Infrastructure et matériel VoIP

1. Infrastructure VoIP

Il existe une offre très large en matière de matériel, de logiciels et de services VoIP. Pour le matériel (hors routeurs, pare-feux et commutateurs), on peut commencer par consulter les sites de ventes en ligne comme :

1.1. Caractéristiques d'une infrastructure LAN

L'infrastructure LAN devrait être :

  • robuste
  • évolutive
  • sécurisée
  • gérée

Critères préalables d'une infrastructure LAN

L'infrastructure doit répondre à plusieurs critères.

  • Elle est documentée et basée sur un modèle de conception.
  • Elle est robuste avec une redondance L1, L2 et L3.
  • Elle est évolutive avec une possibilité de déployer une architecture VLAN.
  • Elle est sécurisée, documentée et dispose de mécanismes d'authentification forte

Voir CCNA Voice Primer 5. Preparing the network to support voice.

1.2. Infrastructure WAN

Connexion à Internet

  • Liaisons Synchrone/Asynchrone
  • Débit
    • Débit garanti
    • SLA
    • Quantité
  • Connexions VPN

Réseau WAN privé

  • Coeur IP/MPLS
  • Accès CPE : FO, SDSL, ADSL, VDSL, ...
  • garantie, contrats SLA/QoS

1.3. SIP Trunk Provider

  • Connexion dédiées (SLA/QoS)
  • Connexion VPN
  • Fournisseur SIP
  • Fournisseur IAX

1.4. PBX / sofswitch

Défintion du PBX, PBX/IP +++

Fonctionnalités minimales :

  • VoIP Ready
  • Voice Messaging
  • Mobility (find me/follow me, convergence mobile/fixe)
  • Conferencing (diminution des coûts de voyage)
  • Reporting

Pour le dimensionnement prendre garde à :

  • PC, CPU/RAM, machine virtuelle, Image Cloud, SaaS, dimensionnement
  • nombre de téléphones
  • nombre d'appels concurrents
  • charge suscitée par l'encodage des medias
  • Solutions déportées (Cloud) gérées ou non.

On trouvera des appliances chez :

1.5. Téléphones IP

  • Segment physique dédié ou VLAN dédié
  • Problématique de l'alimentation
  • Software
  • Hardware
  • Matériel divers
  • interfaces USB etc ATA
  • Solution de gestion et de maintenance

1.6. Interfaces Trunk analogiques/digitaux

  • Banks USB, cartes PCI, voice gateway, voir catalogues/prix/specs :
  • Connexions analogiques FXO/FXS
  • Connexions digitales BRI/PRA
  • Ascenseurs (bank FXS)

1.7. Fournisseurs SIP

Opérateurs traditionnels : Belgacom, Base, Mobistar, Voo, Easynet, IP Nexia, etc.

2. Migration VoIP

2.1. Quand migrer vers la VoIP ?

  • Quand le central téléphonique de l'entreprise est amorti.
  • Quand l'entreprise connaît une croissance en utilisateurs ou en périphérique.
  • Quand l'entreprise décide d'investir dans son système d'information.
  • Certains marchés verticaux sont plus réceptifs que d'autres.

2.2. Architecture future

Décider d'implémenter de la VoIP au sein d'une entreprise nécessite de poser les bonnes questions :

  • Quelle est l'architecture existante du système d'information de l'entreprise ?
  • Quel état de l'infrastructure actuelle du réseau ?
  • Téléphonie fixe : contrats, tarifs et technologies.
  • Téléphonie mobile : contrats, tarifs et technologies.
  • Coûts de maintenance du PBX.
  • Coûts et fonctionnalités des périphériques.
  • Quels sont les services qui seront disponibles pour les utilisateurs finaux ?
    • Quelle sont les fonctionnalités à déployer ?
    • Selon quelles phases ?
    • Quels sont les projets à intégrer au déploiement de la VoIP ?

Au minimum :

  • une définition des besoins en fonctionnalités "Communications unifiées" et un cahier des charges
  • un audit de l'infrastructure du réseau ;
  • une étude de faisabilité du QoS ;
  • Des projets d'intégration plus complexes :
    • de la communication inter-site, multi-opérateur
    • du télétravail
    • l'intégration de périphériques mobiles
    • un helpdesk
    • un système de paiement
    • un CRM/ERP, avec suivi de clientèle, un centre d'appel

Encore des questions à se poser :

  • Quel est le plan de déploiement à mettre en œuvre ?
  • Des séances d'information et de formation sont-elles prévues pour le management (enjeux) et le personnel (bon usage) ?
  • Quel est le périmètre budgétaire ?
  • Quel est le retour sur investissement (ROI pour Return On Investment) escompté ? Est-il qualifiable et quantifiable ?

2.3. Topologies de déploiement

On peut imaginer une multitude de scénarios de déploiement. En voici quelques exemples.

VoIP / ToIP dans une TPE

Le service est assuré par un ASP comme Anveo ou Nomado par exemple.

Architectures PME monosite

Ici avec un PBX local connecté directement au RTC.

Ici le PBX connecté au RTC est déporté chez un fournisseur de service.

Architectures multisites

Chaque site dispose de son propre PBX connectés entre eux en IP et connectés individuellement au RTC.

Dans cette topologie, tous les sites distants sont interconnectés en IP mais certains seulement disposent d'un PBX connecté au RTC. Un site secondaire peut prendre le relais vers le RTC en cas rupture sur le site principal.

Architectures critiques

La charge est distribuée entre plusieurs machines, l'architecture du PBX est éclatée. Des services de haute disponibilité sont mis en œuvre. Des passerelles redondantes sont mises en place.

3. Conception VoIP

3.1. Codecs

Définition

Source : Configuration Guide for Asterisk PBX (Flavio E. Goncalves)

Un codec est un dispositif capable de compresser et/ou de décompresser un signal numérique. Ce dispositif peut être un circuit électronique, un circuit intégré ou un logiciel. Le mot-valise « codec » vient de « codage-décodage » (- COde-DECode en anglais). D'un côté, les codecs encodent des flux ou des signaux pour la transmission, le stockage ou le chiffrement de données. D'un autre côté, ils décodent ces flux ou signaux pour édition ou restitution. Les différents algorithmes de compression et de décompression peuvent correspondre à différents besoins en qualité de restitution, de temps de compression ou de décompression, de limitation en termes de ressource processeur ou mémoire, de débit du flux après compression ou de taille du fichier résultant. Ils sont utilisés pour des applications comme la téléphonie, les visioconférences, la diffusion de médias sur Internet, le stockage sur CD, DVD, la télé numérique par exemple.

Exemples de codecs/MOS

Le MOS pour Mean Opinion Score évalue la qualité audible de la voix sur une échelle de 0 à 5.

Exemples de codecs devant être disponible sur les UA :

  • GSM: 13 Kbps, MOS 3.8
  • iLBC: 13.3 Kbps, MOS 4.14
  • ITU G.711: 64 Kbps, MOS 4.1
  • ITU G.723.1: 5.3/6.3 Kbps MOS3.8
  • ITU G.726: 16/24/32/40 Kbps MOS 3.85
  • ITU G.729: 8 Kbps MOS 3.92
  • ITU G.722: 64 Kbps - High definition MOS 4.13

Comment choisir son codec ?

Source : Configuration Guide for Asterisk PBX (Flavio E. Goncalves)

  • Qualité du son (MOS – Mean Opinion Score)
  • Coût de licence
  • Consommation CPU
  • Consommation bande passante
  • Gestion de la perte de paquets
  • Support des périphériques (PBX/Téléphones)

http://www.voip-info.org/wiki/view/Codecs

Surcharge d'en-têtes

Un appel G.729 avec un voice payload size of 20 octets (20 ms) :

  • 18 octets Ethernet header and trailer +
  • 40 octets IP/UDP/RTP headers +
  • 20 octets voice payload

= 78 octets

Total packet size (bits) = (78 octets) * 8 bits per octet = 624 bits

PPS = (8 Kbps codec bit rate) / (160 bits) = 50 pps

Note: 160 bits = 20 octets (default voice payload) * 8 bits per byte

Bande passante par appel = voice packet size (624 bits) * 50 pps = 31.2 Kbps

Exercice avec un appel G.711 avec une charge de 160 octets (20 ms).

Calcul de bande passante et dimensionnement de lignes

Calculateurs de bande passante

3.2. Réduction de la bande passante nécessaire

Il y a trois méthodes pour réduire la bande passante nécessaire des appels VoIP

  • Compression d'en-têtes RTP (cRTP) : à placer sur des liens WAN sur les routeurs voir la documentation Cisco (http://www.cisco.com/en/US/tech/tk543/tk762/technologies_tech_note09186a0080108e2c.shtml).
  • Trunk IAX : protocole ouvert (RFC 5456) de signalisation et de transport fournissant des options de compression d'en-tête et de confidentialité.
  • VoIP payload : sur les passerelles et PBX on peut augmenter taille par défaut (par codec) de la charge RTP. En faisant cela, on réduit la surcharge en en-tête, on diminue la bande passante utilisé mais on augmente les délais.

3.3. Intégrité et confidentialité des échanges

Protocoles sécurisés

  • 802.1q
  • SIPS
  • SRTP
  • ZRTP
  • IAX

4. Exemples de périphériques SIP

4.1. Polycom SoundPoint IP 321 (3)

  • 2 lines enterprise-grade SIP phone
  • Excellent sound quality and enterprise-grade features in a simple, reliable IP deskphone.
  • The last thing your business needs is another set of technologies to distract your teams from the business at hand. The most commonly requested phone features are the simple ones – often, all your teams need is a simple, reliable deskphone without the distractions created by advanced features.
  • The SoundPoint IP 321 and 331 are two-line enterprise-grade IP deskphones with excellent sound quality. They are easy to use and are designed for small and medium-sized businesses and enterprises.

Benefit from:

  • Two-line deskphones with excellent sound quality
  • A set of enterprise-grade features
  • Easy configuration and use
  • Interoperability with leading IP PBX and Softswitch platforms
  • SIP features

Datasheet

Support

4.2. Cisco SPA508G (3)

  • 8-Line IP Phone with 2-Port Switch, PoE and LCD Display
  • Full-featured 8-line business-class IP phone supporting Power over Ethernet (PoE)
  • Monochrome backlit display for ease of use, aesthetics, and on-screen applications
  • Connects directly to an Internet telephone service provider or to an IP private branch exchange (PBX)
  • Wideband audio for unsurpassed voice clarity and enhanced speaker quality
  • Easy installation and highly secure remote provisioning, as well as menu-based and web-based configuration

Datasheet

Userguide (French)

4.3. Cisco SPA504G (2)

4-Line IP Phone with 2-Port Switch, PoE and LCD Display

4.4. Cisco SPA922 (6)

1-line IP Phone with 2-port Switch

Datasheet and support

4.5. ATA Cisco PAP2T (2)

Internet Phone Adapter with 2 VoIP Ports

Datasheet

Power and Network Devices

4.6. PoE FS108P (4)

  • Unmanaged switch 4 ports PoE
  • 8-PORT 10/100 SWITCH WITH 4-PORT POWER OVER ETHERNET
  • Supply power to wireless access points and surveillance cameras over Cat-5 cabling
  • IEEE 802.3af power on up to 4 ports
  • 8 10/100 Mbps Ports with AutoUplink™

Datasheet

Support

4.7. Cisco PoE SF300-24P (1)

Managed switch 24 PoE

  • 24 10/100 PoE ports
  • 2 10/100/1000 ports
  • 2 combo mini-GBIC ports

Datasheet

Support

5. Exercices de mise en œuvre de l'infrastructure physique

5.1. Mise en place de l'infrastructure

  • Prendre connaissance du manuel d'utilisation de chaque téléphone
  • Trouver une solution d'alimentation du téléphone (PoE)
  • Connecter le téléphone au réseau
  • Remettre à zéro les paramètres du téléphone (DHCP)
  • Trouver l'adresse de l'interface Web

5.2. Connexion interne

  • Etablir une connexion SIP interne (softphone vers hardphone)

5.3. Fournisseur Anveo

utilisateur mot de passe numéro compte SIP
user@domain - +3225xxxxxx 453-------
  • Accepter les conditions d'utilisation
  • Configurer le compte Anveo

5.4. Connexion externe avec un softphone

Établir une connexion SIP vers l'extérieur

  • Identité SIP : sip:453-------@anveo.com
  • Adresse du proxy SIP : sip:sip.de.anveo.com

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