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Voice over IP (Voce tramite protocollo Internet), acronimo VoIP, è una tecnologia che rende possibile effettuare una conversazione telefonica sfruttando una connessione Internet o un'altra rete dedicata che utilizza il protocollo IP, anziché passare attraverso la rete telefonica tradizionale (PSTN).
Ciò consente ai gestori di eliminare le relative centrali di commutazione e di economizzare sulla larghezza di banda occupata.
Vengono instradati sulla rete pacchetti di dati contenenti le informazioni vocali, codificati in forma digitale e ciò solo nel momento in cui è necessario, cioè quando uno degli utenti collegati sta parlando.

Fra i vantaggi rispetto alla telefonia tradizionale si annoverano:

• minore costo per chiamata, specialmente su lunghe distanze;
• unica infrastruttura;
• accesso a nuove funzionalità;
• l'implementazione di future opzioni.

vantaggi che, nella maggior parte dei casi, sono a favore dei gestori.

Le conversazioni VoIP non devono necessariamente viaggiare su internet, ma possono anche usare come mezzo trasmissivo una qualsiasi rete privata basata sul protocollo IP, per esempio una LAN all'interno di un edificio o di una WAN nel caso di un gruppo di edifici o di rete geografica. I protocolli usati per codificare e trasmettere le conversazioni VoIP sono solitamente denominati Voice over IP protocols.


Uso di VoIP da parte dei grandi gruppi e delle compagnie telefoniche

A tutt'oggi le installazioni di reti VoIP in edifici terziari ed abitazioni civili sono poche, mentre le grandi corporation, sfruttando le reti geografiche aziendali per i dati, utilizzano sempre più spesso la telefonia IP per le comunicazioni fra le proprie sedi, previo adeguamento delle infrastrutture di rete e della relativa banda.
Spesso i centri di assistenza telefonica delle grandi compagnie usano la telefonia IP proprio per sfruttare le possibilità offerte da questa nuova tecnologia, che consente la dislocazione geografica delle risorse senza nessun aggravio di costi, anzi producendo nella maggior parte dei casi un risparmio dovuto al minor costo delle risorse umane.
Il VoIP è largamente utilizzato dalle compagnie telefoniche, specialmente nei collegamenti internazionali, anche se per gli utenti questo utilizzo è completamente trasparente, nel senso che non si accorgono che le loro chiamate sono instradate su una rete IP anziché passare attraverso le normali centrali di commutazione (in taluni casi tuttavia, in presenza di gestori poco affidabili o di un elevato traffico, potrebbe presentarsi un fastidioso effetto eco), soluzione questa che genera un forte risparmio per il gestore, si pensi infatti che il gestore nazionale di riferimento, instrada su IP una percentuale significativa delle telefonate interurbane fra Milano e Roma (circa il 60%, dato del 2005).
Alcune compagnie offrono un gateway (letteralmente via d'uscita) per connettere una rete VoIP alla normale rete commutata. Componendo un normale numero telefonico, la chiamata viene instradata attraverso la connessione internet alla compagnia che gestisce il gateway, che provvederà ad effettuare il normale addebito del relativo costo, a volte le compagnie telefoniche sono anche proprietarie dirette del gateway, ed in questo modo realizzano un ulteriore risparmio.


Protezione delle chiamate vocali contro le intercettazioni

Il VoIP può offrire un significativo vantaggio per la tutela della privacy. Infatti in molte implementazioni VoIP il traffico vocale viaggia direttamente tra i terminali dei due utenti, e non attraversa una struttura di centrali di commutazione, su cui è normalmente installato un sistema di intercettazione (che dovrebbe essere usato esclusivamente nel rispetto delle leggi locali in materia) anche se questo non è sempre vero.
Utilizzando una connessione via Internet è tuttavia possibile adottare una comunicazione sicura, utilizzando la crittografia a chiave asimmetrica e firma digitale, che impedisce a terzi di intercettare la conversazione e manipolarla, salvo che siano in possesso di una grande potenza di calcolo o vi siano nel sistema buchi più o meno casuali.
Di contro questi sistemi possono soffrire di tutte le problematiche di protezione dai virus di cui soffrono i PC collegati alla rete internet, con i relativi problemi di sicurezza.


Problemi aperti

Le reti IP non dispongono di per sé di alcun meccanismo in grado di garantire che i pacchetti di dati vengano ricevuti nello stesso ordine in cui vengono trasmessi, né alcuna garanzia relativa in generale alla qualità del servizio.
Le attuali applicazioni nel mondo reale della telefonia VoIP si trovano infatti a dover affrontare problematiche legate a problemi di latenza (sostanzialmente si deve ridurre il tempo di transito e di elaborazione dei dati durante le conversazioni) e di integrità dei dati (prevenire perdite e danneggiamenti delle informazioni contenute nei pacchetti).
Il problema di fondo della tecnologia VoIP è la corretta ricostruzione dei pacchetti di dati ricevuti, tenuto conto del fatto che durante la trasmissione può cambiare la sequenza dei pacchetti e che alcuni pacchetti possono aver subito perdite o danneggiamenti delle informazioni contenute, e assicurare così che lo stream audio (flusso audio) mantenga la corretta coerenza temporale.
Altro importante problema è mantenere il tempo di latenza dei pacchetti sufficientemente basso, in modo che l'utente non debba aspettare troppo tempo prima di ricevere le risposte durante le conversazione.
Problematiche che in ambiente privato (LAN e/o WAN) possono essere brillantemente superate grazie all’utilizzo di hardware specifico, che concorre a far lievitare i costi e quindi l’investimento generale da sostenere per la soluzione.

Altri problemi e soluzioni proposte

• Alcuni router possono essere configurati per distinguere i pacchetti VoIP dagli altri, ed assegnare di conseguenza ad essi una priorità maggiore.
• È possibile memorizzare in un buffer i pacchetti, per rendere la trasmissione più asincrona, ma ciò può tradursi in un aumento del tempo di latenza, simile a quello delle trasmissioni satellitari.
• Il gestore della rete dovrebbe garantire una larghezza di banda sufficientemente ampia, per ridurre il tempo di latenza e le perdite di dati. Tuttavia ciò, mentre è relativamente facile nelle reti private, è molto più difficile quando si usa internet come mezzo trasmissivo.
• Con velocità minori di 256 kbit/s possono aversi problemi di jitter (letteralmente nervosismo, tecnicamente errore nella base dei tempi quando un campione digitale è convertito in segnale analogico). Infatti, su reti lente, il ritardo di trasmissione diventa rilevante, e di conseguenza i protocolli di VoIP utilizzano pacchetti più piccoli della dimensione massima (generalmente 1500 bytes). Altri protocolli basati tipicamente su TCP, usano invece normalmente pacchetti di dimensione massima. Se un pacchetto di una connessione VoIP arriva al commutatore mentre è in trasmissione un pacchetto di dimensione massima appartenente ad un'altra connessione, subirà un ritardo importante, e soprattutto non costante.

Protocolli VoIP

La tecnologia VoIP richiede due tipologie di protocolli di comunicazione in parallelo, uno è per il trasporto dei dati (pacchetti voce su IP), in tal caso, nella grande maggioranza delle implementazioni di VoIP viene adottato il protocollo RTP (Real-time Transport Protocol).
Esistono poi altri protocolli per la codifica della segnalazione della conversazione (ricostruzione del frame audio, sincronizzazione,ecc.) che utilizzano altri tipi di protocolli alternativi:

• SIP (Session Initiation Protocol) della IETF
• H323 della ITU
• Skinny Client Control Protocol, protocollo proprietario della Cisco
• Megaco (conosciuto anche come H.248) e MGCP
• MiNET, protocollo proprietario della Mitel
• IAX, usato da Asterisk open source PBX e dai relativi software client
• XMPP, usato da Google ed esteso a funzioni Voip grazie al modulo Jingle

Mercato di massa della telefonia su connessioni internet veloci

Recentemente si è assistito ad un rapido sviluppo di mercato della telefonia VoIP, e dei servizi ad essa collegati, resa possibile dalla crescente diffusione delle connessioni internet veloci, dette anche a banda larga, con abbonati che inviano e ricevono chiamate in modo del tutto analogo a quello con cui il servizio veniva erogato attraverso la vecchia rete analogica commutata.
Per connettere un telefono analogico tradizionale con la connessione Internet a banda larga è necessaria un'interfaccia, denominata ATA (Analogue Telephone Adaptor).
Negli USA alcune compagnie utilizzano VoIP per effettuare chiamate senza limiti di tempo all'interno degli stessi USA, e, a volte, verso il Canada e alcuni paesi europei ed asiatici, applicando tariffe mensili di tipo flat.
In ogni caso, allo stato attuale, la telefonia VoIP è destinata ad affiancarsi a quella analogica tradizionale, piuttosto che a rimpiazzarla.
Una delle limitazioni attuali, ad esempio, è l'impossibilità di instradare automaticamente le chiamate di emergenza. Un'altra sfida per questi servizi è la corretta gestione delle chiamate verso l'esterno da apparecchi fax, ricevitori per la televisione satellitare, modem o FAX_modem, ed altri oggetti simili che dipendono dall'accesso a linee telefoniche per alcune o tutte delle loro funzionalità.
Per ora, questo tipo di chiamate riesce, ma potrebbe essere impedito del tutto in alcuni casi. Questo problema può essere risolto grazie all'uso di connessioni VoIP nel caso in cui la velocità di trasmissione sia abbassata a bit al secondo.
Se le tecnologie VoIP e cellulari prenderanno il sopravvento su quelle odierne, alcuni produttori dovranno rivedere e ridisegnare i loro prodotti, poiché verranno resi obsoleti dalle nuove tecnologie in primo luogo negli Stati Uniti ed in Canada.

Queste considerazioni possono cambiare con i nuovi sviluppi nella tecnologia Internet.
Verificate sempre con il fornitore di servizio VoIP per avere conferma
di vantaggi e limitazioni al loro servizio.