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VoIP는 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)의 절반인 인터넷 프로토콜(IP)을 이용한다. TCP/IP는 인터넷을 이용하여 데이터 패킷을 보내고 받기 위한 국제 통신 시스템이다.

VoIP는 소리를 디지털 신호로 변환하는 일을 한다. 그때 이 디지털 신호가 인터넷과 같은 데이터망을 통해 전달된다. 이러한 변환은 개인용 컴퓨터나 특수 VoIP 전화기와 같은 기기에 의해 이루어진다. 이러한 기기들은 빠른 속도와 광대역회선, 인터넷 연결 기능을 갖추고 있다. 디지털 신호는 네트워크를 통해 그 신호의 목적지로 보내진다. 거기에서 두 번째 VoIP 기기가 그 신호를 다시 소리로 변환한다.

VoIP가 갖는 디지털 성질 때문에 통화 음질은 일반 전화보다 훨씬 좋다. 또 다른 장점으로 VoIP는 기본 전화요금이나 장거리 서비스 요금이 저렴하다는 것이다.

미국에서 VoIP 서비스 초기에는 여러 가지 문제를 안고 있었다. 이로 인해 미국연방통신위원회는 VoIP 공급자들에게 응급통화 시스템에 VoIP를 연결하여 서비스할 것을 요구했다. VoIP를 이용한 응급통화 시스템은 어떤 경우에는 전통적 방식과는 다르게 운영되기도 했다. 가끔씩 발생하지만 또 다른, 그리고 더 지속적인 문제는 VoIP 시스템이 정전 기간 중에 종종 작동하지 않을 거라는 것이다.

미국 회사 보니지와 룩셈부르크에 기반한 스카이프를 포함하는 여러 회사들이 VoIP 서비스를 제공한다. 스카이프는 같은 이름의 컴퓨터 소프트웨어를 사용한다. 이 회사들은 이용자들이 자신들의 컴퓨터나 특수 전화기로 VoIP서비스를 이용할 수 있도록 한다. 대규모 기관들은 때로 시스코시스템스와 노텔네트웍스 같은 미국 제조업체에서 생산된 VoIP 전화기를 이용하여 자체의 VoIP 트래픽을 처리한다.