VoIPとはどんな仕組み？IP電話の種類やメリット・デメリットを知ろう！

VoIPとは何のこと？

VoIPとは、インターネット網やIP-VPN網といったIPネットワーク上で音声通話を実現する技術の総称です。

通話の際、電話機が送出する音声信号をデジタル変換し、パケットの形にしてIPネットワーク上に伝送します。最終的に相手へ伝送されたデータは、相手側の電話機で再び元の音声信号へと復号されます。
VoIPでは、デジタル符号化した音声信号を一定の時間ごとに区切ってパケット化し、 回線使用効率が高いIPネットワークを使って送信するため、 通話料金を安くすることが可能です。

VoIPを実現するために必要な構成要素は、

　・端末(IP電話機、ソフトフォン、VoIPゲートウェイなど)
　・音声サーバ(IP-PBXやソフト・スイッチ)
　・IPネットワーク

の3つです。

VoIPのプロトコル

VoIPは「Voice over Internet Protocol」の頭文字をとったものです。VoIPには、IPネットワーク回線を利用して音声データを送受信するためのルール（プロトコル）があり、プロトコルに従ってデータのやり取りが行われます。

VoIPには「呼制御」及び「音声伝送」のためのプロトコルが存在し、代表的なものとしてSIP（Session Initiation Protocol）とRTP（Real-time Transport Protocol）が挙げられるでしょう。

SIP

SIPとは「Session Initiation Protocol」の略で、呼制御（シグナリング）を行うためのプロトコルです。

呼制御とは簡単に言うと、電話の接続・切断を実行するための処理のことを指します。SIPはデータの送受信に関する制御を担当しており、相手先のIPアドレスやボード番号を割り出して、データのやり取りに必要なセッションを確保するために必須のプロトコルです。

SIPのほかにも呼制御プロトコルは存在しますが、リアルタイム通信に特化したプロトコルとしてSIPが選択されることが多いでしょう。

RTP

RTPとは「Real-time Transport Protocol」の略で、音声伝送を行うためのプロトコルです。音声伝送とは、その名の通り音声データをIPネットワークを通して送信し、音声通話するために欠かせない処理と言えるでしょう。

RTPはリアルタイム性に優れたプロトコルであり、SIPと合わせてVoIP実現のために最適なプロトコルとして採用されています。

VoIPとSIPは違う？

VoIPとは、音声データをパケット化してIPネットワーク上で送受信するための技術の名称であり、プロトコルではありません。一方で、SIPとは呼制御（シグナリング）という通信の接続・切断処理を実行するためのプロトコルです。

混乱しやすいですが、技術の名称であるVoIPと、呼制御のためのプロトコルであるSIPは異なるものであることに注意しましょう。

音声信号がIPパケット化されるまで

パケットとはネットワーク上でやり取りされる情報の単位のことですが、IPに基づく通信ではデータはIPパケットとしてやり取りされます。

VoIPでは、最初に音声のアナログデータをデジタルデータに変換した後、パケットに分割してIPネットワークを利用して送信します。

音声信号をIPパケット化してIPネットワークに流すためには、VoIPゲートウェイ・IP電話機・ソフトフォンといった端末が必要になります。

【タイプ別】VoIPが活用されているIP電話の種類

VoIPを利用するために必要な物は3つあり、IP電話機・ソフトフォン・VoIPゲートウェイといった「端末」、IP-PBXといった「音声サーバ」、「IPネットワーク」です。

端末の1つであるIP電話とはVoIPを活用した電話機のことで、ハードウェアタイプとソフトウェアタイプの2種類に大きく分類されます。

ハードウェアタイプ

最初に、IP電話のハードウェアタイプについて見ていきましょう。ハードウェアタイプのIP電話とは、電話機を使ってIP通話を実現するものです。

ハードウェアタイプのIP電話は、「IP専用固定電話導入タイプ」と「アナログ電話からIP電話への変換タイプ」の2種類に分けられます。

IP専用固定電話導入タイプ

ハードウェアタイプのIP電話の1つ目は「IP専用固定電話導入タイプ」です。IP専用固定電話導入タイプとは、音声データをIPパケット化されたデジタルデータとして発信する機能を持つ電話機を使った通話になります。

このタイプのIP電話ではIP-PBXを用いて電話回線のIP化を実現するため、IP電話導入の低コスト化を実現できるでしょう。

アナログ電話からIP電話への変換タイプ

ハードウェアタイプのIP電話の2つ目は「アナログ電話からIP電話への変換タイプ」です。アナログ電話からIP電話への変換タイプとは、従来のアナログ電話機をIP用の電話機として活用するものになります。

アナログ電話機には、音声をデジタルデータに変換してパケット化する機能は付属されていません。アナログ電話機をIP電話として利用するには、VoIPゲートウェイが必要になります。

ソフトウェアタイプ

続いて、IP電話のソフトウェアタイプについて見ていきましょう。ソフトウェアタイプは「ソフトフォン」とも呼ばれます。

ソフトウェアタイプとは、パソコンに専用のソフトウェアをインストールすることで、電話機を使用することなくIP通話を可能にするものです。パソコンを使った通話になるので、イヤホンやマイクが必要となるのが固定電話との違いです。

専用の電話機を必要とせず、ソフトウェアのインストールによってIP通話システムを導入できることから、導入コストを低目におさえられるでしょう。

IP電話を活用するメリットとデメリット

IP電話とは音声データをデジタル化し、IPネットワークを使って通話する方法であるのに対し、アナログ電話とは音声をそのまま電話回線で伝える通話方法です。

通話システムの違いから、IP電話には従来のアナログ電話と違うメリット・デメリットが存在しています。

メリット

これまでのアナログ電話は、導入や運用にコストが多くかかるというデメリットがありました。たとえば、電話加入権や回線工事にかかるコストです。遠方の相手と通話する際には通話料が高くなったり、音質が悪くなるといった点も問題でした。

しかしIP電話では、アナログ電話に見られたデメリットが解消されるということがメリットでしょう。電話加入権購入などのコストがかからず、遠方の相手との通話でも通話料が高くなったり、音質が低下することがありません。

デメリット

IP電話にはコスト削減などのメリットがある一方で、デメリットも存在しています。たとえば、IP電話には0120で始まるフリーダイヤルや、119番といった緊急通報先など、接続できない番号が存在しているのがデメリットの1つでしょう。

他にも、IP電話は050で始まる電話番号になるため、現在使用している番号が使えなくなるというデメリットもあります。しかし、一部のサービスでは既存の電話番号を使えるケースもあるので、この限りではありません。

注意しなければならないのは、IP電話は停電時に使用できないという点でしょう。IP電話はインターネット回線を利用するため、停電時はネット接続のための機器に電力が供給されず、IP電話が使用不可となるのです。

ゲートウェイとは何か

ハードウェアタイプのIP電話では、ゲートウェイを必要とするものがあります。ゲートウェイとは、ネットワーク通信において異なる通信規格同士の接続を可能にする機器のことで、VoIPを実現するゲートウェイが「VoIPゲートウェイ」です。

ゲートウェイの機能

従来のアナログ電話をIP電話として活用するためには、VoIPゲートウェイが欠かせません。VoIPゲートウェイとは、アナログ電話回線とインターネット回線を中継して、お互いを接続する役割を持つ機器のことです。

通話の流れとしては、まず発信者の音声データをVoIPゲートウェイを経てIPパケット化することから始まります。IPパケット化されたデータがインターネット回線を通って相手先に伝わり、相手先のVoIPゲートウェイで音声へと再変換されて、通話が成立するのです。

VoIPの仕組みを理解しておこう

VoIPとは、インターネットなどのIPネットワークを利用して、音声通信システムを実現させる技術です。VoIPを利用した通話では、音声をデジタルデータに変換してIPパケット化する必要があるため、専用のハードウェアまたはソフトウェアが必要になります。

VoIPにはコスト面や音質でのメリットがある一方、アナログ電話とは異なるデメリットも存在しています。VoIPの仕組みを理解して、適切な通話方法を選択しましょう。