Support Toip Et Services 2018 [PDF]

Zitiervorschau

Objectif général du cours A la fin de ce module, l’apprenant doit être capable, d’une part de comprendre les concepts liés à la téléphonie sur IP, de déployer, d’administrer et de maintenir en fonctionnement un système de téléphonie pour les PME et d’autre part de comprendre les concepts du réseau IMS, de déployer et administrer le cœur du réseau IMS ainsi que les services.

Activité 1 Concepts de base de la téléphonie sur IP

Objectifs spécifiques 1 •

Maîtriser les concepts de base de la téléphonie sur IP ;

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Connaître les principaux protocoles et codecs de la téléphonie sur IP ;

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Comprendre les problématiques liées à la téléphonie sur IP.

Contenu •

Introduction à la téléphonie sur IP ;

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Les problématiques liées à la téléphonie sur IP ;

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Les principaux protocoles et codecs de la téléphonie sur IP

Introdcution La téléphonie sur IP (ToIP) à l'origine était située à la frontière de l'informatique et des télécommunications. Aujourd'hui, cette technologie est entrain de s'imposer dans le secteur des TIC en particulier dans les entreprises. La téléphonie est l'un des moyens de communication le plus utilisé des être humains. On remarque que 80% des communications réalisées par l'homme sont effectuées par téléphone. Avant, la transmission de la voix est exclusivement réservée au réseau téléphonique classique ou RTC (Réseau Téléphonique Commuté). L'avancée technologique a changé la donne. La transmission de la voix via les réseaux IP constitue une grande évolution. Cette technologie consiste à faire transiter de la voix sur un réseau d’où le concept de Téléphonie sur IP ou (Telephony Over IP) en Anglais. 1.1- Problématiques liées à la téléphonie sur IP La problématique de la ToIP est liée au transport de la voix dans les environnements IP. A l'origine la téléphonie était destinée au réseau télécoms. L'idée de départ est d'utiliser les techniques de commutation pour arriver à une fin; celle du transport de la voix téléphonique sur un réseau IP (VoIP). En fait, la téléphonie se faisait dans un réseau à commutation de circuit, ce qui veut dire qu’on crée un circuit entre les deux interlocuteurs et que ce circuit est maintenu jusqu'à la fin de la communication (même s’il existe un temps mort entre les interlocuteurs, ce circuit n’est pas utiliser à d’autres fins). Le RTC (Réseau technique Commuté) est un réseau à commutation de circuit qui permet de créer un canal entre les deux interlocuteurs destinés seulement à la communication. Les opérateurs ont préféré ce réseau à cause des contraintes de la parole téléphonique, mais la Voix sur IP (VoIP) est devenue une application classique grâce aux techniques de numérisations et de la capacité des terminaux. Cependant, on se demandait peut-on faire de la téléphonie dans un réseau IP?si oui, quelles sont les contraintes à prendre en compte?

1.2- Les contraintes de la ToIP Les contraintes de la ToIP sont des éléments à prendre en compte pour s'assurer qu'il est possible de faire de la téléphonie dans un environnement IP tout en assurant un minimum de qualité de la parole. 1.2.1 Les contraintes physiques Les contraintes physiques désignent l'environnement dans lequel l'utilisateur est en production (émission d'appel). Comme contraintes physiques, nous avons: - l’écho: l’écho désigne le signale qui revient dans l'oreille de l'émetteur au moment de la production. Cela peut être dû à un environnement enclavé (bureau très petit, l'air, etc.). Mais pour satisfaire une bonne qualité de communication, la norme exige que pour que l'écho ne soit pas gênant, il faudrait que le temps de traversée (lors de la production) ne dépasse pas 28ms soit 56msaller-retour. 1.2.2 Les contraintes temporelles Lorsque deux interlocuteurs sont en production (communication), la norme exige que pour qu'il y 'ait une bonne qualité de communication, le temps qui sépare le moment de la production et de la réception ne doit pas dépasser150ms. L’idée est de dire que si nous voulons respecter cette contrainte temporelle il ne faudrait pas que le canal établit entre les deux correspondants ne soit pas utilisé par d’autres fins. C’est pourquoi pour les opérateurs, un bon réseau est celui à commutation de circuit. Or, on veut déployer la téléphonie dans un réseau IP. Donc il revient à s’interroger sur la nature d’un réseau IP. De grandes discussions opposaient les informaticiens et les télécommunicants. Du côté des informaticiens, un bon réseau est un réseau à commutation de paquet dans lequel on ne s’occupe pas de l’ordre de la transmission des paquets, vu que tous les paquets sont traités de la même façon au niveau des nœuds du réseau, donc il n’y a pas de privilèges, c’est pourquoi on dit que c’est un réseau à ‘’BestEffort’’.



La synchronisation

Les environnements IP sont des réseaux à commutation de paquets. Ils sont aussi qualifiés de réseau à “Best-Effort” c'est-à-dire que tous les l'on ne se préoccupe pas de l'ordre de transmission des paquets, vu que tous les paquets sont traités de la même façon au niveau des nœuds du réseau, donc il n’y a pas de privilèges. Les paquets sont remis au récepteur à des instants quelconques donc il est nécessaire de faire une resynchronisation des paquets avant de les remettre au codeur (codec). Cette resynchronisation ne peut se faire que si on stocke les paquets pendant un certain temps. Le temps pendant lequel les paquets sont stockés est appelé temps de synchronisation. La norme exige que ce temps ne doive pas dépassé 100ms et doit être supérieur au temps maximal de traversée. La réalisation d'un algorithme nécessite que le nœud récepteur connaisse le temps d'entrée dans le réseau en vue de synchroniser en ajoutant le temps maximal de traversée. Dans les réseaux qui transportent de la parole, on utilise deux types desynchronisation: 

La synchronisation directe: qui consiste à utiliser le même temps

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La synchronisation différentielle: qui consiste à avoir les mêmes horloges tournant à la même vitesse.

1.2.2 La Signalisation et Protocoles La signalisation est l'ensemble des processus (méthodes) liées à l'ouverture, l'établissement et la fermeture de session entre deux utilisateurs. Une bonne communication n'est possible que si les deux entités en présence s'entendent sur les règles, et les bases. En réseau, l'ensemble des règles et des bases est appelé protocole. En téléphonie sur IP, nous distinguons trois protocoles de signalisation standard: 

Le protocole H.323: Très utilisé à l'époque, le protocole H3.323 a été mis en marge au profit de son successeur, car jugé trop lourd à cause de nombreux en-têtes.

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Le protocole SIP : standard actuel des protocoles de signalisation, SIP est plus utilisé pour les communications temps réels et ceci même sur le web (WebRTC).

 Le protocole MGCP : C’est un protocole qui est utilisé pour relier deux réseaux IP utilisant deux protocoles de signalisation différentes (par exemple d’un côté nous avons SIP et de l’autre côté un réseau H.323). Le protocole MGCP est complémentaire à H.323 ou SIP, et traite des problèmes d’interconnexion avec le monde téléphonique (SS7,RI) 

Le protocole SCCP (Skinny Client Control Protocol) de Cisco, SCCP est un protocole léger qui s’occupe de la signalisation entre un téléphone IP et l’Unified Communications Manager (CUCM) de Cisco. Le flux de données repose quant à lui sur RTP.



Le protocole IAX (Inter Asterisk eXchnage) : c’est le protocole standard de signalisation propre à Asterisk. Ce protocole a la capacité de contrôler et de réguler les flux multimédias à un débit très faible. C’est ce qui le différencie du protocole SIP.

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Le protocole T.38 : Ce protocole intervient dans le transfert des données le plus souvent du fax. Les données de Fax ne peuvent pas être envoyées sur le réseau de la même manière que les données d’une communication vocales.

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Le protocole SCCP : De son ancien nom Skinny, SCCP (Skinny Client Control Protocol) a été développé par Selsius Corporation, SCCP fut racheté par Cisco en 1998. c’est un protocole léger qui s’occupe de la signalisation entre un téléphone IP et l’Unified Communications Manager de Cisco. Le flux de données repose quant à lui sur le protocole RTP.

1.2.3 Les CODECs Les CODECs (Codeurs Décodeurs) sont des composants électroniques permettant aux circuits intégrés de gérer les différents types de flux numériques. Les codeurs interviennent dans le processus de numérisation. Le signal échantillonné, quantifié doit être remis aux codeurs (opération de codage). En téléphonie sur IP, les codecs sont repartis en deux groupes:

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les codecs audio : on peut citer les codecs audios suivants :

◦ G.711, G.729, G.723, GSM, ILBC, OPUS •

les codecs vidéos : on peut citer les codecs vidéos suivants : ◦ H.261, H.263, H.264, MPEG4, VP8, VP9

Le tableau ci-dessous illustre les caractéristiques des différents codecs

Nom du CODEC

Débit voix (min) Kbits/s

G.711

64

Débit max

Caractéristiques

Algorithmes

-fréquence

- Loi U

Kbits/s

80 à 100

d’échantillonnage 8khz

- Loi A

-débit fixe : 64kbits/s -délai de compression G.729

6,4

11,8

-fréquence d’échantillonnage 8khz -délai de compression: 5ms

G.723

5,3

6,3

-fréquence d’échantillonnage 8khz -délai de compression: 37,5ms

NB : Google qui est le concepteur de VP8 l’a placé sous Licence GPL pour supplanter le protocole H.264.

1.2.4 Les protocoles de transport 1.2.4.1 Le protocole TCP La téléphonie sur IP est une application à forte contrainte. Certains protocoles de transport ne sont pas adaptés. Il s’agit particulièrement du protocole TCP (Transport Control Protocol). Les raisons qui expliquent l’exclusion de ce protocole sont dues en particulier aux contraintes temporelles. TCP est un protocole de transport qui fonctionne en mode connecté (établissement de connexion et accusé de réception). TCP offre un service de transmission de données fiable avec détection et correction d’erreurs de bout en bout. 1.2.4.2 Le protocole UDP UDP (User Datagramme Protocol) contrairement à TCP offre un service de transmission non fiable c’est-à-dire en mode non connecté. Bien que UDP présente quelques bonnes caractéristiques, ce protocole ne séquence pas les données, donc ne garantit pas la remise conforme des données. Le protocole UDP satisfait aux contraintes temporelles de la ToIP, mais n’est pas adapté à cause du manque de contrôle (aucune garantie que les données transmises seront arrivées à destination dans leur intégralité). Malgré ces limites, plusieurs applications reposent sur le protocole UDP telles que:TFTP, SNMP, DNS, RIP,etc. 1.2.4.3 Les protocoles RTP et RTCP UDP et IP à eux seuls ne suffisent pas pour assurer le transport de la voix. Pour transporter en temps réel les flux voix et vidéo, UDP n’est plus adapté. C’est pourquoi les protocoles RTP (Real time Transport Protocol) et RTCP (Real Time Control Protocol) ont été conçus pour appuyer le protocole UDP. Ces protocoles se situent au niveau de l’application et s’appuient sur le protocole UDP. Le rôle principal d’UDP est de fournir un moyen de transporter sur le réseau IP les flux soumis à des contraintes temps réel. Par contre, RTCP est basé sur le contrôle de flux RTP permettant de transmettre les flux avec une qualité de service (garantie que les paquets émis ont été arrivés à destination dans leur intégrité).

1.2.5 La qualité de service QoS Il y a généralement 7 critères pour agir sur la qualité de service (QoS) d’un réseau VoIP :

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(Bande passante: dans contexte d’allocation par connexion ou rate-limit) ◦ codecs utilisés (e.g. G711=64kbps) ◦ intensité (Erlang) ◦ offre symétrique

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Temps de réponse, temps d’attente (latence) pour mesurer le temps écoulé pour la transmission de la voix. [150-400ms]

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Gigue (Jitter) [