VoIP en de geschiedenis van telefonie

September 2020

Telefoon: (Grieks: τήλε (tèle), “ver”, en φωνή (phónè), “geluid”).

Voor velen van ons is telefonie de normaalste zaak van de wereld. Na analoge telefonie en ISDN is VoIP nu de standaard. Wij waren echter benieuwd naar de geschiedenis van telefonie. Hoe is telefonie ontstaan en wanneer kwam VoIP om de hoek kijken? Wat heeft ertoe geleid dat we vandaag de dag werken zoals we doen?

Geschiedenis van de telefoon

Het prille begin van de telefonie vond plaats aan het begin van de 19e eeuw, wanneer de eerste experimenten met elektrische telegrafie uitgevoerd worden. Het eerste echte elektronische communicatieapparaat, de elektrische telegraaf, werd rond 1835 uitgevonden. De telegraaf zorgde ervoor dat een boodschap verstuurd kon worden over grote afstanden. In deze periode kan de analoge zender echter slechts één signaal per keer versturen.

Op 14 februari 1876 werd in de Verenigde Staten door Alexander Graham Bell een patent aangevraagd op de uitvinding van “improvement of telegraphy” (verbetering van de telegrafie). De in het patent beschreven microfoon bestaat uit een elektromagneet met daarvoor een strakgespannen membraan. Zodra het membraan door spraak in trilling wordt gebracht, worden er stromen geïnduceerd in de windingen van de elektromagneet. Aan de andere kant van de lijn bevindt zich een identiek apparaat, maar dan net andersom, waarin de elektrische wisselstromen worden omgezet in geluid: de luidspreker. Omdat de Western Union Telegraph Company zijn patentrechten niet wilde kopen richtte Bell in 1877, samen met zijn schoonvader en financier Gardiner Green Hubbard, de Bell Telephone Company op. Interessant feit: De telefoon van Bell werd later verbeterd op het gebied van verstaanbaarheid en reikwijdte door niemand minder dan Thomas Edison, welbekend van de gloeilamp, waar hij trouwens, in tegenstelling tot wat veel mensen denken, niet de uitvinder van was.

Met de eerste telefoons kon alleen naar één ander toestel worden gebeld. Door de groei van het aantal telefoontoestellen ontstond de behoefte om naar meerdere toestellen te kunnen bellen. Daarvoor was een telefooncentrale met een telefoniste nodig. De beller noemde de gewenste naam (nummers waren nog niet in gebruik) en door het verbinden van de juiste draden, of later het omzetten van de juiste schakelaar, bracht de telefoniste de verbinding tot stand.

De eerste automatische telefooncentrale

In 1892 kwam de eerste automatische telefooncentrale op de markt. De Strowger Switch werkte op basis van een hefdraaikiezer, een elektromechanische schakelaar (kiezer), die een contact vanuit de ruststand naar één van de 100 contacten, die in tien boven elkaar gemonteerde cirkelsegmenten van tien contacten waren gerangschikt, schakelde. De hefdraaikiezers vervingen de telefonistes in de centrale. Interessant feit: Almon Brown Strowger, de uitvinder, was van origine begrafenisondernemer en kwam op het idee van een automatische telefooncentrale nadat hij een plaatselijke telefoniste, die een relatie had met zijn concurrent, ervan verdacht gesprekken die voor hem bedoeld waren naar deze concurrent door te zetten. In Nederland werd de eerste automatische telefooncentrale in 1925 in Haarlem in gebruik genomen. De gepatenteerde hefdraaikiezer van Strowger vormde decennialang het hart van een automatische telefooncentrale.

In 1948 publiceerde Claude E. Shannons, een Amerikaanse wiskundige en elektrotechnicus, “A Mathematical Theory of Communication”. Deze publicatie vormde de basis voor de omzetting van analoge telefonie naar digitale telefonie. Het digitale proces was namelijk veel efficiënter dan het analoge proces en kon veel meer informatie bevatten. Naarmate Shannons theorieën verbeterd en geïmplementeerd werden, konden diverse internetprotocollen ontwikkeld worden. Denk hierbij bijvoorbeeld aan TCP en IP die vandaag de dag nog steeds gebruikt worden.

PBX en de geboorte van VoIP

In de jaren ’70 was de telefoon inmiddels uitgegroeid tot een onmisbaar communicatiemiddel en steeds meer organisaties maakten gebruik van een PBX (Private Branch Exchange). Een PBX is een eigen telefooncentrale, vergelijkbaar met een huistelefooncentrale, maar er kunnen veel meer toestellen worden aangesloten. Door een PBX te gebruiken hoefde een bedrijf niet langer al zijn telefoons op het publieke telefonienetwerk (PSTN) aan te sluiten, wat kosten bespaarde. De geboorte van VoIP vond ook plaats in de jaren ’70 en wel in de zomer van 1974, wanneer onderzoekers via het Advanced Research Projects Agency (ARPANET), de voorloper van het moderne internet, een 16kb/s realtime voice sample versturen tussen twee computers die hemelsbreed zo’n 4800 kilometer van elkaar verwijderd waren. In de winter van datzelfde jaar voerde ARPANET een succesvolle proef met tweeweg spraak uit, wat de deuren naar de toekomst opende.

De komst van het internet biedt mogelijkheden

In de jaren ’80 groeide het thuisgebruik van computers met de zogenaamde PC (Personal Computer). Aan het eind van dit decennium kon men zich bovendien met deze PC abonneren op een Internet Service Provider, en via hun telefoonlijn inbellen op het wereldwijde web.

Geholpen door de opkomst van het internet werd ISDN in de jaren ‘90 populair bij veel bedrijven. Internet liep toen namelijk nog over de analoge telefoonlijn via een analoge modem en op het moment dat er een verbinding met internet opgezet werd was een bedrijf telefonisch niet meer bereikbaar. Dat was een probleem dat ISDN oploste omdat hiermee meerdere signalen over dezelfde lijn verstuurd konden worden. Een bijkomend, maar niet minder belangrijk, voordeel was dat meerdere telefoonnummers aan dezelfde lijn gekoppeld konden worden.

Midden jaren 90 zijn er steeds meer bedrijven die toekomst zien in het Internet en daarvoor producten ontwikkelen. Het Israëlische bedrijf Vocaltec lanceerde in 1995 de eerste VoIP telefoon, de Internet Phone. Deze Internet Phone maakte het mogelijk om computers met elkaar te laten bellen. Interessant feit: volgens het bekende blad Wired noemden veel gebruikers de Internet Phone simpelweg IPhone. Hoewel de Internet Phone een enorme stap was in het commercieel beschikbaar stellen van telefonie via internet was er nogal wat voor nodig om een verbinding te krijgen. Naast de software was een computer met geluidskaart, luidsprekers en een microfoon nodig. Voor hedendaagse begrippen niet zo spannend maar destijds waren er maar weinig consumenten die dergelijke hardware in huis hadden. Dat gecombineerd met lage internet snelheden die zorgden voor vertraging (latency) in de gesprekken was de reden dat er in het begin nog geen run was op deze technologie.

In 1996 kwam het in Californië gevestigde Virtual PBX met de eerste hosted PBX-oplossing. Deze hosted PBX bood functies zoals find me/follow me en bediening via een web portal, zaken die on-premise PBX’en pas jaren later kregen. Ook het upscalen en downscalen was eenvoudiger en goedkoper omdat het niet nodig was om extra hardware te kopen. Toch zou het nog bijna 10 jaar duren tot een echte omslag te zien was van on-premise naar hosted PBX.

In 1996 werd ook SIP ontwikkeld, maar in de eerste instantie had SIP nog niets te maken met VoIP. Het werd oorspronkelijk ontwikkeld om mensen uit te nodigen voor multi-point conferenties op het Internet Multicast Backbone (Mbone). De eerste versie van SIP had slechts één commando, namelijk het tot stand brengen van een oproep, maar in 1999 waren er al zes commando’s mogelijk. In datzelfde jaar wordt het SIP protocol gestandaardiseerd als RFC 2543. Een van de grote voordelen van SIP ten opzichte van H.323, wat vanaf het begin de standaard was voor VoIP, was de betere schaalbaarheid en de compatibiliteit van SIP met andere internet protocollen. In de jaren die volgden won SIP meer terrein ten opzichte van H.323 en werd SIP trunking de standaard.

In de jaren die volgden zouden zowel op het gebied van internet als op VoIP grote stappen genomen worden. Zowel hobbyisten als ondernemers bouwden aan hard- en software die het mogelijk maakte om gesprekken te voeren tussen zowel computer – telefoon als telefoon – telefoon en bedrijven als Cisco, 3Com en Lucent introduceerden nieuwe hardware die het VoIP verkeer konden routeren.

Asterisk en zakelijk VoIP

Mark Spencer, op dat moment net afgestudeerd als computer engineer, startte in 1999 zijn eigen bedrijf waarmee hij technische ondersteuning bood voor Linux gebruikers. Dit bleek een enorm succes en in korte tijd groeide het bedrijf dusdanig dat er behoefte was aan een telefooncentrale om alle inkomende gesprekken te verdelen onder de support medewerkers. De offertes bleken echter dermate hoog dat Mark besloot om zijn eigen IP-PBX te bouwen. Waarom ook niet? Een telefoonsysteem is in de basis toch gewoon een computer waarop telefoonsoftware draait? Hij noemde het Asterisk en besloot dat het open-source moest zijn, in plaats van zijn eigendom te blijven. Het open-source aspect sloeg aan en Asterisk werd door de buitenwereld opgepakt. Naarmate Asterisk aan populariteit won, nam Mark meer afstand van de ondersteuning van Linux en richtte hij zich meer op de ondersteuning en hardware voor Asterisk. In de loop der jaren ontwikkelde Asterisk zich door duizenden programmeurs die elk individueel bijgedragen hebben aan de totale groei van deze software. Onze eigen vPBX bijvoorbeeld is ook gebaseerd op Asterisk.

In de eerste jaren van dit millennium zagen steeds meer techbedrijven de voordelen van informatie uitwisseling via IP zoals hogere snelheden, betere kwaliteit en lagere kosten. Compatibiliteit met VoIP werd steeds meer in software, switches en andere hardware ingebouwd. In 2000 maakte IP-telefonie 3 procent uit van alle telefoongesprekken, terwijl in 2003 al 25 procent van alle gesprekken via VoIP verliep.

Hoewel het gebruik van VoIP dus flink groeide, vierde ISDN tot 2004 hoogtijdagen. In de VoIP markt domineerden bedrijven als het eerder genoemde Cisco maar ook Avaya de VoIP markt, tot die tijd echter nog met on-premise oplossingen als Call Manager en IP Office. In 2004 zagen we de geboorte van Skype. Skype kwam op de markt als de eerste VoIP-oplossing voor het grote publiek. Ineens zag iedereen hoe makkelijk het was om waar dan ook ter wereld via een computer en het openbare internet met elkaar te bellen en het was bovendien gratis. Dit was de inspiratie voor heel wat startups, vooral in het zakelijke segment, om zich te gaan richten op hosted VoIP. Er was immers geen limiet op het aantal te bedienen klanten en de updates, upgrades, functionaliteiten en uitbreidingen waren niet meer gebonden aan een locatie of telefooncentrale op locatie maar aan het platform dat volledig in de cloud draaide. Rond 2005 was er een exponentiele toename van bedrijven die met verschillende hosted PBX-diensten de markt betraden. Vaak met zelfontwikkelde platformen op basis van open source software als Asterisk of SER. Belangrijke argumenten om voor hosted VoIP te kiezen waren, en zijn nog steeds, het gemak, de flexibiliteit en een lagere investering, naast uiteraard het overal kunnen werken: waarom investeren in een dure telefooncentrale als je deze ook als een dienst kunt afnemen? Let wel: Dit speelde nog voordat de mobiele telefoon zakelijk totaal geaccepteerd was en bureautelefoons en centrales op locatie (on-premise) nog de standaard waren. In de beginjaren lag de nadruk daarom vooral op het bekender maken van hosted VoIP toepassingen, de voordelen ervan en vooral het bewijs leveren dat het écht werkt.

In 2008 begonnen VoIP providers klanten meer en meer te bewegen om te kiezen voor een telefonieoplossing vanuit de cloud. Lagere kosten in combinatie met meer mogelijkheden en de meer dan uitstekende uptime cijfers van de VoIP diensten over een periode van 3 jaar overtuigden veel zakelijke klanten. Daarnaast hielp de ontwikkeling van zakelijk internet ook enorm mee in het succes van VoIP. Door de uitrol van glasvezel, VDSL en COAX kregen bedrijven en organisaties de beschikking over hogere bandbreedtes in combinatie met slimmere routers waarmee het VoIP verkeer kon worden geprioriteerd voor optimale werking en stabiliteit. En dat niet zonder succes! De Nederlandse Hosted VoIP markt was medio 2015 met 820 duizend seats de best ontwikkelde binnen Europa, zo bleek uit het eerste Benelux onderzoek van de Cavell Group.

Tussen 2015 en 2020 nam het gebruik van VoIP-telefonie nog verder toe. In 2017 waren er al meer VoIP-aansluitingen dan analoge en ISDN telefonieaansluitingen. Zelfstandigen en MKB bedrijven maakten vooral gebruik van Hosted VoIP, in het grootzakelijke segment werd vaak nog gekozen voor een on-premise telefooncentrale of een hybride oplossing. Qua functionaliteiten kon ISDN niet meer verder innoveren en was daarmee geen toekomstbestendige oplossing. VoIP werd en is de standaard in de markt. Sterker nog, eind 2019 stelde KPN haar ISDN-netwerk buiten gebruik en moesten klanten dus overstappen naar een alternatief.

In 2020 begonnen vervolgens ook grootmachten als Microsoft en Google eigen VoIP diensten aan te bieden als toevoeging op applicaties als Teams, Skype for Business en Hangouts.

De toekomst van VoIP

Onderzoek van WhaTech wijst uit dat VoIP-markt in 2022 naar verwachting $194 miljard waard gaat zijn. En dat is niet zo gek. VoIP is namelijk de generatie van telefonie die perfect past in deze on-demand tijd. De tijd waarin men niet meer wil wachten op iets maar alles te allen tijde beschikbaar moet zijn. De tijd dat je achter je bureau moet zitten om bereikbaar te zijn is definitief voorbij: met vast-mobiel integratie is men altijd en overal bereikbaar via mobiel en heeft men alle benodigde functionaliteiten zoals doorverbinden, verkorte nummers en doorschakelingen binnen handbereik. Maar VoIP is daarnaast ook een tool om diverse vormen van communicatie te integreren: bellen, instant messaging, e-mail, videoconferentie, desktopsharing, agenda’s delen en zien wie aanwezig. Oftewel Unified Communications. Het is allemaal mogelijk via een VoIP verbinding en de juiste hosted telefooncentrale, zoals bijvoorbeeld 3CX, een alles-in-een pakket dat een complete Unified Communications omgeving biedt. Kortom, de mogelijkheden die VoIP biedt zijn (vrijwel) onbeperkt en bieden veel perspectief voor de toekomst!