Introduction

À l’évidence, la multiplication des réseaux (fixe et mobile) de transport de voix, données, signalisation, services et de données de gestion, pose un problème aux différents acteurs.

Les usagers de ces réseaux, tout d’abord, qui doivent se plier aux nombreuses règles d’accès et donc en posséder un minimum de connaissances techniques matérielles et fonctionnelles.

Les opérateurs de ces réseaux, ensuite, qui doivent acheter, installer, exploiter et maintenir des équipements différents dans leurs conceptions fonctionnelles et matérielles.

Les équipementiers en télécommunications, enfin, qui de leur côté doivent continuer à développer, faire évoluer, maintenir des produits qui tant qu’ils restent (trop) spécialisés dispersent les forces du secteur de la recherche et du développement.

La réduction du coût de gestion de ces équipements ainsi que de leur nombre est une politique aisément compréhensible lors des bilans. Chacun de ces réseaux présentant ses propres limites, leur "convergence" alliée à la plurifonctionnalité des équipements qui les composent est sans doute la solution économiquement nécessaire.

Quelles sont donc les limites techniques...

Les limites des réseaux téléphoniques traditionnels

La téléphonie traditionnelle (voix et services), comme vu dans le premier chapitre, est organisée autour d’un réseau de transport synchrone imposant le débit fixe des informations transportées pour un usager ordinaire à 64 kbits par seconde. Le MIC composé de 31 intervalles de temps (IT) utiles - chacun affecté à une communication à établir - présente le désavantage économique de devoir "transporter" ces intervalles de temps, qu’ils soient réellement engagés ou pas. Il est ainsi aisé de comprendre que, par exemple, si aucun d’eux n’est utilisé, ce transport se fait en pure perte ; pourtant, les équipements et exploitants associés sont mobilisés pour le bon fonctionnement de l’ensemble !

Les opérateurs de tels réseaux s’attendant avant tout à rentabiliser leurs ressources, n’y aurait-il pas mieux à faire ?

En regardant de plus près ces IT à 64 kbits, une deuxième remarque désagréable s’impose : ce débit est-il adapté à des applications gourmandes en bande passante ? Les images vidéo par exemple ?

La technologie RNIS peut le proposer et est même (ou a été) utilisée...

Le modèle de convergence : NGN

La convergence des réseaux "Voix" synchrones et "Données" IP est donc nécessaire. Comment la réaliser ?

Deux principes de base ont été adoptés :

D’abord, la convergence doit conduire à un seul réseau de transport à gérer.
Ensuite une séparation effective doit être envisagée entre le contrôle des communications (établissement, supervision et libération) et le média (la voix, les données par exemple) lui-même.

Le schéma ci-dessous explicite cette évolution. Il est à comparer avec la représentation qui a été faite au chapitre La téléphonie "Legacy" (héritée) d’un système de commutation traditionnel où toutes les fonctionnalités figurant dans la partie gauche de la vue suivante étaient (sont encore) supportées par un même organe matériel.

Du commutateur TDM vers la téléphonie NGN

Le traitement du média (la voix en particulier) peut autoriser en mode "paquets" ce que le mode "circuit" TDM (Time Division Multiplexing - multiplexage temporel) interdisait, à savoir la compression, la suppression des silences et le partage de la bande passante entre voix et données.

À l’interfonctionnement...

La numérisation de la voix

Comme vu dans le premier chapitre avec le standard MIC, la numérisation est la capacité à transformer un signal analogique (la vibration de l’air, par exemple) en une suite d’éléments binaires représentant la succession des fréquences vibratoires, fruits de nos cordes vocales. Échantillonnage et codage résument ces opérations qui rapportées au monde IP sont complétées par des fonctionnalités propres au mode "paquets".

1. Le principe

Le récepteur du signal analogique, où qu’il se situe dans le réseau téléphonique commuté traditionnel, injecte donc les huit bits résultats de la numérisation traditionnelle dans un IT MIC. La MGW aura la possibilité d’en sélectionner moins ou de les remplacer par une suite numérique moins lourde à transporter. L’exemple suivant illustre cette action de la MGW.

Un cuisinier veut transmettre à un confrère les ingrédients d’une recette ; différentes façons de le faire peuvent être envisagées :

La première méthode consiste à transmettre littéralement tous les composants (caractère par caractère) de la recette, dans ce cas le signal analogique et le signal transporté dans le paquet IP sont strictement équivalents (c’est le cas du circuit TDM 64 kbits/s).
Une deuxième méthode consiste à utiliser (partager) entre confrères un lexique permettant, par des sigles ou un minimum de caractères, d’identifier chacun des composants de cette recette. Par exemple, le sel peut être codé par la lettre "s", le beurre par "b" et ainsi de suite… Le paquet IP résultant sera moins lourd, la bande passante utilisée sera moindre (inférieure à 64 kbits/s), cette méthode est la "compression sans destruction" avec lexique partagé.
Troisième possibilité, ayant retenu la solution de la compression des données, il peut s’avérer que certains ingrédients soient optionnels ; ainsi, pourquoi ne pas les omettre ? À la compression s’ajoute donc la destruction d’une partie du signal, le paquet sera définitivement...

L’interconnexion des réseaux

Les Media Gateways sont donc les équipements d’un réseau NGN en charge de l’adaptation des échantillons téléphoniques et de leur passage d’un réseau à un autre (réseau TDM vers IP ou réseau IP d’un opérateur vers un autre). Où se trouvent ces MGW ? Quels sont leurs types ? Les réponses à ces questions vont être données ici.

1. Les passerelles : Gateway

Les schémas à suivre précisent la localisation des MGW ainsi que leur type fonctionnel associé.

Il faut d’ailleurs noter que les technologies actuelles permettent d’agréger plusieurs types fonctionnels dans le même matériel "Gateway".

Tout d’abord, un retour au schéma d’un réseau voix "Legacy" hiérarchisé (TDM de bout en bout) où le trait continu figure le cheminement de la voix.

Organisation de réseau traditionnel

Les prochains schémas décriront les différentes évolutions vers l’architecture de réseau NGN / ToIP.

Première évolution vers la ToIP : le remplacement des centres de transit internationaux pour accéder à un réseau ToIP international. Les circuits TDM en provenance des centres de transit nationaux sont adaptés en paquets IP par une Trunking Gateway (TGW ou passerelle de circuits).

Évolution ToIP internationale

Ces TGW font naturellement partie des équipements les plus puissants en capacité et traitement au regard du nombre important de circuits TDM à traiter.

Deuxième évolution : l’adaptation IP est réalisée par suppression des centres de transit nationaux (on dira adaptation NGN - Classe 4 par référence à la hiérarchie décrite précédemment).

Évolution ToIP transit national

L’équipement passerelle utilisé est aussi dans ce cas de type TGW.

Troisième évolution : l’adaptation IP est réalisée par suppression des centres locaux, les usagers restant raccordés à leur nœud d’accès. Ce second type de passerelle pouvant accueillir plusieurs nœuds d’accès est identifié comme C-AGW (Centralized Access...

Les services et la ToIP

Au cours des vingt dernières années, les traitements de la plupart des services offerts aux usagers des réseaux historiques ont été petit à petit externalisés des commutateurs traditionnels du fait du montant de plus en plus important de données à gérer.

Sont apparus de ce fait de nouveaux équipements à vocation informatique, des serveurs utilisés jusque-là pour supporter des bases de données. Plus rapides, plus capacitifs, ils allègent les commutateurs et permettent à ceux-ci de se concentrer sur leurs fonctions primaires, contrôler les appels et commuter les circuits TDM. Avec l’apparition du modèle NGN et donc de la ToIP, ces serveurs doivent également s’adapter afin d’harmoniser l’architecture du réseau.

Notamment leur appellation change : le SCP (Service Control Point - point de contrôle de service) devient l’AS (Application Server - serveur d’application) le SRP (Specialized Resource Point - point de ressource spécialisée) devient le MS (Media Server - serveur de média). De même le protocole de dialogue entre AS et MS, l’INAP (Intelligent Network Application Protocol- protocole d’application du réseau intelligent, recommandation Q.1218 de l’UIT) peut être remplacé par le SIP. Dans...

La connectivité IP

Comme il est apparu dans ce chapitre, l’évolution des réseaux téléphoniques hérités fait de leurs usagers les nouveaux utilisateurs du réseau IP. Cependant ces usagers n’ont que dans de rares configurations un accès direct au réseau IP. Une interface matérielle et fonctionnelle, la passerelle de média est nécessaire étant données les différences fondamentales entre les réseaux.

Les deux schémas à venir fixent de façon définitive les utilisateurs connectés et non connectés au réseau de paquets IP.

Tout d’abord, les "non-connectés", c’est-à-dire ceux pour lesquels la ToIP n’est en fait qu’une abstraction car, pour eux, les équipements qu’ils utilisent sont les mêmes avant et après l’évolution NGN.

Quels que soient les équipements dont ils disposent à domicile où dans leur entreprise, leur accès au monde IP se fait à une distance qu’ils ne maîtrisent pas et qui est directement sous la responsabilité de l’opérateur du réseau IP ; rien ne change pour l’utilisateur, il est transparent à l’évolution, il reste dans le monde synchrone TDM et le service rendu sur IP est limité à un débit...

La nécessaire convergence des réseaux