VoIP

VoIP eli IP-puhe (, , IP telephony tai Internet telephony) on kattotermi tekniikalle, jonka avulla ääntä voidaan siirtää reaaliaikaisesti Internetin tai muun IP-protokollaa käyttävän verkon välityksellä: puhe muutetaan digitaaliseen muotoon ja siirretään paketteina verkon yli. Jos IP-puhelun vastaanottaja käyttää perinteiseen puhelinverkkoon kytkettyä puhelinta tai kännykkää, puhelu siirretään Internetin välityksellä läheiseen puhelinkeskukseen, jossa se muunnetaan paikallispuheluksi.

VoIP-yhteyskäytännöt koostuvat puhelun muodostukseen käytetyistä merkinantoprotokollista ja ääneen siirtoon käytetyistä puheprotokollista. Puhelun muodostusta varten on kaksi erilaista ja epäyhteensopivaa standardia, vakaampi ja monipuolisempi, mutta monimutkaisempi H.323 sekä yksinkertainen, mutta jatkuvasti laajeneva SIP. Nykyisin trendi VoIP-tuotteissa näyttää selvästi siirtyvän SIP-protokollaan, ja se tulee olemaan mm. myöhemmissä 3G-verkoissa käytetty signalointiprotokolla.

Myös fakseja voidaan lähettää Internetin yli käyttämällä T.38-protokollaa. Tällöin puhutaan FoIP:ta (engl. Fax over IP).

VoIP-puheluiden vaatimukset

IP-puheluita varten tarvitaan päätelaite ja Internet-yhteys, mielellään laajakaistayhteys nopeudeltaan ainakin 256 kb/s.  Päätelaitteena voi käyttää varsinaisen IP-puhelimen lisäksi tietokonetta tai IP-sovitinta, johon voi kytkeä tavallisen lankapuhelimen. Kun käytetään IP-puhelinta tai sovitinta, ei tietokoneen tarvitse olla päällä puhuttaessa puheluita, vaan riittää että verkkoyhteys on toiminnassa. Kun päätelaitteena käytetään tietokonetta, siihen pitää kytkeä kuuloke. Kuulokkeena käytetään yleensä sankakuuloketta – kuulokkeiden ja mikrofonin yhdistelmää – mutta erillinen mikrofoni sekä kuulokkeet tai kaiuttimet toimivat myös. Lisäksi tarvitaan puhelinohjelma. 

Myös joihinkin matkapuhelimiin on mahdollista saada Javalla toteutettuja tai puhelimen käyttöjärjestelmässä olevia VoIP-sovelmia, joilla voi puhelimen GPRS tai WLAN-yhteyttä käyttäen soittaa toisiin samanlaisiin kännyköihin tai muihin nettipuhelimiin. Tällaiset puhelut maksavat vain GPRS-liikenteen tai WLAN-liikenteen tapauksessa internet-yhteyden hinnan. Tämä kuitenkin edellyttää GPRS-alueella hyvää kuuluvuutta (EDGE) ja WLAN-liikenteen osalta WLAN-verkon kuuluvuusalueen sisäpuolella pysyttelyä. Markkinoilla on myös VoWLAN-ratkaisuja, joilla tuetaan tukiasemasta toiseen siirtymistä (esimerkiksi tehtaan sisällä), normaalissa WLAN-verkossa siirtyminen tukiasemasta toiseen katkaisee puhelun. WLAN-verkkoa käyttäessä IP-puheluiden osalta ei voidakaan käytännössä käyttää termiä "mobiili", koska liikkuvuus on varsin rajoitettua.

Vahvuudet

IP-puheluiden tärkein etu paljon puhuvalle on niiden huokeus tavallisiin puheluihin verrattuna, joskin tämä pätee ainoastaan IP-puhelimesta IP-puhelimeen soitettujen puheluiden välillä. Varsinaista puhelinoperaattoria tarvitaan aina soitettaessa perinteiseen puhelin- tai matkapuhelinverkkoon. Huomioida tuleekin, että suurin osa puheluliikenteestä kohdistuu nimenomaan matkapuhelinliittymiin. Puhelua varten käytetään normaalin Internet-liittymän tietoliikennekaistaa, josta veloitetaan usein kiinteä kuukausihinta. Periaatteessa IP-puhelimen käyttäjä hankkii vain tarvittavat päätelaitteet ja maksaa kiinteän Internet-liittymän hinnan. Puheluiden edullisuus korostuu varsinkin soitettaessa ulkomaille kahden IP-puhelimen välisiä puheluita. Käytännössä investointi IP-puhelinjärjestelmään sekä vaadittuihin laitteisiin on kuitenkin vaikea kuolettaa, elleivät puheluliikenteen kustannukset synny pääasiallisesti yrityksen sisäisistä tai kuluttajien välisistä puheluista. Markkinoilla vallitsee väärä käsitys "ilmaisista" IP-puheluista; pääasiallisesti kustannukset ovatkin upotettuja kiinteisiin kk-maksuihin tai teleoperaattorit perivät normaalilla tavalla esimerkiksi matkapuhelimiin suuntautuneista puheluista lanka-matkapuhelumaksun, joka saattaa olla moninkertainen verrattuna matkapuhelinten välisiin puhelumaksuihin.  

Suomessa saa jo nykyisin kiinteään Internet-liittymään VoIP-lankapuhelimia. Operaattorit ovat yleensä valinneet liiketoimintamallin, jossa IP-puhelimesta toiseen soittaminen on ilmaista – puhelusta ei Internet-yhteyden kuukausimaksun lisäksi veloiteta erikseen. Perinteiset teleoperaattorit ymmärrettävästi pyrkivät estämään asiakkaiden siirtymisen IP-puhelinoperaattoreille. Jotkut ovat yrittäneet estää IP-puheluiden soittamisen omista Internet-liittymistään. Jotkut internetpalveluntarjoajat tarjoavat asiakkailleen laajakaistaliittymän hintaan laajakaistapuheluita, nk. puhekaistaa, jolloin asiakas voi soittaa toisten VoIP-puhelimien lisäksi tavallisiin analogisiin lankapuhelimiin sekä matkapuhelimiin. Maiden välisessä kommunikaatiossa tulee huomioida myös, että IP-puhelimet tukevat toinen toistaan, ts. ovat saman valmistajan tekemiä tai muuten yhteensopivia. 

IP-puhelinsovellukset tarjoavat myös perinteistä puhelinverkkoa laajempia palveluita. IP-verkko ei aseta samanlaisia rajoituksia äänen laadulle kuin puhelinverkko. Videopuhelut eivät välttämättä maksa IP-verkossa sen enempää kuin äänipuhelutkaan. Tekniikan vielä kehittyessä IP-verkkoa voidaan  tulevaisuudessa hyödyntää enenevissä määrin mm. videokonferensseissa, joiden osallistujat voivat olla ympäri maailmaa. IP-puhelimiin on liitetty yleensä myös pikaviestintä ja saatavuuspalvelu ja niiden avulla voi siirtää tiedostoja.

VoIP:n ongelmat

Suurin ongelma IP-puheluiden kannalta on Internet-verkon ruuhkautuminen. Jos IP-puheluliikenne kulkee priorisoimattomana muun Internet-liikenteen mukana, puheluun kuuluvat paketit saattavat hävitä ruuhkatilanteissa, jolloin äänen laatu heikkenee ja ääni alkaa lopulta pätkiä. Psykologisesti hankala asia on myös viive ja  sen vaihtelu. Yhdensuuntainen viive Internetissä vaihtelee, mannertenvälisillä yhteyksillä se voi olla 80–100 millisekunnin välillä. Puheyhteyksillä alle 100 millisekunnin viive on yleensä huomaamaton, viiveen kasvaessa yli 400 millisekunnin normaali keskustelu käy vaikeaksi. Vertailun vuoksi tavallisessa puhelinverkossa maan sisäisten puheluiden viive on 10–20 millisekuntia, matkapuhelinverkossa viive on yleensä 180 millisekunnin luokkaa.

IP-puheluiden kannalta hankalin ja ruuhkaisin kohta on oma Internet-liittymä, runkoverkkojen ollessa kunnossa pakettihukka ja viiveen vaihtelu niissä on yleensä merkityksetöntä. Muiden verkkosovellusten käyttö samaan aikaan voi huonontaa laatua selvästi. Puheluiden priorisointi omassa käytössä olevassa Internet-liittymässä on onneksi suhteellisen helppoa. Runkoverkossa 
siihen tarvittaisiin palvelunlaadun (QoS) takaava järjestelmä.

IP-puhelut voivat olla ongelmallisia myös verkon kannalta. Normaalisti Internetiä käyttävät protokollat pystyvät vähentämään kaistankäyttöään verkon ruuhkautuessa, mutta IP-puhelut pyrkivät käyttämään koko ajan yhtä paljon kaistaa. Jos IP-puheluiden osuus kokonaisliikenteestä kasvaa, ne voivat haitata suhteettomasti muuta liikennettä.

Tulevaisuudessa IP-puheen ennustetaan kasvavan massiiviseksi viestintävälineeksi nykyisen sähköpostin tavoin. Tälläkin on varjopuolensa, sillä jo nyt on merkkejä haitakkeiden levittämisestä, palvelunestohyökkäyksistä sekä VoIP:n roskapostista. Tätä kutsutaan nimellä SPIT (Spam Over Internet Telephony). Vaikka SPIT:iä pyritään jo nyt torjumaan, se voi tehdä IP-puheesta  hyvinkin roskapostin kaltaisen haittaviestinnän välineen.

Protokollat

IP-puheluiden yhdistämiseen, muodostamiseen ja IP-puheen välittämiseen IP-verkoissa on useita eri protokollia. 
ITU:n (International Telecommunication Union) H.323-standardia alettiin kehittää ISDN:n ja puhelinverkon kuvapuhelinjärjestelmien (H.320, H.323) pohjalta 1990-luvun puolivälissä. Mielenkiinto H.323:een on nykyisin vähentymässä, ja useimmat markkinoille tulevat laitteet ja järjestelmät pohjautuvat IETF:n (Internet Engineering Task Force) standardoimaan SIP-protokollaperheeseen. Toisin kuin H.323, SIP on kehitetty olemaan osa webbiä. Sen kanssa käytetään osoitteina URLeja ja SIPin käyttämät tekniset ratkaisut muistuttavat hyvin paljon HTTP:tä. 

Sekä H.323 että SIP tarjoavat suunnilleen saman toiminnallisuuden puhelunmuodostusta varten, niillä pystytään soittamaan ääni- ja kuvapuheluita ja liittämään puhelu osaksi muuta audiovisuaalista esitystä tai neuvottelua.

Vaikka puhelunmuodostuksen yksityiskohdat vaihtelevatkin, molemmat järjestelmät käyttävät varsinaiseen äänen ja kuvan siirtoon samaa protokollaa, RTP:tä. RTP tarjoaa puitteet reaaliaikaisen tiedon siirrolle pakettiverkon yli. Sen lisäksi tarvitaan koodekki, jonka avulla ääni ja kuvan voidaan paketoida, sekä varsinainen kuljetusprotokolla, UDP.

Katso myös
 Luettelo VoIP-ohjelmista
 SIP
 H.323
 Skype
 Discord
 VoIP over WLAN

Lähteet

Viitteet

Aiheesta muualla

 VoIP protokollat ja standardit 
 Connecting Biigle, suomenkielinen VoIP-sivusto 
 Sentraalisandra, suomenkielinen VoIP-sivusto
 Luettelo/vertailu Suomessa tarjolla olevista VoIP palveluista
 Luettelo/vertailu Suomessa myytävät IP puhelimet

Dataliikenne
Internet
Puhelintekniikka
Seulonnan keskeiset artikkelit