services télécoms “ip” : architecture et signalisation (sip) .1.3.1 le protocole sip (session

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  • SSeerrvviicceess TTllccoommss IIPP ::

    Architecture et signalisation (SIP)

    Ahmed MEDDAHI

  • Table des matires

    1.1 Introduction .............................................................................................................................. 5 1.1.1 Elments de codage de la parole pour les rseaux en mode paquet (IP) .................... 6

    1.2 Transport du flux temps rel en mode paquet (IP) ......................................................... 9 1.2.1 Le protocole RTP............................................................................................................. 9 1.2.2 Le protocole RTCP ........................................................................................................ 11

    1.3 Architectures et protocoles de signalisation (SIP). .............................................................. 14 1.3.1 Le protocole SIP (Session Initiation Protocol) ............................................................ 15

    1.3.1.1 Format dadresse .................................................................................................. 17 1.3.1.2 Architecture SIP de base ...................................................................................... 17 1.3.1.3 Type et format des principaux messages SIP ..................................................... 18 1.3.1.4 Ngociation des flux mdia dans SIP................................................................... 20 1.3.1.5 Gestion des temporisateurs SIP ........................................................................... 22 1.3.1.6 SIP et Qualit de service (QdS)............................................................................ 23

    1.3.2 Remarques...................................................................................................................... 25 1.4 Qualit de service dans les rseaux IP .................................................................................. 25

    1.4.1 Les paramtres de qualit de service ........................................................................... 25 1.4.2 Mcanismes pour la diffrenciation de flux ................................................................ 27 1.4.3 Architecture de qualit de service ................................................................................ 29

    1.5.3.1 Architecture IntServ ( Integrated Services ) .................................................. 30 1.5.3.2 Architecture DiffServ ( Differentiated Services ) ........................................... 30 1.5.3.3 Le protocole COPS (Common Open Policy Service) ................................... 31

    1.5.4 Remarques...................................................................................................................... 33 1.6 Qualit de la Voix sur IP........................................................................................................ 33

    1.6.1 Architecture de rfrence pour le flux mdia voix sur IP.......................................... 34 1.6.2 Un outil de prdiction de la qualit vocale : le E-Model ...................................... 34 1.6.3 Les phnomnes dcho dans les rseaux tlphoniques ............................................ 35

    1.6.3.1 Echo lectrique et acoustique............................................................................... 36 1.6.4 Phnomnes lis au dlai de transmission ................................................................... 37

    1.6.4.1 Influence du systme dexploitation .................................................................... 37 1.6.4.2 Influence du buffer de gigue ................................................................................ 38 1.6.4.3 Influence du codec, de la paquetisation et de la redondance ............................ 39

  • - 3 -

    1.6.4.4 Niveau de qualit de la voix en fonction de lcho ............................................. 41 1.1 Performance du protocole SIP (quelques lments)...................................................... 42

    1.1.1 Plate-forme dvaluation des performances SIP ................................................... 42 1.1.2 Scnarios de test............................................................................................................. 44 1.1.3 Rsultats et analyse........................................................................................................ 45

    1.2 Compression SIP .................................................................................................................... 47 1.6.5 Remarques...................................................................................................................... 49

    Conclusion................................................................................................................................ 49 Glossaire des abrviations .................................................................................................................. 51 Bibliographie (liste non exhaustive)................................................................................................... 53 Liste des figures ................................................................................................................................... 53 Liste des tableaux ................................................................................................................................ 54 Liste des figures ................................................................................................................................... 53

    Liste des tableaux ................................................................................................................................ 54

  • A. Meddahi Services Tlcom IP : Architecture et Signalisation (SIP)

    - 5 -

    11..

    1.1 Introduction Il y a aujourdhui un large consensus parmi les constructeurs et les oprateurs sur

    lutilisation de la technologie paquet IP pour le transport et la fourniture de services tlcoms et plus particulirement pour les services tlphonie sur IP, par nature complexes . Parmi les raisons permettant dexpliquer lessor que connaissent ces services de voix sur IP , nous pouvons citer :

    - Le succs des offres de services dites triple-play pour les utilisateurs daccs haut-dbit (offre combinant : visiophonie, tlphonie et tlvision sur Internet).

    - La souplesse offerte par cette technologie grce en particulier la sparation des plans : transport, signalisation et services. Offranten particulier une gestion centralise et un dploiement rapide de services, partir dune seule et unique plate-forme (serveur dappels).

    - Lmergence d API ouvertes et standars (ex JAIN : Java Api for IN, sous JAVA) facilitant le developpment de nouveaux services par rapport aux services de tlphonie classique,permettant un retour sur investissement plus rapide pour les oprateurs. A titre dexemples, nous pouvons citer les services de visiophonie sur IP dans les rseaux mobiles de troisime gnration ( UMTS ), mais aussi les services de type PABX mutualiss ou partags entre plusieurs entreprises (notion de centrex IP), la messagerie instantane, les applications bases localisation, la VoIP oriente contexte (ex. adaptation au contexte de lutilisateur de son environnement)

    Ces services, en termes de fonctionnalits et performances, doivent tre comparables au moins ce qui est fournit sur les rseaux classiques (rseaux circuits). Cela, suppose non seulement une adaptation de la technologie IP au type de service support mais aussi, et rciproquement, une certaine adaptation du service au mode de transport IP .

    Dvelopper ou dployer ces services plus o moins complexes, de nature diffrente, sur une infrastructure en mode paquet (IP) impose des contraintes fortes sur le rseau IP (comparativement aux infrastructures ddies), en particulier lorsquil sagit de services temps rel, isochrones ou encore multicast .

    Lobjectif ici est dtudier (mais aussi dapprhender la nature des problmes qui caractrise le transport en mode paquet IP , en particulier pour le flux isochrone) et de comprendre les modles darchitectures et les protocoles sur lesquels sappuient ces services. En guise dillustration, nous nous appuierons sur un service tlcom considr comme critique : le service de tlphonie sur IP appel plus communment voix sur IP . Cependant, la notion de tlphonie sur IP intgre des aspects plus complexes que le simple transport de la parole en mode point point, que sous-entend le terme voix sur IP .

    Laspect valuation des performances de la voix sur IP , plus particulirement des modles de protocoles et darchitectures supports sera introduite.

    Dvelopper ou dployer des services plus o moins complexes, de nature diffrente, sur une infrastructure paquet (IP) pose de nombreux problmes (compar aux rseaux ddis) et suppose de rsoudre au pralable un certain nombre dlments critiques. Cela, est gnralement vrifi pour des services de type : temps rel, isochrones ou encore

  • A. Meddahi Services Tlcom IP : Architecture et Signalisation (SIP)

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    multicast , mais plus particulirement lorquil sagit de services de type voix sur IP ( VoIP ).

    Ce document, prsente une synthse, des modles de protocoles et darchitectures, sur lesquels sappuient les services voix sur IP . Il permet de mettre en vidence, les problmes potentiels de performance, poss par ces modles.

    Nous donnons quelques lments de traitement de la parole. Nous prsentons ensuite les architectures et protocoles de transport de la voix en mode IP, pour ensuite prsenter les protocoles de signalisation, en particulier le protocole de signalisation SIP . Enfin, nous analysons les mcanismes de qualit de service dans les rseaux IP, pour finalement nous intres