VoIP staat voor Voice over Internet Protocol, maar wordt ook IP telefonie genoemd. VoIP is een technologie die IP-netwerken gebruikt voor een tweewegs transmissie van telefoongesprekken via het internet, lokaal netwerk en Wide Area Netwerken. Het bellen kan van computer naar computer, computer naar telefoon, of via telefoon naar telefoon, waarbij er wel gebruik gemaakt moet worden van een VoIP service provider.

VoIP converteert het analoge signaal naar digitale pakketten die daarna via het internet worden verstuurd en dan aan het ontvangende einde weer worden omgezet. Je kunt via een normale telefoon met een analoge telefoonadapter verbinding met een VoIP netwerk maken, waarbij de telefoon (meestal via een router) op een breedbandverbinding wordt aangesloten.

Er zijn ook IP-telefoons die direct op een router kunnen worden aangesloten. VoIP gebruikers moeten er wel rekening mee houden dat hun internetverbinding werkt. Is die down, dan werkt ook VoIP niet meer.

Traditionele telefonie
De traditionele telefoonnetwerken gebruiken een 100-jaar oude technologie die bekend staat als "circuit switching". Als er gebeld wordt, is er voor de duur van het gesprek een verbinding tussen de twee partijen. Aangezien er twee punten in beide richtingen verbonden worden, is het een circuit. Dit is de basis voor het Public Switched Telephone Network (PSTN) ook wel Publicly Operated Telephony System (POTS) genoemd.

Een telefoongesprek

• Je neemt de telefoon op en hoort de gesprekstoon, die laat weten dat je verbinding hebt met het telefoonnetwerk.
  
• Je toetst een nummer in.
  
• Het gesprek wordt gerouteerd via de switch van je telefoonaanbieder naar de persoon die je belt.
  
• Er wordt verbinding gemaakt tussen jouw telefoonlijn en de lijn van de andere persoon, waardoor er een circuit is.
  
• Na het gesprek hang je op en wordt het circuit verbroken, en is de lijn weer vrij.

Tijdens het gehele gesprek, hoelang het ook duurt, is het circuit tussen beide lijnen open. Telefoongesprekken via het traditionele PSTN worden via een standaard snelheid van 64 kilobits per seconde (Kbps) verstuurd, of 1024 bits per seconde (bps) in elke richting, waardoor de totale transmissie 128kbps bedraagt. Tijdens een gesprek van 10 minuten wordt er ongeveer 9,4MB aan data verstuurd.

Als je er over nadenkt, dan wordt veel van de data die tijdens een telefoongesprek wordt verstuurd verspild. Tijdens de meeste gesprekken luistert één persoon naar de ander die praat, wat betekent dat de helft van de verstuurde data dus ongebruikt blijft. De hoeveelheid verstuurde data zou dus gehalveerd kunnen worden. Aangezien het ook voorkomt dat beide partijen stil zijn, en als er tijdens deze stiltes geen data verstuurd wordt, zou de verstuurde hoeveel data nog minder zijn.

Data netwerken, de netwerken gebruikt voor VoIP, maken geen gebruik van circuit switching. Je internetverbinding zou erg langzaam worden als er een continue verbinding met de webpagina is die je bezoekt. In plaats van een constante verbinding, gebruiken data netwerken packet switching.

VoIP tegenover traditionele telefoons
VoIP technologie heeft verschillende voordelen boven circuit switching. Bijvoorbeeld packet switching zorgt ervoor dat er meerdere telefoongesprekken dezelfde ruimte in beslag nemen als een gesprek in een circuit switch netwerk. Ongeveer 3 a 4 gesprekken passen in de ruimte van een normaal telefoongesprek, waarbij niet eens rekening is gehouden met de data compressie die VoIP gebruikt.

Stel je voor dat een bedrijf materiaal heeft aangeschaft en een service contract heeft, zodat er VoIP gebruikt kan worden. Er is een tiental telefoons en een VoIP gateway geinstalleerd. Een VoIP gateway is in principe een switch die gebruikt wordt om meerdere telefoons met elkaar en een buitenlijn te verbinden.

Gateways worden gebruikt om twee apparaten te verbinden die op twee verschillende netwerken werken. In dit voorbeeld verbindt de gateway de VoIP telefoons, die een packet switch netwerk gebruiken, met een standaard circuit switch signaal.

Een VoIP-gesprek

• Je neemt de hoorn op, die een signaal naar de VoIP gateway stuurt.
  
• De gateway ontvangt het signaal en stuurt een beltoon, om te laten weten dat er verbinding is.
  
• Je toetst een nummer in. Het nummer wordt tijdelijk in de VoIP gateway opgeslagen.
  
• De gateway controleert het nummer, om ervoor te zorgen dat dit in een geldig formaat is.
  
• De gateway vertaalt het nummer dat gebeld moet worden naar een IP-adres van een ander apparaat genaamd de IP host. De IP host is meestal een andere VoIP gateway die weer verbonden is met het telefoonsysteem van het nummer dat je belt.
  
• Er wordt een sessie tussen de VoIP gateway en de IP host van de andere partij opgezet. Nu kunnen beide partijen data pakketten sturen.
  
• Tijdens het gesprek worden er tussen de gateway en IP host data pakketten uitgewisseld.
  
• Je hangt op, het circuit tussen jouw lijn en de VoIP gateway is gesloten. De gateway stuurt een signaal naar de IP host, waarmee de sessie gesloten wordt.