La téléphonie sur Internet (ToIP) réduit le coût des communications et permet d'être joignable partout dans le monde avec un numéro traditionnel. Pour accéder à ce service, il suffit de s'enregistrer auprès d'un opérateur de ToIP, tel que Wengo, et d'installer un téléphone logiciel (softphone) sur son ordinateur.

L'appel vers un poste fixe respecte toujours la même séquence. L'émetteur démarre son softphone, qui se connecte à la passerelle de l'opérateur IP pour signaler sa présence et s'authentifier. C'est le Media Gateway Controller (MGC) qui prend en charge ces actions décrites au format SIP (Session Initiation Protocol).

Le MGC identifie l'appelant grâce aux informations contenues dans la base de données des abonnés. L'opérateur y stocke notamment l'adresse IP de l'émetteur et le numéro de téléphone associé. C'est grâce à ce DNS (Data Name Server) que l'émetteur reste joignable partout dans le monde, même si son adresse IP change. Le MGC analyse ensuite le numéro du destinataire et vérifie que l'émetteur possède les droits nécessaires (forfaits, crédits, etc.) pour appeler ce numéro.

La meilleure route est alors choisie par le MGC en fonction de critères de qualité de service, de disponibilité et de coût. Une route correspond à une interconnexion avec le commutateur d'un autre opérateur téléphonique. Cette interconnexion s'effectue souvent en IP pour les appels internationaux et en SS7 (Signaling System 7) pour les réseaux téléphoniques commutés (RTC) traditionnels (de France Télécom, par exemple).

L'opérateur RTC route la demande jusqu'au combiné du destinataire. Lorsqu'il décroche, ce dernier renvoie un signal qui remonte jusqu'au softphone. Une session est alors créée. La sonnerie d'attente disparaît, le compteur de l'opérateur de téléphonie IP se met en route pour assurer la facturation, et l'émetteur commence à parler.

La voix est alors compressée par le softphone à l'aide d'un codec spécialisé (G729), puis envoyée au Media Gateway (MG) de l'opérateur IP. Le MG décode le signal numérique et le remodule au format analogique à l'aide de Digital Signal Processors ( DSP) spécialisés (G711), avant de le renvoyer vers l'opérateur distant. Le transport du flux entre le softphone et l'opérateur IP repose le plus souvent sur le protocole RTP (Real Time Protocol). Mais, il peut aussi s'agir d'un sous-ensemble de H. 323 ou de MGCP selon les cas. Bien entendu, le traitement du signal sonore du destinataire suit exactement le chemin inverse.

Lorsque l'émetteur raccroche, son softphone envoie un signal SIP à la passerelle, qui avertit l'opérateur RTC, lequel génère une sonnerie de fin d'appel. Les sessions SIP et RTP entre le softphone et l'opérateur IP sont alors détruites.