauwelijks zijn intrede gedaan bij adapters (ATA's) en IP-telefoons. Gemiddeld wordt er niet meer snelheid geboden dan 100 Mbit/s, waarbij enkele apparaten zelfs niet verder gaan dan 10 Mbit/s. Deze laatste zijn vaak bedoeld voor de thuisomgeving, waar de snelheid naar het internet sowieso beperkingen heeft – en die lagere snelheid geen enkel probleem vormt. Sinds 2009 is er een aantal merken te vinden op de markt die toestellen met een gigabitverbinding (1000 Mbit/s) aanbieden.
Meestal wordt de stroomvoorziening van een VoIP-toestel geleverd door de switch waarop deze is aangesloten via Power over Ethernet ofwel PoE. Dit bespaart op de werkplek een adapter en bijbehorende voedingskabel. Standaard PoE-switches kunnen minimaal 15 watt per aansluiting leveren, maar er zijn switches die tot 60 watt kunnen leveren ten behoeve van bijvoorbeeld tablets of video-vergadertelefoons of krachtige WiFi-Access Points.Cisco technotes over IEEE 802.3at Power-standaard en uitbreidingen daarop, bezocht 18 juli 2011
Om het geheel compleet te maken zou de switch moeten gevoed worden door een Uninterruptible Power Supply (UPS) die stroom kan blijven leveren, zelfs als de reguliere stroomvoorziening uitgevallen is.
Dienstenintegratie Integratie van verschillende diensten kan met Voice over IP makkelijker worden, bijvoorbeeld bij het gezamenlijk aan een document werken tijdens een gesprek of videoconferentie. Belangrijker drijfveren zullen onder andere CTI zijn – denk aan koppelingen met databases – en gedeelde adresboeken en/of telefoonboeken. De extra mogelijkheden en flexibiliteit die VoIP biedt kunnen belangrijker zijn dan de mogelijke kostenbesparing die haalbaar is.
Kostenbesparing Bedrijven met meerdere vestigingen kunnen met IP-telefonie optimaal gebruikmaken van vaste verbindingen tussen locaties door dezelfde bandbreedte voor voiceverkeer en dataverkeer te gebruiken. Dat levert een kostenvoordeel op.
Doordat bestaande dataverbindingen gebruikt kunnen worden, is de prijs meestal lager dan via een klassieke telefoonverbinding. Dit is interessant voor internationale gesprekken of voor gesprekken tussen verschillende vestigingen van een bedrijf.
Bereikbaarheid De achilleshiel van de klassieke telefonie is de lijn tussen de bedrijfscentrale en de wijkcentrale. Bij uitval van een aansluiting kan alles weg zijn. Met de toepassing van VoIP wordt gebruikgemaakt van standaardnetwerkprotocollen die zich als normaal dataverkeer laten behandelen. Zo is het mogelijk om binnenshuis een telefonieverbinding op te zetten met een smartphone via wifi en de xDSL-toegang en deze buitenshuis verder te zetten via het 4G-netwerk.
Nadelen Storingsgevoeligheid De klassieke datanetwerken zijn van oudsher niet ontworpen met spraaktransport als doel. Het transport van spraak stelt strenge eisen aan het netwerk ten aanzien van onder meer de vertraging die de spraak ondervindt en het verstoren van de verbinding. Vooral de vertraging kan een hinderlijke factor zijn als het om een 'vloeiend verlopend gesprek' gaat.
Met het analoge telefoonnetwerk kon een onweersbui onderweg de verbinding verstoren. Met het gebruik van ISDN en modernere netwerktechnieken zoals glasvezel, werd onder andere deze invloed buitengesloten. Datanetwerken hebben traditioneel als belangrijkste eigenschap het betrouwbaar en relatief snel transporteren van gegevens van zender naar ontvanger. Enige variatie in de tijd die het kost om informatie te versturen is minder belangrijk. Als er een pakketje data verloren gaat, wordt het opnieuw verstuurd. Dit is tegenstrijdig met de eisen die aan een spraaknetwerk gesteld worden – er is immers geen tijd om het opnieuw te versturen, dus het verlies aan pakketjes kan slechts erg beperkt zijn.
Met IP-telefonie worden er pakketjes met data verstuurd van de zender naar de ontvanger en terug, waarbij de vertraging en betrouwbaarheid van het hoogste belang zijn. De vertraging die pakketjes ondervinden (jitter) en de betrouwbaarheid ervan (de hoeveelheid pakketjes die in het netwerk verloren gaan) bepalen dus de beleving van de gesprekskwaliteit van de gebruikers. De drukte op het netwerk kan een negatieve invloed hebben op VoIP-verkeer. De gebruiker kan dit merken in de gesprekskwaliteit. Om hieraan tegemoet te komen worden mechanismen aan datanetwerken toegevoegd die quality of service (QoS) mogelijk maken. Hierdoor wordt voorrang gegeven aan spraakverkeer ten opzichte van dataverkeer.