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Liz AcostaはVonageのDeveloper Advocateです。映画学生からマーケター、エンジニア、デベロッパー・アドボケイトという彼女のキャリア・パスは型破りに見えるかもしれないが、デベロッパー・リレーションズにとってはごく一般的なものだ！ピザ、植物、パグ、Pythonが大好き。
VoIPとは？
所要時間：1 分
VoIP（Voice over Internet Protocol）とは、従来の電話ネットワークではなく、インターネット経由で音声通話を可能にする技術です。VoIPは、音声をデジタル・データ・パケットに変換することで、IPベースのネットワークを介したリアルタイムの音声およびビデオ通信を可能にし、ビジネス電話システムからビデオ会議アプリやモバイル・ネットワークまで、あらゆるものにパワーを与えます。
もともと1970年代に実証されたVoIPが商業的に実用化されたのは、1990年代後半から2000年代初頭にかけてのことで、インターネット・アクセスの普及とネットワーク技術の向上によって大規模な導入が可能になった。2020年までには、VoIPは不可欠なインフラとなり、ほぼあらゆる業界の企業や消費者にとって、現代の通信のバックボーンを形成している。
今日、音声通話やビデオ通話はあまりにも一般的であるため、その背後にある技術に気づかないことが多い。しかし、音声通話をデータ・パケットとして伝送するとは、実際にはどういうことなのだろうか？VoIPはどのような技術的課題を解決し、なぜ現代の通信の基礎となったのでしょうか？この記事では、これらの疑問に答え、VoIPがどのように機能するのかを探求し、VoIPを使用する方法を紹介します。 Vonage Voice API.
このブログ記事は、さまざまな読み方や学習スタイルに対応できるように構成されている。各セクションは原子状になっているので、どのような順番で読んでも構わない：
VoIPはIPテレフォニーとも呼ばれる。VoIPは、主にインターネット・プロトコル（IP）ネットワーク上での音声通信に使用される一連の技術である。言い換えれば、VoIPは、従来の公衆交換電話網ではなく、インターネットを介して電話をかけることを可能にします。 公衆交換電話網(PSTN)または 通常の電話サービス(POTS)の代わりにインターネット上で通話を行うことを可能にする。
VoIPがなぜこれほど革命的なのかを理解するためには、電話が当初どのように機能していたのかを理解することが重要である。
20世紀の大半の間、電話は物理的な電線を伝わっていた。電話を取って番号をダイヤルすると、その通話は銅線ケーブルで作られた専用経路を経由して相手につながった。 回線交換ネットワークに接続されていた。あなたの声の音波は電気信号に変換され、この経路を往復して伝送された。その接続は、無音の瞬間でさえも、通話中ずっとオープンなままである。
このシステムは機能したが、限界があった。多くの高価なインフラを必要とし、簡単に拡張できず、柔軟性に欠けていた。通話が終わると、接続は終了し、他のことに再利用することはできなかった。すべてのインフラに障害が発生したらどうなるだろうか？このような接続をより永続的で信頼性の高いものにする方法はないだろうか？
1960年代、その疑問に対する答えとして、インターネットという新技術が登場した。コンピューターとインターネットが一般的になるにつれ、エンジニアたちは素朴な疑問を抱き始めた：電子メールやウェブページと同じように、Voice（声）も移動できたらどうだろう？
音声をデータに変換する
インターネットは、情報を単一の連続したストリームとして送信しない。その代わりに、次のようなプロセスで、すべてをパケットと呼ばれる小さな塊に分割する。 パケット交換.各パケットにはヘッダーとペイロードがある：ヘッダーはパケットの行き先を伝え、宛先に到達すると、パケットのペイロードが取り出され、オペレーティング・システム、アプリケーション・ソフトウェア、または上位層のプロトコルによって処理される。言い換えれば、パケットは封筒のようなもので、住所が書かれており、ネットワークに行き先を伝える。これは、あなたがEメールを送ったり、ウェブサイトにアクセスしたり、オンラインでビデオをストリーミングしたり、仮想番号で電話をかけたりするたびに、フードの下で起こっていることです。
パケット交換は、データがネットワーク上を効率的に移動する方法を解決するが、Voiceにはユニークな課題がある。人間の音声は連続的でアナログだが、コンピューター・ネットワークは離散的なデジタル・データで動作する。インターネット上で音声を送信するには、まず音波をデジタル形式に変換し、圧縮して送信し、相手側で再構成する必要がある。
そこで 線形予測符号化(LPC）の出番だ。
LPCは音声処理で使われる技術で、話し声の音声をコンパクトなデジタル形式で表現する。LPCは、音声信号の細部まで送信する代わりに、音声の短いセグメントを分析し、次の音声を予測するために使用できるパターンを特定します。音声を再現するために必要な重要な情報のみがネットワークに送信されます。
つまり要約すると、スマートフォンやラップトップなどのVoIP対応デバイスに向かって話すと、あなたの声はこうなる：
マイクで撮影
LPCまたは同様の手法でデジタルデータに圧縮
小分けにする
インターネット経由
再組み立てし、相手側で音として再生
これらすべてがミリ秒単位で行われるため、会話は自然でリアルタイムに感じられる。
Voiceをインターネットデータに変えることで、すべてが変わった。
VoIPはウェブサイトやアプリ、ビデオストリーミングと同じネットワークを使用するからだ：
通話料が安くなる（特に長距離電話や国際電話）。
特別な電話回線は必要ない
Voice、Video、Messagingを1つのアプリで実現
このシフトは、ビデオ通話、バーチャル電話番号、クラウドベースのコンタクトセンターといった最新のコミュニケーションツールの基礎を築いた。
要するに、VoIPが機能するのは、インターネットがテキストや画像だけでなく、人間の会話を伝送する方法を学んだからだ。そして、Voiceが単なるデータの一形態になると、コミュニケーションはより速く、より安く、はるかに柔軟になった。
Voice over Internet Protocolは、インターネットを利用したデジタル・ネットワーク上で音波をデータ・パケットに圧縮して伝送する方法である。これらのデータパケットは、ルーターを指示するヘッダーを使用し、データや命令を含むペイロードを搭載してネットワーク上を通過する。パケットが目的地に到着すると、再アセンブルされ、コーデックを使って解凍され、音波に戻される。 コーデック.コーデック（コーダー／デコーダーの合成語）とは、データストリームや信号をエンコードまたはデコードするハードウェアまたはソフトウェアの一部を指す。
VoIPが機能するためには、通常、以下のものが必要である：
インターネット接続
VoIPアプリが入ったスマートフォンなどのVoIP対応デバイス
VoIPサービス・プロバイダー
呼のルーティングとセキュリティを管理するセッション・ボーダー・コントローラー（SBC）
VoIPの採用 セッション開始プロトコル(SIP)を採用し、音声およびVideoセッションの確立、維持、終了を行う。SIPは、HTTP（Hypertext Transfer Protocol）とSMTP（Simple Mail Transfer Protocol）にヒントを得たテキストベースのプロトコルである。IPアドレスのように、SIPアドレスはVoIP対応デバイス間の通信データパケットを指示するのに役立つ。セッションが開始されると、他のプロトコルがデータパケットのエンコード、送信、デコードを担当する。
セッション・ボーダー・コントローラー（SBC）は、これらのセッションにセキュリティを提供する。また、接続性、サービス品質、規制の実施、統計および課金情報にも責任を負います。セッションが2つのVoIP対応デバイス間の接続である場合、SBCはすべてが保護され、秩序が保たれていることを確認する監督者です。
VoIPは当初、音声伝送に関するものであったが、インターネットを介した通信というコンセプトは、IPテレフォニーとして知られるものの基礎を形成している。IPテレフォニーには音声だけでなく、テキストやファックス通信も含まれる。WhatsAppやSignalのようなアプリケーションはIPテレフォニーを利用している。最近では、VoIPとIPテレフォニーは現代のモバイルインフラに不可欠であり、4Gと5GネットワークはIPベースの音声技術に依存している。
今日のVoIPは、従来の電話を置き換えるだけのものではありません。VoIPとIPテレフォニーは、私たちに不可欠な現代のコミュニケーション・ツールの多くの基盤となっています。
Zoom、Google Meet、Microsoft Teamsなどのプラットフォームでビデオ通話に参加するとき、VoIPは舞台裏で機能しています。カメラがVideoを処理している間にも、あなたのVoiceはキャプチャされ、デジタルデータに変換され、VoIPの原理を使ってインターネット経由で送信されます。
ビデオ会議の経験でお気づきだと思いますが、通常、音声はビデオ通話で最も重要な部分です。ビデオがフリーズしたり、画質が低下しても、クリアな音声があれば会話は成立します。VoIPでは、音声データの調整、圧縮、優先順位付けが可能なため、インターネット接続が完璧でない場合でも、会話が自然に感じられます。 インターネット接続が完璧でなくても.
WhatsApp、Slack、DiscordなどのメッセージングアプリはVoIPテクノロジーに大きく依存しています。ボイスメモを送信したり、ボイスチャットを開始したり、アプリ内で通話をする際、従来の電話ネットワークを使用しているわけではありません。音声はテキストメッセージや画像と同じように、インターネットデータとして送信されます。
だからこそ、これらのアプリが提供できるのだ：
無料または低料金の音声通話とビデオ通話
国を超えたグループ通話
テキスト、Voice、Videoのシームレスな切り替え
ユーザーから見れば、すべてが1つのシンプルなアプリのように感じられる。ボンネットの下では、VoIPがその柔軟性を可能にしている。
VoIPとIP電話は、現代のモバイル・インフラに不可欠なものだ。現在、多くのスマートフォンがWi-Fi通話をサポートしており、携帯電話の電波塔だけに頼るのではなく、ワイヤレスのインターネット接続を介して通話することができます。
新しいモバイル規格では、よりクリアな通話とより速い接続時間を実現するために、インターネットベースの音声技術も使われている。つまり、"通常の "電話でさえも、VoIPスタイルのシステムを利用するようになってきているのだ。
VoIPは、人間のコミュニケーションへの意欲の証です。質素な電話から、パケット交換、コーデック、プロトコルの技術的達成に至るまで、私たちがお互いに話したいという欲求は、イノベーションを刺激し続けています。
以下のコードとVonageアカウントがあれば、Vonage Voice APIを使用してVoIPを使用して着信通話に接続することができます：
curl -X POST https://api.nexmo.com/v1/calls\
-H "Authorization: Bearer $JWT"\
-H "Content-Type: application/json"\
-d '{"to":[{"type": "phone","number": "'$VOICE_TO_NUMBER'"}],
"from": {"type": "phone","number": "'$VONAGE_VIRTUAL_NUMBER'"},
"ncco": {"action": "talk",
"text": "This is a text to speech call from Vonage"}]}'完全なVonage Voiceアプリケーションを構築したいですか？Pythonで Pythonで着信電話を処理する.
VoIPが実際に使われている様子を見るには、自動音声放送システム構築のデモをご覧ください：
VoIPとは、従来の電話ネットワークではなく、インターネットを介した音声通信を可能にする技術である。この記事では、初期のアナログ電話からパケット交換デジタル・ネットワークまでの音声伝送の進化をたどりながら、VoIPがどのように機能するかを探った。パケット交換、コーデック、IPベースの通信など、VoIPを可能にするコア・テクノロジーに注目し、VoIPがビデオ会議、メッセージング・アプリ、モバイル・ネットワークなどの最新ツールをどのように支えているかを見てきました。
最後に、この記事ではVonage Voice APIを使ってVoIPを直接体験することがいかに簡単かを示し、歴史的な背景と実用的で現実的なアプリケーションを結びつけている。
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