モバイルVoIP

モバイル VoIPまたは単にmVoIPは、 Voice over IPネットワークへのモビリティの拡張です。通常、2 種類の通信がサポートされています。1 つは、すべてのベース ステーションが同じLANにリンクされている短距離またはキャンパス通信用のDECTまたはPCSプロトコルを使用するコードレス電話、もう 1 つは、 3Gまたは4Gプロトコルを使用する広域通信です。

モバイル ハンドセットを VoIP ネットワークに統合する方法はいくつかあります。1 つの実装では、モバイル デバイスを標準のSIPクライアントに変換し、データ ネットワークを使用して SIP メッセージの送受信と音声パスの RTP の送受信を行います。モバイル ハンドセットを標準の SIP クライアントに変換するこの方法では、モバイル ハンドセットが少なくとも高速 IP 通信をサポートしている必要があります。このアプリケーションでは、EVDO rev A (対称高速、つまり上りも下りも高速)、HSPA、Wi-Fi 、 WiMAXなどのブロードバンド IP 対応ワイヤレス ネットワーク接続で標準の VoIP プロトコル (通常はSIP) が使用されます。

モバイル統合の別の実装では、ソフトスイッチのようなゲートウェイを使用して、SIP と RTP をモバイル ネットワークのSS7インフラストラクチャにブリッジします。この実装では、モバイル ハンドセットはこれまでどおり (GSM または CDMA ベースのデバイスとして) 動作しますが、SIP アプリケーション サーバーによって制御され、高度な SIP ベースのサービスを提供できるようになります。現在、いくつかのベンダーがこの種の機能を提供しています。

モバイル VoIP では、経済性とモビリティの間で妥協が必要になります。たとえば、Voice over Wi-Fi は無料サービスになる可能性がありますが、単一の Wi-Fi アクセス ポイントのカバー エリア内でのみ利用できます。コードレス プロトコルは優れた音声サポートを提供し、ベース ステーションのハンドオフもサポートしますが、ハンドオフ プロトコルは一般に通信事業者やほとんどのデバイスでサポートされていないため、すべてのベース ステーションが 1 つの LAN 上で通信する必要があります。

EVDO rev A または HSPA を使用するモバイル オペレータの高速サービスは、モバイル ベース ステーション間の高速ハンドオフなど、都市全体のカバレッジを実現する優れたオーディオ品質と機能を備えている可能性がありますが、Wi-Fi ベースの VoIP サービスよりもコストがかかる可能性があります。

デバイスメーカーがより強力なプロセッサと安価なメモリを活用するにつれて、スマートフォンは電子メールの送受信、ウェブの閲覧（低速ではあるが）、テレビの視聴が可能になった。モバイルVoIPのユーザーは2012年までに1億人を超えると予測されており、InStatは2013年までに2億8800万人の加入者を予測している。^{[1] [2]}

モバイル オペレーター業界のビジネス モデルは、特定のサイトがどれだけ遠くにあっても、追加料金なしで無料で高速にアクセスできるというインターネット ユーザーの期待と矛盾しています。このため、モバイル VoIP のイノベーションのほとんどは、キャンパスや企業のネットワーク、Asteriskなどのオープン ソースプロジェクト、および費用のかかる実験を正当化するほどのメリットがあるアプリケーション (医療、軍事など) から生まれると考えられます。

モバイル VoIP は、すべての VoIP と同様に、ほとんどの VoIP サービスで使用されている標準であるSIPに依存しており、現在では携帯電話やスマートフォン、そしてますます多くのコードレス電話に実装されています。

UMA (Unlicensed Mobile Access Generic Access Network) により、 GSMセルラー バックボーン上で VoIP を実行できるようになります。

屋外アプリケーションの場合によくあるように、IP ベースのネットワーク間を移動する場合は、さらに 2 つのプロトコルが必要です。

• IEEE 802.21ハンドオフでは、1 つのネットワークでコール セットアップと初期トラフィックを実行し、最初のネットワークが範囲外になりそうになると別のネットワークにハンドオフできます。基盤となるネットワークは IP ベースである必要はありませんが、通常、ハンドオフ プロセス中にIP ストリームに一定のサービス品質(QoS) が保証されます。
• ユーザーが加入したことがない、または以前に接続したことがないネットワークとの最初の接続時に、IEEE 802.11u通話が開始されます。

屋内またはキャンパス（コードレス電話に相当）での使用では、IEEE P1905プロトコルは、ホームエリアネットワーク（ AC電力線ネットワーク/ HomePlug / IEEE P1901、イーサネットおよびPower over Ethernet / IEEE 802.3af / IEEE 802.3at、MoCAおよびG.hnを使用したWi-Fi、Bluetooth、3G、4Gおよび有線バックボーン）のQoS 保証を確立します。 IEEE 802.21と組み合わせることで、P1905 は、有線電話で通話を開始し、ワイヤレス電話に転送してから有線電話で再開することを可能にします。また、別の部屋でのビデオ会議などの追加機能も使用できます。 この場合、モバイル VoIPを使用すると、有線端末デバイスで開始および終了する継続的な会話が可能になります。

古い技術であるPCSベース ステーション ハンドオフは、800、900、2.4、5.8、およびDECTに基づくコードレス電話に同等の機能を指定します。これらの機能は広く実装されていませんでしたが、現代の IP ベースの電話のハンドオフの機能仕様を提供しました。電話は理論上、PCS コードレスとモバイル VoIP の両方を提供でき、 PCSと UMA/SIP/IEEE 標準スイートの両方が実装されている場合、従来のコードレスから携帯電話へ、そして再びコードレスへ通話をハンドオフできます。Senao などの一部の長距離コードレス専門ベンダーはこれを試みましたが、一般的には普及しませんでした。より一般的なアプローチは、モバイル VoIP、DECT、衛星電話ネットワークを含むあらゆるワイヤレス ネットワークと通信できるフル スペクトル ハンドセットですが、ネットワーク間のハンドオフ機能は限られています。IEEE 802.21およびIEEE 802.11uの目的は、 iPhone、QNX、Androidなどのスマートフォンオペレーティング システムを実行する電話に追加して、文字通りあらゆるデジタル ネットワークと通信し、低いアクセス コストで高い信頼性で継続的な通話を維持できる電話を実現することです。

VoIP ベンダーのほとんどは、自社製造の機器間でのハンドオフを可能にする独自の技術を実装しています (例: PanasonicのVieraシステム)。通常、モビリティを提供するにはコストがかかります。例: Panasonic VoIP コードレス電話システム (KX-TGP) は、人気の DECT PSTN 同等システム (KX-TGA) の約 3 倍のコストがかかります。Cisco を含む一部の企業は、高価なコードレス電話の代替として、アナログ/DECT 電話用のアダプターを提供しています。

初期の実験では、VoIP は実用的で、Linksys WRT54G シリーズのようなローエンドのルーターでもAsteriskでルーティングできることが証明されました。このような安価なデバイスで構成されたメッシュ ネットワーク( WDSなど) を提案することで、同様にモバイル VoIP 電話のローミングをサポートできます。これらの実験やSputnikなどの IP ローミングの実験は、 IEEE 802.21やIEEE 802.11uを含む5Gプロトコル スイートの始まりでした。当時、一部のモバイル オペレーターは、データ通信に 意図的に高い遅延を導入して音声トラフィックに役立たないようにすることで、ネットワーク上でのIP テザリングとVoIP の使用を制限しようとしました。

2006 年の夏、Nokia E シリーズ デュアルモード Wi-Fi 端末 ( Nokia E60、Nokia E61、Nokia E70 ) に SIP (セッション開始プロトコル) スタックと VoIP クライアントが導入されました。それ以来、SIP スタックとクライアントは、さらに多くの E シリーズおよび N シリーズ デュアルモード Wi-Fi 端末に導入され、最も有名なのはヨーロッパで非常に人気のあるNokia N95です。さまざまなサービスでこれらの端末が使用されています。

2008 年春、ノキアはシリーズ 40 オペレーティング システムを実行する量販デバイス ( Nokia 6300i )に初めて SIP VoIP クライアントを組み込みました。その年の後半 ( Nokia 6260 Slide ) では、わずかに更新された SIP VoIP クライアントが導入されました。ノキアは、Forum Nokia で統合 VoIP クライアントを備えたすべての電話機のリストを管理しています。^[3]

エアセルと、飛行機内でのVoIP通話を許可している一部の企業との戦いは、既存の通信事業者と新しいVoIP事業者の間で利益相反が拡大していることを示すもう一つの例である。^[4]

2009 年 1 月までに、OpenWRT [1]はUSBスティックで実行されるAsteriskを介してモバイル VoIP アプリケーションをサポートできるようになりました。OpenWRT はほとんどのWi-Fiルーターで実行されるため、モバイル VoIP アプリケーションの潜在的な範囲が大幅に拡大しました。ユーザーからは、G.729コーデックと「NAT=yes および canreinvite=no のメイン NAT/ファイアウォール ルーター」への接続を使用して許容できる結果が報告されました。そのため、Asterisk はオーディオ パスにとどまり、RTP メディア ストリーム (オーディオ) を発信者から着信者に直接リダイレクトできません。また、「I/O アクティビティ (フラッシュ スペースの読み取り (mtdblockd プロセス)) があるたびに、何らかの障害が発生します (または、オーディオ信号が一時的に失われます)」という小さな問題も報告されました。OpenWRT と Asterisk の組み合わせは、プロプライエタリPBXのオープン ソース代替品として意図されています。

xG Technology, Inc.社は、ライセンスフリーのISM 900 MHz帯域（902 MHz – 928 MHz）で動作するモバイルVoIPおよびデータシステムを有していました。xMaxは、現在フロリダ州フォートローダーデールに展開されているエンドツーエンドのインターネットプロトコル（IP）システムインフラストラクチャです。^[5]

2010年1月、Apple社はiPhone開発者SDKを更新し、携帯電話ネットワーク経由のVoIPを可能にしました。iCall [2]は、iPhoneとiPod Touchで携帯電話3Gネットワ​​ーク経由のVoIPを可能にする最初のApp Storeアプリとなりました。

2010 年後半、Nokia は、HD 音声 (AMR-WB) をサポートする SIP VoIP を統合した 3 つの新しいデュアルモード Wi-Fi 対応 Series40 ハンドセット ( Nokia X3-02、Nokia C3-01、Nokia C3-01 Gold Edition) を発表しました。

中小企業市場で VoIP が主流になったことにより、ビジネスコードレス ユーザー向けに VoIP を拡張するデバイスがさらに導入されるようになりました。

パナソニックは、最大 6 台のコードレス ハンドセットをサポートする KX-TGP ベース ステーション [3] を発表しました。これは基本的に、同様に最大 4 台のコードレス ハンドセットをサポートする人気の KX-TGA アナログ電話機の VoIP 補完です。ただし、1 回線で 1 回の「会議」で 4 台のハンドセットしかサポートしないアナログ システムとは異なり、TGP は 3 つの同時ネットワーク会話と最大 8 つの SIP 登録 (たとえば、最大 8 つの DID 回線または内線) をサポートするほか、同じドロップでコンピューターを接続するためのイーサネット パススルー ポートもサポートします。パナソニックは、その宣伝で、Digium ( Asteriskの作成者が設立)、その製品である Switchvox、および Asterisk 自体について具体的に言及しています。

TRENDnetやNetgearなど、いくつかのルーター製造業者が、VoIP 市場をターゲットにした 300ドル未満のPower over Ethernetスイッチをリリースしました。業界標準のスイッチがポートごとに 30 ワットの電力をフルに供給するのに対し、これらのスイッチは 4 つの PoE ポートすべてに 50 ワット未満の電力を供給できます。このため、これらのスイッチは、 SOHOアプリケーションに典型的な VoIP やその他の低電力用途 ( Motorola Canopy、セキュリティ カメラ、Wi-Fi AP) に完全に適しており、特に Panasonic KX-TGP (電源ポートを必要としない) などのマルチライン ハンドセットと組み合わせて 8 回線 PBX をサポートするのに適しています。

その結果、2011 年末までに、3,000 米ドル以下で、数百メートルの到達範囲を持つコードレス技術と Power over Ethernet 専用有線電話のみをベースにしたオフィス VoIP システムを構築することが可能になりました。ベース ステーションごとに最大 8 つの DID 回線と 3 つの同時会話が可能で、それぞれが 8 つの回線の任意のサブセットで通信できる 24 台のハンドセット、さらにコンピューター、ラップトップ、スマートフォンで実行される無制限の数のソフトフォンが使用できました。これは、特に VoIP コードレスが PBX コードレスよりもはるかに安価であったため、 独自のPBX技術と比較して有利でした。

シスコは2011年11月、1台または2台の標準RJ-11電話機をイーサネットに接続するためのアナログ電話アダプタ（ATA）SPA112もリリースし、小売価格は50ドル未満でした。これは、シスコが長らく独占していたビジネスVoIPコードレス市場にパナソニックなどの大手コードレスベンダーが参入したことに対する競争的対応であり、コードレスメーカーのネイティブVoIP電話機の市場を抑制し、シスコがスイッチにもっとお金をかけ、端末デバイスにもっとお金をかけるべきというビジネスケースを主張できるようにしました。ただし、このソリューションでは、アナログ電話機がマルチラインPBXのすべての回線にアクセスすることはできません。電話機1台につき1本の有線回線のみに アクセス可能です。

2011 年後半の時点では、ほとんどの携帯電話データ ネットワークは依然として非常に高いレイテンシで、VoIP には実質的に役に立たないものでした。Voipstream などの IP のみのプロバイダーが都市部にサービスを提供し始めており、OpenBTS (オープン ソース GSM) などの代替アプローチがモバイル VoIP と競合していました。

2011 年 11 月、Nokia は、Wi-Fi と 3G ネットワークの両方で動作できる統合 SIP VoIP クライアントを搭載した Nokia Asha 303 を発表しました。

ノキアは 2012 年 2 月にNokia Asha 302 を発表し、6 月にはWi-Fi と 3G ネットワークの両方で動作できる統合 SIP VoIP クライアントを搭載した Nokia Asha 311 を発表しました。

2014年9月までに、モバイル対応VoIP（VoLTE）は、T-Mobile USによって全国ネットワークで、AT&T Mobilityによっていくつかの市場で開始されました。^{[6] 2014年8月のメディア報道によると、} Verizonは「今後数週間以内に」VoLTEサービスを開始する予定です。^{[7]このサービスは、モバイル音声品質を向上させる}HD Voice を提供し、オプションでビデオ通話や前面および背面カメラの使用を許可します。将来的には、VerizonのVoLTEは、ビデオ共有、チャット機能、ファイル転送も許可すると予想されています。

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• Forfone 、 Wi-Fi、LTE、3G、UMTS経由のネットワークアクセス^[8]
• IP マルチメディア サブシステム(IMS) は、携帯電話ユーザーに VoIP やその他の IP マルチメディアを提供するための3GPPの仕様セットです。
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