網絡電話有兩條獨立的通道。第一條負責通話控制，例如撥號、接聽、掛線，由 SIP（Session Initiation Protocol，會話發起協議）處理。第二條負責語音資料，由 RTP（Real-time Transport Protocol，實時傳輸協議）承載，規範文件是 RFC 3550。兩者在網絡上並非同一條路徑，亦不使用同一組連接埠。
這個分離架構是理解單向通話的關鍵。電話能夠接通，證明 SIP 訊號在雙方之間往來正常；但接通後聽不到聲音，代表 RTP 語音封包在某一個方向上沒有到達目的地。換言之，控制層成功，資料層單向受阻。
語音通道亦是有方向性的。甲方傳向乙方的語音，與乙方傳向甲方的語音，是兩股獨立的封包流，走的路徑與經過的裝置可能不同。任何一股被擋下來，症狀就是單向通話：一方講話對方聽得到，反方向卻沒有聲音。兩股同時被擋，症狀就變成雙向無聲。
由於 RTP 使用的連接埠是在通話建立時協商決定，並非固定的一組號碼，因此中途的路由器與防火牆處理起來比訊號通道複雜得多，這也是單向通話遠比註冊失敗難排查的原因。
最常見的單向通話成因，是網絡位址轉譯（NAT）令回程語音無法送回話機。辦公室的話機使用內部私有位址，對外通訊時由路由器轉換為公網位址。當話機主動送出語音封包，路由器會建立一項對應紀錄，回程封包依靠這項紀錄才能找到正確的內部話機。
問題在於方向。若對方的語音先送到，而話機這邊尚未送出封包、對應紀錄還未建立，該批回程封包便會被丟棄，因為路由器不知道要交給哪一部內部裝置。結果是對方聽得到我方，我方卻聽不到對方，或者通話開頭數秒無聲，之後才恢復正常。
更棘手的一類是路由器對每個外部目的地都指派不同的對應埠口。這種行為下，話機向甲位址送出封包所建立的紀錄，並不適用於乙位址送來的封包；若語音伺服器與訊號伺服器並非同一位址，回程語音便會落空。這類故障通常需要在話機或系統側啟用 NAT 穿越輔助機制，才能穩定建立雙向通道。
另一種情況是對應紀錄提早過期。長時間單向通話（例如一方持續聆聽而不說話），該方向的封包流可能中斷得夠久，令路由器清除紀錄，之後恢復說話便沒有聲音。話機的持續連線（keep-alive）功能就是為此而設，以極小的封包定期維持通道。
通話建立時，雙方要互相告知「語音送到哪裏」。這項協商透過 SDP（Session Description Protocol，會話描述協議）在 SIP 訊息中攜帶，規範文件是 RFC 4566。SDP 內含接收語音的 IP 位址與連接埠，以及可用的編碼格式。
若話機在 SDP 中填寫的是自己的內部私有位址，而通話對方位於互聯網上，對方便會把語音送往一個在公網上不可路由的位址，語音自然到不了。症狀正是單向：話機送出的語音可以到達對方，對方送回的語音卻消失。這是單向通話最典型的成因之一。
處理方法有幾個方向。話機或電話系統可設定對外公佈的公網位址，令 SDP 內容正確；或由會話邊界控制器（Session Border Controller）在邊界代為改寫位址並轉送語音。部分路由器內建的 SIP 輔助功能亦會嘗試改寫 SDP，但若改寫邏輯與電話系統的處理方式重疊或衝突，反而會製造出原本不存在的單向問題。
編碼協商亦可能造成無聲。雙方若沒有共同支援的編碼格式，或一方接受了自己實際上無法解碼的格式，通話會顯示接通而其中一方聽不到內容。排查時應核對兩端的編碼設定，先統一為雙方都確定支援的基本格式測試。
防火牆與流量管理設定亦會造成方向性的差異，以下是幾類常見情況。
檢查防火牆時，重點不是「有沒有放行 SIP」，而是「語音連接埠範圍在兩個方向是否都放行」。這個分別，正是單向通話與完全無法撥號的差異所在。
排查單向通話，第一步是確定哪一個方向沒有聲音，並縮小範圍。
封包數目這一項最值得重視。接收為零與接收正常但無聲，是兩種完全不同的故障：前者是傳輸路徑問題，後者更可能是編碼、加密或話機音訊設定問題。分清兩者可以省下大量時間。
香港的寬頻與樓宇環境，令單向通話有幾種本地常見成因。
通訊事務管理局辦公室亦提醒，IP 電話的話音訊息部分或全部透過互聯網傳送，服務質素可能不受服務供應商控制，用戶應向供應商查詢服務質素詳情。這一點在排查單向通話時值得記住：問題未必在辦公室內部，亦可能在中途的網絡路徑。
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