Contribution à l’appel à commentaires
" téléphonie sur IP " de l’ART
La démarche de Lucent Technologies pour l’appel à commentaires sur la téléphonie sur IP
Lucent Technologies Network Knowledge Solutions
Le positionnement de Lucent Technologies dans
les projets de téléphonie sur IP
L’économie de la téléphonie sur IP
L’économie de la voix sur IP pour les communications
interurbaines
Les créneaux de marchés pour les
communications interurbaines
La téléphonie internationale
Les activités possibles pour un opérateur
Les activités de simple transport de données
Les activités vocales nationales
Les activités vocales internationales
Le schéma des activités de téléphonie sur IP initiant du trafic
Le schéma de téléphonie sur
IP terminant sur RTC un trafic IP
L’activité de " clearing house " : chambre de compensation
Les autres impacts possibles de la téléphonie sur IP
L’élargissement de la gamme de services
IP
L’accès IP en mode permanent
La modulation de la qualité de services
La couche intelligente dans les réseaux
IP
Les architectures, équipements, normalisation.
Les différents types d'offres, les architectures et leurs caractéristiques
La téléphonie et
le fax sur Internet
La téléphonie et le
fax sur un réseau d'opérateur
La téléphonie et le
fax sur Intranet
Les centres d'appel Internet
Les passerelles (Gateway)
Les portiers (Gatekeeper)
Les systèmes de facturation
La qualité associée aux différents types d'offres
Quelques indicateurs permettant de mesurer la qualité de service
Le délai de transmission
La gigue de transmission
Le taux de perte des paquets
La qualité actuelle des offres existantes
et leurs évolutions
La normalisation et son évolution
Les différents types de réseaux
L’exploitation des réseaux pour la téléphonie
sur IP
Les éléments de réseaux nécessaires pour une offre de téléphonie sur IP pour les entreprises
Les perspectives de la téléphonie
sur IP
Les terminaux téléphoniques traditionnels et les nouvelles générations de terminaux
Les terminaux classiques
Le micro-ordinateur multimédia
Les téléphones Ethernet
Les spécifications techniques ou normes
liées aux équipements
Les exigences en termes d'interopérabilité,
de qualité de service, de raccordement, d'accessibilité avec
le réseau téléphonique commuté
Les apports de la signalisation SS7.
La démarche de Lucent Technologies pour l’appel à commentaires sur la téléphonie sur IP
Lucent Technologies Network Knowledge Solutions
Le sujet de la téléphonie sur IP modifie sensiblement le panorama traditionnel des télécommunications. La téléphonie sur IP se développe à partir des avancées technologiques, du succès d’Internet, de la libéralisation des activités de télécommunications dans le monde et de la structure des tarifs des opérateurs historiques. Son analyse nécessite un regard qui va au-delà du métier traditionnel d’un constructeur qui était de fournir des équipements.
Lucent Technologies a créé une activité de consulting, d’intégration et d’outsourcing sous le nom de " Network Knowledge Solutions " pour accompagner les opérateurs autour d’une triple démarche :
- Que faut-il faire ? Solution consulting
- Comment faut-il le faire ? Solution intégration
- Le faire ! Solution outsourcing
La question de la téléphonie sur IP relève manifestement des services de consulting et nous avons profité de cet appel à commentaires de l’ART pour fournir dans ce document une analyse économique, suivie d’une analyse technique de la téléphonie sur IP.
Le positionnement de Lucent Technologies dans les projets de téléphonie sur IP
Les projets de téléphonie sur IP mettent en œuvre des compétences commerciales, techniques et financières.
Lucent Technologies n’a pas compétence à intervenir sur les aspects de commercialisation des services qui sont de la responsabilité exclusive des opérateurs.
En revanche, Lucent Technologies a toute compétence pour intervenir en tant que conseil sur les architectures techniques nécessaires à l’exploitation et à la fourniture des services de télécommunications envisagés. Lucent Technologies peut également travailler sur le plan d’affaires d’une telle activité. Lucent Technologies peut de même intervenir en tant qu’intégrateur, fournisseur d’équipements, matériels et logiciels, et même exploitant technique.
| Les aspects économiques de la téléphonie sur IP |
L’économie de la téléphonie sur IP
L’économie de la voix sur IP pour les communications interurbaines
les possibilités de gain en transport de la voix sur IP pour les communications nationales dans les réseaux publics sont limitées en l’absence de connexion locale alternative à celle de l’opérateur historique. Schématiquement, l’économie d’une communication IP longue distance nationale est la suivante :
|
Service avec interconnexion entrante et sortante sur le réseau de France Télécom |
Téléphonie traditionnelle |
|
|
Total coûts de production |
base 100 |
Prix plus bas que la téléphonie traditionnelle pour séduire le client |
|
Coûts commerciaux, relations avec la clientèle, coûts administratifs |
30 |
Pas d’économie |
|
Coût réseau longue distance |
20 |
Economie réalisable en IP |
|
Coût de l’interconnexion entrante avec le réseau de France Télécom |
25 |
Pas d’économie |
|
Coût de l’interconnexion sortante sur le réseau de France Télécom |
25 |
Pas d’économie |
En première approche, nous allons considérer que la commercialisation des services téléphoniques traditionnels et des services de voix sur IP procède de manière identique, avec des coûts très voisins. La nouvelle donne issue du commerce électronique par Internet pourrait réduire autant les coûts de commercialisation de la téléphonie traditionnelle que ceux de la téléphonie sur IP. Nous développerons toutefois les impacts possibles de la vente des services Internet dans un paragraphe suivant (les autres impacts possibles de la téléphonie sur IP).
Dans ces conditions, la téléphonie sur IP a un impact limité sur l’économie des communications interurbaines. D’une part, les possibilités réelles de réduire le coût de la communication ne portent que sur une part très limitée des coûts de production et d’autre part le client demandera à bénéficier d’un prix très attractif. La rentabilité pour l’opérateur n’est donc pas aisée.
En matière de coûts de transmission, le mode IP ne change en rien les coûts de génie civil, pose de fourreaux, ou tirage de câbles. Ces coûts fixes sont invariants et représentent une part prépondérante du capital investi dans les réseaux de télécommunications. Le phénomène de rupture actuel sur la transmission n’est pas celui du mode IP, mais de l’optoélectronique. Si la téléphonie sur IP permet d’économiser de la bande passante, cette économie paraît négligeable par rapport aux ruptures auxquelles nous assistons en matière optoélectronique. Les technologies WDM permettent aujourd’hui chez Lucent Technologies de véhiculer 80 rayons laser dans une même fibre optique. En laboratoire, les Bell Labs ont transmis en 1998 un débit total de plus de 2 Tera bits par seconde sur une même fibre, soit plus de 1.000 fois le débit utilisé aujourd’hui sur la plupart des grandes artères des opérateurs de télécommunications. Cette évolution de l’optoélectronique est beaucoup plus structurante pour le marché de la transmission que celle apportée par le protocole IP. Les solutions IP permettent toutefois de réduire sensiblement les besoins en capital pour les équipements actifs de certains réseaux d’opérateurs.
Pour les communications nationales en France, il est possible de terminer une communication téléphonique sur tout le territoire national grâce à une interconnexion sortante en double transit à partir d’un CTS pour les opérateurs L.33-1. Le coût de transport en mode IP devra donc être inférieur à la différence entre ce coût d’interconnexion en double transit et le coût de terminaison en simple transit sortant à partir du CTS ou du CAA suivant la configuration du réseau IP. L’économie d’une solution IP pour l’opérateur ne pourra être satisfaisante qu’avec des volumes de communications très importants. Dans le cas contraire, il aura meilleur compte de recourir aux services d’interconnexion existants. Il est en effet possible pour un nouvel opérateur L.33-1 d’exploiter la communication suivante :
Les créneaux de marchés pour les communications interurbaines
L’équation économique devient tout autre pour un service de téléphonie d’entreprise sur Intranet en mode " on-net / on-net ". Les coûts d’interconnexion avec le réseau de France Télécom disparaissent grâce à l’utilisation de liens directs IP déjà existants pour l’Intranet de l’entreprise, utilisation qui permet d’obtenir un coût total très bas. Dans ce cas, l’appelant bénéficie d’une connexion Intranet entre deux PABX.
L’équation demeure très intéressante pour des communications d’entreprise en mode " on-net / off-net ". Dans ce cas, l’utilisateur dispose d’une communication entre un PABX raccordé sur un Intranet – on-net - et un commutateur public - off-net - . L’exploitation de liaisons IP spécifiques sur les axes nationaux à forts trafics peut s’avérer très pertinente.
Si l’accès en mode IP se fait par un particulier bénéficiant d’un accès Internet sur réseau câblé avec une tarification forfaitaire, telle que la tarification proposée par certains câblo-opérateurs, nous sommes dans une économie équivalente à celle de l’entreprise connectée par un Intranet. La communication peut alors être terminée sur le réseau de France Télécom. Nous pouvons avoir le schéma suivant pour un opérateur exploitant un réseau IP longue distance :
Si nous considérons que l’opérateur IP ne traite que la communication locale, nous pouvons avoir le schéma suivant pour lequel l’équation économique peut être très avantageuse.
Pour les communications internationales, l’équation est toute autre. Les prix de vente actuels sont très supérieurs au coût de l’interconnexion entrante depuis le réseau de France Télécom. Les coûts de l’interconnexion sortante diffèrent suivant les pays. Dans les pays industrialisés ayant très largement libéralisé les télécommunications, ces coûts ne sont pas très éloignés des coûts français, voire sont inférieurs. La forte économie sur le coût de transport grâce au mode IP est alors décisive pour offrir un service très compétitif. Pour les autres pays, il est fréquent qu’il existe des impossibilités législatives d’interconnecter un trafic IP au réseau téléphonique. Si tel n’est pas le cas, il arrive néanmoins que les prix de connexion au réseau téléphonique soient souvent beaucoup plus élevés. Mais dans ce dernier cas, les prix des communications internationales sont également très importants. L’économie sur le coût du transport grâce au mode IP reste donc également déterminante par rapport au prix que devra payer l’utilisateur final.
Bien entendu, nous pouvons aussi pour les communications téléphoniques internationales avoir des configurations de communications " on-net / on-net " ou " on-net / off-net " très avantageuses.
Les activités possibles pour un opérateur
Les activités de simple transport de données
Les activités mettant en œuvre des communications entre deux utilisateurs finaux disposant chacun d’un terminal IP relèvent d’une activité de fournisseurs d’accès à Internet traditionnels. Le prestataire de service fournit le transport en mode IP de données qui servent à acheminer de la voix.
C’est par exemple le cas pour deux Internautes conversant de PC à PC grâce à un logiciel tel que " Netmeeting ", via une plate-forme de dialogue. Dans ce cas, on peut envisager que ces deux Internautes utilisent les services d’un fournisseur d’accès incluant le prix de la communication locale dans son prix d’abonnement, ce que peuvent faire les câblo-opérateurs et que la plate-forme de dialogue est utilisée gratuitement (telle que celle de Microsoft ou de Vocaltec). Nos deux Internautes peuvent alors converser pour un coût ne dépendant plus de la durée : il ne reste plus que le coût de leur abonnement Internet, de leur PC et de leurs logiciels. Une telle communication permet en outre également des échanges de textes, de fichiers et de vidéo. Le fournisseur d’accès à Internet n’a même pas connaissance de la nature du trafic qu’il achemine. Seul le fournisseur de la plate-forme de dialogue est informé de la présence d’un trafic vocal. Son activité est celle d’un hébergeur de serveur.
Dans le cas d’une entreprise, on peut considérer que le PABX de l’entreprise est relié à l’Intranet de l’entreprise et permet des communications avec un autre PABX connecté sur ce même Intranet. On peut également envisager des communications passant par Internet entre les Intranets de deux entreprises différentes. Nous sommes alors dans une économie de coûts ne dépendant plus du temps de communication. Le transport de la voix sur IP se substitue aux solutions de réseaux privés de lignes louées multiplexées utilisées depuis des années par de nombreuses entreprises. L’activité de l’opérateur est celle d’un prestataire de service et d’un fournisseur de lignes louées.
Dans tous ces cas, l’opérateur agit comme un simple transporteur de données. Il n’intervient en matière de solutions vocales que s’il fournit ou gère des équipements terminaux de l’utilisateur ou des serveurs de communications.
Les activités vocales nationales
Il est possible de voir un opérateur exploiter un réseau national tout IP. Néanmoins, compte tenu de l’équation économique que nous avons présentée, nous pensons que cette activité pourrait concerner principalement les opérateurs ayant un accès privilégié à l’utilisateur par une boucle locale. Elle peut aussi concerner des acteurs fournissant des solutions de terminaison de trafic sur le réseau téléphonique commuté aux opérateurs de boucles locales.
Ces acteurs ont pour rôle de convertir un trafic vocal émanant d’une source IP en trafic téléphonique ordinaire et de terminer celui-ci sur le réseau téléphonique traditionnel. Cette terminaison peut se faire, éventuellement, par une interconnexion en mode double transit sur le réseau de France Télécom. Nous sommes typiquement dans le modèle économique suivant :
Les activités vocales internationales
Nous supposons qu’il n’y ait pas d’impossibilité légale avec les pays concernés par ces échanges de communications. L’opérateur peut avoir deux métiers complémentaires très différents :
- Capter dans un pays du trafic téléphonique sur le réseau téléphonique commuté traditionnel et le convertir en trafic IP pour l’expédier à l’étranger ;
- Terminer dans un pays donné sur le réseau téléphonique commuté traditionnel un trafic vocal IP venant d’un autre pays.
La première activité est surtout commerciale, il s’agit de créer et de développer un fonds de commerce en s’adressant aux utilisateurs finaux. La seconde est essentiellement technique, l’opérateur termine le trafic qui lui est adressé par un autre opérateur, sans connaître lui-même les clients finaux. Il est possible que les acteurs de ces deux activités soient différenciés.
Plusieurs cas de figure sont concevables. L’opérateur peut être présent dans différents pays ou peut conclure des accords avec des partenaires dans différents pays. On peut concevoir que différents acteurs, initiant et terminant du trafic dans des pays différents procèdent à des compensations de coûts sur leurs échanges respectifs.
Lucent Technologies reconnaît l’importance d’acteurs tels que GRIC ou ITXC, avec qui il travaille et qui offrent un service d’échange de trafic et de compensation entre leurs clients, chacun opérant dans une partie du monde. L’avantage essentiel est l’obtention d’une couverture géographique complète à travers des partenariats organisés.
Lucent a travaillé avec ces organismes de façon à ce que les échanges en Voix sur IP soient techniquement possibles (intéropérabilité à différents niveaux – voir la partie technique -) et que les systèmes d’information de facturation puissent être alimentés avec les informations de taxation ad-hoc.
Le schéma des activités de téléphonie sur IP initiant du trafic
Nous pouvons résumer les différentes activités de téléphonie, autres que celles émanant d’une simple activité de transport de données, de la manière suivante :
Œ Le client final est un Internaute disposant d’un micro-ordinateur multimédia ou d’un quelconque terminal téléphonique IP. L’ISP fournissant un trafic IP à son client doit aussi terminer, seul ou par l’intermédiaire d’une autre société, les appels émis vers un poste téléphonique. Cette société doit facturer la terminaison de ce service à l’Internaute.
Le client final est une entreprise, dotée d’un Intranet, et ayant installé des passerelles de conversion de la voix sur IP derrière son PBX pour véhiculer ses communications vocales sur son Intranet. Dans ce cas, l’opérateur propose à l’entreprise d’acheminer un certain nombre de communications hors de son Intranet, c’est-à-dire en mode " on-net / off-net ". Dans ce cas, il sera nécessaire de facturer le trafic téléphonique acheminé jusqu’au client final.
Ž Le client final dispose d’un poste téléphonique traditionnel. Il utilise les services d’un opérateur de service téléphonique. En France, cet opérateur disposera d’une licence L.34-1. L’activité de téléphonie sur IP consiste à envoyer à l’étranger ce trafic téléphonique en mode IP à des conditions tarifaires compétitives.
Le schéma de téléphonie sur IP terminant sur RTC un trafic IP
L’activité précédente, consistant à initier un trafic téléphonique, peut être complétée aisément par des services de terminaison sur le réseau téléphonique commuté traditionnel de trafics téléphoniques IP en provenance de différents pays étrangers. Cette seconde activité peut être représentée par le schéma suivant :
L’activité française consiste à interconnecter le trafic IP aux réseaux téléphoniques commutés français et à facturer la terminaison du trafic téléphonique aux clients finaux à l’étranger ou aux intermédiaires gérant ces clients finaux.
L’activité de " clearing house " : chambre de compensation
En exploitant les deux activités présentées de captage de trafic et de terminaison de trafic, il est possible de conclure des accords avec de multiples sociétés de même type à l’étranger. Ces deux opérations d’envoi et de réception de factures de terminaison de trafic peuvent donner lieu à une compensation entre différents montants. Cette compensation est parfois appelée " clearing house ". C’est notamment l’activité de structures telles que GRIC et ITXC.
Les autres impacts possibles de la téléphonie sur IP
L’élargissement de la gamme de services IP
La téléphonie sur IP peut changer les règles du jeu des télécommunications de manière imprévu. Le mode de transmission IP se prête au transport des données pour de nombreux services. On pense bien sûr à l’accès au Web et à la messagerie. Mais l’économie d’Internet peut aussi s’appuyer sur d’autres paramètres :
- Commercialisation des micro-ordinateurs ;
- Commercialisation de logiciels ;
- Publicité sur le Web, notamment à travers les annuaires et les moteurs de recherche, mais aussi publicité dans toute fourniture de contenu et d’informations ;
- Vente d’informations, accès à des contenus, par exemple des films si le débit des accès le permet ;
- Commerce électronique ;
- Domotique pouvant aller, à terme, jusqu’à l’intégration de tous les services ménagers si les appareils intègrent l’interface IP ;
- Gestion des entreprises éclatées, ou entreprises en réseaux.
Dès lors, la commercialisation de la téléphonie sur IP se prête à toutes sortes de packages autorisant toute combinaison tarifaire imaginable. En outre, les frais commerciaux peuvent être répartis sur l’ensemble des services, produits et prestations vendus. La part des coûts commerciaux relative à la téléphonie sur IP dans une économie concurrentielle pourrait donc à terme se trouver fortement réduite chez les acteurs qui seront à même de proposer différents services.
La téléphonie sur IP pose le problème de l’accès IP en mode permanent. Cette question a des impacts sur les terminaux IP, qui jusqu’à présent étaient peu souvent conçus pour un usage permanent, ainsi que sur l’accès qui était principalement conçu jusqu’à présent comme temporaire. L’accès permanent IP peut être un enjeu pour un certain nombre de services. Il est par exemple possible de penser aux services domotiques qui pourraient ainsi connaître un essor spectaculaire. Les accès IP par les réseaux câblés de télévision sont aujourd’hui conçus de cette manière. Il reste au marché à trouver sa dynamique. L’économie globale ne peut qu’être modifiée par la systématisation de l’accès IP permanent.
Dans une telle configuration, la ligne de l’utilisateur devient toute IP et ne peut plus être partagée pour un usage téléphonique ordinaire.
A terme, un tel scénario d’évolution suppose que l’on équipe les utilisateurs finaux de postes téléphoniques IP. De tels postes sont déjà disponibles aujourd’hui.
La modulation de la qualité de services
La qualité de service de la téléphonie sur IP peut être envisagée de différentes manières. A court terme, les acteurs cherchent à minimiser l’utilisation de la bande passante de manière à réduire les coûts de transmission. Compte tenu des développements des capacités de transmission, il est vraisemblable que la qualité ira en croissant. Il n’est pas exclu d’envisager à termes des qualités supérieures à celle du téléphone actuel, avec une bande passante audio-phonique de 7 kHz contre 3,4 kHz pour le téléphone actuel.
La couche intelligente dans les réseaux IP
Une autre évolution des réseaux IP repose sur les fonctions de réseaux intelligents. Les réseaux IP peuvent intègrer des fonctions SS7 telles que nous les présentons dans ce document. Ils peuvent également comprendre de nombreux services beaucoup plus riches que sur les réseaux traditionnels. Il est notamment aisé en mode IP de travailler avec de nombreux serveurs pour exploiter toutes sortes de données, notamment des données en langage java.
| Les aspects techniques de la téléphonie sur IP |
Les architectures, équipements, normalisation.
Les différents types d'offres, les architectures et leurs caractéristiques
Il existe plusieurs types d'offres de transfert de voix sur IP :
- La téléphonie et le fax sur Internet ;
- La téléphonie et le fax sur un réseau IP d'opérateur ;
- La téléphonie et le fax sur Intranet ;
- Les centres d'appels Internet.
La téléphonie et le fax sur Internet
Les premières applications de voix sur IP ont été des communications entre micro-ordinateurs. Dans ce mode de fonctionnement, les deux correspondants utilisent leurs micro-ordinateurs pour communiquer à travers l'Internet. L'ordinateur multimédia, est équipé d'un micro, d'un haut-parleur, d'une carte son (full-duplex pour garantir une conversation simultanée), d'un logiciel de téléphonie sur IP. L'ordinateur numérise, compresse et encapsule les échantillons de voix dans les paquets IP avant de les envoyer sur l'Internet. L'accès au réseau Internet peut se faire via :
- Le RTC ;
- Le RNIS ;
- Les réseaux mobiles ;
- Les réseaux câblés ;
- Les boucles locales radio ;
- L'ADSL.
Dans le cas où le réseau d'accès serait le RNIS, l'ordinateur doit posséder une carte RNIS. Dans les autres cas, il faut un modem entre l'ordinateur et le réseau considéré. L'accès à Internet se fait en souscrivant un abonnement auprès d'un fournisseur d'accès à Internet (IAP : Internet Access Provider). Dans le modèle PC à PC sur Internet, la voix sur IP se réduit à une application logicielle installée sur les ordinateurs.
Figure 1 : Architecture PC à PC sur Internet
Cette offre s'adresse aux internautes souhaitant communiquer entre eux, en profitant des équipements qu'ils ont mis en place pour accéder à Internet.
Les deux modes de connexion :
- "Connexion directe" en composant l'adresse IP du correspondant. Il faut fixer à l'avance un rendez-vous au correspondant pour qu'il se connecte au réseau.
- "Connexion serveur" en sélectionnant le correspondant sur une liste d'usagers présents en ligne. Lorsque l'usager du logiciel de téléphonie sur Internet se connecte au réseau, ses coordonnées, (adresse électronique, adresse IP, etc.) sont automatiquement inscrites dans l'annuaire en ligne.
Pour faire bénéficier de ce service des personnes n'ayant pas d'ordinateur, certaines sociétés proposent des boîtiers sur lesquels on peut brancher un téléphone classique. Le demandeur lance sa communication comme d'habitude sur le RTC. Ensuite, les boîtiers s'échangent des informations et établissent une communication à travers Internet. La communication (longue distance) sur le RTC est alors rompue et les correspondants ne payent que le prix d'une communication locale pendant le reste de leur conversation.
Figure 2 : Architecture Téléphone à Téléphone sur Internet
La téléphonie et le fax sur un réseau d'opérateur
Un opérateur peut démarrer un service de voix sur IP avec des investissements moins importants que pour un service de téléphonie traditionnel. Les équipements matériels sont construits sur une base informatique et coûtent beaucoup moins chers. L'opérateur peut démarrer avec un petit réseau, et ajouter des nœuds de communication et des ports au fur et à mesure de la montée en charge de son service. L'opérateur du service constitue un réseau dont les passerelles forment des points de présence locaux. Depuis l'apparition des passerelles, plusieurs opérateurs de revente de capacité se lancent dans des services de téléphonie IP en déployant des points de présence à l'international dans les grandes villes.
L'utilisateur appelle une passerelle, puis entre en contact avec un serveur vocal qui l'authentifie grâce à un code secret et vérifie ses droits. L'utilisateur compose ensuite le numéro téléphonique de son correspondant qui permet au réseau de déterminer la passerelle la plus proche de la personne appelée, puis établit une communication téléphonique normale entre cette passerelle et le correspondant.
Figure 3 : Architecture Téléphone à Téléphone sur réseau d'opérateur.
La téléphonie et le fax sur Intranet
Les offres de voix sur IP en entreprise proposent dans la plupart des cas de relier les PABX de deux ou plusieurs sites distants, en utilisant un réseau de données WAN en lieu et place d'une liaison spécialisée inter-PABX traditionnelle. La communication téléphonique entre les sites emprunte le réseau de données, mais les communications avec l'extérieur continuent à se faire par le RTC.
Figure 3 : Voix sur IP sur un LAN avec une passerelle vers le RTC.
Il existe cependant d'autres architectures qui permettent de bénéficier pleinement des avantages offerts par la convergence voix/donnée, en installant directement des PABX fonctionnant en mode IP dans le réseau local.
Figure 4 : Voix sur IP sur LAN avec un PABX IP.
De nombreux services à valeur ajoutée ont fait leur apparition sur Internet. Parmi eux, on peut citer les centres d'appel "Web". Le centre d'appel Web combine les meilleures fonctionnalités d'un centre d'appel classique et d'Internet. Ce service permet aux utilisateurs du Web d'accéder aux centres d'appels téléphoniques. Un message invite l'internaute à cliquer sur un bouton de la page Web pour entrer en contact téléphonique avec un agent (qui peut être un télé-vendeur, par exemple). En activant ce bouton, l'utilisateur génère un appel téléphonique entre son ordinateur multimédia et le centre d'appel Téléphonique. Pendant la conversation téléphonique, l'agent et l'utilisateur peuvent se synchroniser sur la même page Web.
Figure 5 : Web call center.
C'est un équipement de type Passerelle qui permet l'interconnexion entre le réseau IP et le RTC. Elle assure diverses fonctions, notamment le codage ou le décodage de la voix, la mise en paquet de la voix, le traitement des télécopies, l'annulation d'écho etc. Le codage et la compression de la voix requièrent une puissance de calcul telle que ce traitement est aujourd'hui assuré par des processeurs spécialisés DSP (Digital Signal Processing). Les passerelles disposent d'un raccordement téléphonique via des interfaces analogiques ou numériques comme des E1 ou T1 qui supportent plusieurs ports, et d'un raccordement au réseau IP généralement via des cartes Ethernet ou Fast Ethernet. Il existe plusieurs gammes de passerelles sur le marché : des passerelles pour les entreprises et des passerelles pour les opérateurs. Les équipements proposés par Lucent technologies sont présentés en annexe.
La structure initiale des réseaux voix sur IP était très simple, chaque nœud assurant, sans aucune spécialisation, toutes les fonctions : authentification /autorisation des appels, enregistrement des informations de facturation, codage, traitement et mise sous paquets de la voix, etc. Dans cette structure, le traitement était local.
La maturité atteinte par le marché aujourd’hui appelle des solutions moins sommaires. La nouvelle structure s'inspire à la fois des architectures des services distribués Internet (annuaire, messagerie, etc.) et des travaux effectués sur les réseaux intelligents. Ainsi l'introduction de nœuds de contrôle de service apparaît aujourd'hui avec les portiers.
Cette mutation des architectures des réseaux voix sur IP permet de délocaliser les fonctions des différents nœuds, facilitant considérablement l'évolution des services. Les fonctions de routage d'appels, contrôle des appels, collecte des informations de facturation sont centralisées dans les portiers. On évoque alors comme dans les réseaux intelligents, la notion "d'intelligence répartie". Cette transformation a été retenue par l'UIT-T dans la norme H.323. Grâce à cette intelligence répartie, il est plus aisé de développer des interfaces avec d'autres systèmes comme les plates formes de facturation, et d'implémenter de nouveaux services.
Principales fonctions du portier :
- Translation d'adresse : le portier effectue la conversion d'adresse téléphonique (adressage selon la norme E.164 de l'UIT-T) en adresse IP ;
- Gestion de la bande passante : Le portier peut limiter le nombre de connexions simultanées afin de ne pas monopoliser les ressources du réseau. C'est lui qui décide d'accepter ou non une nouvelle connexion à l'aide des messages RAS H.225.0 (norme H.323) ;
- Il peut relayer ou effectuer lui-même la signalisation des appels, à l'aide de la signalisation H.225/Q.931 ;
- Il peut accepter ou rejeter des appels pour des raisons autres que la limitation de la bande passante (origine de l'appelant, etc.) ;
- Il peut effectuer une gestion plus complexe des appels, notamment en gérant les listes de terminaux en ligne ou un état de la bande passante utilisée, etc.
L'ensemble des équipements contrôlés par un portier est appelé une "zone". Le portier n'est pas obligatoire dans un réseau de voix sur IP mais lorsqu'il existe, tous les équipements de la zone doivent dialoguer avec lui pour établir des communications. Pour les petits réseaux (une dizaine d’équipements), il est possible d’intégrer les fonctions de Passerelle et de Portier dans le même équipement. Au delà, seule une architecture de type H.323 avec des portiers permet une montée en charge du réseau.
Un aspect très important d'une offre de téléphonie sur IP concerne la facturation. La gamme de produits proposé par Lucent Technologies prend en compte ce problème. Une fois le client authentifié, le système collecte des CDR (Call Detail Records) qu'il transmet à la station d'administration. Les CDR contiennent des informations telles que les adresses IP des terminaux, les numéros de téléphone appelant et appelé, les heures et durée de communication, etc. A partir des informations contenues dans les CDRs, le portier détermine le centre qui se chargera de la facturation et lui envoie les CDRs en temps réel. Les CDR peuvent être filtrés et reformatés avant l'envoi au système de facturation. Une copie de ces informations est conservée par le portier. Les équipement de Lucent Technologies intègrent deux options de facturation :
- Une option "prepaid" : qui consiste à créditer le compte de l’utilisateur avant toute communication, et à décrémenter ce compte en fonction des communications effectuées.
- Une option "postpaid" : qui permet à des abonnés de payer leur facture après consommation (modèle habituel de facturation du téléphone fixe).
L'option "prepaid" comporte deux variantes : l'une qui consiste en des cartes prépayées, l'autre qui consiste en un compte qu'on crédite périodiquement. Le système avec carte s'adresse à une clientèle temporaire (c’est une demande des opérateurs pour la téléphonie internationale de type communautaire) ; la carte reste valide tant que le crédit n'est pas épuisé. L'autre variante s'adresse à une clientèle fidèle, ayant souscrit un contrat avec l'opérateur de voix sur IP. Le compte du client est crédité au début de chaque période.
Au début de chaque appel, le système vérifie que le compte du client est créditeur avant d'initier l'appel. Pendant la communication, un compteur calcule le crédit temps restant et rompt la communication dés qu'il atteint zéro.
Les équipements de Lucent Technologies supportent aussi d'autres systèmes de facturation tels que iPhonex proposé par MIND CTI et basés sur Windows NT.
La qualité associée aux différents types d'offres
Plusieurs paramètres influent sur la qualité de la voix :
- Le traitement de la voix (qualité de codage ou de compression),
- Le délai de transmission
- La gigue
- Le phénomène d'écho
- La perte des paquets.
Quelques indicateurs permettant de mesurer la qualité de service
A l'émission, la voix est codée et compressée avant d'être encapsulée dans les paquets IP. La taille du paquet est un compromis entre la nécessité de réduire le délai de transmission et l’optimisation de la bande passante.
Les codeurs rencontrés dans les applications de voix sur IP se sont développés dans des axes très variés. On distingue trois grandes catégories :
- Les techniques temporelles (avec des débits compris entre 16 et 64 kbits/s) ;
- Les techniques paramétriques (avec des débits compris entre 2,4 et 4,8 kbits/s) ;
- Les techniques par analyse et synthèse (avec des débits entre 5 et 16 kbits/s).
En général, les techniques de codage offrant des faibles débits exigent des temps de traitement plus long, augmentant ainsi le délai de transit. Un critère de notation est établi en standard pour caractériser la qualité du codeur. C'est la note moyenne d'opinion MOS (Mean Opinion Score) qui classe les codeurs en cinq grandes classes :
1 = Mauvais,
2 = Médiocre,
3 = Moyen assez bon,
4 = Bon,
5 = Excellent.
Le tableau ci-dessous donne les caractéristiques de quelques codeurs utilisés dans la téléphonie IP.
|
Technique Temporelle PCM |
Technique Temporelle MICDA |
Analyse et synthèse RPE-LTP |
Analyse et synthèse CELP |
Paramétrique LPC |
Analyse et Synthèse LD-CELP |
Analyse et Synthèse CS-CELP |
Analyse et synthèse MP-MLQ-ACELP |
|
|
Norme/ standard |
G.711 |
G.726 |
GSM 06-10 |
DOD FS1016 |
DOD LPC10 FS1015 |
G.728 |
G.729 |
G.723.1 |
|
Débit |
64 kbits/s |
32 kbits/s |
13 kbits/s |
4,8 kbits/s |
2,4 kbits/s |
16 kbits/s |
8 kbits/s |
6,3 et 5,3 kbits/s |
|
Qualité (MOS) |
4,2 |
4,0 |
3,6 |
3,5 |
2,3 |
4,0 |
4,0 |
3,9/3,7 |
|
Délai codeur + décodeur |
125 |
300 |
50 ms |
50 ms |
50 ms |
3 ms |
30 ms |
90 ms |
|
Complexité MIPS |
0,1 |
12,0 |
2,5 |
16,0 |
7,0 |
33,0 |
20,0 |
16,0 |
Tableau 1 : Caractéristiques de quelques codeurs utilisés pour la voix sur IP
Le délai est le temps écoulé entre l'émission de la parole et sa restitution à l'arrivée.
Pour permettre un échange interactif, la voix doit être transmise avec des contraintes de délai. Les chiffres suivants (tirés de la recommandation UIT-T G114) sont donnés à titre indicatif pour préciser les classes de qualité et d'interactivité en fonction du délai de transmission dans une conversation téléphonique.
|
Classe n° |
Délai par sens |
Commentaires |
|
1 |
0 à 150 ms |
Acceptable pour la plupart des conversations. |
|
2 |
150 à 300 ms |
Acceptable pour des communications faiblement interactives (voir satellite 250 ms par bond) |
|
3 |
300 à 700 ms |
Devient pratiquement une communication half duplex |
|
4 |
Au-delà de 700 ms |
Inutilisable sans une bonne pratique de la conversation half duplex (militaire) |
Tableau 2 : classes de qualité UIT pour les délais de transmission.
On peut compléter les chiffres du tableau ci-dessus par un indice de difficulté de communication en fonction du retard par sens :
|
Délai par sens |
Difficulté de communication |
|
200 ms |
28% |
|
450 ms |
35% |
|
700 ms |
46% |
Tableau 3 : difficulté de communication en fonction du retard par sens.
Les causes de délai sont nombreuses :
- retard dû au codage, au décodage et à la mise en paquets de la voix,
- retard dû à la sérialisation
- retard dans les files d'attente des routeurs
- retard de propagation
- retard dû à la compensation de gigue.
La gigue de transmission
La gigue est la variation du délai de transmission. Le protocole utilisé pour transporter les paquets voix sur un réseau IP est UDP (User Datagram Protocol). La signalisation utilise la couche de TCP (Transmission Control Protocol). Le protocole UDP fonctionne en mode non connecté : les paquets n'empruntent pas forcement le même chemin, d'où une variation du délai de transit. Une autre cause de la variation du délai de transit dépend du nombre de routeurs traversés et de la charge de chaque routeur traversé. Pour restituer un flux synchrone à l'arrivée, on installe des buffers de compensation de gigue; mais ce stockage allonge encore le délai de transmission. La gigue doit rester inférieure à 100 ms pour garder une qualité acceptable.
Le protocole UDP ne garantit pas que les paquets arriveront à destination. Une erreur sur l'en-tête du paquet peut entraîner sa perte ou l'envoi vers une mauvaise destination. D'autre part, lorsque les routeurs IP sont congestionnés, ils libèrent automatiquement de la bande passante en détruisant une certaine proportion des paquets entrants en fonction de seuils prédéfinis. Le taux de perte des paquets dépendra de la qualité des lignes empruntées et du dimensionnement du réseau. Pour avoir une qualité de parole acceptable, le taux de perte de paquet doit rester inférieur à 20%.
L'écho est le délai entre l'émission d'un signal et la réception de ce même signal réverbéré. Ce problème se pose généralement dans les communications PC à Téléphone, Téléphone à PC ou Téléphone à Téléphone. Il est causé par les composantes électroniques des parties analogiques du système qui renvoient une partie du signal traité. Un écho inférieur à 50 ms n'est pas perceptible. Au-delà, l'interlocuteur s'entend parler avec un retard. Pour pouvoir offrir un service de téléphonie sur IP, les passerelles doivent traiter l'écho électrique généré par le passage de 2 fils à 4 fils. Si ce traitement n'est pas effectué, le service ne sera pas utilisable avec des postes analogiques classiques. En France, 50% des lignes analogiques induisent un signal d'écho affaibli de 15 dB seulement par rapport au signal d’origine. Avec un tel affaiblissement, la qualité de la communication devient inacceptable si le délai de transmission et de commutation excède 25 ms par sens. Pour résoudre ce problème, on introduit dans le réseau des annulateurs d'écho.
La qualité actuelle des offres existantes et leurs évolutions
On admet actuellement que le temps de traitement (compression, décompression et mise en paquets) de la voix introduit un délai d'environ 50 ms pour une extrémité ; que la transmission des paquets prend entre 50 et 100 ms (propagation et compensation de la gigue). Les routeurs introduisent un délai d'environ 50 ms dans le cas d'un Intranet ou d'un Extranet, davantage et parfois un temps indéterminé (aux heures de pointe) dans le cas de l'Internet. Le délai total induit se situe donc entre 200 et 250 ms de bout en bout avec un réseau IP bien contrôlé (Intranet ou équivalent). Une première conclusion s’impose : la technologie Voix sur IP a atteint les niveaux de qualité permettant son acceptation par les utilisateurs. La dernière génération de produit de Lucent Technologies, avec des délais induits inférieurs à 40 ms dépasse ces seuils et permet des applications de qualité proche du réseau fixe (" toll-quality ").
Il reste cependant le problème de la qualité des réseaux IP eux-mêmes. Dans l’Internet lui-même, ou dans un Intranet avec des points de congestion, les délais évoqués ci-dessus peuvent être beaucoup plus élevés.
Dans un Intranet ou Extranet, un bon dimensionnement du réseau et une bonne gestion permettent dans certains cas de maîtriser ces paramètres, contrairement à l'Internet dont le mode de fonctionnement ne permet pas un contrôle de tout le réseau. Il est même possible dans le cas d'un réseau dédié de faire un débordement sur le RTC en cas d'indisponibilité du réseau ou de qualité de service insuffisante à un moment donné.
Le vrai problème est ailleurs : il se situe essentiellement dans les routeurs IP actuels, qui n’ont pas été conçus pour acheminer du trafic dans le respect de caractéristiques telles que délai, ou gigue, ou perte de paquet. C’est le système dit du " best effort ", le réseau fait son possible pour acheminer les flux, mais les congestions, les lignes à faible vitesse, etc. peuvent dégrader rapidement la qualité de transmission. Les applications non temps réel qui utilisent IP ont trouvé des moyens de correction (telle la couche de transport TCP) ou de contournement (SNMP est rarement utilisée pour la configuration) de ces non-qualités. C’est plus difficile pour les applications temps réel que sont la voix, le son ou la vidéo.
C’est pourquoi Lucent Technologies introduit sur le marché une nouvelle génération de routeurs, qui basés sur des principes nouveaux, permettent de garantir cette qualité de réseau nécessaire à la voix sur IP, tout en restant strictement conforme aux standards actuels (Packet Star IP Switch).
Un dernier volet de la qualité de service concerne la numérotation, et plus généralement les services offerts par les réseaux téléphoniques actuels. Dans le cas des communications PC à PC sur Internet, les utilisateurs se connectant en mode dial-up IP n'ont pas une adresse IP permanente ; l'adresse IP est dynamique et change à chaque connexion. Il faut consulter l'annuaire en ligne chaque fois qu'on veut établir une communication. C’est une régression nette par rapport au service de téléphone actuel. En dehors de la numérotation, nous sommes habitués en tant qu’utilisateur à des services environnant la communication téléphonique elle-même (messagerie vocale, renvoi d’appel, appels d’urgence, etc.). Il est certain que pour atteindre un marché de masse (type seconde ligne téléphonique sur câble, par exemple), les solutions de voix sur IP devront intégrer ces services (ou un ensemble minimum de services). La dernière génération des produits de voix sur IP de Lucent introduit un composant essentiel pour le support de ces services : il s’agit du serveur de services (" feature serveur "), qui joue un rôle analogue , dans les réseaux de voix sur paquets, aux serveurs de service du réseau intelligent (SCP). En complément aux fonctions déjà introduite par l’architecture H323, il apporte ce niveau de service en matière de téléphonie qui permettra une acceptation massive de la téléphonie sur IP.
En résumé, la qualité de la voix atteinte aujourd’hui franchit les seuils d’acceptabilité par les utilisateurs et ouvre le champ à de nouvelles applications. L’évolution de ces marchés n’est cependant pas indépendante de la qualité des réseaux IP, qui est de manière générale insuffisante actuellement.
L’introduction des architecture permettant le support des services offerts par les réseaux téléphoniques actuels achève de poser les bases sur lesquelles se construisent les applications du futur, qui s’orientent résolument vers la valeur ajoutée en terme d’usage fournie à l’utilisateur final et aux acteurs économiques.
La normalisation et son évolution
les grandes structures de normalisation
Avant 1996, les solutions de voix sur IP reposaient sur des architectures propriétaires. Ces solutions présentaient des défauts parmi lesquels :
- le manque d'interopérabilité des équipements ;
- l'impossibilité de raccordement au réseau public (seuls les ordinateurs pouvaient communiquer entre eux) ;
- l'absence d'architecture générale pour la connexion de n'importe quel type de terminal. Chaque architecture était définie pour deux équipements d'extrémité spécifiques et ne pouvait pas interopérer avec d'autres équipements.
De nombreuses organisations ont alors pris part à l'élaboration d'un standard suffisamment général pour décrire toutes les possibilités de service de voix sur IP. Ils se sont regroupés au sein d'un groupe de travail de l'UIT.
Les organismes de normalisation impliqués dans la définition de standards pour la voix sur IP sont :
- UIT-T (Union Internationale des Télécommunications, secteur Télécoms) ;
- IETF (Internet Engineering Task Force) ;
- IMTC (International Multimedia Teleconferencing Consortium) ;
- ECTF (Entreprise Computer Telephony Forum) ;
- ETSI (European Telecommunication Standards Institute) ;
- International Teleconferencing Association ;
- International Multimedia Association.
Ces organismes ont participé à l'élaboration de la norme H.323 dont le respect permet de garantir l'interopérabilité des équipements et la qualité de service. La norme H.323 traite des systèmes de communication multimédia en mode paquet, et normalise la transmission de la voix, de la vidéo, des conférences audio ou vidéo sur IP. Les principaux apports de H.323 sont les suivants :
- Définition des normes de compression des flux audio et vidéo que les équipements doivent nécessairement supporter ;
- Définition des protocoles de signalisation pour l'interopérabilité des équipements ;
- Limitation de la bande passante réservée pour chaque type de communication ;
- Indépendance vis-à-vis des applications et systèmes d'exploitation ;
- Indépendance vis-à-vis du réseau physique supportant la communication.
D'autres normes existent, telles que SIP (Session Invitation Protocol) adoptée par l'IETF, ou en cours d'élaboration GLP (Gateway Location Protocol) pour déterminer les passerelles les plus proches d'un correspondant. Mais la large majorité de l’industrie et les solutions actuelles ont misé sur H.323.
Lucent Technologies, ITXC et Vocaltec, en tant que pionniers de la téléphonie sur IP et de ses applications, ont lancé l’initiative iNOW (" interoperability NOW ! "), initiative à laquelle se sont ralliés les principaux acteurs de l’industrie.
iNOW est un ensemble de profils de mise en œuvre de la norme H323, définis par les principaux acteurs de la téléphonie sur IP dont Lucent Technologies, pour faire interopérer leurs équipements. Par exemple, les codecs supportés par les passerelles iNOW sont G.729A et G.723.1 avec une préférence pour G.723.1. Les passerelles doivent supporter le protocole T.38 pour le fax, ainsi que d'autres interfaces tels que V.21, V.27ter, V.29 et V.17. Les recommandations de iNOW restent totalement compatibles avec la norme H.323
iNOW se développe en trois phases :
- iNOW1 qui traite les problèmes d'interopérabilité entre les passerelles,
- iNOW2 qui s'intéresse à l'interopérabilité des portiers,
- iNOW3 qui s'intéresse à l'interopérabilité des terminaux et des passerelles.
Des informations plus détaillées concernant iNOW peuvent être récupérées sur le site www.inowprofile.com.
Les différents types de réseaux
Les réseaux transportant la voix sur IP s'appuient sur plusieurs types de réseaux dorsaux (" backbones ") IP, à relais de trames ou ATM. Dans les deux derniers cas, les routeurs doivent posséder des up-link ATM ou Frame Relay.
L’exploitation des réseaux pour la téléphonie sur IP
Pour les offres de service de téléphonie sur IP, les réseaux commutés fixes et mobiles existants servent aujourd'hui comme réseau d'accès. Pour les offres résidentielles, le RTC est pratiquement incontournable. Même pour les communications de PC à PC sur Internet, l'utilisateur doit s'équiper d'un modem pour se connecter à son fournisseur d'accès. Les internautes qui peuvent contourner ces contraintes aujourd'hui sont ceux qui se connectent par le câble. Pour les communications faisant intervenir un téléphone, on passe presque toujours par une passerelle entre le RTC et le réseau IP. Les entreprises ayant un réseau de données peuvent l'utiliser pour faire passer de la voix entre les sites, mais pour les communications avec l'extérieur, c'est toujours par le RTC que les communications sont acheminées.
Les éléments de réseaux nécessaires pour une offre de téléphonie sur IP pour les entreprises
La différence entre les offres grand public et entreprise réside dans les terminaux et/ou les moyens d’accès au réseau voix sur IP :
- Les résidentiels utilisent des terminaux classiques raccordés au RTC, ou des PC multimédia (et plus tard des Web Phones) reliés classiquement à un accès Internet (via le RTC, le câble, ou autre),
- Les entreprises ont un choix plus vaste : terminaux classiques reliés au PABX, le PABX lui-même étant interfacé avec le réseau IP soit par une passerelle, soit par une carte d’interface intégrée (par exemple, carte d’interface IP disponible sur les PABX de la gamme definity de Lucent Technologies) ; PC multimédia reliés à l’Intranet de l’entreprise ; Web Phone reliés à un PABX logiciel (tournant sur un serveur du réseau local) ou terminaux classiques reliés au même PABX IP via un boîtier d’adaptation (" Packet Phone Adapter de Lucent) ; dans un futur proche, des offres totalement intégrées seront disponibles pour les petites entreprises (boîtier intégrant réseau local, routeur, modem et conversion voix sur IP – offre IP Exchange Link de Lucent Technologies).
Côté réseau, si l'opérateur veut proposer ses services au grand public, ou des offres groupées voix/données aux entreprises, il doit ajouter les éléments suivants à son réseau de données :
- des passerelles avec le réseau commuté,
- des portiers,
- un système de facturation,
- un système d'administration
- et, éventuellement (voir plus loin), une passerelle SS7.
Figure 6 : Position des équipements dans le réseau.
Les perspectives de la téléphonie sur IP
Les entreprises et les particuliers ont toujours souhaité avoir un réseau fédérant tous les types de flux : voix, données, images. Le RNIS et l'ATM ont été les premières réponses vers cette convergence. L'avantage de la voix sur protocole IP par rapport à ces technologies est qu'elle s'appuie directement sur le réseau informatique de l'entreprise, et ouvre la voix à de nombreuses applications et à d'autres services à valeur ajoutée telle que la messagerie unifiée, les logiciels de collaboration, etc.
Il est important de noter qu’il y a en parallèle deux domaines qui se développent autour de la voix sur paquets :
- La voix sur IP, objet de cette consultation,
- Les applications de migration du cœur des réseaux téléphoniques vers la voix sur paquet (IP ou ATM), qui s’adresse aux opérateurs disposant aujourd’hui d’un réseau voix important (avec niveau de transit).
Les acteurs qui travaillent sur ce type d’application (opérateurs en place, équipementiers Télécom) travaillent dès aujourd’hui sur ce sujet. Contrairement à une idée répandue mais fausse, cette seconde application ne sera pas une évolution logique des applications de voix sur IP d’aujourd’hui.
Les opérateurs de téléphonie sur IP ont deux options pour étendre leur couverture :
- Installer des passerelles dans chaque région et chaque pays qu'ils veulent couvrir et acheter de la capacité internationale vers ce pays,
- S'associer avec d'autres opérateurs internationaux pour s'échanger du trafic, ou passer un clearing house ("chambre de compensation").
Les consortiums d'ITSP (Internet Telephony Service Provider) permettent ainsi à leurs membres ayant une couverture réduite géographiquement de terminer leur appels sur les passerelles d'un autre membre. Chaque partenaire décide de son prix de terminaison d'appel dans sa zone de couverture, et obtient par réciprocité une couverture internationale.
Les " clearing house " fonctionnent sur le même principe mais en jouant le rôle d'intermédiaire ou de grossiste et en centralisant les aspects de facturation. L'ITSP client ne signe qu'un seul contrat avec le clearing house. Il n'a pas à négocier les accords d'interconnexion avec chaque opérateur de chaque pays étranger dans lesquels il veut terminer du trafic. Comme exemples de ces structures, on peut citer GRIC Communications ou ITXC.
Les terminaux téléphoniques traditionnels et les nouvelles générations de terminaux
Tous les services de téléphonie sur Internet n'exigent pas une nouvelle génération de terminaux téléphoniques, ou d'équipements adaptateurs. Les principales offres de service sont basées sur les terminaux existants (téléphones et fax raccordés à travers les PABX ou le RTC). Pour certaines offres, des terminaux dédiés pourraient permettre d'exploiter pleinement les nouveaux services nés de la convergence voix/données.
Le micro-ordinateur multimédia
Le micro-ordinateur multimédia, doit être équipé au moins d'un microphone, d'un haut-parleur, d'une carte son (full duplex pour permettre une conversation simultanée).
- Matériel pour PC compatibles:
- Windows 95 ou Windows NT version 3.51 et plus ou encore Windows 3.1,
- PC multimédia avec carte son et un microphone,
- PC 486DX et plus avec au moins 8 Mo de RAM , et 5 Mo d'espace disque,
- Modem à 28,8 kbits/s au moins,
- Protocole TCP/IP
- Matériel pour Macintosh :
- Power Macintosh ou Macintosh 68040 et plus,
- Système 7.5.1 (7.5.3 et plus recommandé)
- 8 Mo de Ram au moins et 5 Mo de d'espace disque
- Microphone
- Modem à 28,8 kbits/s au moins,
- Protocole TCP/IP
- Les Logiciels :
Il existe de nombreux logiciels de téléphonie IP :
- Netmeeting Version 2.0 (Microsoft)
- Internet Phone version 5.0 (Vocaltec)
- Internet Phone version 2.0 (Intel)
- CuSeeMe version 3.1 (WhitePine)
- Netscape Conference (Netscape)
- Etc.
On voit apparaître sur le marché des téléphones dédiés, qu'on peut brancher directement sur le réseau local Ethernet de l'entreprise (" Web Phone ". D'autres téléphones peuvent être branchés directement sur la prise série de l'ordinateur.
La division Inferno de Lucent Technologies fournit des composants de base de tels équipements (et l’environnement Inferno en est la clé de voûte), qui sont intégrés par des fournisseurs de terminaux grands public.
On rencontre aussi des équipements adaptateurs permettant de brancher des téléphones classiques sur un réseau Ethernet. Exemple le " Packet Phone Adaptor" (PPA) de Lucent Technologies qui peut se brancher sur un réseau local Ethernet 10 base T ou sur la prise Ethernet d’un modem câble par exemple.
Les spécifications techniques ou normes liées aux équipements
La norme H.323 définit un certain nombre d'éléments entrant en jeu dans une communication, dont le terminal.
Un terminal H.323 est un équipement d'extrémité permettant une communication temps réel full duplex avec un autre terminal ou une passerelle. Il doit gérer obligatoirement les flux audio et éventuellement des flux vidéo et de données. Il doit inclure un module de contrôle de l'interface utilisateur, permettant la communication avec un autre terminal. Ce module est composé d'éléments suivants :
- Un module pour l'établissement des appels. Ce module repose sur H.225.0 qui reprend et améliore la signalisationQ.931. Cette signalisation est indépendante de la signalisation H.245. Elle ne fait qu'établir une connexion
entre deux terminaux.
Un module de contrôle supportant la recommandation H.245. Il permet de transporter les éléments de signalisation de la communication de bout en bout. Cette signalisation permet la négociation des paramètres de communication, l'ouverture, la fermeture et gestion des circuits logiques. Un seul circuit logique H.245 est établi pour chaque communication. Il gère tous les liens logiques de cette communication.
- Le composant "RAS" (Registration/ Admission / Status). Ce module permet la communication avec le Portier pour la gestion des admissions et de la bande passante.
Le module "Receive Path Delay" permet de maintenir le séquencement et la synchronisation des paquets et de supprimer la gigue introduite dans le réseau de transport.
La couche H.225 définit le format de transmission sur les circuits logiques établis par le module de contrôle. Sur chaque circuit logique circule un type de flux (audio, vidéo, données). Un circuit logique est unidirectionnel et indépendant dans chaque sens de transmission. Un circuit logique est établi pour chaque flux.
Les exigences en termes d'interopérabilité, de qualité de service, de raccordement, d'accessibilité avec le réseau téléphonique commuté
Pour communiquer, les terminaux doivent utiliser le même codec s'il n'y a pas de passerelle. La norme H.323 définit les types de codages : G.711, G.723, G.729 etc. Pour les communications entre deux interlocuteurs dont l'un est sur le RTC et l'autre sur un LAN, c'est la passerelle qui permet l'interopérabilité des terminaux. La passerelle se charge de faire la conversion de protocole entre le réseau IP et le RTC.
Une numérotation spécifique du type E.164 dans le plan national n'est pas indispensable pour un service de téléphonie sur Internet (exemple des communications PC à PC). Mais une telle numérotation peut permettre d'améliorer la qualité de service, en simplifiant la procédure d'établissement d'une communication, et en permettant de localiser la passerelle la plus proche de l'appelé.
Prenons par exemple le cas où un téléphone sur le réseau public appelle un PC sur un LAN. Chaque terminal sur le LAN aura une adresse téléphonique et une adresse IP. La passerelle se comportera comme un PABX avec une branche de numéros SDA. L'appelant composera le numéro de téléphone du PC, et grâce à ce numéro, le portier retrouvera l'adresse IP. La norme H.323 fourni des éléments de réponse concernant la numérotation dans un service de téléphonie sur Internet.
Chaque entité H.323 (terminal, passerelle, portier) doit avoir au moins une adresse réseau. Cette adresse identifie spécifiquement l'entité H.323 du réseau. Certaines entités peuvent partager une adresse de réseau. L'adresse est propre à l'environnement de réseau dans lequel le point d'extrémité est situé. Des environnements de réseaux différents peuvent avoir des formats d'adresse de réseaux différents. Un point d'extrémité peut utiliser différentes adresses de réseau pour les différentes voies participant à la même communication.
Un point d'extrémité peut aussi avoir une ou plusieurs adresses pseudonymes qui lui sont associées. Les adresses pseudonymes constituent une autre méthode d'adressage du point d'extrémité. Ces adresses recouvrent les adresses E.164 ou de type " party number " (numéro d'accès au réseau, numéro de téléphone, etc.) , les identificateurs H.323 (chaînes alphanumériques représentant des noms, des adresses de type messagerie électronique, etc.) et toutes les autres adresses définies dans la recommandation H.225.0.
Les adresses pseudonymes doivent être uniques à l'intérieur d'une zone. Les portiers ne doivent pas avoir d'adresses pseudonymes.
Lorsque le système ne comporte pas de portier, le point d'extrémité appelant doit joindre le point d'extrémité appelé directement à l'adresse de transport de la voie de signalisation d'appel de celui-ci. Dans le cas d'un système avec portier, le point d'extrémité appelant peut joindre le point d'extrémité appelé à l'adresse de transport de la voie de signalisation d'appel ou à l'adresse pseudonyme de celui-ci. Le portier doit convertir l'adresse pseudonyme en une adresse de transport de la voie de signalisation d'appel.
L'adresse E.164 du point d'extrémité appelé peut consister en un code d'accès facultatif suivi de l'adresse E164. Le code d'accès est constitué de n chiffres de 0 à 9, *, et #. Le nombre de chiffres et leur signification sont laissés à l'appréciation des constructeurs. Un tel code d'accès pourrait servir à demander à accéder à une passerelle. Le portier peut modifier cette adresse avant de l'envoyer vers sa destination.
L'identificateur H.323 consiste en une suite de caractères ISO/CEI 10646-1 comme cela est défini dans la recommandation H.225.0 Il peut s'agir d'un nom d'usager, d'un nom de messagerie électronique ou un autre identificateur. Un point d'extrémité peut avoir plusieurs adresses pseudonymes (dont plusieurs du même type) converties dans la même adresse de transport. Les adresses pseudonymes du point d'extrémité doivent être uniques à l'intérieur d'une zone.
Les apports de la signalisation SS7.
Les réseaux et offres de services de voix sur IP se développent dans une symbiose totale avec les réseaux de téléphonie classique :
- En entreprise où la connectivité avec le PABX et /ou la continuité du service PABX sont essentielles, et où des applications telles que les centres d’appel Internet montrent la voie en terme de valeur ajoutée économique.
- Dans les réseaux publics où la connexion avec le réseau Public est clé pour la quasi-totalité des applications.
Il est vrai que la plupart des offres de service ou de réseau évoquées dans ce document peuvent être déployées à petite échelle grâce à des connexions de type abonné au réseau public (type T2, par exemple). Cependant, le déploiement à grande échelle passe obligatoirement par des relations d’opérateur à opérateur, et donc à ce jour en France, par le déploiement de passerelles supportant la signalisation SS7 utilisée dans les réseaux publics de téléphonie.
Le modèle économique de l’offreur de service voix sur IP peut se trouver ainsi radicalement changé par les nouvelles opportunités qui s’offrent à lui, soit en tant qu’opérateur longue distance, soit en tant qu’opérateur de boucle locale en voix sur IP (sur le câble, par exemple).
Un groupe de passerelles de voix sur IP de classe opérateur, telle que la Gateway 1.000 de Lucent Technologies, muni d’une passerelle SS7 apparaît ainsi, vu du réseau public, comme un commutateur voix classique puissant (plusieurs milliers de lignes, voir plusieurs dizaines de milliers de lignes).
En outre, l’apport sur le niveau de service offert aux usagers (" end-user ") est décisif. Les abonnés du RTC ou des VPN voix sont habitués aux services de type réseau intelligent, et ne veulent pas perdre ces services en utilisant les offres de voix sur IP.
Il est clair que cette non régression passe par l’échange avec le RTC des informations liées au support de ces services et donc de la signalisation n° 7. Par exemple, grâce aux passerelles supportant la signalisation SS7, le contrôle d'accès au réseau IP peut être réalisé automatiquement, par la seule exploitation de la signalisation (identification de l'appelant), évitant ainsi une facturation dans le cas d'un appel non abouti. Autre exemple, les portiers peuvent savoir si le réseau dispose de ressources suffisantes pour accepter l'appel, et dans le cas contraire, rediriger l'appel vers un autre réseau de données, ou vers le RTC grâce au SS7. Ce re-routage peut aussi se faire si la qualité d'une communication déjà établie sur le réseau IP se dégrade. Pendant la communication, les portiers collectent des informations sur les communications et mesurent la qualité de service. Si cette qualité est inférieure à un seuil prédéfini, les appels sont rompus sur le réseau de données et transférées sur le RTC grâce à la signalisation SS7.
Lucent Technologies propose des passerelles ouvertes, particulièrement adaptées aux besoins des opérateurs de voix sur IP (PacketStar Connection Gateway). Ces passerelles supportant la signalisation SS7 peuvent directement s'interconnecter aux commutateurs des opérateurs de téléphonie classique en ISUP. La signalisation proposée dans les centres de transit de France Télécom, SSUTR2, sera disponible dans ces passerelles Lucent Technologies en Septembre 1999. Elles permettent de construire un réseau "IP intelligent", et d'exploiter de nombreux services à valeur ajoutée que l'on rencontre sur le Réseau Téléphonique Commuté. Des fonctions d’intégration avec les serveurs Internet existants, au travers de protocoles d’application sur IP standard (serveur Radius et protocole du même nom, serveur annuaire et LDAP, etc.) permettent d’envisager de construire des services alliant la puissance du réseau Intelligent à celle des serveurs de réseau Internet, le réseau IP jouant ici un rôle non seulement de transport mais aussi de substrat à une " signalisation " Internet de niveau applicatif.
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