Introduction à la VoIP

Ces dernières années, la VoIP est devenue très populaire. Une grande majorité des entreprises modernes l’utilise. En effet, la VoIP a de nombreux avantages.

Le concept de base : utiliser le réseau informatique pour supporter les communications téléphoniques.

A travers cet article, nous allons faire une présentation générale de la VoIP. Nous verrons en quoi cela consiste, quels sont les avantages, comment cela fonctionne, etc…

Cet article a été initialement rédigé pour la séction CCNP Switch du site.

Mais il sert aussi d’introduction à la section Asterisk et CCNA Voice.

Les chapitres 1 à 5 traitent de la théorie globale de la VoIP.

Les chapitres 6 et 7 sont spécifiques à Cisco (donc non-pertinents pour la section Asterisk, et abordés plus tard pour la CCNA Voice).

 

1) Concepts de base

 

Commençons par expliquer le concept de base de la VoIP.

Tout d’abord, VoIP signifie Voice Over IP, soit le transport de la voix sur un réseau IP (et non sur un réseau téléphonique à part, dit analogique ou numérique).

La voix va être encodée à l’aide de codec, et envoyée sous forme de paquet.

Le réseau transportant la voix peut être privé ou publique (internet).

 

Il faudra donc différencier deux domaines. La VoIP en interne, pour fournir un réseau téléphonique en interne à une entreprise. Et la VoIP sur internet, pour permettre de contacter des sites distants, peu importe qu’ils utilisent un système de VoIP où non.

 

Nous nous intéresserons ici à la VoIP en interne à une entreprise.

 

Sur notre réseau, nous retrouverons des téléphones connectés à un switch, à l’aide d’un câble RJ45.

Ces téléphones aurons une IP, en général dans un VLAN réservé à la voix.

Un serveur de téléphonie sera en charge de gérer les téléphones, gérer les appels, etc…

Chez Cisco, le serveur est appelé CUCM – Cisco Unified Communications Manager. Anciennement, il était appelé Call Manager.

Il s’agit là de la solution phare de Cisco. Il existe des variantes telles que le CME – Cisco Unified Communications Manager Express

 

2) Avantages de la VOIP

 

Parlons à présent des avantages de la VoIP.

En quoi la VoIP est plus intéressante qu’une solution de téléphonie standard ?

 

Prix

L’argument que l’on entend le plus souvent, c’est le prix.

Une solution de téléphonie amène plusieurs dépenses.

Tout d’abord, il y a le coût des communications. Nous parlons ici des communications vers des sites distants. Les communications nationales et internationales sont bien moins chères en VoIP.

 

La deuxième dépense concerne l’achat d’équipement. En VoIP, il nous faudra des téléphones IP, qui sont plus chères que des téléphones standards. Notons tout de même qu’il est possible de se passer de poste IP en utilisant des Softphones (logiciel pour PC ou application pour smartphone).

Il nous faudra aussi un serveur de VoIP.

Le serveur de VoIP viendra remplacer le PABX ou autocommutateur. Le PABX est l’équipement qui gère un réseau téléphonique analogique (ou numérique). Un serveur de VoIP est aussi appelé IPBX.

 

En revanche, en VoIP il ne sera pas nécessaire d’installer un réseau analogique ou numérique à part pour la téléphonie.

Vous vous en doutez, pour une entreprise qui possède déjà un réseau téléphonique, la transition vers un service de VoIP ne sera pas forcément intéressante d’un point de vue financier.

En revanche, pour une entreprise qui ne possède pas encore de service de téléphonie, l’investissement sera rentable.

 

Fonctionnalités

L’avantage principal de la VoIP tient dans ses fonctionnalités. Certaines sont nouvelles, certaines sont facilitées par la VoIP.

En voici quelques exemples :

• Transfert d’appel vers un autre poste
• Musique d’attente : permet de faire patienter un appelant avec une musique d’attente
• Renvoi : permet de transférer l’appel vers un autre post dans le cas où le combiné n’est pas décroché. Exemple, après 4 sonneries sur le standard de l’entreprise, l’appel est renvoyé sur un autre poste, pour s’assurer que quelqu’un décroche
• Coaching : permet d’écouter un appel, et de donner des conseils à l’utilisateur, sans que la personne au bout du fil n’entende les commentaires. Cela peut être très utile pour former et aider un employé à la vente par téléphone
• Conférence : permet de créer simplement des conférences téléphoniques
• Ne pas déranger : permet de bloquer les appels pendant un certain temps, voire de les rediriger automatiquement
• Standard Automatique (ou IVR) : permet de rediriger les appelants sur un standard, où ils devront faire un choix en tapant un numéro
• Etc…

 

Vous l’aurez compris, l’avantage principal de la VoIP, c’est ses nombreuses fonctionnalités.

C’est pourquoi beaucoup d’entreprises font aujourd’hui l’acquisition d’une infrastructure VoIP.

 

On appel la  ToIP – Telephony Over IP l’ensemble des services de téléphonie qui tournent autour de la VoIP (voice mail, conférence room, IVR ou standard automatisé, etc…).

 

Entretien et mise en place

Autre avantage de la VoIP, elle rentre dans le domaine de compétence d’un administrateur réseau.

Ainsi, dans une entreprise, le réseau téléphonique peut être entretenu par l’administrateur réseau.

Il sera donc plus facile d’y apporter des modifications.

 

Site distant

Encore un autre avantage de la VoIP, et non des moindres, la gestion des sites distants.

Prenons l’exemple suivant. Notre entreprise possède deux sites distants, l’un dans la ville A, l’autre dans la ville B.

L’idée est de connecter les postes des deux sites. C’est-à-dire que les utilisateurs du site A peuvent appeler directement tous les utilisateurs du site B, en utilisant leurs numéros internes.

Sans cette connexion, si l’on souhaite appeler un utilisateur du site distant, il faut composer le numéro publique du site (ou dans le meilleur des cas, le numéro publique du destinataire).

 

Comme nous l’avons dit, en VoIP les communications transitent sur le réseau IP. Pour connecter deux sites distants, nous pouvons monter (par exemple) un VPN entre les deux sites.

Nous pouvons donc passer des appels gratuits entre les deux sites, mais aussi profiter des autres avantages de la VoIP.

 

Quant à la topologie, nous pouvons soit utiliser un IPBX central, qui gère tous les sites ou bien placer un IPBX sur chaque site.

La première solution est la plus économique. Mais que se passe-t-il si le VPN tombe et que l’IPBX est sur le site A ?

Et bien les postes sur le site B ne pourront plus appeler ni les postes du site A, ni ceux du site B.

Il y a d’autres désavantages comme la latence et l’occupation du lien internet.

 

3) Fonctionnement basique

 

Voyons à présent le fonctionnement de base de la VoIP.

Comme nous l’avons dit, les postes téléphoniques sont connectés au réseau informatique de l’entreprise.

Ces postes ont une IP, en général dans un VLAN réservé à la VoIP.

Dans la configuration du téléphone, l’IP du serveur de téléphonie est spécifiée.

 

Sans le serveur, le téléphone ne peut pas fonctionner.

Le serveur contrôle les poste téléphoniques, est gère chacune de leurs actions.

Chaque appui sur une touche est envoyé au serveur, qui va ensuite dire au téléphone quoi faire.

Le protocole qui permet au téléphone de communiquer avec le serveur est le Skinny Call Control Protocol. Ce protocole est semblable à SIP, sauf qu’il est propriétaire Cisco.

Il a surtout pour avantage d’être simple et léger.

SIP est un équivalent standard et ouvert.

Dans le cas où nous avons aussi des postes utilisant SIP et d’autres utilisant SCCP, le Call Manager fera la traduction.

 

Attention, ces protocoles ne servent qu’à dialoguer entre un poste et le serveur.

Pour appeler un autre poste, le téléphone va prendre contact avec le serveur grâce à SCCP.

 

Une fois que le serveur a établi la communication entre deux postes, les téléphones peuvent se passer de lui, et communiquer sans intermédiaire.

C’est alors le protocole RTP – Real-time Transport Protocol qui entre en jeu. Son rôle est de transporter la voix.

 

Une notion revient souvent en VoIP, la QOS.

Le but de la QOS sera de prioriser les flux RTP.

 

4) Implémentation

 

Voyons plus en détails comment implémenter de la VoIP.

 

Tout d’abord, nous avons deux solutions.

Soit nous implémentons un système de VoIP complet (postes IP, CCM, etc…), soit nous conservons nos postes analogiques.

Dans ce cas, nous utiliseront un ATA – Analog Telephone Adapter. Cet équipement permet de conserver les postes analogiques, mais de tout de même profiter de certains avantages de la VoIP.

 

Nous ne serons plus connectés, à un opérateur de téléphonie analogique, mais un opérateur de VoIP à travers internet.

 

Nous pourrons aussi créer un lien VPN entre deux de nos sites, et nous en servir pour passer des appels gratuits.

 

Quant à l’installation physique, elle sera relativement simple.

Pour installer un téléphone IP, il faut juste disposer d’une prise Ethernet.

En général, dans une entreprise la plupart des PC sont reliés au réseau en filaire.

Il ne sera pas nécessaire de disposer d’une deuxième prise réseau, car un mini switch est intégré dans les téléphones IP.

Nous aurons alors une installation de ce type.

Le câble Ethernet entre le téléphone et le switch, est le lien qui reliait anciennement le PC au switch.

Nous avons donc simplement ajouté le poste IP et un petit câble Ethernet entre le téléphone et le PC.

 

Voici l’arrière d’un téléphone IP Cisco. Vous pouvez voir le switch de 2 ports :

Enfin, nous pouvons parler du POE.

C’est une fonctionnalité qui permet d’alimenter électriquement des équipements grâce à un câble Ethernet.

Pour cela, il faut un switch POE. Ensuite, simplement en reliant le switch au téléphone, ce dernier sera alimenté.

Nous pouvons donc nous passer d’un cordon d’alimentation électrique.

Le POE est surtout utilisé pour les bornes Wifi, les téléphones ou les caméras de vidéosurveillance.

 

5) Vocabulaire

 

Faisons à présent le point sur certains termes utilisés en VoIP.

 

PBX – Private Branch eXchange (ou autocommutateur) : c’est le système qui gère la téléphonie de l’entreprise. Il fait la liaison entre les postes internes (pour les appels internes) et la liaison avec le réseau de téléphonie publique (pour les appels externes)

 

IPBX : c’est le serveur de VoIP. Il gère les appels internes et externes (vers le fournisseur VoIP)

 

PSTN – Public Switched Telephone Network : c’est le réseau de téléphonie public dit analogique

 

RNIS – Réseau numérique à intégration de services (ISDN en anglais) : c’est l’équivalent du PSTN pour la téléphonie numérique

 

ITSP – Internet Telephony Service Provider : c’est l’opérateur de téléphonie VoIP

 

FXS – Foreign eXchange Station : c’est l’interface qui fournit la ligne téléphonique analogique. Elle fournit le courant et la tonalité. Par exemple, la prise murale RJ11 (directement reliée à l’opérateur téléphonique)

 

FXO – Foreign eXchange Office : c’est l’interface qui reçoit la ligne téléphonique analogique. Par exemple, la prise RJ11 sur un téléphone

 

Voici trois schémas expliquant les notions précédentes :

6) Voice VLAN

 

Afin de séparer les flux, nous avons dit que les téléphones IP sont en général placés dans un VLAN spécifique.

Dans le cas ou seul le téléphone est connecté sur le port du switch, cela ne pose pas de problème.

Sauf que si nous utilisons le switch intégré au téléphone, il y aura aussi le PC connecté sur le même port du switch (voir schéma précédent).

 

Afin que le switch puisse différencier le trafic venant du téléphone et celui venant du PC, nous allons configurer un Voice VLAN.

 

La configuration se fait comme ceci :

Switch-1(config)#interface fastEthernet 0/1
Switch-1(config-if)#switchport mode access
Switch-1(config-if)#switchport access vlan 200
Switch-1(config-if)#switchport voice vlan 100

 

Le PC se trouve dans le VLAN 200, et le téléphone dans le VLAN 100.

 

Pour que le trafic puisse être différencié, le téléphone va taguer les frames VoIP dans le VLAN 200, et na va pas taguer les frames du PC.

 

Bien entendu, il faudra renseigner le numéro du VLAN VoIP au téléphone. Sinon, si le téléphone et le switch sont de la marque Cisco, le switch peut indiquer le numéro du VLAN au poste IP par CDP.

 

Finalement, dans le principe, cela ressemble fortement à un Trunk.

 

7) QOS

 

Cette séparation de flux, en plus d’apporter de la sécurité, va permettre de faire de la QOS.

Comme dit précédemment, le but sera de prioriser les flux RTP.

 

Nous retrouvons deux techniques de marquage des frames, afin de faire de la QOS.

 

Au niveau 2, nous avons 802.1p.

Ce mécanisme de QOS consiste à ajouter un champ dans le Header de la frame.

Ce champ se nomme CoS – Class of Service.

Le champ est contenu dans le tag d’une frame 802.1Q

 

Il est codé sur 3 bits, et peut donc prendre 8 valeurs, de 0 à 7.

 

Plus la valeur est élevée, meilleure sera la  priorité de la frame.

En général, pour de la VoIP, la valeur 6 est utilisée.

La configuration se fait comme ceci :

Switch-1(config)#interface fastEthernet 0/1
Switch-1(config-if)#mls QOS trust cos
Switch-1(config-if)#mls qos cos 6

 

Au niveau 3, nous retrouvons Type of Service.

Il s’agit d’un champ dans l’entête du paquet IP.

Ce champ est divisé en 2 parties :

• DSCP – Differentiated Services Code Point
• Explicit Congestion Notification

 

Differentiated Services Code Point, est utilisé pour la QOS. Il est codé de 6 bits, ce qui permet un marquage plus fin qu’en COS.

 

8) Conclusion

 

Nous voici arrivés au terme de cette brève présentation de la VoIP.

Bien entendu, cette présentation était loin d’être complète. Il faudrait bien d’autres articles pour y arriver.

Néanmoins, nous avons pu aborder certains points importants, de manière à avoir un premier aperçu de ce qu’est la VoIP.