IP Telefon, VoIP (Voice Over IP – IP Üzerinden Ses) teknolojilerini kullanarak telefon görüşmelerinin geleneksel telefon hatları üzerinden değil de bir IP ağı üzerinden yapılmasını sağlayan donanım ya da yazılımlara verilen isimdir. IP Telefon kullanmanın temel olarak iki avantajı vardır:  Telefon görüşmelerini ücretsiz veya çok daha ucuza yapmak ve bant genişliğini verimli kullanmak.

IP telefonun bu iki avantajının sebebi de aslında aynıdır. Geleneksel telefon hatları ilk kullanılmaya başlandığında devre anahtarlama teknolojisi kullanmaktaydı. Bu teknolojide haberleşmek isteyen iki uç arasında, aradaki anahtarlama cihazları aracılığıyla kapalı bir devre kurulur ve o görüşmeye rezerve edilir. Ses elektronik sinyallere dönüştürülerek bu hat üzerinden iletilir. Yani aslında iki kullanıcı haberleştikleri süre boyunca uzunluğu coğrafi konumlarına bağlı olarak binlerce kilometreyi bulabilen bir bakır kablo kiralamış gibi olurlar. Hattın veri iletimi olmadığında bile kullanımda olması, aynı hat üzerinden başka bir görüşmeye izin verilmemesi ve sıkıştırma seçeneğinin olmaması bu teknolojinin diğer eksileridir.

IP Telefon ise paket anahtarlama teknolojisi kullanan İnternet bağlantısı aracılığıyla iletişim kurar. Bu teknolojide ses 0 ve 1’lere yani dijital veriye dönüştürülür. Veri oluştuğu anda paketlere bölünerek gönderilir, aradaki cihazların kendilerince belirledikleri farklı yolları izleyerek hedefe ulaşır ve bu paketler hedefte tekrar birleştirilir. Başka bir veri iletişimine engel olmaması ve sıkıştırma seçeneği bant genişliğinin etkili kullanılmasını sağlar. Böylece hat çağrı yönlendirme, konferans gibi ek özellikler için de kullanılabilir. Ayrıca paketler İnternet üzerinden gönderildiği için telefon şirketinin ücretlendirmesi de söz konusu olmaz.

Günümüzde telefon ağları da çoğu noktada veriyi dijital olarak taşır. Uç noktalarda ise yine analog hatlar devreye girer.

Analog hatlarda ses daha kalitelidir fakat uzun mesafelerde bozulmaya uğradığından genelde dijital hatlarda daha temiz iletişim elde edilir.

IP Telefon çözümleri üçe ayrılabilir:

• İnternet Telefonu Yazılımı (Softphone): Kullanıcının başka bir donanıma gerek kalmadan bilgisayarına kurduğu ve VoIP görüşmeleri yapabilmesini sağlayan yazılımlardır. Bu yazılımlar ister başka bir bilgisayardaki bir VoIP kullanıcısını ister normal bir telefonu aramak için kullanılabildiği için ve VoIP teknolojileriyle ligili protokolleri kullandığı için aslında IP Telefon kategorisine girer.
• ATA (Analog Telephony Adapter – Analog Telefon Bağdaştırıcısı): Üzerinde hem RJ-11 (telefon hattı) hem RJ-45 (ethernet) girişleri bulunan bir bağdaştırıcıdır. Bu bağdaştırıcının kullanım amacı normal bir telefonu IP Telefon olarak kullanmaktır. Telefondan çıkan kablo RJ-11 girişine takılır ve bağdaştırıcı RJ-45 girişinden yerel ağa bağlanır. Çoğu zaman ATA tarafında hiç bir ayarlama ya da yapılandırmaya gerek kalmaz. Fakat bu çözümde diğer IP Telefonların sağladığı fazladan işlevselik genelde elde edilemez.
• Bağımsız IP Telefon (Stand-alone IP Phone): Görünüş itibariyle normal bir telefonu andıran fakat telefon hattı için bağlantı noktası bulunmayan, VoIP görüşmeleri yapmak için özelleşmiş donanımlara verilen isimdir.

VoIP ile ilgili bazı tanımlar:

Kodek (Codec): İngilizcesi coder-decoder (kodlayıcı-kod çözücü)'ın kısaltmasıdır. Yani sesi dijital veriye ve dijital veriyi sese çevirmek için kullanılır. Kodekler sesi saniyede binlerce kez örnekleyerek bu işlemi yapar. Saniyede 8000, 32000, 64000 gibi oranlarda örnekleme yapan kodekler vardır. “BroadVoice”, GSM (Global System for Mobile Communications – Küresel İletişim için Mobil Sistem) ve G.7xx (örneğin: G.711, G.729 vs.) en sık kullanılan kodeklerden bazılarıdır.

Ses Ağ Geçidi (Voice Gateway): VoIP ağının sonlandığı noktada bulunan ve telefon hatlarıyla bağlantıyı sağlayan cihazdır.

Çağrı Yönetici (Call Manager): IP Telefonların telefon numaraları ve IP adreslerini eşleştiren, DNS (Domain Name System - Etki Alanı Ad Sunucusu)’e benzer bir mantıkla çalışan bir cihazdır.

STUN (Session Traversal Utility for NAT - NAT için Oturum Geçme Aracı): IP Telefonun NAT (Network Address Translation – Ağ Adres Çevirimi)’ın arkasında olması durumunda başka bir kullanıcının iletişimi başlatabilmesi için NAT arkasındaki kullanıcın yerel (public) IP’sini bilmesi gerekir. STUN bunun başarılabilmesi için IP Telefonlar tarafından kullanılan bir teknolojidir.

IP Telefonların Ses Ağ Geçitleriyle iletişimi başlatmak için kullandığı başlıca protokoller:

RTP (Real-time Transport Protocol – Gerçek-zamanlı Taşıma Protokolü) ve RTCP (Real-time Transport Control Protocol – Gerçek-zamanlı Taşıma Kontrol Protokolü):
İki istemci arasında başlatılan bir VoIP görüşmesinde bu protokoller kullanılır. Bu protokoller  UDP ile beraber çalışır. RTP sesin iletiminden sorumluyken RTCP ise iletişimin kalitesinden sorumludur. SRTP (Secure RTP – Güvenli RTP) kullanılırsa iletişimde kimlik denetimi, şifreleme ve veri bütünlüğü sağlanabilir.

Bağımsız IP Telefon uygulamaları:
Daha pratik ve işlevsel olması sebebiyle Bağımsız IP Telefon kurumsal olarak en çok tercih edilen IP Telefon çözümüdür. IP Telefon bilgisayarların kendi üzerinden İnternete çıkmasını sağlayarak bir noktaya iki kablo çekme gerekliliğini ortadan kaldırır. IP Telefonun içinde aslında basit bir anahtarlayıcı (switch) bulunur. Bu anahtarlayıcı CDP (Cisco Discovery Protocol – Cisco Keşif Protokolü) aracılığıyla kendisine gelen kablodaki VLAN (Virtual Local Area Network – Sanal Yerel Ağ)’leri öğrenir. Voice (ses) VLAN olarak tanımlanan VLAN’den gelen ses paketlerini IP Telefona iletir. Diğer VLAN’den gelen veri paketlerini de diğer ethernet girişine bağlı olan bilgisayara aktarır. IP Telefon genellikle otomatik IP alır.

IP Telefon servisinin çalışma mekanizması:

IP Telefon sisteminin çalışma mekanizmasını özet olarak açıklamak gerekirse çağrılar şu şekilde kategorilere ayrılabilir: