DIRECTION CENTRALE DES SYSTEMES D INFORMATION ET TELECOMMUNICATIONS 22 AVENUE JEAN MEDECIN 06000 NICE Mémoire de stage de Romain BENOIT
Romain BENOIT La voix sur IP 2
Sommaire I) Introduction-------------------------------------------------------------------------------------------------------------page 3 II) Généralités sur la téléphonie IP--------------------------------------------------------------------------------------page 3 Principe Comparaison avec la téléphonie traditionnelle Les fonctionnalités à assurer Différents types de téléphonie sur IP Téléphonie entre micro-ordinateurs ("PC to PC") Téléphonie entre micro-ordinateur et poste téléphonique ("PC to phone") Téléphonie entre postes téléphoniques ("phone to phone") III) Situation actuelle de la téléphonie sur IP------------------------------------------------------------------------page 12 La qualité de service Applications actuelles ou envisagées Etat de l'offre en matière de voix sur IP IV) Principes techniques------------------------------------------------------------------------------------------------page 15 Modèle OSI Les normes Les protocoles Les équipements V) Architectures de téléphonie sur ip---------------------------------------------------------------------------------page 25 Qualité des réseaux réels Les solutions de convergence Scénario 0 : Téléphonie classique (rappel) Scénario 1 : Architecture de voix sur Ip (architecture hybride) Scénario 2 : Solution «Full IP» VI) Les aspects économiques de la téléphonie sur IP---------------------------------------------------------------page 28 Les acteurs du marché Les gains objectifs de la téléphonie sur IP Les coûts envisageables en cas de généralisation VII) Réflexion------------------------------------------------------------------------------------------------------------page 30 Etude d opportunité Etude de faisabilité Analyse de l existant Les risques Avenir de la VoIP Stratégies de migration Les composantes organisationnelle Calcul du retour sur investissement VIII) Adaptation au réseau de la mairie de NICE-------------------------------------------------------------------page 41 Scénarios de migration Remplacement du PABX par PBX hybride Solution Tout IP Plate-forme d essai Incidents constatés Solutions IX) Conclusion-----------------------------------------------------------------------------------------------------------page 43 X) Annexes---------------------------------------------------------------------------------------------------------------page 44 Romain BENOIT La voix sur IP 3
I) Introduction Direction Centrale des systèmes d Information et de Télécommunications Avec plus de 100 millions d'utilisateurs au niveau mondial au début de 1998, Internet représente à l'évidence un phénomène en forte croissance (exponentielle depuis plusieurs années) dans le domaine des nouveaux moyens de communication. Plus récemment, il est apparu que la transmission de la voix sur Internet, expérimentée avec succès depuis le début des années 1980 dans les laboratoires, pouvait se développer à grande échelle. Enfin, des "opérateurs" mettent en place des passerelles entre Internet et le réseau téléphonique classique et offrent un service de téléphonie sur Internet concurrent du service habituel. Service marginal? Service appelé au contraire à supplanter le téléphone classique? Promis à un grand avenir d après certains DSI reconnus, la mairie de Nice qui possède une Direction Centrale des systèmes d Information et de Télécommunications (DCSIT) à l écoute des nouveautés, m a confié, sous la tutelle de M. THOMAS et de M. TRIGLIA, l étude de cette nouvelle technologie de communication téléphonique qu est la téléphonie IP. Nous pouvons distinguer une différence entre la Voix sur IP (VoIP) et la Téléphonie sur IP (ToIP). Ici, nous ne traiterons que de la ToIP II) Généralités sur la téléphonie IP II-1) Principe : Qui n'a pas entendu parler de téléphonie sur Ip ou de voix sur Ip? Beaucoup de monde à l'heure actuelle. Laissons le terme "Voix sur IP" à son utilisation, c'est à dire : technologie utilisée pour transporter le service de téléphonie sur IP. La téléphonie sur IP est un service de téléphonie fourni sur un réseau de télécommunication ouvert au public ou privé utilisant principalement le protocole de réseau IP. Cette technologie permet d'utiliser une infrastructure existante de réseau IP pour raccorder des terminaux IP que l'on nomme IP-PHONE, ainsi que des logiciels sur PC raccordés sur le même réseau IP que l'on nomme SOFTPHONE. Les réseaux voix et données aujourd'hui : Dans la plupart des organisations, voix et données sont sur des réseaux séparés : La voix utilise les réseaux téléphoniques commutés (RTC) dédiés à la voix. Romain BENOIT La voix sur IP 4
Avant: Après: II-2) Comparaison avec la téléphonie traditionnelle : De manière générale, le principe de la téléphonie sur réseau de données par paquets consiste à partir d'une numérisation de la voix (par exemple à 64 kbit/s comme en téléphonie numérique), à comprimer ensuite éventuellement le signal numérique correspondant (pour diminuer son débit, donc la quantité d'informations à transmettre), à découper le signal obtenu en paquets de données, enfin à transmettre ces paquets sur un réseau de données utilisant la même technologie. A l'arrivée, les paquets transmis sont ré-assemblés, le signal de données ainsi obtenu est décomprimé puis converti en signal analogique pour restitution sonore à l'utilisateur. En téléphonie numérique traditionnelle (c'est la technologie actuellement la plus répandue), les opérations de numérisation de la voix au départ et de conversion en signal analogique à l'arrivée existent déjà. Romain BENOIT La voix sur IP 5
La technique de compression / décompression est également possible en téléphonie traditionnelle mais n'a été utilisée jusqu'à présent que sur des circuits à très grande distance et non entre "abonnés" c'est-à-dire entre utilisateurs finals ; cependant l'essor de la téléphonie mobile a redonné à ces techniques un développement spectaculaire de manière à permettre une économie maximale sur la ressource rare que constituent les fréquences disponibles. Quant au réseau, la technologie utilisée actuellement est essentiellement celle de la commutation de circuits, c'est-à-dire de l'établissement d'une liaison permanente entre les deux abonnés pendant toute la durée de la conversation. Dans un système de téléphonie sur réseau de données par paquets, deux cas peuvent être distingués : - le premier consiste à utiliser un réseau de paquets à liaison permanente de type X25, ce qui permet de garantir la transmission de bout en bout de l'intégralité des paquets et qui plus est dans l'ordre d'émission ; des essais techniques ont été effectués sur le réseau TRANSPAC mais n'ont jamais donné lieu à ouverture d'un service ; la même technique a été imaginée sur réseau ATM avec les mêmes caractéristiques ; - le deuxième consiste à utiliser un réseau de type Internet, basé sur le protocole IP, dans lequel les paquets sont acheminés par les nœuds du réseau qui comportent des "routeurs", c'est-à-dire des équipements utilisant un algorithme "heuristique" pour transmettre le paquet vers un nœud supposé être dans la bonne direction pour atteindre le lieu de l'abonné demandé ; les paquets arrivent alors à destination dans un ordre pouvant être différent de celui de l'émission, donc avec des durées de transmission variables, à charge pour l'équipement d'arrivée de reconstituer le signal numérique (c'est le principe même de transmission des données par un réseau IP type Internet) ; il y a donc là une différence fondamentale, pour des applications de type téléphonie, avec les réseaux à commutation de circuits ou même avec des réseaux de type X25 ou ATM basés sur des liaisons permanentes. La téléphonie sur Internet ou plutôt sur IP, objet de la présente étude, est de ce deuxième type. II-3) Les fonctionnalités à assurer : Dans une communication téléphonique, le problème du transport de la voix est une chose, l'établissement (et la rupture) de la communication en est une autre : il faut que l'utilisateur appelant puisse indiquer les coordonnées du correspondant qu'il veut joindre (en téléphonie traditionnelle : il décroche et compose le numéro de ce correspondant), que ce dernier soit prévenu de l'appel (son poste téléphonique sonne), qu'il accepte l'appel (il décroche son combiné téléphonique), que les lignes des deux correspondants soient considérées comme occupées pendant toute la durée de la communication (tout tiers cherchant à appeler l'un des deux correspondants est prévenu par la tonalité d'occupation), enfin que les lignes des deux correspondants soient à nouveau réputées libres lorsque les correspondants mettent fin à la communication (ils raccrochent). Toutes ces opérations sont rendues possibles en téléphonie traditionnelle par le biais des "signaux de service" que s'échangent les postes téléphoniques et les différents centraux téléphoniques traversés par la communication : c'est ce que l'on appelle la "signalisation", qui est acheminée par le réseau en plus de la conversation. Romain BENOIT La voix sur IP 6
En téléphonie sur IP, le problème est différent selon que l'utilisateur met en œuvre son microordinateur (avec microphone et haut-parleurs) ou son poste téléphonique classique et, dans ce dernier cas, selon que le poste téléphonique est lui-même raccordé uniquement au réseau téléphonique ou raccordé également au réseau IP par l'intermédiaire d'un boîtier (voir plus loin les différents types de téléphonie sur IP). Si le correspondant demandé utilise son micro-ordinateur, il faut qu'il ait été prévenu par un autre moyen du souhait de communication du demandeur, par exemple par un rendez-vous convenu d'avance et pris par mail ou tout autre moyen ; il faut aussi bien sûr qu'il ait activé son logiciel de voix sur IP de manière à être prévenu de l'arrivée d'une communication. Dans le cas où le correspondant a la possibilité de rester connecté en permanence sur Internet, ces opérations se déroulent automatiquement, car il a pu, à la connexion, déclarer sa disponibilité à un "annuaire centralisé dynamique" accessible par le correspondant demandeur ; de plus, le logiciel de son micro-ordinateur peut alors se mettre en attente des appels entrants. Si le demandeur utilise son micro-ordinateur, c'est lui qui prend l'initiative de se mettre en mesure de transmettre de la voix sur IP. S'il appelle un correspondant sur micro-ordinateur, on est dans le cas indiqué ci-dessus où un rendez-vous préalable est nécessaire si le demandé ne s'est pas connecté et déclaré à l'annuaire centralisé. S'il appelle un correspondant utilisant son poste téléphonique normal, il faut passer par un "intermédiaire" connecté à la fois sur le réseau IP et sur le réseau téléphonique traditionnel et qui se charge du processus de signalisation. Si le demandeur utilise son poste téléphonique, il faut qu'il fasse appel, par le réseau téléphonique normal, à un intermédiaire auquel il communiquera le numéro du correspondant qu'il souhaite joindre et qui se chargera à la fois du processus de signalisation et de l'acheminement de la voix sur le réseau IP. Les services de la téléphonie analogique : Etablir une communication -Appel automatique au décrochage (immédiat ou à retardement) -Appel interne -Appel local sur groupement -Appel local sur interphone -Ligne directe -Macrotouches -Touches ABCD -Préparation d'un appel -Numérotation par bloc -Code d'affaire (également à distance) Répondre à un appel -Appel avec et sans sonnerie -Répondre à un appel en attente -Répondre à un appel avec intrusion Intercepter un appel -Interception d'un appel de groupement -Interception d'un appel de poste -Interception de la sonnerie centrale Romain BENOIT La voix sur IP 7
-Interception d'un appel général -Récupération d'un appel parqué Pendant une conversation -Appel courtier -Conférence -Renvoi sur ligne réseau -Attente générale et exclusive -Envoyer des signaux DMTF -Informations tarifaires -Enregistrement des appels malveillants -Intrusion -Protection contre intrusion -Transférer -Transfert externe protégé -Parquer un appel et récupérer un appel parqué -Code d'affaire Dévier des appels -Déviation immédiate (CFU) -Activation / annulation (CFU à distance) -Déviation en cas d'absence (CFNR) -Activation / annulation (CFNR à distance) -Déviation vers la recherche de personne -Déviation sur occupation (CFB) -Ne pas déranger -Déviation sélective -Déviation externe via réseau Mobilité -Suivez-moi -Parquer un appel et récupérer un appel parqué -Substitution Groupes -Groupe séquentiel, cyclique et parallèle -Se retirer d'un groupe et revenir dans un groupe -Groupe de travail -Directeur-secrétaire -Supervision des appels de groupe Services pour utilisateurs privilégiés -Configurer la date et l'heure du système -Programmer le répertoire collectif -Déviation du système -Reprogrammer le code d'accès d'un autre poste -Programmer le nom d'une destination interne -Consulter le compteur tarifaire d'un autre poste -Remettre à zéro le compteur tarifaire d'un autre poste -Commutateur jour/nuit -Verrouiller / Déverrouiller un autre poste Divers -Rappel des rendez-vous -Consulter le compteur tarifaire total -Interphone -Intrusion interphonique -Verrouiller poste -Musique de fond Romain BENOIT La voix sur IP 8
-Annulation générale -Renvoi sur occupation -Renvoi sur non-réponse -Numéro privé Fonctions du système -Activation des fonctions avec * -Désactivation des fonctions avec % -DISA -Transit -Messagerie vocale intégrée -Répertoire collectif: 300 -Répertoire individuel -Programmation à distance (RNIS) -Déviation du système -Protection contre la déviation du système -Activer / annuler la déviation du système à distance -Réseau privé virtuel -Appel général -Intercepter un appel général -Réexpédition d'un appel -Activer / annuler l'annonce à distance -Touche jour/nuit -Contact d'alarme -Touche d'alarme -Mise en ou hors service d'une ligne analogique via préfixe -Supervision des appels d'opérateurs -Macrocommandes -Touches ABCD pour les fonctions -Diode électroluminescente (LED) rouge Services Euro-RNIS -Consultation d'un appel en attente -Identification de la ligne connectée (COLP) -Identification du demandeur (CLIP) -Identification du prix de revient total -Numéros d'appel multiples (NAM) -Numérotation par bloc -Suspend / resume -Répertoire des appels auxquels il n'a pas été répondu -Secret de l'identité du demandeur (CLIR) -Sélection directe (DDI) -Signalisation d'usager à usager -Sous-adressage -Télésecrétariat -Identification des appels malveillants -Fonction point-à-point -Fonction point-à-multipoint (MSN) Terminaux -Postes analogiques -Postes IDS avec module optionnel SO + TAPI ou SO avec alimentation -Equipement RNIS Les services de la téléphonie sur IP : Romain BENOIT La voix sur IP 9
16 Fonctions (appelées Sipping 16) Identification de l appelant, transfert renvoi, gestion multi-lignes,mise en attente, audioconférence, rappel automatique, fonctions de recherche et de suivi, fonctions avancées de serveur vocal. II-4) Différents types de téléphonie sur IP : On peut, en première approche, distinguer trois types de téléphonie sur IP selon le terminal utilisé par chacun des deux correspondants. Téléphonie entre micro-ordinateurs ("PC à PC") On l'a vu, ce mode de fonctionnement nécessite actuellement que les correspondants se fixent un rendez-vous préalable sur Internet ou soient connectés en permanence et, bien sûr, qu'ils utilisent des logiciels de voix sur IP compatibles. De plus, les adresses IP changeant à chaque connexion, les correspondants doivent se mettre d'accord sur la consultation d'un annuaire ("dynamique", car mis à jour à chaque connexion par chaque correspondant potentiel qui doit s'y enregistrer) pour permettre à l'appelant de connaître l'adresse de l'appelé (cette procédure est grandement facilitée pour des utilisateurs connectés en permanence à Internet. Grand public : En entreprise : Téléphonie entre micro-ordinateur et poste téléphonique L'un des correspondants est sur son micro-ordinateur ; s'il désire appeler un correspondant sur le poste téléphonique de celui-ci, il doit se connecter sur un service spécial sur Internet, offert par un fournisseur de service (un "ISP") ou par son fournisseur d'accès à Internet (son "IAP"), mais qui doit mettre en œuvre une "passerelle" avec le réseau téléphonique. C'est cette passerelle qui se chargera de l'appel du correspondant et de l'ensemble de la "signalisation" relative à la communication téléphonique, du côté du correspondant demandé. Romain BENOIT La voix sur IP 10
Téléphonie entre postes téléphoniques Deux méthodes utilisables en téléphonie grand public existent pour faire dialoguer deux postes téléphoniques ordinaires via un réseau IP. utilisation de passerelles analogues à ce que l'on vient de voir au paragraphe précédent Cela signifie qu'un opérateur a mis en place des passerelles entre le réseau téléphonique et le réseau IP, que le correspondant appelle le numéro d'une passerelle et lui communique le numéro du correspondant qu'il cherche à joindre. Les deux passerelles dont dépendent les deux correspondants gèrent alors la communication, y compris la signalisation avec le réseau téléphonique et les conversions à l'entrée et à la sortie du réseau IP. (parfois est adjoint un "Garde-barrière" - Gatekeeper - qui participe à la gestion de la communication en prenant en charge les aspects facturation, la possibilité de services tels que le transfert d'appel,...) On voit que l'intérêt en termes de coûts, qui repose sur une utilisation des seuls réseaux téléphoniques locaux aux deux bouts, n'a sa pleine mesure que si le(s) opérateur(s) installe(ent) un nombre suffisant de passerelles, mais chaque opérateur voudra alors se rémunérer pour amortir ses passerelles et répercutera donc le coût sur le prix qu'il fera payer à l'utilisateur quand il se connectera sur sa passerelle. utilisation de boîtiers d'adaptation entre postes téléphoniques et réseau IP C'est la solution mise en œuvre par une Société française dénommée APLIO pour utilisation sur Internet. Cette Société commercialise des boîtiers dont le prix actuel se situe autour de 230 ; parallèlement, elle met en œuvre sur Internet un serveur spécial pour gérer l'établissement de la communication. Le correspondant demandeur lance sa communication comme sur un réseau de télécommunications classique ; la communication est d'ailleurs établie dans une première phase sur ce réseau mais, aussitôt après, les boîtiers s'échangent les informations nécessaires à la deuxième phase (la méthode utilisée fait l'objet d'un brevet) ; la communication traditionnelle est alors rompue et les boîtiers établissent, grâce aux informations qu'ils se sont échangés et avec l'aide du serveur spécial d'aplio, la communication téléphonique sur Internet. Romain BENOIT La voix sur IP 11
Pour une communication à longue distance, l'utilisateur paie alors la première taxe d'établissement de la communication augmenté du coût d'une communication locale (mais il doit, tout comme son correspondant, amortir l'achat du boîtier APLIO ). En grand public : En entreprise : III) Situation actuelle de la téléphonie IP III-1) La qualité de service : Une des difficultés essentielles de la téléphonie sur IP concerne la qualité de service, actuellement inférieure, tout au moins sur Internet ou en extra net, à celle que les utilisateurs ont l'habitude de constater sur les réseaux traditionnels de télécommunications. Le mode de transmission des informations lui-même introduit deux facteurs de dégradation de la qualité de la communication : Romain BENOIT La voix sur IP 12
il s'agit d'une part des éventuelles pertes de paquets dont l'incidence reste modérée si le taux de perte reste faible ; il s'agit surtout du délai global de transmission, incluant le temps nécessaire pour reconstituer l'ordre des paquets à l'arrivée et compenser les fluctuations de délais de transmission. Pour ce qui est du deuxième facteur, on sait en effet qu'une communication téléphonique n'admet guère un retard de plus de 2 à 300 ms dans la transmission de la parole pour ne pas nuire à l'interactivité du dialogue. Or, on admet actuellement que le temps de traitement et de compression / décompression de la voix introduit un retard d'environ 50 ms ; la transmission proprement dite des paquets prend entre 50 et 100 ms (incluant leur remise en ordre et la compensation des fluctuations) ; dans le réseau, les routeurs eux-mêmes introduisent environ 50 ms dans le cas d'un intranet, davantage et même parfois un temps indéterminé (heures de pointe) dans le cas de l'utilisation d'internet. De plus, les broadcast (envoi d'un même message à plusieurs machines sur un réseau). Le message sera envoyé n fois, et son volume multiplié par n sera transmis, augmentant encore le retard puisque le réseau se trouvera saturé. Les réseaux virtuels Vlans sont notre solution. Certains des ports d un ou plusieurs commutateurs sont associés en domaine de broadcast et toutes les stations raccordées sur ces ports partageront les dits broadcast. Cette capacité permet notamment de ne plus lier l appartenance logique d un poste de travail à sa localisation physique. Il en résulte que, dans les conditions actuelles de la technique et du dimensionnement des équipements intervenant dans Internet, la téléphonie sur IP est exploitable sur un Intranet, plus aléatoire sur Internet. Toutefois, des systèmes de corrections d'erreur par codage redondant - notamment pour pallier la perte de paquets - commencent à exister et peuvent même être rendus adaptatifs, c'est-à-dire variables en fonction des pertes de paquets statistiquement constatées sur le réseau à un moment donné, comme ceux que développe l'équipe de Jean Bolot à l'inria à Sophia Antipolis. De tels systèmes permettent d'obtenir de très bonnes qualités de son même sur Internet, avec une difficulté supplémentaire liée au problème de délai total de transmission qu'il faut maîtriser lorsqu'il s'agit d'applications telles que le téléphone proprement dit, nécessitant de maîtriser les retards de transmission. En revanche, une application telle que la transmission de fax sur IP, moins exigeante en termes de retard, n'est pas concernée par cet inconvénient. Un autre paramètre de la qualité de service concerne la sécurité de fonctionnement et la disponibilité du service. Enfin, la qualité de service comporte un volet plus global si l'on considère les problèmes de plans de numérotage et d'annuaires. Dans les réseaux de télécommunications traditionnels, les opérateurs gèrent un plan de numérotage qui permet d'attribuer à chaque utilisateur un numéro d'appel par lequel le réseau pourra l'atteindre ; l'ensemble de ces numéros figurent, pour un opérateur donné, dans un annuaire qui permet à tout un chacun de savoir comment appeler son correspondant. Romain BENOIT La voix sur IP 13
III-2) Applications actuelles ou envisagées : Ce qui a déjà été abordé jusqu'ici laisse entrevoir plusieurs types d'applications possibles de la téléphonie sur IP. Les applications purement professionnelles sont faciles à imaginer dès lors que l'on a vu l'intérêt de l'utilisation d'un Intranet pour les problèmes de qualité de service. Une entreprise multisites ayant à mettre en place ou à faire évoluer un réseau dédié de données pour les transferts d'informations entre ses différents sites peut avoir intérêt à prévoir ce réseau en technologie IP et à l'organiser en tenant compte de son trafic "voix", quitte à répartir la charge des échanges d'information entre jour (pour la voix, les données urgentes et les applications interactives) et nuit (pour les données non urgentes). Les possibilités de secours par le réseau téléphonique traditionnel, telles que mentionnées ci-dessus, viennent encore renforcer l'intérêt de cette solution. Une autre application professionnelle importante devrait être, en marge de la voix proprement dite, la transmission de fax par Internet. Cette application concerne le "fax to fax", c'est-à-dire l'équivalent du "phone to phone", puisque le "PC to PC" peut se faire, dans ce domaine, directement sous la forme de "mail". De nombreux constructeurs de passerelles commencent à commercialiser un modèle de passerelle dédié au fax, qui diffère de la passerelle pour le téléphone par le fait que la contrainte "temps réel" est quasi inexistante : en effet, on peut se permettre, dans le cas du fax, de différer si nécessaire la transmission de plusieurs secondes, ce qui reste du quasi temps réel vis-à-vis de l'utilisateur tout en permettant de s'affranchir des problèmes de variation de temps de traversée d'internet si contraignants dans le cas de la voix ; on peut donc faire du fax sur Internet avec une qualité comparable à celle du fax via un Intranet. III-3) Etat de l'offre en matière de voix sur IP: Evolution du trafic téléphonique international sur IP (en millions de minutes). Romain BENOIT La voix sur IP 14
En termes d'offre, de nombreux constructeurs (plus d'une centaine rien que pour les passerelles) offrent des systèmes (équipements et / ou logiciels) permettant à des internautes sur PC d'ajouter la dimension vocale, à des entreprises d'interconnecter leurs PBX et leurs réseaux intranet pour la voix, à des fournisseurs d'accès ou de service Internet d'offrir des services de voix et de fax sur IP, Vocaltec, Lucent technologies, Array Telecom (Canada), Callworks, Cheapcall, FreeTel, e- Fusion, Dialmaster, Netspeak, i.next technologies, Latic communications, Netpbx, Spiritec, Arbinet, Netrue, 3COM, Natural Microsystems, Vienna Systems, Nortel (y compris Micom et Bay Networks), Radvision, PhoNet Communications, Selsius Systems, Nuera, Voxware, Newbridge, Siemens, Dialogic, Linkon, ArelNet, Netphone,... Position Challenger Leaders Les nouveaux Etendue de l offre Ascom EADS Telecom Ericsson Tenovis Siemens 3com Mitel Networks Alcatel Avaya Cisco Romain BENOIT La voix sur IP 15
IV) Principes Techniques IV-1) Le modèle OSI : Le modèle théorique O.S.I. qui décrit comment l'o.s. réseau doit être construit. Il décrit l'architecture en 7 couches logicielles présentant chacune des interfaces standard pour communiquer entre elles. Considérations générales. Même si ce modèle reste très théorique, il a le mérite d'être le plus méthodique. (C'est d'ailleurs sa raison d'être). Il y a deux points qu'il convient de bien comprendre avant tout: Chaque couche est conçue de manière à dialoguer avec son homologue, comme si un liaison virtuelle était établie directement entre elles. Chaque couche fournit des services clairement définis à la couche immédiatement supérieure, en s'appuyant sur ceux, plus rudimentaires, de la couche inférieure, lorsque celle-ci existe. La couche physique: 1. C'est la couche spécifique à la "tuyauterie" du réseau. Elle permet de transformer un signal binaire en un signal compatible avec le support choisi (cuivre, fibre optique, HF etc.) et réciproquement. La couche liaison: 2. Cette couche assure le contrôle de la transmission des données. Elle est elle-même divisée en deux sous-couches. Romain BENOIT La voix sur IP 16
La sous-couche MAC (Medium Access Control). C'est à ce niveau que l'on trouve le protocole de diffusion de l'information: Ethernet, Token Ring, ATM, etc. Pour un réseau domestique, c'est Ethernet qui est utilisé. Par ailleurs, cette couche fournit des services de base pour la transmission de données. Ces services peuvent être classés en trois groupes: Les services sans connexion et sans acquittement. Les services sans connexion, mais avec acquittement. Les services orientés connexion. Nous aurons l'occasion de reparler de ces notions plus loin, dans les protocoles UDP et TCP. Cette couche fournit des outils de transmission de paquets de bits (trames) à la couche supérieure. Les transmissions sont "garanties" par des mécanismes de contrôle de validité. La couche Réseau: 3. Cette couche assure la transmission des données sur les réseaux. C'est ici que la notion de routage intervient, permettant l'interconnexion de réseaux différents. En plus du routage, cette couche assure la gestion des congestions. Il faudrait beaucoup développer ce chapitre pour être clair. Disons simplement que lorsque les données arrivent sur un routeur, il ne faudrait pas que le flot entrant soit plus gros que le flot sortant maximum possible, sinon il y aurait congestion. Une solution consiste à contourner les points de congestion en empruntant d'autres routes. Cette couche est la plus haute dans la partie purement "réseau". Cette couche fournit des outils de transmission de paquets de bits (trames) à la couche supérieure. Les transmissions sont routées et la congestion est contrôlée. La couche Transport: 4. Cette couche apparaît comme un superviseur de la couche Réseau. Il n'est par exemple pas du ressort de la couche réseau de prendre des initiatives si une connexion est interrompue. C'est la couche Transport qui va décider de réinitialiser la connexion et de reprendre le transfert des données. Son rôle principal est donc de fournir à la couche supérieure des outils de transport de données efficaces et fiables. La couche Session: 5. La notion de session est assez proche de celle de connexion Cette couche fournit donc à la couche supérieure des outils plus souples que ceux de la couche transport pour la communication d'informations, en introduisant la notion de session. La couche Présentation: 6. La couche de présentation gère la représentation des données. Pour représenter les données, il existe ASCII, EBCDIC... Un langage commun doit être utilisé pour une bonne compréhension entre les différents nœuds du réseau. La couche Application: 7. Cette couche propose des services de transfert de fichiers, (FTP), de messagerie (SMTP) de documentation hypertexte (HTTP) Romain BENOIT La voix sur IP 17
IV-2) Les normes implémentant la VoIP : Les différents protocoles non-propriétaires sont les trois suivants : H323 développé par l'itu (International Télécommunications Union) Le protocole H323 est le plus connu et se base sur les travaux de la série H.320 de la visioconférence sur RNIS. C'est une norme stabilisée avec de très nombreux produits sur le marché (terminaux, gatekeeper, gateway, logiciels). Il existe actuellement 5 versions du protocole (V1 à V5). H323 est par ailleurs utilisée par le système "Net meeting" de Microsoft permettant de tenir des téléconférences sur micro-ordinateurs. Cette norme est devenue le standard incontournable de la téléphonie sur Internet et s applique sur tous les réseaux de paquets. Ce protocole n'est pas à l'abri de failles de sécurité. Ces trous de sécurité pourraient être exploites pour exécuter des commandes arbitraires ou provoquer un déni de service sur le système vulnérable. La criticité de ces problèmes sur les différents équipements / logiciels semble varier d'un produit a l'autre. Les systèmes touchés sont les téléphones IP et les visioconférences IP. Exemple : Une faille critique a été identifiée dans le filtre H.323 de Microsoft ISA Server 2000, ce qui pourrait permettre à un attaquant de saturer la mémoire tampon du pare-feu Microsoft (Microsoft Firewall Service). Cette faille résulte d'une erreur située au niveau du filtre H.323 qui ne gère pas correctement certains paquets H.323. Un attaquant pourrait exploiter cette faille via le port 1720/TCP, afin d'exécuter le code de son choix et prendre le contrôle du système. Les ordinateurs exécutant ISA Server en mode cache ne sont pas vulnérables (pare-feu désactivé par défaut). Romain BENOIT La voix sur IP 18
SIP (Session Invitation Protocol) développé par l'ietf (Internet Engineering Task Force) Le protocole SIP est natif du monde Internet (HTTP) et est un concurrent direct de l'h323. A l'heure actuelle, il est moins riche que H.323 au niveau des services offerts, mais il suscite actuellement un très grand intérêt dans la communauté Internet et télécoms. Contrairement au protocole HTTP, qui est basé sur TCP, SIP devra utiliser UDP pour les applications multimédia. Pour transporter plusieurs transactions à la fois, SIP peut utiliser une simple connexion TCP(mode flux) ou des data grammes UDP(mode bloc). Seulement, les data grammes UDP, tout en-têtes compris, ne doivent pas excéder une certaine longueur(m.t.u. pour Maximum Transmission Unit). «Le protocole UDP» utilise IP pour acheminer, d'un ordinateur à un autre, en mode non fiable des data grammes qui lui sont transmis par une application UDP n'utilise pas d'accusé de réception et ne peut donc pas garantir que les données ont bien été reçues. Il ne réordonne pas les messages si ceuxci n'arrivent pas dans l'ordre dans lequel ils ont été émis et il n'assure pas non plus de contrôle de flux. MGCP (Media Gateway to Media Controller Protocols) Le protocole MGCP est complémentaire à H.323 ou SIP, et traite des problèmes d'interconnexion avec le monde téléphonique. Romain BENOIT La voix sur IP 19
Ce protocole de contrôle de passerelle de média (MGCP) répond aux besoins des réseaux de téléphonie IP des transporteurs. Le protocole est utilisé par des contrôleurs de passerelle de média. Dans un environnement MGCP, l intelligence se trouve au centre du réseau, dans le MGC. En outre, le protocole MGCP est de nature maître-esclave. Le maître contrôle les esclaves à distance. Avec le protocole MGCP, les points terminaux n ont pas la capacité de communiquer directement entre eux ou d exécuter des tâches importantes sans l intervention du MGC. Ce protocole convient aux transporteurs ou aux fournisseurs de services Internet qui veulent garder le contrôle des transmissions VoIP, à des fins de facturation et de sécurité. Synthèse H. 323 SIP Organisme initiateur ITU (Monde des Télécoms) IETF (Monde l Informatique) Protocole du transport TCP TCP ou UDP Caractéristiques Lourd et robuste Simple et léger Evolutivité Peu évolutif, codecs prédéfinis, Protocole supportant les Déploiement structure rigide de la trame Standard mature, inter opérable avec le RTCP extensions Peu déployé, normalisé IV-3) Les protocoles utilisés pour une connection multimédia : TCP (Transmission Control Protocol) Le protocole TCP est défini dans le but de fournir un service de transfert de données de haute fiabilité entre deux ordinateurs "maîtres" raccordés sur un réseau de type "paquets commutés", et sur tout système résultant de l interconnexion de ce type de réseaux. Utilisation d'une signalisation avec TCP (Transmission Control Protocol) est un des principaux protocoles de la couche transport du modèle TCP/IP. Les caractéristiques principales du protocole TCP sont les suivantes: TCP permet de remettre en ordre les datagrammes en provenance du protocole IP TCP permet de vérifier le flot de données afin d'éviter une saturation du réseau TCP permet de formater les données en segments de longueur variable afin de les "remettre" au protocole IP TCP permet de multiplexer les données, c'est-à-dire de faire circuler simultanément des informations provenant de sources (applications par exemple) distinctes sur une même ligne TCP permet enfin l'initialisation et la fin d'une communication de manière courtoise Grâce au protocole TCP, les applications peuvent communiquer de façon sûre (grâce au système d'accusés de réception du protocole TCP), indépendamment des couches inférieures. Cela signifie que les routeurs (qui travaillent dans la couche Internet) ont pour seul rôle l'acheminement des données sous forme de datagrammes, sans se préoccuper du contrôle des données, car celui-ci est réalisé par la couche transport (plus particulièrement par le protocole TCP). Romain BENOIT La voix sur IP 20
IP (Internet Protocol) Le protocole IP fait partie de la couche Internet de la suite de protocoles TCP/IP. C'est un des protocoles les plus importants d'internet car il permet l'élaboration et le transport des datagrammes IP (les paquets de données), sans toutefois en assurer la "livraison". En réalité le protocole IP traite les datagrammes IP indépendamment les uns des autres en définissant leur représentation, leur routage et leur expédition. RTP (Realtime Transport Protocol) Le protocole UDP est un protocole non orienté connexion de la couche transport du modèle TCP/IP. Ce protocole est très simple étant donné qu'il ne fournit pas de contrôle d'erreurs (il n'est pas orienté connexion). UDP (User Data Protocol) Le protocole UDP utilise IP pour acheminer, d'un ordinateur à un autre, en mode non fiable des datagrammes qui lui sont transmis par une application. UDP n'utilise pas d'accusé de réception et ne peut donc pas garantir que les données ont bien été reçues. Il ne réordonne pas les messages si ceux-ci n'arrivent pas dans l'ordre dans lequel ils ont été émis et il n'assure pas non plus de contrôle de flux. Il se peut donc que le récepteur ne soit pas apte à faire face au flux de datagrammes qui lui arrivent. C'est donc à l'application qui utilise UDP de gérer les problèmes de perte de messages, duplications, retards, déséquencement,... Cependant, UDP fournit un service supplémentaire par rapport à IP, il permet de distinguer plusieurs applications destinatrices sur la même machine par l'intermédiaire des ports. Un port est une destination abstraite sur une machine identifié par un numéro qui sert d'interface à l'application pour recevoir et émettre des données. RTCP (Real Time Transport Control Protocol) Les protocoles RTP et RTCP sont des protocoles standards fournissant les fonctions de contrôle et de transport de bout en bout nécessaires aux applications de transmission de données en temps réelles telles que l audio et la vidéo. RTSP (Real Time Streaming Protocol) RTSP est un protocole de niveau applicatif qui sert à contrôle les propriétés temps réel du contenu délivrer. Il est adapté aussi bien à la diffusion de données préenregistrés que de données diffusées en direct. Il s agit d un protocole au-dessus de TCP. MPLS (Multiprotocol Label Switching) Technique de transmission qui permet d'attribuer une étiquette à chaque flux de données d'un réseau IP, en fournissant des informations sur le chemin qu'il doit parcourir, de telle sorte qu'il puisse être commuté ou routé plus rapidement sur des réseaux utilisant différents types de protocoles. Romain BENOIT La voix sur IP 21
RSVP (Resource Reservation Protocol) Associé à RTP, ce protocole peut en pallier les défauts, à savoir fiabilité et QoS. En effet, RTP respecte le principe bout à bout et donc ne gère pas les paramètres liés au réseau. C'est pourquoi un élément est nécessaire pour s'en occuper. RSVP intervient non plus sur les machines émettrices et réceptrices, mais sur le réseau lui-même. RSVP est un protocole de signalisation pour allouer dynamiquement de la bande passante aux applications orientées réseaux dans des environnements traditionnellement datagramme. Les objectifs qui ont poussé son développement sont les suivants : Etablissement et maintien d'un chemin unique pour un flot de données, Elaboration d'un système d'ordonnancement des paquets, Création d'un module de contrôle gérant les ressources des différents nœuds du réseau. Il est conçu pour optimiser la livraison de données multipoint (1 source -> x récepteurs). Un fonctionnement uni point sera un mode dégradé. Son rôle est de gérer de manière indépendante chaque hôte de destination afin d'adapter la QoS en fonction de ces capacités et besoins. La réservation de ressources est demandée par le récepteur, il émet une requête de QoS correspondant à ses besoins. Celle-ci parvient à l'émetteur sous forme d'un message RSVP. Ce mode d'attribution de ressources à l'avantage d'être effectué par le récepteur qui, ainsi, peut demander une QoS adaptée à ses besoins et à la consommation désirée. En effet, ce type de protocole assurant une QoS dans la transmission d'informations, il est normal que la réservation de ressources soit facturée. Si le principe de la réservation de ressources est novateur et fondamentalement différent de la philosophie IP, son utilisation restera vraisemblablement restreinte au réseaux LAN. SDP (Session Description Protocol) Depuis le lancement des conférences multimédias ( flux de vidéos en ligne, ou d'autres sessions en temps réel) un protocole s'est imposé pour transporter des détails de médias ( des adresses de transport) et tout autre donnée de description de session aux participants. C'est pour cela que l'on a inventé un protocole de description de session, le protocole SDP. Ce dernier fournit un format niversel pour décrire des sessions de multimédia, les annonces ou les invitations (SAP).Ce protocole est indépendant de la façon dont cette information est transportée. En effet il n'incorpore pas un protocole de transport, il emploie un format de données entièrement textuel pour maximiser la portabilité dans les transports. SDP définit une syntaxe pour décrire une session de multimédia avec l'information suffisante pour découvrir et participer à cette session. Romain BENOIT La voix sur IP 22
IV-4) Les équipements : Le PABX-IP, c'est lui qui assure la commutation des appels et leurs autorisations, il peut servir aussi de routeur ou de switch dans certains modèles, ainsi que de serveur DHCP. Il peut posséder des interfaces de type analogiques (fax), numériques (postes), numériques (RNIS) ou opérateurs (RTC). Il peut se gérer par IP en intranet ou par un logiciel serveur spécialisé que ce soit en interne ou depuis l'extérieur. Il peut s'interconnecter avec d'autres PABX-IP ou PABX non IP de la même marque (réseau homogène) ou d'autres PABX d'autres marques (réseau hétérogène). Le serveur de communications (exemple : Call Manager de Cisco), il gère les autorisations d'appels entre les terminaux IP ou softphones et les différentes signalisations du réseau. Il peut posséder des interfaces réseaux opérateurs (RTC-PSTN ou RNIS), sinon les appels externes passeront par la passerelle dédiée à cela (gateway). La passerelle (gateway), c'est un élément de routage équipé de cartes d'interfaces analogiques et/ou numériques pour s'interconnecter avec soit d'autres PABX (en QSIG,RNIS ou E&M), soit des opérateurs de télécommunications local, national ou international. Plusieurs passerelles peuvent faire partie d'un seul et même réseau, où l'on peut également avoir une passerelle par réseau local (LAN). La passerelle peut également assurer l'interface de postes analogiques classiques qui pourront utiliser toutes les ressources du réseau téléphonique IP (appels internes et externes, entrants et sortants). Le routeur, il assure la commutation des paquets d'un réseau vers un autre réseau. Le switch, il assure la distribution et commutation de dizaines de port éthernet à 10/100 voire 1000 Mbits/s. Suivant les modèles, il peut intégrer la télé alimentation des ports ethernet pour l'alimentation des IP-phones ou des bornes WIFI en 48V. Il doit assurer la QoS. Le gatekeeper, il effectue les translations d'adresses (identifiant H323 et @ IP du référencement du terminal) et gère la bande passante et les droits d'accès. C'est le point de passage obligé pour tous les équipements de sa zone d'action. Le MCU, est un élément optionnel et gère les conférences audio-vidéo. L'IP-PHONE, c'est un terminal téléphonique fonctionnant sur le réseau LAN IP à 10/100 avec une norme soit propriétaire, soit SIP, soit H.323. IL est en général doté d'un hub passif à un seul port pour pouvoir alimenter le PC de l'utilisateur (l'ip-phone se raccorde sur la seul prise éthernet mural et le PC se raccorde derrière l'ip-phone). Le SOFTPHONE, c'est un logiciel qui assure toutes les fonctions téléphoniques et qui utilise la carte son et le micro du PC de l'utilisateur, et aussi la carte éthernet du PC. Il est géré soit par le Call Manager, soit par le PABX-IP. Romain BENOIT La voix sur IP 23
Placés sur un PC, les téléphones IP logiciels, ou soft phones, peuvent être particulièrement vulnérables. D'une part, le poste est exposé à des risques liés à des failles de son système d'exploitation, à des problèmes applicatifs ou à des virus. D'autre part, il est exposé à toute attaque en provenance du réseau de données. Selon Cisco, un téléphone IP logiciel fonctionnant sous un système d'exploitation plus spécifique, avec des services limités, est moins sujet aux vulnérabilités. Mais il est plus onéreux. LE FAX, fait également partie de la panoplie, tout comme la messagerie unifiée qui permet de gérer indifféremment messages vocaux, courriers électroniques, fax ou SMS. Pour cela, 2 solutions sont possibles : Garder le modèle de fax actuel et utiliser un Media Gateway Utiliser son ordinateur + imprimante comme fax (cas du Softphone) Un adaptateur 'voix sur IP' pour téléphone fixe SKYPE, le célèbre logiciel qui permet de téléphoner via Internet grâce à la technologie de voix sur IP vient de signer un accord avec Siemens, le numéro un mondial du téléphone fixe. Cet accord a donné naissance à un adaptateur baptisé "M34USB", vendu 129$ et compatible avec 6 modèles de téléphones fixes "Gigaset" de Siemens, permet d'employer ces appareils pour passer des coups de fils classiques mais également pour utiliser la technologie de voix sur IP de Skype sans utiliser le moindre ordinateur. Skype permet d'établir des conversations gratuitement de PC à PC et un à tarif préférentiel de PC à fixe ou de PC à mobile. A l'heure actuelle, Skype compte plus d'un million d'utilisateur à travers le monde. Le kit/adaptateur Gigaset M34USB est annoncé au prix de 90 pour l'europe. Il sera fourni avec 120 minutes de communications pour le service SkypeOut, qui permet d'employer la technologie de voix sur IP vers les téléphones fixes et portables. Skype a également annoncé qu'il allait proposer un kit spécial aux développeurs pour intégrer la technologie de Skype dans leurs logiciels, KaZaA 3.0 est l'un des premiers logiciels à tirer profit de cette nouveauté. Le pare-feu Le constat est simple : la protection des réseaux IP est assurée par des pare-feu (firewalls). Mais ceuxci ne sont pas adaptés au trafic de la voix sur IP, qui fonctionne avec des ports dynamiques. Les parefeu ouvrent donc de larges plages statiques de ports : d'où des failles dans la sécurité. Il faut donc le paramétrer correctement. Filtrage non-stateful ou Filtrage stateful Le 'stateful' est la possibilité de garder en mémoire, dans une table d'états, les connexions en cours. Cela permet d'associer que tel client (adresse IP cliente) vers tel serveur (adresse IP serveur) est en train de faire telle chose (connexion du port source x vers le port destination y). Filtrage applicatif (ALG) NAT / firewall piercing VPN chiffré Systèmes de codages : SSL/TLS, Ipsec Par ce biais, les collaborateurs pourront travailler à domicile et disposeront de téléphones logiciels sur leurs PC portables, ils pourront avoir accès à leurs données comme s ils étaient au bureau. Romain BENOIT La voix sur IP 24
V) Architectures de téléphonie sur IP V-1) Qualité des réseaux actuels : Temps de compression : Codage Description MOS Delai (ms) G.711 PCM 64kbps 4,2 0,13 G.726 ADPCM à 40, 32, 24, 16 kbps 4 0,13 G.728 LD CELP 16kbps 4 2,5 G.729 CS-ACELP 8kbps 3,95 15 G.729A 8kbps Complexité Réduite 3,95 15 La Gigue: Variation de delai (nécessite un buffer de resynchronisation en bout de chaîne) La perte de paquet : disparition de paquets au cours de la communication. Peut se réguler par ajout de buffer mais attention aux délais. Romain BENOIT La voix sur IP 25
Délai de transmission ( temps de latence ) : D après la norme ITU G114 entre 0 et 150 ms : conversation normale entre 150 et 300 ms: qualité acceptable entre 300 et 700 ms: uniquement half duplex au delà : plus de communication possible Pour le téléphone, le retard est < à 100ms Le retard est engendré par la charge du réseau et le traitement de la voix Écho : Liés à des ruptures d impédance : passage de 2 fils (téléphone ) à 4 fils (éthernet ). Qualité de service (QoS): Bande Passante Latence (150-400ms) et Gigue (<<150ms) Perte de paquets : Limite de 20 %- au delà, le signal audio n est plus audible. Le renvoi de paquets ferait trop augmenter le temps de latence V-2) Les solutions de convergence : Romain BENOIT La voix sur IP 26
Scénario 0 : Téléphonie classique (rappel) Scénario 1 : Architecture de voix sur Ip (architecture hybride) Romain BENOIT La voix sur IP 27
Scénario 2 : Solution «Full IP» VI) Les aspects économiques de la téléphonie sur IP VI-1) Les acteurs du marché: Les ITSPs : Les Internet Telephony Service Provider sont les nouveaux opérateurs revendeurs de minutes de téléphonie sur Internet. Ils disposent de Gateways avec une interface utilisateur, et sont interconnectés sur les Gateways des ITCs. De manière connexe, ces acteurs sont soit directement accessibles par un opérateur RTC, soit ils constituent une évolution du métier d ISP. Les ITCs : Les Internet Telephony Carrier sont les opérateurs qui établissent un réseau de transport dédié à la téléphonie sur Internet. En pratique, ils s appuient sur une dorsale IP dont les points d entrée sont des Gateways. Les opérateurs historiques : Une forte tendance s est dégagée depuis 1 an de la part des opérateurs historiques qui se sont massivement lancés dans l expérimentation de la téléphonie sur IP (AT&T, Deutsche Telekom, France Télécom, Telecom Italia, Telstra, Corean Telecom, etc ) Les nouveaux opérateurs On peut distinguer les nouveaux opérateurs dont fait partie 9 TELECOM, qui se positionnent comme opérateurs généralistes, sur des infrastructures voix. Mais il faut mentionner également l arrivée des opérateurs " tout-ip " qui revendiquent une infrastructure dédiée à l IP, se positionnant sur le marché de la bande passante en premier lieu, mais qui ont également vocation de se positionner sur le marché de la voix (ex. LEVEL 3). Romain BENOIT La voix sur IP 28
VI-2) Les gains objectifs de la téléphonie sur IP : Indépendamment des aspects liés aux tarifs pratiqués tant dans le domaine de la téléphonie traditionnelle que dans celui de l'utilisation d'internet, il y a quelques raisons objectives pour que les communications sur IP soient en principe moins coûteuses que les communications sur réseau téléphonique commuté classique. La première raison est inhérente à la mise en œuvre de la transmission de la voix par paquets qui, par nature, utilise mieux les liaisons de télécommunications que la technique de commutation de circuits qui dédie un circuit de bout en bout à chaque communication téléphonique sans tenir compte des temps morts de la conversation. De plus, en téléphonie sur IP, pour s'accommoder des différents maillons de la chaîne côté utilisateur, on pratique une compression de l'information numérique qui fait passer la voix numérisée du débit standard de 64 kbit/s à un débit de moins de 10 kbit/s, d'où là encore une meilleure utilisation des liaisons. Ces deux raisons sont à nuancer par le phénomène de baisse constante des coûts de transmission notamment sur fibre optique. Une troisième raison concerne la nature des équipements mis en œuvre : il s'agit, dans le cas de la voix sur IP, d'équipements (serveurs, routeurs,...) en synergie avec les équipements du monde de la microinformatique et qui, de ce fait, bénéficient des mêmes évolutions de coûts que ce domaine. On aboutit ainsi à la mise en œuvre d'équipements moins sophistiqués (un routeur est beaucoup moins rapide qu'un commutateur de circuits) et moins coûteux (mais aussi avec des fonctionnalités plus rudimentaires) que les commutateurs qui interviennent dans les réseaux de télécommunications. Enfin, en corollaire de cette conception différente des équipements, on est conduit dans le cas de la téléphonie sur IP à accepter des fonctionnalités différentes de celles de la téléphonie classique, notamment en termes de qualité de service dans tous les sens du terme. VI-3) Les coûts envisageables en cas de généralisation : En cas de généralisation de la transmission de la voix sur réseau IP, il est clair que l'équation économique, qui repose en partie aujourd'hui sur le caractère marginal de ce type d'utilisation par rapport à la transmission de données, serait sensiblement modifiée. Si en effet, comme le suggèrent les éléments d'évolution voix / données, on assisterait à un véritable basculement des transmissions vers le "tout numérique", il est clair que la voix devrait s'aligner sur cette évolution et que l'ip s'imposerait alors naturellement. En particulier, cela conduirait à un dimensionnement des réseaux de transport IP évoluant en rapport avec le trafic, comme cela se passe actuellement pour les réseaux de téléphonie publics. Cela conduirait également à des structures tarifaires évolutives. En effet, les calculs de coûts évoqués plus haut porteraient alors non seulement sur l'amortissement des matériels permettant l'acheminement des communications IP mais également sur les conséquences de ce dimensionnement nouveau des réseaux de transport. Romain BENOIT La voix sur IP 29
Quoi qu'il en soit, l'économie intrinsèque déjà évoquée jouerait son rôle et on peut donc s'attendre dans ce cas à une baisse de prix de la téléphonie. Le paramètre de la qualité de service interviendrait aussi comme modulateur du prix selon le réseau utilisé. Pour se faire une idée des ordres de grandeur envisageables, il faut savoir que certains spécialistes aux Etats-Unis considèrent qu'actuellement le gain pour l'utilisateur en termes de prix devrait s'établir à environ 30 à 40 % de réduction, par rapport à l'utilisation du réseau téléphonique classique, pour une entreprise mettant en œuvre un Intranet, et à 50 % de réduction pour le passage par Internet, les qualités de service étant évidemment à comparer en conséquence. Enfin, il ne faut pas négliger les applications nouvelles, à caractère réellement multimédia, dont l'apport pourrait justifier à lui tout seul l'intérêt de la voix sur IP. VII) Réflexion VII-1) Etude d opportunité : Pourquoi la VOIP (challenge, stratégie, avantages, inconvénients, )? Les facteurs et motivations? Les composantes des réseaux d'aujourd'hui? La tendance des réseaux de demain? Les composantes organisationnelles? Les 7 faiblesses qui rebutent les entreprises pour la téléphonie sur IP 1) Fiabilité 2) Une qualité de son médiocre 3) Améliorer l'utilisation 4) Localisation 5) Standards 6) Support administratif 7) La sécurité Les 8 arguments plaidant pour la téléphonie sur IP 1 - Économiser sur la facture télécoms 2 - Pérenniser l investissement 3 - Simplifier les infrastructures 4 - Faciliter l administration et la mobilité 5 - Homogénéiser les services téléphoniques sur un ensemble de sites 6 - Faciliter l intégration avec le système d information 7 - Évoluer plus facilement 8 - Regrouper les équipes et se passer d un prestataire Romain BENOIT La voix sur IP 30
VII-2) Etude de faisabilité : Analyse de l existant ; Informatique Schéma «Liaisons de communication de la ville de Nice» Téléphonique : Schéma «Plate-forme Téléphonique Centrale Mairie de Nice» Les risques : IP Phreaking On comprend par phreaking toutes les méthodes pour pirater un système lié à la téléphonie. Cela comprend la corruption et le détournement de PABX, de VMB, de téléphone portable, de modem, etc. Facteur humain Dénis de service Non-disponibilité du réseau Dépendance: électricité Fraude Modification du Call-ID Récupération des droits Vers, exploit, chevaux de Troie Interception de conversation Accès physique au réseau Attaques ARP Effets : Accès boite vocale Numéros spéciaux Ingénierie sociale Appels pirates Défenses : Signalisation: SIP Transport: Secure RTP Réseau: QoS Pare-feu, proxy et gatekeeper Téléphone: images signées Identification: TLS Clients par le serveur Serveurs par le client L'alimentation des postes IP Chiffrement des données Infrastructure Vlans Backbone sécurisé et Monitoring Romain BENOIT La voix sur IP 31
L'alimentation des postes IP Un poste IP (ou ip-phone) a besoin d'une alimentation externe DC de 48Volts ou d'une télé alimentation par le port éthernet. Dans le 1 cas à gauche ci après, les téléphones IP sont directement connectés aux switchs d'étages qui intégrent l'alimentation 48 V nécessaire sur les paires LIBRES! C'est donc un switch dernière génération compatible 802.3af Dans notre 2 cas à gauche, le switch n'étant pas équipés, il a fallu installer un PATCH POWER PANEL (notamment fabriqué par D-Sign) pour pouvoir alimenter quand même les téléphones IP. Les cordons réseaux sortent du switch, vont au power panel puis ressortent sur un autre port vers le PC de l'étage. Il est à noter qu'en cas de panne secteur, il n'y a plus de téléphone ( c'est normal ) et aucun appel d'urgences n'est donc possible. Prévoir un onduleur. L avenir de la VoIP : Résolution des problèmes techniques existants Évolution de SIP et des futurs standards VoIP Développement de VoIP pour le commerce électronique Les évolutions du marché / les perspectives de croissance Voix XML et Voix sur IP Présentation de l'offre Microsoft RTC (Real Time Communications Server 2003) Des solution Open Source pleines de promesses Romain BENOIT La voix sur IP 32
On parle beaucoup de VoixXML. Quel rapport avec la VoIP? Les possibilites de VoiceXML - vocabulaire XML pour la voix numérisée - intéressent de nombreuses entreprises. Outre les services déjà reliés à VoiceXML (reconnaissance vocale, interpréteur...), il existe des passerelles vers la VoIP pour VoiceXML. Des éditeurs comme VoiceGenie ou Net2Phone en proposent. Ces passerelles reconnaissent le protocole H.223. Elles permettent à n'importe quel utilisateur d'utiliser VoIP grâce à VoiceXML. VoiceXML est intéressant de par sa nature même : c'est un standard. Il protège donc des problèmes d'interopérabilité entre les systèmes sur lesquels les correspondants travaillent. Un des gros avantages de VoiceXML serait de pouvoir fournir une conversation "directe", où les deux correspondants peuvent parler en même temps. Des sociétés comme AT&T (avec son offre "How may I help you") ou IBM (et sa plate-forme DirectTalk IVR) font avancer ce genre de technologies. Qu'est ce que le VoWLAN? VoWLAN signifie Voice over Wireless LAN, soit la transmission de la voix sur un réseau local sans fil, elle est aussi appelée VoWiFi (Voice over Wi-Fi) ou VoIP on WLAN. Ce fonctionnement se traduit par une légère dégradation de la communication par rapport à un poste fixe, mais reste de meilleure qualité que le réseau GSM (celui utilisé par les téléphones portables). Mettre en place une infrastructure VoWLAN nécessite du matériel particulier. Cartes réseaux et points d'accès, doivent supporter la norme actuelle pour les réseaux sans fil, le 802.11 défini par l'ieee. Les principales déclinaisons de cette norme sont le 802.11a, le 802.11b et le 802.11g. La vitesse de transfert théorique varie de 11Mb/s pour la version b, à 54 Mb/s pour la norme 802.11g pour une portée radio d'une centaine de mètres. Les technologies concurrentes? Le DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) est un système de téléphonie sans fil à courte portée (de 100 à 300 mètres) où l'on dispose d'une base et de plusieurs combinés repartis autour. Plus ancienne que la VoWLAN, elle ne souffre pas des défauts de cette dernière. Le système DECT dispose en effet d'une bande de fréquence réservée, ce qui limite les interférences et garantit le débit. De plus, la technologie DECT bénéficie d'une stratégie de sécurité mature. Cependant, elle offre techniquement moins de possibilités. Les terminaux mis à disposition ne sont que de simples téléphones et le réseau sur lequel DECT s'appuie ne permet pas une liaison voix / données. Stratégies de migration : L'élément central de la téléphonie traditionnelle en entreprise est le PABX, ou central téléphonique privé. Trois solutions sont envisageables pour permettre le passage en ToIP. Romain BENOIT La voix sur IP 33
Il est possible d'adapter un PABX par l'ajout d'une passerelle IP : le commutateur peut donc être connecté sur le réseau local (LAN) haut débit, ce qui ouvre le système informatique de l'entreprise aux applications de téléphonie. C'est le choix d'une évolution progressive. Il est également possible de remplacer le PABX classique par un IP PBX (serveur d'appel ToIP et serveur d'application) impliquant le remplacement des terminaux téléphoniques analogiques classiques par des téléphones IP. C'est le choix de la rupture, impliquant un renouvellement complet des infrastructures. Enfin, il est possible d'externaliser les fonctions de téléphonie vers un IP Centrex, service fourni par un opérateur ou autre fournisseur de solution de VoIP, qui gère le service de bout en bout. L'externalisation du service est bien adapté aux sites de petites tailles (PME et TPE) puisque, hormis l'installation de téléphones IP, aucun investissement n'est nécessaire. Romain BENOIT La voix sur IP 34
VII-3) Les composantes organisationnelles : Réorganisation des équipes en place : Fusion des équipes Télécoms et Informatiques. Romain BENOIT La voix sur IP 35
VII-4) Calcul du retour sur investissement : La téléphonie sur IP pourrait représenter 97% du marché en 2007, pour dépasser largement les quatre milliards de dollars. Et dans l'enquête d'information Week, menée en ce début d'année 2004, plus de 80% des trois cents responsables informatiques interrogés ont déclaré s'intéresser à ces technologies : soit ils les utilisent déjà (29%), soit ils les testent (18%), soit ils prévoient de les déployer (34%). Quel budget à adopter? Pour deux cents téléphones, onze routeurs, deux consoles et la formation des utilisateurs, il faudra compter entre 150 000 et 200 000 euros. Un poste coûtant aujourd'hui entre 100 et 250 euros. Le retour sur investissement peut être assez rapide : un tiers des répondants à l'enquête d'information Week estiment amortir leur frais en un an, 29% en deux ans et 19% en trois ans. Plusieurs types d'avantages peuvent justifier l'investissement: Facture de télécommunication réduite. C'est le bénéfice qui vient tout de suite à l'esprit. A noter que si la facture de téléphone disparaît (on ne fait plus affaire avec un opérateur téléphonique en tant que tel), il faut tout de même considérer les coûts de bande passante. On peut estimer qu'il représenteront en gros moins de la moitié de la facture téléphonique traditionnelle. Administration centralisée. S'il ne se traduit pas directement par des factures réduites, cet avantage est très important. En effet, cette administration centralisée de la voix sur IP permettra à des managers de contrôler le système de téléphonie à partir d'une seule console : tous les transferts de poste ou les modifications de compte seront grandement facilités, même à distance si les installations se trouvent dans des bâtiments différents, voire dans des villes différentes. Applications sophistiquées. La voix sur IP permet de développer de nombreuses applications de télécommunications, comme par exemple de la vidéo conférence sur IP, des fonctions de messagerie vocale unifiées ou de la formation multimédia. Mais des applications que l'on ne soupçonnait pas jusqu'ici peuvent être mises en œuvre : des procédures de réponses automatiques à des questions de la clientèle par exemple ; ou mieux en sachant interpréter la référence du client, le système téléphonique orientera directement l'appel vers le responsable qui pourra traiter la requête. Les avantages de la téléphonie sur IP sont nombreux. Ils ne sauraient faire oublier toutefois que les postes eux-mêmes sont plus que des téléphones traditionnels. Il n'est pas rare qu'un poste tombe en panne et qu'il faille le remplacer, une procédure à laquelle on n'est pas habitué avec les téléphones traditionnels. Romain BENOIT La voix sur IP 36
Romain BENOIT La voix sur IP 37
Les points suivant risquent à terme de ne pas permettre d atteindre le retour sur investissement : Maintient des systèmes de secours en téléphonie classique pour parer à une trop mauvaise disponibilité du réseau multi-service. Continuer à mobiliser la même équipe d administrateurs téléphonie ou les mêmes prestataires pour diagnostiquer les incidents, conséquence d un mauvais transfert de compétences ou d un plan de formation mal adapté. Etre incapable d utiliser la facilité d installation automatique des terminaux Téléphonie sur IP, à cause d un mauvais accompagnement des utilisateurs. Négliger les aspects sécurité / fiabilité. Actuellement, le ROI s avère dissuasif pour justifier la migration, mais des facteurs d évolution vont apparaître : Baisse des prix des équipements IP Baisse des prix de la bande passante Baisse du prix et la couverture des accès XDSL permettant d économiser sur les liaisons louées actuellement en service. La standardisation, permettant l interopérabilité des solutions constructeurs. Romain BENOIT La voix sur IP 38
VIII) Adaptation au réseau de la mairie de Nice VIII-1) Scénarios de migration : Cette migration d'un réseau existant doit respecter absolument certaines règles, les voici : 1 - Mettre à niveau le réseau étendu 2 - Dimensionner le réseau local (s'assurer d'une très bonne bande passante et surtout de son utilisation) 3 - Récupérer l existant en téléphonie classique (comme les fax par exemple ou les liens opérateurs analogiques ou numériques) 4 - Conférer une certaine autonomie aux sites distants 5 - Intégrer la téléphonie sans fil (soit DECT, soit WIFI) 6 - Auto alimenter les postes téléphoniques (norme 802.3af) 7 - Assurer la sécurité 8 - Calculer le retour sur investissement (ROI) Remplacement du PABX par un PBX hybride Romain BENOIT La voix sur IP 39
Solution du Tout IP Direction Centrale des systèmes d Information et de Télécommunications VIII-2) Plate-forme d essai: Essai des 4 postes IP installés à Corvésy et avenue J.Médecin. Incidents constatés Coupure d alimentation Prise en main des téléphones IP difficile Système d annuaire mal maîtrisé Filtrage des appels défectueux Journal des appels inexistant Solutions On peut constater que les incidents sont scindés en 2 parties : Hardware et Software. Software : Un problème de mise à niveau du«release» installé sur l autocom. Hardware : Comme vu précédemment (V-2), il faut alimenter les postes téléphoniques IP et onduler l alimentation choisie ( switch ou la patchpower panel). Romain BENOIT La voix sur IP 40
IX) Conclusion Plusieurs facteurs expliquent ce nouvel intérêt pour le passage à la ToIP. La raison la plus évidente est sans nul doute financière. Les coûts des infrastructures et les charges associées (maintenance, administration) sont réduits grâce à la mutualisation des transports de tous les flux (voix et données) sur un seul réseau. Des économies sont également réalisées sur les coûts de communication intersites et dans le cadre d opérations de déménagement. Dans certains cas, le ROI (retour sur investissement) peut être atteint en moins de 24 mois en cumulant les économies liées à la maintenance des infrastructures et celles liées à la réduction des coûts de communication. X) Annexes Romain BENOIT La voix sur IP 41
Romain BENOIT La voix sur IP 42