Nếu thường xuyên phải gọi điện thoại đường dài, đây là cơ hội để bạn sử dụng điện thoại IP. Điện thoại IP sử dụng công nghệ VoIP - Voice over Internet Protocol/ Giao thức thực hiện các cuộc gọi qua kết nối Internet là cách truyền dẫn các cuộc gọi điện thoại qua mạng dữ liệu như một trong nhiều mạng khác cấu trúc nên mạng Internet. Chúng ta sẽ tìm hiểu về VoIP. Chúng ta sẽ nói về giao thức chính của VoIP, về các dịch vụ khác nhau được cung cấp với chi phí thấp.

Chuyển mạch là khái niệm rất cơ bản được sử dụng bởi mạng viễn thông trong hơn 100 năm. Điều gì xảy ra khi một cuộc gọi giữa hai phía được thiết lập, kết nối được duy trì suốt cuộc gọi. Do bạn kết nối hai điểm trên theo cả hai hướng, kết nối này được gọi là một mạch (Circuit). Nó tạo thành PSTN- Public Switched Telephone Network/ Mạng điện thoại truyền thống.

• Bạn nhấc máy điện thoại và nghe thấy ngay âm mời quay số. Điều này cho bạn thấy rằng bạn đã có kết nối tới tổng đài nội hạt.
• Bạn quay số mà bạn muốn nói chuyện.
• Cuộc gọi được định hướng qua một chuyển mạch tại tổng đài nội hạt tới nơi bạn đang gọi.
• Một kết nối thực hiện giữa điện thoại của bạn và đường line khác, lúc này mạch đang mở.
• Bạn nói chuyện trong một khoảng thời gian sau đó gác máy.
• Khi bạn gác máy, mạch sẽ ngắt và đường line của bạn giải phóng.

Trong khoảng thời gian bạn nói truyện, mạch sẽ liên tục mở giữa hai máy. Cuộc gọi qua tổng đài PSTN truyền thống truyền với tốc độ cố định là 64 Kbps hoặc 1024 bit/giây theo mỗi hướng và tốc độ phát tổng cộng là 128 Kbps do 1 Kbyte có 8 Kbit. Vì vậy trong 10 phút nói truyện, lượng thông tin được truyền lên đến 9600 KB gần bằng 9.4MB. 

Nếu bạn nhìn vào cuộc đàm thoại thông thường thì rất nhiều dữ liệu được truyền rất lãng phí. Trong khi bạn đang nói thì phía kia nghe, như vậy chỉ một nửa đường truyền được sử dụng trong thời gian đó. Dựa trên điều đó chúng ta giả định chia file thành hai nửa, mỗi nửa xuống khoảng 4.7MB. Như vậy có một lượng thời gian trong hầu hết các cuộc đàm thoại là thời gian chết, chiếm một nửa tổng thời gian. Nếu bạn có thể loại bỏ được những khoảng thời gian như vậy thì file của bạn sẽ nhỏ hơn. 

Mạng dữ liệu không sử dụng chuyển mạch. Kết nối Internet sẽ chậm hơn rất nhiều nếu nó bao gồm một kết nối cố định tới một trang Web. Thay thế cho việc nhận và gửi dữ liệu, bạn cần hai máy tính đóng vai trò một kết nối qua lại trong toàn bộ thời gian không cần biết dữ liệu có hữu ích hoặc không. Đây không phải là cách để thiết lập mạng dữ liệu hiệu quả. Thay thế vào đó mạng dữ liệu sử dụng phương pháp được gọi là Packet Switching/ Chuyển mạch gói.

Chuyển mạch thông thường giữ cho kết nối mở và không đổi thì chuyển mạch gói mở kết nối trong khoảng thời gian đủ lớn để có thể gửi những khối dữ liệu nhỏ được gọi là gói (Packet) từ một hệ thống này tới một hệ thống khác. Máy tính gửi khối dữ liệu trong các gói nhỏ tới một địa chỉ ghi trên mỗi gói. Khi máy tính nhận được các gói nó sẽ tập hợp lại thành dữ liệu gốc. Chuyển mạch gói rất hiệu quả nó giảm nhỏ thời gian kết nối giữa hai hệ thống, giảm tải trên mạng. 

Công nghệ VoIP - Voice over Internet Protocol/ Giao thức thực hiện các cuộc gọi qua kết nối Internet sử dụng phương pháp chuyển mạch gói. Ví dụ khi sử dụng một cuộc gọi 10 phút trên PSTN thì nó cũng sử dụng đầy đủ 10 phút để truyền dẫn 128 Kbps. Với VoIP cuộc gọi đó chỉ mất 3,5 phút để truyền 64 Kbps và mất 6,5 phút để truyền 128 Kbps. Đây là trong trường hợp chưa sử dụng phương pháp nén dữ liệu (Data Compression), kích thước dữ liệu sẽ giảm nhiều khi sử dụng phương pháp nén. 

Muốn sử dụng VoIP, bạn cần phải có tổng đài PBX- Private Branch Exchange/ Tổng đài điện thoại. Về bản chất PBX là một chuyển mạch được sử dụng để kết nối các điện thoại với nhau hay với một hoặc nhiều đường line khác. Trong trường hợp này PBX là một Gateway. 

Gateway được sử dụng để kết nối các thiết bị trên hai loại mạng khác nhau. PBX là một Gateway/ Cổng kết nối điện thoại  bởi nó Convert các tín hiệu chuyển mạch chuẩn từ mỗi điện thoại thành dữ liệu số để có thể chuyển qua các gói. IP là nền tảng cho giao thức Internet là ngôn ngữ được sử dụng trong hầu hết các mạng dữ liệu. Sau đây là các bước một cuộc gọi điện thoại thông thường sử dụng VoIP qua mạng chuyển mạch gói.

• Khi bạn nhấc tổ hợp, tín hiệu sẽ gửi tới PBX.
• PBX nhận tín hiệu và gửi âm mời quay số để bạn biết rằng bạn đã có kết nối tới PBX.
• Bạn sẽ quay số mà bạn muốn nói chuyện, các con số này sau đó sẽ lưu trữ tạm thời bởi PBX.
• Khi bạn nhập xong số, PBX sẽ kiểm tra để chắc chắn rằng số đó có hợp lệ hay không.
• PBX xác định lược đồ (Map) của số đó. Theo sơ đồ, số được gán tới địa chỉ IP của thiết bị khác được gọi IP Host. IP Host thông thường cũng là một tổng đài PBX số khác, kết nối trực tiếp tới hệ thống điện thoại của số bạn.
• Một phiên được thiết lập giữa PBX khu vực của bạn và IP Host khu vực khác.
• Bạn nói trong một khoảng thời gian. Trong suốt quá trình hội thoại, PBX khu vực bạn và IP Host truyền các gói dữ liệu qua lại. Mỗi một hệ thống phải sử dụng cùng giao thức để liên lạc. Mỗi hệ thống sẽ thực thi thành hai kênh, mỗi kênh cho một hướng.
• Khi bạn kết thúc cuộc nói chuyện và đặt máy xuống, ngắt kết nối giữa điện thoại của bạn và tổng đài PBX, đường line của bạn được giải phóng.
• Tổng đài PBX gửi tín hiệu tới IP Host kết thúc một phiên (Session) làm việc, IP Host cũng kết thúc tại phía nó.
• Ngay sau đó phiên làm việc chấm dứt , PBX sẽ xoá các số từ bộ nhớ.

Để điện thoại giao tiếp được với các thiết bị khác như máy tính qua mạng dữ liệu, chúng cần phải có một ngôn ngữ chung được gọi là giao thức (Protocol).