GESTION DES SERVICES TELEPHONIQUES ET VOIE IP M.Q.13 Chapitre 1: Introduction à la VOIP V1-2020 INSFP DE TO Prof Mme Aissat Objectifs Connaitre les concepts VoIP, ToIP. Voir l’évolution des techniques de communications en entreprise. Comprendre les mécanismes de traitement de la voix et de la vidéo sur IP. Contents Objectifs ..................................................................................................................................... 1 Introduction ................................................................................................................................ 2 Le passé ................................................................................................................................. 2 Hier ......................................................................................................................................... 2 Aujourd'hui ............................................................................................................................. 2 Téléphonie traditionnelle ............................................................................................................ 2 Description ............................................................................................................................. 2 Transport de la voix................................................................................................................ 3 La voIP ....................................................................................................................................... 3 Définition ................................................................................................................................... 4 Domaine d’utilisation ................................................................................................................. 4 Avantage la VoIP ....................................................................................................................... 5 Inconvénients ............................................................................................................................. 5 Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 5 Processus de numérisation ..................................................................................................... 6 Principaux codecs utilisés : .................................................................................................... 7 Terminologie .............................................................................................................................. 9 Introduction Le passé 1 Il y a plus de 30 ans, Internet n'existait pas. Les communications interactives se faisaient seulement par téléphone au prix de la ligne du RTCP (réseau téléphonique commuté public). Les échanges de données étaient coûteux (pour les longues distances) et personne n'avait pensé à des interactions vidéo (il n'y avait que la télévision qui n'est pas interactive comme on le sait). Hier Il y a quelques années nous avons vu apparaître des choses intéressantes : les PC pour le grand public, les nouvelles technologies pour communiquer, comme les téléphones cellulaires et enfin le grand réseau : Internet. Les gens ont commencé à communiquer à l'aide de nouveaux services comme le courrier électronique, les discussions en ligne (chat), et le commerce, transformé par le web, a permis aux gens de faire des achats d'un simple « clic ». Aujourd'hui Aujourd'hui nous assistons à une véritable révolution du monde des communications : tout le monde commence à utiliser des PC et Internet au travail et pendant son temps libre pour communiquer avec les autres, pour échanger des données (images, sons, documents) et, parfois, pour se parler à l'aide d'applications comme Netmeeting ou Skype. Une nouvelle idée, en particulier, commence à se répandre, qui représente l'avenir, et qui permet l'échange de communications vocales en temps réel : la voix sur IP (VoIP) Téléphonie traditionnelle2 Description Les postes téléphoniques sont reliés à des autocommutateurs téléphonique privé plus connu sous le nom de PABX (Private Automatic Branch eXchange). Ce dernier permet principalement de relier les lignes internes d'un établissement avec le RTC (Réseau Téléphonique Commuté). Il permet également plusieurs autres fonctions tel que permettre des appels entre postes internes sans passer par le RTC, programmer des droits d'accès au RTC pour chaque poste, ou encore proposer un ensemble de service téléphonique (conférences, transferts d'appel, renvois, messagerie, appel par nom, etc.). Les différents PABX sont ensuite connectés au RTC. 1 2 http://www.tldp.org/pub/Linux/docs/HOWTO/translations/fr/pdf/VoIP-HOWTO.pdf http://monge.univ-mlv.fr/~dr/XPOSE2008/touali_VoIP/exemples.architectures.php Transport de la voix Réseau téléphonique public RTPC (RTPC (RéseauTéléphonique Public Commuté ou simplement RTC) ou encore PSTN (Public Switched TelecommunicationNetwork) Utilise le principe de la commutation de circuits: le réseau téléphonique met en relation deux abonnés à travers une liaison dédiée pendant tout l'échange La constitution d’un chemin physique, emprunté par la suite par toutes les données transférées, garantit l’ordonnancement des informations. Elles sont reçues dans l’ordre où elles ont été émises. Cependant, les deux entités correspondantes doivent être présentes durant tout l’échange de données, il n’y a pas de stockage intermédiaire. Les abonnés monopolisent toute la ressource durant la connexion. La voIP La première évolution est comme le montre le schéma le RTC ou PSTN et le réseau IP coexiste et sont reliés par une passerelle permettant la conversion des appels analogiques en numérique et inversement. Voix sur IP (VoIP) : transport de la voix sur le réseau data en IP Dans ce cas le matériel ne change pas mais ajout de routeur. Dans la deuxième évolution, c’est l’intégration complète de la voip. Téléphonie sur IP (VoIP) : convergence des réseaux voix et data Définition La voix3 sur IP, ou « VoIP » pour Voice over IP est une technique qui permet de transmettre la voix sur des réseaux IP filaires (câble/ADSL/fibre optique) ou non (satellite, Wi-Fi et réseaux mobiles), qu'il s'agisse de réseaux privés ou d'Internet. La voix sur réseau IP, ou « VoIP » pour Voice over Internet Protocol, est une technique qui permet de transmettre une communication téléphonique via un réseau acceptant le protocole TCP/IP tel qu’un réseau local ou l’internet. La VoIP utilise le modèle de commutation de paquets, contrairement au réseau PSTN ou RPTC qui utilise la commutation de circuits pour véhiculer la voix analogique. Domaine d’utilisation La VoIP est une solution de convergence voix et donné, applicable dans le domaine de la télécommunication qui permet de réaliser: La téléphonie sur IP (ToIP): Téléphonie sur Protocole Internet (IP). On parle de ToIP quand en plus de transmettre de la voix, on associe les services de téléphonie, tels l’utilisation de combinés téléphoniques, les fonctions de centraux téléphoniques (transfert d’appel, messageries…) La conférence IP: réaliser une conférence audio, vidéo ou en mode texte par IP. La télécopie IP: envoyer une télécopie en empruntant la route IP. L’unification des applications: la messagerie unifiée (des messages vocaux, des courriers électroniques, des télécopies). Ne prenez pas le mot « voix », dans la locution « voix sur IP », au pied de la lettre, car la VoIP propose beaucoup plus qu’un simple appel téléphonique. Elle fournit en effet une gamme de services et de fonctions inégalés dans le domaine de la téléphonie. (https://www.frameip.com/toip-voip-pour-les-nuls/) 3 . Avantage la VoIP Besoins croissants de communiquer Téléphonie classique trop souvent chère Démocratisation et fiabilité des réseaux IP Connexions Internet plus accessibles et attractives Remplacer/étendre la téléphonie classique o Communications locales o Communications internationales Mutualiser les réseaux Coût des communications o Coûts inférieurs voir nuls Inconvénients o o o o QoS Sécurité des transmissions Disponibilité VoIP sensible aux attaques réseaux Principe de fonctionnement La technologie VoIP est caractérisée par l’encapsulation d’un signal audio numérique (la voix) au sein du protocole IP. Cette encapsulation permet de transporter la voix sur tout réseau compatible TCP/IP. Avant que la voix ne soit transportée sur le réseau IP, elle doit être numérisée. Processus de numérisation Le processus de la numérisation de la voix est schématisé par la figure suivante : Processus de la VoIP Acquisition du signal: La première étape consiste naturellement à capter la voix à l’aide d’un micro, qu’il s’agisse de celui d’un téléphone ou d’un micro casque . Numérisation Dans le cas où les signaux téléphoniques à transmettre sont sous forme analogique, ces derniers doivent d'abord être convertis sous forme numérique suivant le format PCM (Pulse Code Modulation) à 64 Kbps. (Plusieurs formats sont utilisés) Si l'interface téléphonique est numérique cette fonction est omise. Compression : Le signal numérique PCM à 64 Kbps est compressé selon l'un des formats de codec (Compression / décompression) puis inséré dans des paquets IP. La fonction de codec est le plus souvent réalisée par un DSP (Digital Signal Processor). Encapsulation Les données doivent encore être enrichies en informations avant d’être converties en paquets de données à expédier sur le réseau. Transport Les paquets sont acheminés depuis le point d’émission pour atteindre le point de réception sans qu’un chemin précis soit réservé pour leur transport. Décompression : Côté réception, les informations reçues sont décompressées- Il est nécessaire pour cela d'utiliser le même codec que pour la compression - puis reconverties dans le format approprié pour le destinataire (analogique, PCM 64Kbps, etc.). Principaux codecs utilisés : Le mot codec vient de 'codeur-décodeur' et désigne un procédé capable de compresser ou de décompresser un signal, analogique ou numérique, en un format de données. Cette fonction peut être effectuée par un logiciel ou un circuit électronique dédié, un DSP (Digital Signal Processor). Il existe une multitude de codecs, mais ils peuvent être divisés en deux grandes familles suivant leur manière de compresser les données. On distingue deux types de compression. La compression non-destructive (on dit aussi sans pertes ou lossless) qui permet de retrouver le signal initial tel qu'il était avant codage La compression destructive (avec pertes ou lossy) qui prend en compte les caractéristiques des données à compresser et qui peuvent retirer des informations pouvant être considérées «non pertinentes». De nombreux codecs ont été mis au point G711 (aussi appelé alaw/ulaw) G723 G726 G729 GSM (utilisé par les téléphones mobiles) iLBC (internet Low Bitrate Codec) La tableau suivant représente la bande passante qu'ils utilisent, en rapport à la qualité sonore obtenue MOS. C'est cela qui déterminera le choix du codec à utiliser. Codec Bande passante (kbits/s) BP Codec BP IP MOS G711 64 87.2 4 ,1 G723 6.4 21.9 G726 32 47.2 3,85 G729 8 31.2 3,9 iLBC 15 27.7 4,1 BP Codec" indique la bande passante utilisée par le codec, "BP IP" la bande passante réellement nécessaire à la transmission (après ajout des en-têtes de paquets). Pour Info : Le MOS (Mean Opinion Score) Système de mesure de qualité développé par l’ITU (échelle de 1 à 5)Permet à l’auditeur de noter sa perception de qualité4. Généralement le codec G711 est utilisé pour le réseau LAN et le G729 sur le réseau WAN. Choix du codec DSP (Digital Signal Processor) processeur de signal numérique traitement numérique de signal ») est un microprocesseur optimisé pour exécuter des applications de traitement numérique du signal (filtrage,extraction de signaux, etc.) le plus rapidement possible. Les DSP sont utilisés dans la plupart des applications du traitement 4 https://www.youtube.com/watch?v=LNMfDrTka3c numérique du signal en temps réel. On les trouve dans les modems (modem RTC, modem ADSL), les téléphones mobiles, les appareils multimédia (lecteur MP3), les récepteurs GPS... Coding G711 Transcoding G711 vers Conferecing ILBC Terminologie PABX (Private Automatic Branch eXchange) ou PBX C’est un autocommutateur téléphonique privé. Il sert à relier les postes téléphoniques d’une entreprise entre eux et avec le réseau opérateur. RTC (Réseau Téléphonique Commuté) – pour les particuliers C’est le réseau téléphonique analogique qui permet de relier un poste analogique à un central téléphonique via 2 fils alimentés par le central. RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) – pour les entreprises C’est l’évolution du réseau RTC qui permet une meilleure qualité ainsi que le transport de la voix, la vidéo et des données. ISDN en anglais (Integrated Services Digital Network). VoIP (Voice Over IP) La voix sur IP est essentiellement le transport de la voix sur un réseau de données IP (Internet, Intranet, LL..) ToIP (Telephony Over IP) Elle englobe toute l’infrastructure offrant les services de téléphonie habituelle et progressivement ajoute de nouvelles fonctionnalités telles que la messagerie unifiée, la télécopie IP, fonctions de centre de contacts. Les communications sont établies par l’intermédiaire de terminaux IP (IP phone ou softphone). UC (Unified Communications) C’est une évolution de la ToIP qui englobe d’autres moyens de communications que la voix comme la vidéo, le travail collaboratif, la messagerie instantanée, la présence et la gestion des conférences avancées (audio, vidéo et web). RNIS https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9seau_num%C3%A9rique_%C3%A0_int%C3%A9gr ation_de_services Un réseau numérique à intégration de services (RNIS, en anglais ISDN pour Integrated Services Digital Network) est un réseau de télécommunications constitué de liaisons numériques autorisant une meilleure qualité et des vitesses pouvant atteindre 2 Mbit/s (accès E1) contre 56 kbit/s pour un modem classique. Il s'agit d'une technologie en voie de disparition, pour être remplacée par le "Tout IP". Orange France, par exemple, cessera toute commercialisation en novembre 2019. On peut voir l'architecture RNIS comme une évolution entièrement numérique des réseaux téléphoniques plus anciens, conçue pour associer la voix, les données, la vidéo et toute autre application ou service. RNIS s'oppose donc au réseau téléphonique commuté (RTC) traditionnel ;
