現在、インターネットの新しいサービスとして注目を浴びているもののひとつにVoIP技術を使ったIP電話がある。Protocol:ヴォイップ、ブイオーアイピー)は、アナログデータである音声をデジタルのパケットデータに変換して、ネットワークを通じて、転送するための技術である。VoIPを利用すると、IP電話やインターネット電話などが利用できる。Webなどを利用するインターネットを中継する電話サービスのこと当サイトでは、2つのサービスを特に分ける必要が無い場合は、IP電話という単語を使うことにする。†IP電話とはパケット交換のIPベースのネットワークをも用いて、音声、FAX、その他関連するサービスを伝送するものである。インターネット電話とは伝送ネットワークの一部または全部に公衆インターネットを用いたIP電話のことである。†この総務省における定義は、ITU第3回世界電気通信フォーラムにおける定義に基づいている。IP電話とはネットワークの一部または全部においてIPネットワーク技術を利用して提供する音声電話サービスとし、そして、インターネット電話とはIP電話のうちWWWなどのアプリケーションに利用されているものと同じIPネットワークを利用するものである。[補講]インターネット電話以外のIP電話としては、電気通信事業者が自社の専用IPネットワークを利用する音声電話サービスがある。†IP電話の電話番号は「050」から始まる。次の電話番号があったとする。050-1234-5678「050」はIP電話であること、「1234」は事業社固有のコード、「5678」はユーザー固有のコードを表す。1:AさんからBさん(050-1234-5678)へIP電話をかけるとする。Aさんは一般電話網にIP電話機能付きの電話機を利用したとする。2:一般電話網に渡され、050の電場番号なので、VoIPゲートウェアAに渡す。3:VoIPゲートウェイは相手の呼び出し方(シグナリング)や音声コーデックの変換などを行う。「1234」を見て、これは事業社BのIP網につなぐ。4:B社のIP網にあるデータベースサーバーで「5678」はBさんのIPアドレスだとわかり、BさんのIP電話機に着信する。IP電話番号とIPアドレスの変換にはENUMという方法が使われる。ENUMは、インターネット上のDNSサーバーの原理を応用したものである。†IP電話(インターネット電話)が最初に登場にしたのは1994年頃である。このころはまだ一部のコンピュータマニアの間で使われていた。この頃主流のタイプであり、プロバイダのアクセスポイントにダイヤルアップすることによってインターネットに接続して、パソコン間で音声メッセージをやりとりするものであった。双方のパソコンに同じソフトウェア(NetMeetingなど)をインストールして、かつ同時にパソコンをサーバーに接続していなければならないという制約があった。†1996年頃からパソコンから一般加入電話にも電話をかけることができるパソコン-一般加入電話型IP電話が誕生した。このタイプは一般加入電話からパソコンへは電話をかけることはできない。相手が一般加入電話でよいということは双方が通話したい時間を約束しておく必要がなくなり、利便性が高まった。このタイプのIP電話は接続先とゲートウェイ(インターネットから一般回線に信号を変換する基地局)との距離が近いほど電話網における通話料金を抑えられることから、サービス提供事業者は各地にゲートウェイを設置して、相手先の電話番号から通話料金が最も安くなるゲートウェイに自動的に接続するシステムを構築した。接続サービス、即ち一般加入電話-一般加入電話型IP電話が登場した。このタイプのIP電話はパソコン-一般加入電話型と同様にインターネットを利用することによって、長距離電話や国際電話の通話料金が格安で提供できたことから、パソコンを利用しないユーザーたちもIP電話に関心を持つようになった。インターネットを中継網としてもいいるインターネット電話サービスについては、既存のインターネットのアクセスポイントにゲートウェイを併設するなどして、比較的容易に提供できることから多くのISP事業者が参入した。当時のインターネット回線はまだまだ貧弱であり、トラフィック状況により、パケット損失度・遅延度が高く、品質が安定しなかったために、通話料金を安く設定してもユーザーが満足する品質を確保することができず、固定ユーザーを確保することが困難であった。このころから幾つかの事業者は品質を確保するために、専用のIPネットワークを中継網に用いてサービスを提供するようになった。中継網としてIPネットワークを利用するようになった。共通線信号網と接続することによって、一般加入電話の任意のユーザーが特別な接続手順を必要とせずに、一般加入電話にかける場合と全く同じようにIP電話サービスを利用できるようになった。†IP電話の場合、IP電話専用ソフトウェアやハードウェアを搭載したコンピュータが普通にルーターを通じて、IPネットワークを介し、相手へ届く(届く方も送る方を逆にするだけ)。一般電話を使ってIP電話を使用することもできる。その場合は、ルーターと一般電話の間にVoIPゲートウェイを設置する。VoIPゲートウェイを搭載しているIP電話があれば、そのままルーターに直につなげて構わない。交換機を利用しないので、機器コストが安くなり、結果としてユーザーの使用料金も一般電話よりも安くなる。IPネットワークを中継するため、通話先に関わらず、料金が一定になる。LANの中で電話とコンピュータを一本化できる。専用のIP電話機に加えて、コンピュータやPDAや一般電話も利用できる。音声がIPネットワークを中継するため、音声品質が低下する。サービスを提供する事業者によって、様々な機能制限がある。IP電話専用の電話番号を利用するためのインフラを整備中(2003年夏完成予定)。110番や119番などの緊急電話や携帯電話にはかけることができない。現在の電話機だけで利用可能。†1:「もしもし」という音声信号をデジタルデータにする。2:そのデジタルデータを断片化する。TCP/IPのデジタルデータのパケット化と同じである。3:その断片化したものに、RTPヘッダを付加する。4:さらにUDPヘッダを付加する。5:最後に、IPヘッダを付加する。6:それをIPネットワークを介して、相手のルーター、そしてVoIPゲートウェイに届くわけだ。†IPネットワークを中継するので、通話品質の低下が懸念されるにも関わらず、なぜデータ通信の信頼性の低いUDPを使っているのだろうか。電話は正確な音声を使えるよりも、音声が瞬時に相手に伝えられないと会話がうまく成り立つ。UDPを利用すれば、TCPよりリアルタイムに近い音声が実現できる。よって、UDPが利用されるわけだ。多少の音声の劣化はVoIPゲートウェイが補完する。†IP電話では電話番号をダイヤルしてから通信相手を呼び出すまでの処理を呼制御【コセイギョ】という。呼制御を行うためのプロトコルはいくつかある。標準化されているものもあれば、企業が製品独自に開発したものがあり、今のところそれらに互換性はない。そのプロトコルとしてH.323やSIPなどがある。†NATはルーターにおいて、グローバルIPアドレスとプライベートIPアドレスを変換する仕組みである。H.323とSIP両方とも、パケットのデータ部分に送信元IPアドレスを書き込んでいて、相手側はそのIPアドレスから相手を判断する。NATを経由すると、IPヘッダ部分のIPアドレスは書き換えるが、データ部分まで変換しない。よって、肝心のデータ部分がプライベートIPアドレスのままなので、相手側は実際の通信相手を判断できなくなる。この問題を解決するために、H.323の場合H.323に対応したルーター、SIPの場合UPnPに対応したルーターを使用しなければならない。H.323対応ルーターはデータ部分のIPアドレスの書き換えも行うことができる。UPnP対応ルーターはクライアントにルーターのグローバルIPアドレスを伝える機能(NATトラバーサル機能)があり、クライアント側でグローバルIPアドレスをデータに書き込むことができる。呼制御によって相手と接続できたら、通話が始まる。音声はIPネットワークをパケットとして転送されますが、性質上ゆらぎが発生する。ゆらぎとは、パケットが相手先まで到達するまでに遅延があると発生する現象で、一定間隔でパケットが到着しないような状況を指す。音声信号でゆらぎが発生すると、音声が断続的に聞こえるため、音声品質が劣化してしまう。VoIPにはこれを防ぐ仕組みが用意されている。IPヘッダには優先制御を行うためのサービスタイプフィールドというフィールドが用意されている。このフィールドでは、パケットを転送するときの優先度を設定する。ルーターはパケットを受信すると、一時保存を行うキューにパケットを溜め込む。到着順に転送処理を行うが、このとき優先度の高いパケットが後から来たら、順番を繰り上げて、それを転送する。IP電話の音声データは途切れたら困るので、VoIPゲートウェイでこの優先度を高くしておくわけだ。これでルーターは優先して音声データのパケットを転送する。ルーターで優先制御を行いながら転送したとしても、まだ遅延や順番のばらつきなどが発生する。UDPはリアルタイム再生するので、データのばらつきは関係なくアプリケーションにデータを渡す。そこで、RTPがうまく利用される。RTPはデータに付加されるヘッダである。RTPヘッダにはゆらぎを抑えるために、順番のばらつきを整える。データの断片VoIPゲートウェイは送信時にRTPヘッダを付加するとき、送信時刻をタイムスタンプフィールドに書き込む。受信側はその送信時刻を見て、受信時と送信時の時刻に大きな差が生じないように再生する。それとは別に送れてきたパケットがあれば、VoIPゲートウェイに確保された受信バッファメモリの中に一時的に溜め込んで、順番を調整してから再生する。このとき、RTPのシーケンス番号フィールドを確認して順番の調整を行う。†マイライン登録するだけで利用できるIP電話は、IP網が一般電話網と一般電話網を中継する。†IP電話は、電話回線を使わないので(厳密にはADSLで電話回線を使う)、マイラインは契約してもしなくても関係ない場合が多い。ヤフーBBフォンの場合は、ヤフーBBを優先的に使うようにモデムがなっているので、普通に利用する場合マイライン契約は関係ない。普通の電話回線を利用したい場合は、頭に「0000」をつけてダイヤルする。その場合、マイライン契約をしている電話会社を選択して電話がかかる。インターネット経由でかけられない電話(例えば110など)に電話する場合、自動的に、電話回線経由で電話をかけるようになっている。その場合の電話料金には、マイラインやマイラインプラスの電話料金で計算される。基本料金とかがかからないのであれば、そのままにしておいてよい。†ブロードバンド接続と一般加入電話を利用しているユーザーが、一般の電話機を使ってIP電話を利用するには、VoIPアダプタが必要となる。VoIPアダプタは、一般の電話機からIP電話を利用するために必要なVoIPゲートウェイの機能を装備している。・電話をかける場合、ダイヤルされた電話番号からIP電話を呼び出すのか、一般電話を呼び出すのかを判断する。・IP電話事業者が持つ呼制御サーバーに接続して、正規の利用者かどうかの認証として、通話相手との接続を確立する。このとき、使用されるプロトコルがH.323である。・一般の電話機から出力されたアナログの音声信号を、デジタル信号に変換して、IP網で伝送可能なパケットに変換する。†ADSLモデムのタイプ、VoIPアダプタのタイプによって設置形態が異なります。---はモジュラーケーブル(RJ-11)、===はLANケーブル(RJ-45)を意味する。†これが一番シンプルなので、初心者にお勧め。SIP(4837d)。