VoIP

Een mogelijk VoIP-netwerk.

Bij VoIP oftewel Voice over IP wordt het Internet of een ander IP-netwerk gebruikt om spraak te transporteren. Hierdoor wordt telefonie mogelijk op datanetwerken en ontstaat de mogelijkheid om de voorheen traditioneel gescheiden werelden van spraak en data samen te voegen. Hierdoor is nog slechts één infrastructuur nodig en kunnen bovendien nieuwe producten en diensten worden ontwikkeld. Het werken met op VoIP gebaseerde telefooncentrales is binnen bedrijven inmiddels gemeengoed geworden. De term “VoIP” wordt vaak valselijk gebruikt om naar de eigenlijke overdracht van stemmen te wijzen in plaats van naar het protocol ervan.

VoIP is niet hetzelfde als VoDSL. Bij VoDSL wordt een virtueel circuit over een ADSL-lijn geconfigureerd zonder gebruik te maken van internet.

Geschiedenis

Al sinds het begin van het eerste computernetwerk is er sprake van VoIP. 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 enkel naar dezelfde vocaltec-gebruikers. In 1998 werd deze technologie wel ontwikkeld, waardoor bellen naar iedereen mogelijk werd.

Voordelen

Een voordeel is dat een intern telefoonnummer gekoppeld kan worden aan een IP-adres, waardoor een telewerker ook thuis via zijn interne telefoonnummer bereikt kan worden. Voorheen kon dat alleen door het nummer door te schakelen naar huisadres en dat brengt kosten met zich mee.

Kwaliteit

De kwaliteit van het signaal kan beter zijn dan bij traditionele analoge telefonie als de onderliggende digitale verbinding goed is. Gebruikers van het eerste uur vonden zelfs soms de kwaliteit "te goed" omdat de lijn, door het gebrek aan ruis, 'dood' leek. Om dit op te lossen kan bij VoIP-telefoonsystemen 'Comfort Noise' worden gebruikt, een systeem dat niets doet dan het toevoegen van een lichte ruis aan het signaal.

De "kwaliteit van het signaal" is iets anders dan "gesprekskwaliteit". De "gesprekskwaliteit" wordt bepaald door de methode waarmee het geluid gedigitaliseerd en gecodeerd wordt. Een stuk soft- of hardware dat deze functie implementeert wordt een codec (in dit geval: spraakcodec) genoemd. Sommige codec's coderen zo efficiënt dat er heel weinig bandbreedte nodig is, maar de geluidskwaliteit (gesprekskwaliteit) is dan ook minder, en bijvoorbeeld vergelijkbaar met mobiele telefonie (gsm).

Bekabeling

Kantoor-omgevingen kunnen volstaan met minder bekabeling omdat de pc en de telefoon op één poort aangesloten kunnen worden. De pc moet dan wel een extra netwerkpoort hebben om de telefoon op aan te sluiten, of er moet een "ethernetswitch" of "router" staan met meer dan één poort. Ook is het mogelijk dat het toestel een ethernet in- en uitgang kent. De snelheid kent vaak wel een beperking. Gigabit-Ethernet heeft nog niet tot nauwelijks zijn intrede gedaan bij adapters (ATA's) en IP-telefoons. Doorsnee 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 thuis-omgeving, waar de snelheid naar Internet sowieso al beperkingen heeft - en die lagere snelheid geen enkel probleem vormt.

Dienst Integratie

Integratie van verschillende diensten kan met Voice over IP makkelijker worden (denk hierbij aan gezamenlijk aan een document werken tijdens een gesprek of videoconferencing. 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 kan veel belangrijker zijn dan de mogelijke kostenbesparing die haalbaar is.

Kostenbesparing

Bedrijven met meerdere vestigingen kunnen met Voice over IP optimaal gebruikmaken van vaste verbindingen tussen locaties door dezelfde bandbreedte voor voice verkeer en dataverkeer te gebruiken. Dat levert een kostenvoordeel op.

Omdat bestaande dataverbindingen gebruikt kunnen worden, is de prijs meestal lager dan via een klassieke telefoonverbinding. Dit is zeer 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 gebruik gemaakt van standaard netwerkprotocollen die zich als normaal dataverkeer laten behandelen. Het is dan bijvoorbeeld mogelijk meerdere dataverbindingen op een netwerk aan te sluiten, waardoor bij uitval van een enkele lijn de verbinding met de buitenwereld niet verbroken wordt.

Locatie onafhankelijk

Bij analoge telefonie is een telefoonnummer gekoppeld aan een locatie. Bij VoIP is een telefoonnummer gekoppeld aan een VoIP account (gebruikt in hardware of software). De locatie van het VoIP account is daarbij willekeurig. Een VoIP toestel kan daarmee functioneren op iedere locatie waar het toestel verbinding heeft met het internet.

Ook binnen bedrijven zijn toestellen eenvoudig te verplaatsen zonder dat dit invloed heeft op het telefoonnummer of het functioneren van het toestel.

Nadelen

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 van jaren geleden, kon bijvoorbeeld 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 dus 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 moet heel erg beperkt zijn.

Met VoIP 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 en de betrouwbaarheid ervan (de hoeveelheid pakketjes die in het netwerk verloren gaan) bepalen dus de beleving van de gesprekskwaliteit van de gebruikers. Bijvoorbeeld 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.

Het op Internet gebruikte IP-protocol heeft bij het ontwerp al een mechanisme meegekregen dat het mogelijk maakt om onderscheid te maken in de diverse soorten informatie die over een verbinding getransporteerd worden. Het kunnen toepassen van QoS ligt al jaren besloten in het protocol zelf. Deze mogelijkheid kan benut worden door een leverancier van een internetaansluiting, het is alleen (nog) geen gemeengoed. Bijvoorbeeld koppelingen (peering) tussen netwerken van providers maken vaak nog geen gebruik van deze mogelijkheid, ook omdat het behandelen van dataverkeer op deze manier extra krachtige (en kostbare) apparatuur vereist.

De huidige ADSL- en kabelmodems en routers hebben deze QoS-functie steeds vaker standaard ingebouwd, zodat bij de verbinding naar het Internet invloed kan worden uitgeoefend op de behandeling van het verkeer. Zodat bijvoorbeeld de download van een bestand op de pc niet de kwaliteit van het telefoongesprek aantast. De exacte uitvoering hiervan verschilt van fabrikant naar fabrikant, het doel is steeds hetzelfde: zo goed mogelijk VoIP verkeer over de verbinding te krijgen.

Telefoontoestellen die Voice over IP gebruiken hebben een vaak eigen stroomvoorziening nodig (adapter). Traditionele analoge toestellen hebben deze niet nodig, omdat het telefoonsignaal en de stroom over de telefoonlijn geleverd worden. Dit maakt Voice over IP toestellen minder geschikt voor alarmlijnen. Er is VoIP hardware die geschikt is voor Power over Ethernet (PoE). Hierbij wordt de netwerk kabel gebruikt als stroomvoorziening. De netwerkapparatuur dient in een dergelijk geval tevens PoE te ondersteunen, wat van invloed is op de prijs.

Toepassing

Consumenten

VoIP wordt voor consumenten in twee varianten toegepast, die over het algemeen worden aangeduid als digitale telefonie en internettelefonie. In tegenstelling tot digitale telefonie, maakt internettelefonie gebruik van het internet. De verwachting is dat digitale telefonie en internettelefonie de bestaande PSTN-aansluitingen van consumenten voor telefonie grotendeels zullen gaan vervangen.

Digitale telefonie

Digitale telefonie is een term die vandaag de dag over het algemeen gebruikt wordt wanneer men spreekt over VoIP via de eigen internetprovider. Nog geen 20 jaar geleden had ISDN die benaming. Anno 2006 breidden de bestaande internetproviders hun productenaanbod uit met abonnementen voor vaste telefonie. Het bestaande ADSL- of kabelmodem wordt hierbij vervangen door een exemplaar met een VoIP-aansluiting. Op het modem kan dan een normale telefoon aangesloten worden. Het spraakverkeer naar de telefooncentrale blijft hierbij binnen het (gecontroleerde) netwerk van de eigen internetprovider, zodat het hier (eventueel) voorrang gegeven kan worden op ander dataverkeer. De gesprekskwaliteit en de bereikbaarheid kan hierdoor beter worden gecontroleerd. Meestal kunnen alleen gewone telefoonnummers gebeld worden met digitale telefonie abonnementen. Hiervoor heeft deze provider een koppeling (peering) met het openbare telefoonnetwerk.

Internettelefonie

Internettelefonie staat voor telefonie via het openbare internet. Het is namelijk ook mogelijk een telefonieabonnement af te sluiten bij een andere aanbieder dan de eigen internetprovider. Het spraakverkeer blijft dan alleen niet binnen het netwerk van de eigen internetprovider, maar gaat over "het Internet" om de telefooncentrale te bereiken. Hierdoor kan er geen kwaliteitsgarantie worden gegeven. In een aantal gevallen kan er van hetzelfde ADSL-modem gebruik gemaakt worden als door de Internet-provider is geleverd. In de situatie met kabel-modems gaat dit niet. Dan wordt er gebruik gemaakt van additionele hardware (bijvoorbeeld een router met VoIP-aansluiting (en bij voorkeur QoS), ATA, IP-telefoon) of een softwarematige telefoon op de computer in combinatie met een geluidskaart, koptelefoon en microfoon. Bekende VoIP-providers met softwarematige telefoons (soft-phones) zijn Windows Live Messenger, Google Talk, Skype, Parlino, FastVoip en VoipBuster. Bekende softphone-programma's zijn bijvoorbeeld X-Lite en SJphone, welke simpelweg een softwarematige SIP-telefoon bieden die in beginsel met de dienst van iedere VoIP-provider kunnen werken.

VoIP kan ook op smartphones worden gebruikt, afhankelijk van het type en de telecomprovider. Het kan ook op de iPhone. Verder geldt: T-Mobile staat het toe, Vodafone niet in hun flat fee abonnementsvorm, maar wel in haar abonnement waarbij betaald wordt per tijdseenheid. KPN staat het nog niet toe in combinatie met een mobiel data-abonnement voor de mobiele telefoon, maar heeft aangekondigd dat er een abonnement komt waarbij het wel kan.

"Internetbellen"

Speciale "internetbellen" telefoonnummers die eigenlijk een soort e-mail adres zijn, werken wel bij internettelefonie en niet bij digitale telefonie. Een voorbeeld van zo'n internetbellen-telefoonnummer is: "3112345@sipphone.com" of: "kjansen@sipphone.com". De centrale van een dergelijke aanbieder staat dan niet gekoppeld aan het normale telefoonnetwerk en er hoeft geen relatie te zijn met de land/stad-codes zoals die in het openbare telefonienetwerk gebruikt worden. Dat kan bijvoorbeeld een systeem zijn dat werkt onder Asterisk. Een voorbeeld van een dienst die gratis aangeboden wordt is Free World Dialup ( Vanaf augustus 2008 niet meer gratis ), een initiatief om IP-telefonie beschikbaar te maken om de bruikbaarheid in de praktijk te toetsen. Oorspronkelijk was het alleen mogelijk om tussen abonnees van die dienst te bellen. Inmiddels zijn er ook koppelingen met andere providers, via peering, waardoor de mogelijkheid om gratis te bellen uitgebreid is. Het bellen naar dit soort nummers is helemaal gratis, omdat het telefoonverkeer volledig via internet getransporteerd wordt en de provider het niet wil factureren. Er is namelijk nog steeds een telefooncentrale als intermediair - welke zorgt voor het maken/verbreken van de verbinding. Helemaal gratis bellen met VoIP kan altijd direct van IP-adres naar IP-adres, zonder tussenkomst van een derde partij. Een gesprek wat op deze manier gevoerd wordt is dus verder kosteloos - er wordt gebruik gemaakt van de bestaande internetverbinding. Het nadeel hiervan is dat IP-adressen niet in alle gevallen statisch zijn, waardoor bij een verandering van adres iemand ineens niet meer bereikbaar is. Ook moeten er enkele technische voorzieningen aanwezig zijn om dit te laten werken. De meeste apparatuur voor internettelefonie die gebruik maakt van de SIP-standaard kent een voorziening voor IP-IP bellen.

Bedrijven en telco's

In het bedrijfsleven wordt internettelefonie al op grote schaal toegepast. Hierbij worden de bedrijfstelefooncentrales van verschillende (buitenlandse) vestigingen met elkaar via internet verbonden. Gesprekken tussen de vestigingen hoeven dan niet meer via het PSTN-netwerk te lopen. De medewerker merkt hier niets van.

Telefoonmaatschappijen in de wholesale carrier markt passen VoIP veel toe voor het routeren van internationale gesprekken. Alleen het begin en eind van de verbinding verloopt via het traditionele telefoonnet.

Radio Amateurs

Radiozendamateurs kennen VoIP in de vorm van het Echolink-systeem, waarin VoIP gecombineerd wordt met zendontvangers, zodat draadloos 'opgestapt' kan worden op het Internet-VoIP-systeem. Vrijwel alle zendamateurs hebben speciale vergunningen om hun hobby uit te oefenen, toch worden ook deze mogelijkheden misbruikt, en worden verbindingen / samenwerkingsverbanden geïnstalleerd, ingesteld en verder uitgebreidt, met vanalles erop aangesloten. De illegale netwerken behartigen meestal weer illegale praktijken. Er is zo ook al, al het bovengenoemde, gecombineerd gebruikt binnen in een gietijzeren buizenstelsel van regenwater, dat onder een complete wijk (en mogelijk veel verder) doorliep. Hierbij had (heeft nogsteeds) elke woning een verbinding. Signalen die binnen een (metalen) pijp verzonden worden, komen vanwege hun beperking om alle kanten op te gaan, juist extra ver, tenminste in één richting. Het is dan maar net hoever komt dat signaal en wie heeft onder de vloer toegang verleend tot dat pand, door veelal verouderde / niet meer gebruikte metalen afvoerbuizen. Hiermee verband houdend zijn zelfs complete woningen veranderd, zodat de aarding van de woning is aangesloten op de woningen aan weerskanten (in serie aangesloten). In combinatie met aardlekschakelaars met IP20-mogelijkheden en een PLC (industriecomputer, die heel veel tegelijk kan beheren en zonodig bedienen). Echter blijft het wel een feit dat het voor radioamateurs een algemeen bekende doodszonde is, om bepaalde signalen, als ook van internet te misbruiken. Hun vergunning zijn ze dan snel kwijt.

Techniek

Voor VoIP zijn speciale telefoontoestellen of centrales nodig die in verbinding kunnen staan met het Internet. Het SIP-protocol is een veel gebruikt VoIP-protocol dat gebruikt wordt voor het opzetten van een verbinding. Kabeloperators gebruiken meestal een speciaal protocol, het "packet cable protocol" dat geïntegreerd is in de kabelmodem dat ook voor kabelinternet gebruikt wordt. Dit protocol zorgt er voor dat spraak voorrang krijgt boven data.

De volgende obstakels zijn overwonnen om VoIP goed over te brengen:

• Omdat de pakketjes geen zekerheid bieden dat de pakketjes in juiste volgorde en al dan niet afgeleverd worden ondervindt VoIP problemen met vertragingen en dender. Vooral als het geroute wordt via een satelliet kan dit oplopen tot 600 milliseconden. De ontvanger moet de pakketjes die te laat, niet in volgorde of helemaal niet aankomen dan restructureren, om te zorgen dat het geluid mooi vloeiend blijft. Dit wordt vaak gedaan door een dender-buffer in te bouwen in de engine.
• Het volgende obstakel in het succesvol verzenden van pakketjes zijn de firewalls en adressen. Ook hier zijn oplossingen voor gevonden. Enerzijds kunnen er sessie-controllers toegepast worden die naast de firewall draaien en VoIP-gesprekken in sterk beveiligde netwerken mogelijk maken. Anderzijds is door Skype het fabriekseigen protocol ontworpen om de gesprekken door te routen via Skype-peers op het netwerk en zo de firewalls te omzeilen. Andere methodes zijn het gebruiken van andere protocollen zoals STUN of ICE.

Zie ook

• Digitale telefonie
• KPhone

  Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met VoIP op Wikimedia Commons.