Name: VoIP et ToIP - Asterisk La téléphonie IP d'entreprise [2ième édition]
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Introduction

Auparavant, la fonction informatique et la fonction téléphonie étaient bien séparées et il y avait bien deux types d’acteurs : les informaticiens et les téléphonistes. Les réseaux informatiques et les réseaux téléphoniques étaient d’ailleurs distincts.

La fusion des deux mondes, qui s’est opérée depuis environ 5 ans et qui va se poursuivre, a considérablement bouleversé le paysage de la téléphonie d’entreprise et du particulier.

Le métier de téléphoniste a disparu (quelle entreprise dispose aujourd’hui de postes dédiés à ce métier ?) au profit d’une composante «Téléphonie sur IP » qui nécessite, avant tout, de fortes compétences en systèmes, réseaux IP et télécoms.

Cela dit, la voix sur IP est un domaine complexe comprenant beaucoup de concepts indispensables à connaître, avant de vouloir installer son propre système de téléphonie basé sur Asterisk.

De l’aveu de ses concepteurs, “ Asterisk n’est pas un système simple à configurer ”.

Terminologie générale : le concept de T-VoIP

La T-VoIP (Téléphonie et Voix sur IP) est composé de la VoIP et de la ToIP.

* La VoIP (Voice over IP) concerne le cœur du système de téléphonie, qui comprend tous les éléments assurant le transport de la voix : autocoms IP, passerelles de communication, réseaux opérateurs, communication inter-sites, protocole de communication. La VoIP répond ainsi à la question de "que se passe-t-il après avoir composé un numéro de téléphone ? ".

Il est également important d’y associer la partie Gateway ou Passerelle qui permet d’effectuer l’évasion des flux téléphoniques vers le réseau public (appels vers les numéros fixes et appels vers les numéros mobiles). Nous verrons plus loin dans ce livre le traitement spécial des appels vers les mobiles via une passerelle spécifique.

* La ToIP (Telephony over IP) concerne uniquement la partie correspondante aux téléphones IP. Les softphones ou logiciels téléphoniques, qui s’installent sur un PC et qui "émulent" un téléphone IP, rentrent tout à fait dans cette catégorie. Depuis l’avènement de l’iPhone et autres smartphones, il faut tenir compte également de la possibilité...

Les composants matériels et logiciels

1. Matériels

Pour réaliser une infrastructure de téléphonie, il faut avoir recours à de nombreux éléments matériels, parfois incompatibles ensembles. La prudence s’impose donc avant d’effectuer les investissements nécessaires.

a. Autocom

Il s’agit en fait d’un ordinateur ou plus exactement d’un serveur (Dell, HP, IBM, Supermicro…) qui va héberger logiciel (Asterisk ou autre) et matériel (système d’exploitation, mémoire, carte de communication VoIP, carte réseau, disque dur, processeur...). Asterisk fonctionne sur la plupart des versions de Linux (Redhat, Centos, Mandriva, Debian...) mais également sur Windows (voir http://www.asteriskwin32.com ou http://www.willvoice.net ) mais il faut reconnaître que le logiciel, dans ce cas, évolue moins vite que sur les versions Linux.

Dans le cadre de petite structure (moins de 5 postes), pour des raisons de coûts, il est possible d’installer Asterisk sur un PC même si cela est déconseillé (manque de redondance). Une agence de 15 postes, par exemple, exigera un serveur avec 1 Go de mémoire.

Attention, certains matériels ne sont pas compatibles Asterisk (voir http://www.voip-info.org/wiki/view/Asterisk+hardware).

b. Terminaux IP

Il s’agit ici de téléphones IP (Aastra, Polycom, Thomson, Cisco, Snom, Swissvoice, Gandstream, Linkys, Siemens...) ou softphones (Zoiper-Idefisk, X-Lite, Brio, Skype, Ekiga...). La plupart des terminaux IP du marché, utilisant le protocole de communication SIP, sont compatibles Asterisk.

Le prix d’un téléphone IP varie entre 50 et 500 euros ; les téléphones de bon rapport qualité-prix de type Thomson SpeedTouch ST2030 ou Aastra 55i coûtent environ une centaine d’euros.

c. Routeurs et switchs

Les routeurs sont des équipements (Cisco, 3com...) permettant de faire communiquer des réseaux différents. Par exemple, pour qu’un réseau adressé en 192.168.1.0/24 puisse communiquer avec un réseau adressé en 10.10.0.0/16, il faut un équipement de routage ayant une interface sur chaque réseau.

Les routeurs sont indispensables pour acheminer la voix sur les réseaux et peuvent être combinés avec...

Les protocoles de la VoIP

Au sens définition, un protocole est une formalisation standardisée permettant la communication entre plusieurs processus ; autrement dit, c’est un ensemble de procédures et de règles qui servent à l’émission et à la réception des données sur un réseau.

Dans le milieu des télécoms et réseaux, chaque applicatif a son protocole. Le plus célèbre et le plus utilisé est le protocole TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol).

Toute la difficulté de la VoIP est de transformer un flux voix de type audio en numérique (découpage en paquets de l’information) afin de le faire transiter sur les réseaux IP et d’effectuer l’opération inverse dans le bon ordre afin que le correspondant comprenne parfaitement le flux voix audio, et ceci en temps réel (moins de 300 ms).

La notion de temps réel est une contrainte que le transport des flux de données classiques (protocoles SMTP, FTP, HTTP...) n’a pas à gérer.

1. SIP

Le protocole SIP (Session Initiation Protocol) est un protocole de transport qui date de 1996, établi par l’IETF (Internet Engineering Task Force). Il est décrit dans le RFC 3261 (Request For Comments).

Il fonctionne en mode client/serveur : le téléphone (client) envoie des requêtes au serveur SIP (autocom) ou vers d’autres clients SIP. Ces requêtes sont en fait des paquets de données qui contiennent des informations à destination du serveur SIP.

Depuis 2004, SIP s’est imposé comme le protocole de choix en matière de VoIP en raison de sa simplicité et de sa disponibilité gratuite ; il est d’ailleurs implémenté dans la majorité des matériels et logiciels fournis à ce jour par les constructeurs et éditeurs.

Les trois composants de SIP

SIP est basé sur un User Agent (UA), un registrar et un proxy.

Le User Agent est le « client » tels que les téléphones SIP, les softphones, les passerelles SIP. Les UAs s’enregistrent auprès d’un registrar mais il est possible que deux UAs établissent une session ensemble.
Le Registrar représente le serveur SIP, responsable de la mise en relation des sessions SIP à...

Les codecs

Un codec est un algorithme qui permet de COmpresser/DECompresser les flux numériques en flux analogiques et inversement.

Il peut se présenter sous la forme logicielle (programme à installer sur Asterisk ou déjà présent) ou matérielle (carte spécifique à installer dans le serveur).

1. G.711

Dans Asterisk, ce codec prend le nom de ulaw (µ-law) pour l’Amérique du Nord et alaw pour le reste du monde ; le codec G.711 alaw est donc employé en France. G711 utilise une bande passante élevée à 64kp/s (il faut rajouter l’overhead, lié aux flux RTP), mais consomme peu de CPU sur le serveur puisqu’il n’est pratiquement pas compressé. La qualité de G.711 est excellente et égale celle du RTC classique.

Ce codec est à utiliser de préférence dans un LAN (Local Area Network) où la ressource en bande passante ne pose pas de problème particulier.

Autres points importants à ne pas négliger, G711 est gratuit et est implémenté dans la majorité des équipements de T-VoIP.

2. G.723.1

Ce codec payant est utilisé uniquement en cas de transcodage, G.723.1 fonctionne à 5,3 Kb/s ou 6,3 Kb/s donc est très intéressant dans le cas de faibles bandes passantes.

3. G.726

Il s’agit d’un codec gratuit qui utilise différents débits...

La qualité de service (QoS)

1. Généralités

Le signal de la voix humaine est analogique ; pour qu’il soit transporté de l’émetteur vers le destinataire sur un réseau IP, il va subir toute une série de cheminement : passage dans de nombreux équipements hétérogènes, numérisation, compression, décompression, utilisation de lignes ADSL... Et c’est précisément ce cheminement qui va être à l’origine de sa dépréciation.

Un ensemble de mécanisme est alors nécessaire pour éviter au maximum cette dépréciation : la QoS.

Sans mécanisme précis de prioritisation, tous les flux sont au même niveau sur une bande passante donnée.

Exemple d’un gros envoi de fichiers FTP

HTTP
SMTP
FTP
VOIP SIP/RTP	Lien ADSL avec une bande passante de 1Mb/s en download 256 Kb/s en upload	FTP
Autres flux

Ici, c’est le sens montant qui nous intéresse. À supposer que nous décidions d’envoyer un fichier important qui monopolise toute la bande passante, soit un taux de transfert de 32 Ko/s ; si une communication VoIP est en cours, il n’y aura donc plus de bande passante disponible et les paquets VoIP seront acheminés en temps différés ; cela provoquera donc une communication de mauvaise qualité voire inaudible, tout le temps du transfert de fichier.

La qualité d’écoute dépend du délai de transmission de la voix :

Délai de transmission de la voix	Qualité d’écoute
< à 300 ms	Excellente
Entre 300 et 500 ms	Moyenne
Entre 500 ms à 1 s	Faible
> à 1 s	Impossible

2. QoS ou canaux de liaison dédiés

Dans la majorité des entreprises, les liens inter-sites sont gérés par un opérateur qui a mis en place un réseau privé avec des équipements permettant d’obtenir de la QoS ATM (Asynchronous Transfert Mode) et/ou IP. Ces réseaux...

L’écosystème de la VoIP