Voz sobre IP, também chamado VoIP, telefonia IP, telefonia Internet, telefonia em banda larga e voz sobre banda larga é o roteamento de conversação humana usando a Internet ou qualquer outra rede de computadores baseada no Protocolo de Internet, tornando a transmissão de voz mais um dos serviços suportados pela rede de dados.

Empresas que fornecem o serviço de VoIP são geralmente chamadas provedoras, e os protocolos usados para transportar os sinais de voz em uma rede IP são geralmente chamados protocolos VoIP. Existe barateamento de custo devido ao uso de uma única rede para carregar dados e voz, especialmente no qual os utilizadores já possuem uma rede com capacidade subutilizada, que pode transportar dados VoIP sem custo adicional. Chamadas de VoIP para VoIP no geral são gratuitas, enquanto chamadas VoIP para redes públicas (PSTN) podem ter custo para o utilizador VoIP.

Considera-se a telefonia IP a agregação do VoIP com outros serviços agregados para a telefonia.

Funcionalidade

O VoIP pode facilitar tarefas difíceis em redes tradicionais. Chamadas entrantes podem ser automaticamente roteadas para o telefone VoIP, independentemente da localização na rede. Por exemplo, é possível levar um telefone VoIP para uma viagem, e onde você conectá-lo à Internet pode-se receber ligações, contanto que a conexão seja rápida e estável o suficiente. O fato da tecnologia ser atrelada à Internet também traz a vantagem de poder integrar telefones VoIP a outros serviços como conversação de vídeo, mensageiros instantâneos, compartilhamento de arquivos e gerenciamento de listas telefônicas. Estar relacionado à Internet também significa que o custo da chamada independe da localização geodésica e dos horários de utilização, ambos os parâmetros usados na cobrança na telefonia fixa e móvel, e cujos valores variam de operadora a operadora.

Vários pacotes de serviço VoIP incluem funcionalidades que em redes tradicionais seriam cobradas à parte, como conferência a três, redirecionamento de chamadas, rediscagem automática e identificador de chamadas.

Funcionamento

O procedimento consiste em digitalizar a voz em pacotes de dados para que trafegue pela rede IP e converter em voz novamente em seu destino. Segue passo a passo um caso de uso de uma ligação. O utilizador retira o telefone IP do gancho, e nesse momento é emitido um sinal para a aplicação sinalizadora do roteador de "telefone fora do gancho". A parte de aplicação emite um sinal de discagem. O utilizador digita o número de destino, cujos dígitos são acumulados e armazenados pela aplicação da sessão. Os gateways comparam os dígitos acumulados com os números programados; quando há uma coincidência ele mapeia o endereço discado com o IP do gateway de destino. A aplicação de sessão roda o protocolo de sessão sobre o IP, para estabelecer um canal de transmissão e recepção para cada direção através da rede IP. Se a ligação estiver sendo realizada por um PABX, o gateway troca a sinalização analógica digital com o PABX, informando o estado da ligação. Se o número de destino atender a ligação, é estabelecido um fluxo RTP sobre UDP entre o gateway de origem e destino, tornando a conversação possível. Quando qualquer das extremidades da chamada desligar, a sessão é encerrada.

Implementação

Dificuldades

Como o UDP não fornece uma mecanismo para assegurar que os pacotes de dados sejam entregues em ordem sequencial, ou ainda que forneça garantias de qualidade de serviço, as implementações VoIP sofrem com o problema de latência e jitter (variações de atraso). Esse problema é acentuado quando uma conexão por satélite é usada, devido ao grande atraso de propagação (entre 400 e 600 milisegundos para um satélite geoestacionário). O nó receptor deve reestruturar os pacotes IP que podem estar fora de ordem, atrasados ou desaparecidos, enquanto assegura o fluxo de áudio.

Outro desafio para o roteamento de tráfego VoIP são os firewalls e os tradutores de endereço. O Skype utiliza um protocolo proprietário para rotear chamadas entre utilizadores Skype, permitindo atravessar NAT e firewall^[1]. Outros métodos para passar firewalls incluem STUN e ICE.

Em resumo, os principais desafios técnicos do VoIP são latência, perda de pacotes, eco, jitter e segurança. A principal causa de perda de pacotes é o congestionamento, que pode ser controlado por gerenciadores de congestionamento de rede. Causas comuns de eco incluem inconsistências de impedância em circuitos analógicos.

Do ponto de vista de gestão, se a estrutura de rede e os equipamentos forem antigos ou inexistentes, uma mudança para VoIP pode custar alto para a aquisição de novos equipamentos como o cabeamento, comutadores, roteadores, telefones IP (cujo preço é mais alto que um telefone analógico), e aumento da banda de conexão (para suportar essa nova tecnologia), além da mão de obra especializada.

Confiabilidade

Telefones convencionais são conectados diretamente às linhas de telefone da empresa de telefonia, que, em caso de falha de energia, ainda são funcionais pelo uso de geradores de energia de apoio localizados na central telefônica. Entretanto, os equipamentos VoIP domésticos utilizam roteadores de banda larga e outros equipamentos que dependem da energia elétrica. Mesmo que a energia elétrica esteja disponível, o provedor de acesso à Internet pode estar indisponível. Enquanto o PSTN amadureceu através das décadas de uso e atualmente é considerado confiável, a maioria das redes de banda larga são novas.

Qualidade de serviço

Algumas conexões de banda larga possuem uma qualidade pobre de transmissão. Quando os pacotes IP são perdidos ou atrasados em algum ponto da rede, existe um queda momentânea da voz na conversação. Isso é mais perceptível em redes bastante congestionadas ou onde existe grandes distâncias entre os pontos de conexão.

Alguns protocolos já foram definidos para suportar e relatar qualidade de serviço em ligações VoIP, incluindo RTCP XR (RFC3611), SIP RTCP Summary Reports, H.460.9 Annex B (para H.323), H.248.30 e extensões MGCP.

Chamadas de emergência

A natureza do Protocolo de Internet torna difícil a localização geográfica dos utilizadores na rede. Chamadas de emergência portanto não podem ser roteadas facilmente para o centro de chamadas mais próximo, e são impossíveis em alguns sistemas. Entretanto, sistemas VoIP pode rotear chamadas de emergência para linhas de telefone não emergenciais.

Envio de fax

O suporte de envio de fax sobre VoIP ainda é limitado. Os codecs de voz existentes não foram desenvolvidos para a transmissão de fax. Um esforço para remediar essa situação é definir uma solução baseada em IP alternativa para oferecer Fax sobre IP, nomeadamente o protocolo T.38. Outra solução possível é tratar o sistema de fax como um sistema de troca de mensagens que não necessita transmitir em tempo real, assim como enviar um fax como anexo de e-mail ou como uma impressão remota.

Integração em um sistema global de número telefônico

Enquanto redes tradicionais e móveis compartilham um padrão global comum (E.164) que permite alocação e identificação de qualquer linha telefônica, não existe padrão similar adotado emredes VoIP.

Telefonia móvel

Os telefones móveis constituem uma tecnologia de grande uso no mercado, sendo inclusive usados para substituir por completo telefones tradicionais. Portanto, não está claro se haverá demanda suficiente para o VoIP entre os consumidores até que as redes sem fio possuam cobertura similar às redes de celular, permitindo o uso dos telefones WiFi. Equipamentos híbridos entre as duas redes são esperados para que o VoIP torne-se mais popular^[2].

Segurança

A maioria das soluções VoIP ainda não suportam criptografia, o que resulta na possibilidade de se ouvir chamdas alheias ou alterar seu conteúdo^[3]. Um método de segurança é disponível através de codificadores de áudio patenteados que não são disponíveis para o público externo, dificultando o entendimento do que está sendo trafegado e protegendo o consumidor. Entretanto, outras áreas de segurança através de obscuridade não têm tido sucesso a longo prazo devido à grupos de engenharia reversa. Algumas empresas usam compressão de dados para tornar a escuta alheia mais difícil. Entretanto, segurança através de criptografia e autenticação ainda não está amplamente disponível ao público^[4].

Protocolos

Alguns dos protocolos utilizados no VoIP para sinalização de chamadas são H.323, SIP, MGCP, H.248/MEGACO, Jingle e IAX (usado na presença de servidores Asterisk). Alguns dos protocolos utilizados no transporte de media incluem RTP e RTCP.

Adoção

Uso corporativo

Apesar de poucos ambientes de escritório e residências utilizarem uma infraestrutura puramente de telefonia voIP, provedores de telecomunicações usam a tecnologia rotineiramente, geralmente em uma rede IP dedicada para conectar estações e converter sinais de voz em pacotes IP e vice e versa. O resultado é uma rede digital genérica (tráfego de voz e dados) com escalabilidade. O consumidor corporativo usa a telefonia IP para obter as vantagens da abstração da informação na rede. Com o VoIP é necessário somente fornecer uma conexão de dados e mais banda de rede. Não sendo necessário distribuir uma rede específica para a telefonia no ambiente de trabalho. Empresas maiores também fazem uso de gateways para as redes tradicionais, reduzindo custos de mão de obra externa o serviço. Seu uso é ainda mais visível quando uma empresa necessita comunicar dois sítios distantes a nível internacional.

 Provedores e programas de computador

Alguns dos programas utilizados no Brasil para a telefonia IP incluem o MSN Messenger, Skype, Lig (serviço voip pelo ig), ATIvoip, IP Phone Brasil, Hellou Global Phone, VoxFone, Teleminas, Google Talk, Vono (operadora pela GVT), e a Vox Telecom.

Em Portugal utilizam-se, além do Skype, Teleminas, Netcall, NetAppel, VoipBuster e TelExtreme, sendo que os dois últimos permitem chamadas gratuitas entre o computador e o telefone tradicional.

Regulamentação

Ainda não existe um consenso regulatório sobre a VoIP no mundo. No Brasil ainda não existe uma discussão sobre a regulamentação da tecnologia. O órgão responsável pela regulamentação de telefonia no Brasil é a Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL), que é gerida pela Lei Geral de Telecomunicações, LGT. A legislação brasileira não enquadra a VoIP como serviço de telecomunicações, e sim como serviço de valor adicionado, quando utiliza parte da rede pública de telecomunicações. Portanto o serviço é regido pelo artigo 61 da LGT^{[carece de fontes?]}.

Posição da Anatel

No portal da Anatel está observado que o VoIP é um conjunto de tecnologias que usam a Internet ou redes do IP privadas para a comunicação de voz, substituindo ou complementando os sistemas de telefonia convencionais. A empresa não regulamenta as tecnologias, mas os serviços de telecomunicações que delas se utilizam. A comunicação de voz utilizando computadores conectados à Internet - uma das aplicações desta tecnologia - é considerada Serviço de Valor Adicionado, não sendo necessária autorização da Anatel para prestá-lo.

Nesse contexto, o uso da tecnologia de VoIP deve ser analisado sob três aspectos principais. Primeiro, a comunicação de voz efetuada entre dois computadores pessoais, utilizando programa específico e recursos de áudio do próprio computador - com acesso limitado a usuários que possuam tal programa - não constitui serviço de telecomunicações, mas Serviço de Valor Adicionado, conforme entendimento internacional. Segundo, a comunicação de voz no âmbito restrito de uma rede corporativa ou na rede de uma prestadora de serviços de telecomunicações, de forma transparente para o assinante, efetuada entre equipamentos que podem incluir o aparelho telefônico, é caracterizada como serviço de telecomunicações. Neste caso, é exigida a autorização para exploração de serviço de telecomunicações para uso próprio ou para prestação a terceiros. Por fim, a comunicação de voz de forma irrestrita com acesso a usuários de outros serviços de telecomunicações e numeração específica (objeto de controle pela Anatel) é caracterizada como serviço de telecomunicações de interesse coletivo. É imprescindível autorização da Agência e a prestação do serviço deve estar em conformidade com a regulamentação.