De la téléphonie classique à la ToIP hassan.hassan@urec.cnrs.fr Unité Réseaux du CNRS

La téléphonie

• La téléphonie est un système de communication avec la voix

• Deux composantes sont nécessaires à ce système ▫ La signalisation  Comment établir une communication entre deux ou

plusieurs points ▫ La transmission  Comment transporter la voix entre deux ou plusieurs

points

18/05/2010 H. HASSAN

2

La signalisation

• Historiquement la téléphonie avait un système de signalisation dédié SS7

• L’adressage dans ce système est basé sur un plan de numérotation hiérarchique ▫ Chaque utilisateur a un numéro de téléphone ▫ Code pays + code région + code ville +…+ numéro

d’abonné • Le système SS7 a été pensé uniquement pour les

communications téléphoniques

18/05/2010 H. HASSAN

3

La transmission (voix)

• Fréquence de la voix pour la téléphonie ▫ 300-3400 HZ

• Plusieurs techniques pour transporter la voix ▫ Modulation analogique ▫ Numérisation de la voix

18/05/2010 H. HASSAN

4

La transmission (réseau)

• Historiquement la téléphonie avait un réseau dédié pour son fonctionnement (RTC, PSTN)

• Un réseau téléphonique est constitué de trois types d'équipements principaux : ▫ Les terminaux. ▫ Les systèmes centraux. ▫ Les liaisons entre ces différents équipements.

18/05/2010 H. HASSAN

5

La commutation de circuits •  Pour chaque communication téléphonique un ( ou plusieurs) circuit

est établi entre les extrémités

18/05/2010 H. HASSAN

6

Circuit

Loi d’Erlang

• Cette loi définit en fonction du: ▫ Nombre d’appels ▫ Durée de traitement

• La relation entre: ▫ Le niveau de service (taux d’appels servis avec

moins de N secondes d’attente) ▫ Et l’effectif requis

18/05/2010 H. HASSAN

7

Dimensionnement

• La loi d’Erlang permet de choisir la capacité d’autocommutateur

• La loi d’Erlang permet de choisir le type d’abonnement

• L’offre opérateur en téléphonie classique propose des abonnements non adaptés

• => Un problème à résoudre

18/05/2010 H. HASSAN

8

Evolution de la téléphonie

• Avec la téléphonie classique ▫ Un appel => un circuit ▫ Une ressource est toujours monopolisée pendant

la durée de l’appel • Idée: ▫ On peut améliorer l’utilisation d’un circuit par

TDM

18/05/2010 H. HASSAN

9

TDM • Time division multiplexing ▫ Améliorer l’utilisation du support de communication ▫ Transport de la voix comme paquets

• RNIS ▫  1 canal B =64kbps, 1canal D =16 Kbps ▫ T0: 2B+D ▫ T2:30B+D ▫ …

• Protocole de signalisation SS7

18/05/2010 H. HASSAN

10

Numérisation de la voix

• Un signal On-Off

• La voix est très sensible aux délais

18/05/2010 H. HASSAN

11

Parole Silence

Codecs

18/05/2010 H. HASSAN

12

Codec Débit kbps MOS Utilisation

G711 64 4.3 Filaire

G726 16, 24, 32 4.1 DECT

G729 8 4 VoIP

iLBC 13.333 4.1 Skype

GSM 13 3.5->3.9 GSM

MELP 0.6,1.2,2.4 2.4->3.2 Militaire

MOS: Mean Opinion Score

Les autres systèmes de téléphonies

• Un circuit peut être ▫ Un circuit physique (RTC) ▫ Un slot de temps (voix sur TDM) ▫ Une fréquence (ADSL non dégroupé) ▫ Un (ou plusieurs) slot de temps sur une fréquence

(GSM) ▫ Un circuit virtuel (voix sur ATM ou Frame Relay)

18/05/2010 H. HASSAN

13

Evolution vers IP

• RTC ou TDM: commutation de circuits ▫ Ressources réservées durant l’appel ▫ Protocole de signalisation spécifique ▫ Réseau de transport indépendant

• IP ▫ Réseau avec ressources partagées ▫  Introduction d’un protocole de signalisation générique

(SIP) ▫ Un seul réseau à maintenir

18/05/2010 H. HASSAN

14

Voix sur IP (VoIP) • Transporter la voix par le réseau informatique ▫  Commutation de paquets

  Codage de la voix en paquets   Qualité de la voix liée aux techniques de compression et au taux de

compression   Trouver un équilibre (compression, qualité de la voix, performance)

la recherche continue   Flux temps réel sensible

  Au délai de bout en bout   A la gigue   Au taux de perte

▫  Des problème déjà rencontrés en TDM et GSM ▫  Quel est le problème de IP?

18/05/2010 H. HASSAN

15

Un circuit avec IP? • La numérisation de la voix n’est pas un problème • La notion de circuit avec IP disparaît (tant mieux) •  IP est un monde anarchique ▫  Le système a été imaginé pour transporter les paquets

ensemble ▫  Aucune garantie sur la livraison des paquets ▫  Des protocoles ont été introduits pour chaque application

• Comment protéger le trafic? ▫  Des mécanismes ont été introduits pour différencier les

paquets • Quel protocole?

18/05/2010 H. HASSAN

16

Protocoles

• TCP ▫ Non adapté à cause des retransmissions ▫ Transport avec le protocole UDP mais:  Aucune garantie sur la livraison des paquets

• Protocole de signalisation ▫ SIP: Choix de la 3GPP ▫ Plusieurs protocoles propriétaires et ouverts

18/05/2010 H. HASSAN

17

Protéger le trafic Voix

• Des circuits virtuels ▫ VPN ▫ LSP (MPLS)

• Un circuit par appel => c’est trop • Un circuit par groupe d’appel • Priorités sur le trafic ▫ Classes de service

18/05/2010 H. HASSAN

18

Est-ce que la VoIP est moins fiable? • Avec la VoIP on ne garantit pas un circuit par appel ▫ Est-ce que cela est vraiment nécessaire?

• Avec la VoIP la téléphonie perd son réseau dédié ▫  Il faut savoir cohabiter

• Avec la VoIP on gère sur le même réseau des trafics avec des contraintes temporelles très différentes ▫  Les techniques existes mais peu utilisées.

• Les téléphonistes ont placé la barre très haut ▫  Il faut que les informaticiens s’y adaptent

18/05/2010 H. HASSAN

19

Et la Téléphonie sur IP (ToIP)

• Utilise la technologie VoIP pour le transport de la voix

• PABX => commutateur de connexions réseau IPBX

• Poste IP => terminal réseau ▫ Une adresse IP ▫ Une alimentation

• Protocole de signalisation: numéro de téléphone adresse IP

18/05/2010 H. HASSAN

20

Les avantages de la ToIP •  Convergence de support de communication ▫  Un seul réseau à maintenir

•  Flexibilité dans le dimensionnement ▫  Plus besoin de la loi d’Erlang ou presque

•  Intégration dans le système d’information ▫  Annuaires ▫  Messagerie ▫  Web ▫  Réseaux sociaux ▫  ….

•  Réduction des coûts?

18/05/2010 H. HASSAN

21

Les inconvénients de la ToIP

• IP ▫ Ressources partagées => besoin de mécanismes de

priorité ▫ Décentralisation du dimensionnement: chaque

nœud de la chaine compte • Un réseau unique ▫ Perte de redondance

18/05/2010 H. HASSAN

22

Conclusions

• L’évolution de la téléphonie vers la ToIP est en bonne voie

• Le pérennité de la ToIP est liée à la pérennité de la technologie IP

• Il est difficile d’apprécier les avantages de la ToIP à court terme

18/05/2010 H. HASSAN

23