Téléphonie sur IP (mise à jour du 13 juin 2004)

Qui n'a pas entendu parler de téléphonie sur ip ou de voix sur ip ?
Bilan : beaucoup de monde à l'heure actuelle. Nous avons tous de près ou de loin entendu parler d'un projet de déploiement ou même de participer à un projet de téléphonie sur IP. Laissons le terme "Voix sur IP" à son utilisation, c'est à dire : technologie utilisée pour transporter le service de téléphonie sur IP (transport de la voix sur un backbone ou autre MAN/WAN). Pour en savoir un peu plus sur l'IP, cliquez ici.

La téléphonie sur IP est un service de téléphonie fourni sur un réseau de télécommunications 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.

La téléphonie sur IP peut :
1) se rajouter en complément sur un réseau téléphonique traditionnel existant avec une passerelle (voir le synoptique en bas de page)
2) s'utiliser en full-ip pour une nouvelle infrastructure (nouvel immeuble par exemple avec uniquement du cablage catégorie 5 ou 6)
3) s'utiliser en multi-sites full-ip avec l'aide d'un opérateur adéquat et parfois des serveurs centralisés
4) s'utiliser sur un ordinateur relié au réseau internet à destination d'un autre ordinateur relié lui aussi au réseau internet, mais en utilisant absolument le même logiciel (les communications seront donc gratuites de PC à PC). Cliquez ici pour des exemples de logiciels.

Cette technologie est proposé par de multiples constructeurs avec parfois des solutions clés en mains ou des intégrateurs spécialisés dans ce domaine. Je vous recommande fortement d'analyser vos besoins en réalisant une petite étude avant de vous décider ou de vous engager avec un seul constructeur ou intégrateur.
Pour les visiteurs pressés et désireux de comparer tout de suite une partie des offres de TOIP disponibles sur le marché français, voici une page qui offre un petit panorama des solutions actuelles de téléphonie sur IP, pour accéder à la page, cliquez ici.

La téléphonie sur IP est une transmission de la voix en mode paquets au format TCP/UDP.
Pour comprendre le traitement complexe de la voix analogique (signaux électriques) en signaux binaires, voici un synoptique explicatif :



Explications du synoptique : La bande voix qui est un signal électrique analogique utilisant une bande de fréquence de 300 à 3400 Hz, elle est d'abord échantillonné numériquement par un convertisseur puis codé sur 8 bits, puis compressé par les fameux codecs ( il s'agit de processeurs DSP ) selon une certaine norme de compression variable selon les codecs utilisés, puis ensuite on peut éventuellement supprimer les pauses de silences observés lors d'une conversation, pour être ensuite habillé RTP,UDP et enfin en IP.
Une fois que la voix est transformée en paquets IP, ces petits paquets IP identifiés et numérotés peuvent transités sur n'importe quel réseau IP (ADSL, Ethernet, Internet, Satellite,routeurs, switchs, PC, Wifi, etc...)


Généralités sur la transmission de la téléphonie sur IP

Tout d'abord, il s'agit de parler de commutation par paquets ( au lieu de commutation par circuit : PBX, ce qui est le cas d'un réseau téléphonique traditionnel).

Le transport des signaux voix numérisés par paquets impose des contraintes majeures :

1) Optimisation de la bande passante (attention aux autres applications informatiques qui monopolise la majeure partie de la bande passante disponible comme Microsoft Exchange). Pour un bon partage de la bande passante, il faut connaitre l'ensemble des flux pouvant avoir une influence importante sur le transport de la voix.

2) Délai de transmission (très important dans des cahiers des charges : temps de transfert des paquets), il comprend le codage, le passage en file d'attente d'émission, la propagation dans le réseau, la bufférisation en réception et le décodage. Le délai de transmission optimal est de 150 ms (UIT-T G114). Les délais parfois tolérables sont entre 150 et 400 ms.

3) Le phénomène d'écho (réverbération du signal). C'est le délai entre l'émission du signal et la réception de ce même signal en réverbération. Cette réverbération est causée par les composants électroniques des parties analogiques. Un écho < 50 ms n'est pas perceptible. Plus il est décalé dans le temps plus il est insupportable.

4) La gigue ou Jitter (variation de l'écart initial entre deux paquets émis). Correspond à des écarts de délais de transmission entre des paquets consécutifs. Nécessite la mise en place de buffers en réception qui lissent ces écarts pour retrouver le rythme de l'émission. Effet nefaste des buffers de réception ==> augmentation du délai de transmission.

5) La gestion de la qualité de service des réseaux IP de transport d'un bout à l'autre.
Elle peut-être une solution proprietaire (Qos constructeur), DiffServ, RSVP ou MPLS. Rappelons enfin que le mode de fonctionnement de l'acheminement sur l'internet est du type Best Effort : chaque équipement constituant le réseau (en particulier les routeurs) fait de son mieux pour acheminer les informations.

En conclusion, le transport de la téléphonie sur l'IP ne doit souffrir d'aucun retard de transmission, ni d'altérations (attention aux firewall), ni de perte de paquets.

Synoptique d'une architecture TOIP raccordé avec un PABX traditionnel

Ci-dessous, un synoptique d'une solution "TOIP" avec interconnexion avec un PBX existant ( la liaison peut-être un RNIS, QSIG ou E&M ) et une liaison vers le réseau public à partir de la passerelle ( gateway ) qui peut servir soit en permanence, soit dans certains cas ( routage international ou opérateur différent du PBX ).
Dans notre cas ci-dessous qui est une architecture mixte, les composants sont :
- Un switch,
- Deux postes IP ( Cisco 7960 ),
- Une application SoftPhone sur PC,
- Un routeur servant de passerelle (gateway) vers le PBX (pour les appels internes) et vers le PSTN (pour les appels externes),
- Un serveur de communications IP : Call Manager ( le serveur peut être intégré dans un seul et même élément ).