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在一个基本的VoIP架构之中，大致包含4个基本元素：
1.媒体网关（Media Gateway）：主要扮演将语音讯号转换成为IP封包的角色。
2.媒体网关控制器（Media Gateway Controller）：又称为Gate Keeper或Call Server。主要负责管理讯号传输与转换的工作。
3.语音服务器：主要提供电话不通、占线或忙线时的语音响应服务。
4.信号网关（Signaling Gateway）：主要工作仍在交换过程中进行相关控制，以决定通话建立与否，以及提供相关应用的加值服务。
虽然VoIP拥有许多优点，但绝不可能在短期内完全取代已有悠久历史并发展成熟的PSTN电路交换网，所以现阶段两者势必会共存一段时间。为了要让两者间能相互沟通，势必要建立一个互通的接口及管道，而媒体网关与网关管理器即扮演了中介的角色，因为他们具备将媒体数据流及IP封包转译成不同网络所支持的各类协议。其运作原理是，媒体网关先将语音转换为IP封包，然后交由媒体网关控制器加以控制管理，并决定IP封包在网络中的传送路径。至于信号网关器则负责将SS7信号格式转换为IP封包。
由Voice over IP的字面意义，可以直译为经由IP网络传输的语音讯号或影像讯号，所以VoIP是一种可以在IP网络上互传模拟音讯或视讯的一种技术。简单地说，它是由一连串的转码、编码、压缩、打包等程序，以便让该语音数据可以在IP网络上传输到目的端，然后再经由相反的程序，还原成原来的语音讯号以供接听者接收。
进一步来说，VoIP大致通过5个阶段的程序来互传语音讯号。首先是将发话端的模拟语音讯号进行编码，目前主要是采用ITU-T G.711语音编码标准来转换。第二阶段程序则是将语音封包加以压缩，同时并添加址及控制信息，如此便可以在第三阶段中，也就是传输IP封包阶段，在浩瀚的IP网络中寻找到传送的目的端。到了目的端，IP封包会进行译码还原的工作，最后并转换成喇叭、听筒或耳机能播放的模拟音讯。
VoIP之所以能迅速发展，主要原因并不是价格，其发展潜力在于整合并具有多元化的应用如下：
1、在企业网络应用方面：VoIP技术导入企业网络将使得企业内之通讯网路有所变革，以往企业同时拥有电话网络及数据网络，选择VoIP技术后企业内将不再需要电话网络，所有的通讯服务将整合在单一网络。在界接网络方面也可以单一化，利用网络服务业者提供的xDSL或缆线调制解调器(Cable Modem)服务，直接与VoIP整合，而传统PBX丰富的语音服务将可由IP PBX来取代，亦或是由网络端提供IP Centrex服务。由此可见，未来企业网络将因VoIP技术而产生相当大的变化。
2、在网络服务方面：由于PSTN与IP网络经由VoIP而结合，而此一结合将衍生出许多整合网络特性之服务，例如IETF PINT工作小组提出的Click-to-Dial及SPIRITS工作小组提出的Internet Call Waiting等服务，皆是结合两个不同网络的整合服务，未来也将有更丰富的整合性服务出现。
3、在因特网应用方面：VoIP在因特网上的应用非常多，例如整合语音信箱、电子邮件及传真等服务的整合讯息服务(Unified Messaging)，结合VoIP的IP多媒体客服中心(IP Contact Center)等。事实上，VoIP也是因为因特网的普及而开始发展，所以，结合VoIP的电子商务将使网络上的电子交易更容易让消费者信任与接受。
4、在无线行动通信方面：未来第三代行动通讯系统，也将采用VoIP技术，3GPP所制订的3G TDMA核心网络架构是所谓的全IP网络，包含VoIP的网络组件。VoIP技术也是未来行动通信语音服务之主要技术，目前讨论的技术也包括H.323, H.248, SIP等。
VoIP是传输语音的一种方式，它把语音分解成构成数据的字节通过互联网传输到目的地。在目的地，这些被传输过来的字节再被还原成语音。语音就像网页及音频文件等其他互联网数据一样在网络上传输。普通电话要求用户使有一个专用电路，而VoIP是利用所有用户共享的互联网空间。因此，VoIP技术的效率要高于普通电话技术。
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