VoIP

Voix sur IP – Aussi connue sous le nom de téléphonie Internet, est une technologie qui vous permet de téléphoner via un réseau d’ordinateurs basé sur un protocole Internet.Protocole permettant de tenir une conversation téléphonique via Internet. Vous pouvez ainsi vous connecter à votre point de présence local et appeler un correspondant à l’autre bout du monde pour le prix d’une communication locale.
La différence essentielle par rapport à la téléphonie classique est que l’information vocale n’est pas transmise sur un réseau téléphonique via une connexion dédiée mais est divisée en paquets IP à réassembler par le récepteur téléphonique. L’avantage principal par rapport à la téléphonie classique est que la Voix sur IP utilise l’infrastructure réseau existante et donc ne requiert qu’un seul réseau.
Divers protocoles contrôlant la voix et le transfert de données ont été définis de façon à garantir que tous les types de sociétés et toutes les régions du pays puissent mettre en oeuvre cette technologie. Les protocoles les plus importants sont le SIP et le H323, le protocole SIP étant la meilleure option pour l’avenir. L’intérêt porté par les entreprises à l’intégration de la voix sur les réseaux initialement prévus pour les données est tout d’abord un intérêt financier de réduction des coûts. En effet, jusqu’à maintenant, de nombreuses entreprises possèdent deux réseaux complètement distincts : un réseau de données et un réseau téléphonique. La redondance du câblage et les politiques de réduction des coûts de télécommunication ont entraîné la volonté d’intégrer la voix aux réseaux de données. L’augmentation de la
capacité des réseaux de données ainsi que l’apparition sur le marché de produits permettant d’intégrer la voix sur les réseaux de données ont également contribué à l’émergence de ce nouveau besoin.
D’autre part, une telle intégration de plusieurs types de flux dans un même réseau permet de faciliter l’exploitation global des réseaux de télécommunication. De plus, le couplage de la téléphonie avec des applications informatiques permet l’utilisation de nouvelles applications de service telles que les centres d’appels ou de nouvelles applications Web. L’évolution du paysage réseau / télécom entraîne un déplacement de la problématique : la réduction des
coûts de télécommunication et plus particulièrement de la voix fait qu’une des raisons principales de l’évolution des réseaux d’entreprise vers une intégration voix/données est la possibilité d’ajouter des services à la téléphonie d’entreprise.
Néanmoins, bien que les progrès technologiques soient apparemment là, il ne faut pas perdre de vue qu’un passage d’un « double » réseau voix-données à un réseau intégrant ces deux types de flux ne peut se faire qu’à la condition où la qualité de service du nouveau produit soit au moins équivalente à celle de l’ancien produit. En effet, la téléphonie est considérée comme une application critique et l’utilisateur n’acceptera pas une dégradation de la qualité du service de téléphonie : La qualité de service au niveau du transport de la voix est caractérisée notamment par la qualité auditive de la restitution de la voix mais aussi et surtout par la capacité du réseau à respecter la caractéristique d’isochronisme de la voix. De plus, la téléphonie étant un service dit critique pour les entreprises, la contrainte de disponibilité de ce
service doit à tout prix être respectée.
Il faut également souligner le fait que l’intégration de la voix aux réseaux de données ne doive pas dégrader le service initialement rendu par le réseau c’est-à-dire le transport des données. Ceci engendre le respect de conditions de débit utilisé par le service de téléphonie.

Les contraintes techniques liées au transport de la voix par paquets :

• Le délai de transit – Le délai de transit ne doit pas dépasser 200 ms pour transporter la voix dans un réseau télécoms. Les réseaux à relais de trames des opérateurs garantissent un délai de transit inférieur à 100 ms. La variation du délai de transit appelée « gigue » ne doit donc pas dépasser 100 ms. Si l’on peut garantir un transfert en respectant les contraintes temporelles du transfert isochrone (ou en limitant la gigue à des proportions acceptables(>à 100 ms) il est alors possible de rassembler les différents échantillons de voix en paquets de taille constante et d’utiliser la commutation de paquets pour transmettre la voix.

• La compression de la voix et la mise en paquets – Les techniques de compression de la voix apportent une réduction importante de la bande passante en contre partie d’un temps de traitement non négligeable. Il convient alors de perdre le moins de temps possible à numériser et à compresser la voix. L’évolution des algorithmes de compression associée à la puissance des nouveaux processeurs a largement contribué au développement de la voix sur IP.

• La contrainte de temps versus contrôle d’erreurs – Incompatible avec les mécanismes de retransmission en cas d’erreur, la voix sur IP n’a pas les mêmes contraintes que le transport de données. Les meilleurs algorithmes de compression de la voix utilisent un codage de base qui représentent très peu de données à transmettre, donc statistiquement moins exposées aux erreurs. En cas d’erreur de transmission, le timbre de la voix est temporairement affecté mais la communication reste intelligible.

• Le phénomène d’écho – Le poste de l’usager est raccordé par deux fils (boucle locale) alors que la liaison distante est généralement réalisée en quatre fils (une paire émission et une paire réception). Le passage de deux à quatre fils est réalisé par un transformateur différentiel. Si l’adaptation d’impédance est mal réalisée, une partie de l’énergie est réfléchie. Ce phénomène s’appelle l’écho. L’écho local est peu gênant. Par contre, à partir d’un certain délai de transmission, fonction de la distance séparant les deux PABX, l’écho distant peut devenir gênant. Supérieur à 45 ms, il constitue un véritable trouble de la conversation.

Ce phénomène ne pouvant être évité lorsque l’on transporte la voix sur un réseau, il convient de l’éliminer à l’aide de suppresseurs d’écho.
Principe du transport de la voix sur des réseaux de données :
La voix doit subir un certain nombre de traitements avant d’être envoyée sur un réseau IP. Elle doit être numérisée, compressée et mise en paquets IP. C’est l’émetteur qui est chargé d’effectuer tous ces traitements. Une fois « paquétisée », la voix est envoyée sur le réseau de transport IP, qui se charge de l’acheminer jusqu au destinataire. Les paquets IP circulant indépendamment les uns des autres peuvent arriver dans le désordre. Le récepteur devra donc les replacer dans le bon ordre. De plus, sachant qu’ils arriveront probablement à des intervalles différents de ceux dans lesquels ils ont été émis, il faudra les re synchroniser afin que la voix rendue soit fluide et constante. Le récepteur est donc chargé de bufferiser les paquets IP reçus afin de rattraper la gigue. C’est seulement après cette étape de reconstitution du flux que les paquets suivront le traitement de restitution : remise en forme, décompression, conversion en analogique, amplification et diffusion dans l’écouteur ou sur les haut-parleurs.

Les différentes configurations :
Pour transporter la voix sur un réseau IP, il existe plusieurs configurations :

• Liaison PC-PC – Ce type de liaison repose sur l’utilisation de logiciels de téléphonie. Il en existe une multitude sur le marché qui sont malheureusement incompatibles entre eux (les standards H323, T.120 et le protocole SIP devrait très rapidement améliorer cela). Cela signifie que pour l’instant il est préférable de disposer de deux ordinateurs possédant le même logiciel pour communiquer. Un effort d’interopérabilité a été entrepris avec les standards H.323, T.120 conçus à l’origine par l’UIT-T pour la visioconférence sur réseau local ainsi que le standard SIP qui prend de plus en plus d’importance sur es pltes formes.

• Liaison PC-téléphone – Il est également possible à partir d’un PC multimédia d’appeler un correspondant sur son poste téléphonique classique. Cette solution nécessite toutefois la mise en oeuvre d’une passerelle VoIP (Voiceover IP) située au plus près du correspondant final. Cette passerelle permet de faire le lien entre le réseau IP et le réseau de téléphonie classique. Ainsi, lorsque les paquets IP arrivent sur la passerelle, celle-ci se charge de re synchroniser le signal, de le remettre en forme, de le décompresser, de le convertir en un signal analogique et de l’envoyer sur le poste téléphonique du destinataire. Dans un contexte professionnel, la passerelle VoIP peut être directement raccordée au PABX de l’entreprise.

• Liaison téléphone-téléphone – Il est tout à fait possible à partir de son poste téléphonique classique de joindre son correspondant également sur son poste téléphonique en passant par un réseau de données IP, si les deux postes sont rattachés à une passerelle VoIP.

  - Les fonctions de base d’une passerelle VoIP sont : la conversion d’une partie du numéro demandé en adresse IP de la passerelle VoIP la plus proche du destinataire, la connexion qui permet à la passerelle source d’établir une connexion avec la passerelle destination, d’échanger la signalisation nécessaire à cette connexion, la numérisation, la démodulation pour les signaux de fax, la compression, la mise en paquets IP, la décompression, et la remodulation pour les signaux de fax.

Les problèmes techniques classiques :

• Le taux de perte des paquets – Lorsque des réseaux IP sont congestionnés, les équipements qui les composent libèrent de la bande passante (phénomène connu sous l’acronyme de « drop »). Une connexion via un réseau IP peut donc connaître un taux de perte important. Selon la route utilisée, l’éloignement des correspondants, le taux de perte des paquets peut passer de 5% à 50%. Au-delà de 20%, le signal est inaudible ; il a perdu trop d’informations. A débit constant, il n’y a pas de solution pour remédier aux pertes de paquets. Il faut élargir la bande passante pour éviter les congestions et remplacer les réseaux intermédiaires lents par des réseaux de plus fortes capacités. La garantie d’un service fiable et temps réel passe donc par la réservation de ressources dans le réseau par l’intermédiaire d’un  protocole adapté, mais il n’y a pas de miracles si le réseau est extrèmement chargé.

• Un mode non connecté et non fiable – La contrainte de délai empêche toute tentative d’utilisation de protocole de transport fiable comme TCP. Tous les mécanismes de TCP (accusé de réception, contrôle de flux) sont inutilisables dans le cas d’une communication téléphonique. Les boucles d’allers et retours entre l’émetteur et le récepteur  ultiplieraient le délai de transmission et le mécanisme de la “fenêtre de congestion” aggrave la gigue.

Plusieurs outils et solutions permettent de retarder l’apparition des problémes classiques rencontrés en VoIP : La mise en oeuvre du protocole RTP (protocole de transport temps réel), le passage en Ipv6 avec sa gestion des indices de priorité en natif, mise en oeuvre de réservation de ressources via RSVP, et enfin les différentes solution matérielles dédiées à la compression.