Mémoire Téléphonie sur IP \\Dingamadji Michael & DOUMDE Adolphe

I

DDICACEDDICACEDDICACEDDICACESSSS

A la mmoire de mes grands-mres, MBATA Salom et KOUDJI NGARDEM. Quelles trouvent ici lexpression de ma profonde gratitude.

DINGAMADJI MichalDINGAMADJI MichalDINGAMADJI MichalDINGAMADJI Michal

A la mmoire de mon grand-pre, Alphonse NGARBIM KOL, et mon cousin, GUERDET Henry. Quils reoivent ici ma parfaite reconnaissance.

DOUMD NGARBIM AdolpheDOUMD NGARBIM AdolpheDOUMD NGARBIM AdolpheDOUMD NGARBIM Adolphe

II

REMERCIEMENTSREMERCIEMENTSREMERCIEMENTSREMERCIEMENTS

Laboutissement de ce travail na t possible que grce lappui multiforme de plusieurs personnes. Cest ainsi que nous tenons remercier tous ceux qui y ont contribu, directement ou indirectement.

Au rang de toutes les personnes qui nous ont entour de leur bienveillance, quil nous soit permis de rendre un hommage particulier notre encadreur M. MOULOUM Judical, qui, non seulement, nous a fait lhonneur de diriger ce mmoire, mais na mnag aucun effort pour nous joindre, nous transmettre les documents ncessaire son laboration, nous orienter et nous corriger, en dpit de son emploi du temps particulirement charg.

Nous remercions Dr KELEYPETTE DONO, Directeur Gnral de lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie de NDjamena et, travers lui, tout le personnel de linstitut pour le travail qu'ils abattent au quotidien afin que les tudiants de la Francophonie travaillent dans la srnit.

Nous remercions galement la Secrtaire de TEARFOUND, Mme YOKOGUEM Honorine DEOUNON pour son coute, sa disponibilit et ses conseils pour tous nos travaux.

Quil en soit de mme pour le Directeur de T.I.C de SOS village denfant, ROASSOUM NGARBIM Cyrille pour son soutien multiforme et ses encouragements.

Nous ne saurions oublier nos parents pour leurs incessants encouragements. Leur optimisme et leur foi en toutes circonstances avaient t pour nous une source supplmentaire de motivation dans les moments de dcouragement.

A tous nos camarades de promotion, pour les encouragements, le climat de franche camaraderie et la saine mulation durant nos annes d'tudes.

A tous ceux que nous ne pouvons nommer ici individuellement, et qui ont tous uvr faciliter ce travail et nous ont accompagn tout le long de nos tudes. Que tous daignent trouver ici l'expression de notre totale et infinie gratitude.

III

LISTE DES ABREVIATIONSLISTE DES ABREVIATIONSLISTE DES ABREVIATIONSLISTE DES ABREVIATIONS

A: Affaiblissement

ADSL: Asymetric Digital Subscriber Line

ATA : Adaptateur de Tlphone Analogique

ATM: Asynchronous Transfert Mode

C/N: Signal sur Bruit

CD : Compac Disk

CODEC: Codeur/Dcodeur

CTI: Centre de Transite International

d: distance

DAMA: Demand Assigned Multiple Access

dB: decibel

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol

EoIP: Everything over IP

FAI : Fournisseur dAccs lInternet

FDMA: Frequency Division Multiple

Access

GEO: Geostationary Earth Orbit

GPS: General Position System

GSM: Global System for Mobile communication

HP: Haut Parleur

HUB: Home Unit Broadcast

Hz: Hertz

IAX: Inter Asterisk eXchange

IDU: In Door Unit

IETF: Internet Engineering Task Force

IFL: Inter Facility Link

INTERNET: Interconnexion Network

IP: Internet Protocol

ISDN: Integrate Service Digital Network

ISPF: Institut Suprieur Polytechnique la

Francophonie

Kbit/s: Kilobit/seconde

KHz: Kilohertz

LAN: Local Area Network

LEO: Low Earth Orbit

L NB: Low Noise Broadcast

Mbit/s: Megabit/seconde

MC: Multipoint Controller

MDP4: Modulation Dplacement de Phase, 4 tats

MEO: Medium Earth Orbit

IV

MF: Modulation de Frquence

MGCP: Media Gateway Control Protocol

MODEM: Modulateur/Dmodulateur

MOS: Mean Operational Score

MP: Modulation de Phase

MP: Multipoint Processor

MULTIPLEX: Multiplexeur

NOC: Network Operating Center

ODU: Out Door Unit

OMT: Orthomode Transducer

PABX: Private Automatic Branch

eXchange

PBX: Private Branche eXchange

PC: Personnel Computer

PCI: Peripheral Component Interconnect

PCM: Pulse Code Modulation

PIRE: Puissance Isotrope Rayonne

Equivalent

PSTN: Public Switched Telephone Network

QPSK: Quadrature Phase Shift Keying

RFC: Request For Comments

RNIS: Rseau Numrique Intgration de Service

RTC : Rseau Tlphonique Commut

RTCP: Real time Transport Control

Protocol

RTP: Real time Transport Protocol

SCPC: Single Channel Per Carrier

SDP: Session Description Protocol

SFS: Service Fixe par Satellite

SIP: Session Initiation Protocol

SNR: Signal to Noise Ratio

SRS: Service Radio PAR Satellite

TCP/IP: Transmission Control Protocol/

Internet Protocol

TCP/IPv4: TCP/IP version 4

TDMA: Time Division Multiple Access

TIC: Technologies de lInformation et de la Communication

ToIP: Telephony over Internet Protocol

UDP: User Data gram Protocol

UIT : Union Internationale de Tlcommunications

UMTS: Universal Mobile Telecommunications System

URI: Uniform Resource Identifier

VAD : Dtection de lActivit de la Voix

V

VDC: Virtual Design and Construction

VoIP: Voice over Internet Protocol

VSAT: Very Small Aperture Terminal

Wi-Fi: Wireless Fidelity

: Longueur donde

LISTELISTELISTELISTE DES DES DES DES FIGURESFIGURESFIGURESFIGURES

Figure1 : Un des btiments abritant les salles de cours .4

Figure 2 : Bloc administratif en projet de construction .4

Figure 1. I : Numrisation du signal ..8

Figure 2.I : Reprsentation du codec PCM (Pulse Code Modulation)...9

Figure 3.I : Pile de protocole SIP.13

Figure 4.I : La norme H.323 regroupant les lments de rseaux....14

Figure 5.I : Communication de PC PC..17

Figure 6.I : Communication de PC Tlphone......18

Figure 7.I : Communication de tlphone tlphone.....19

Figure 8.I : Architecture de la voix sur IP19

Figure 1.II : Le satellite de communication..21

Figure 2.II : Les orbites satellitaires.22

Figure 3.II : Diffrents types de couverture .22

Figure 4.II : La station VSAT ..27

Figure 5.II: Diagramme gnral de linstallation de VSAT ........29 Figure 6.II : Transmission de donnes au travers dun rseau VSAT .33 Figure 7.II : Bilan de liaison terre-satellite .....35

VI

Figure 8.II : Fonctionnalit de VSAT..37

Figure 1.III : Lcran linstallation de trixbox ..41

Figure 2.III : Configuration trixbox .....42

Figure 3.III : Lcran aprs la configuration ..43

Figure 4.III : Installation des modules de trixbox ....44

Figure 5.III : X-lite ..46

Figure 6.III : Architecture de VoIP via VSAT lISPF ....47

LISTE DES TABLEAUXLISTE DES TABLEAUXLISTE DES TABLEAUXLISTE DES TABLEAUX

Tableau1.I : La Compression /Dcompression ....10

Tableau1.III : Les bandes de frquences .24

Tableau 1.IV : Cot de projet .....49

VII

SOMMAIRESOMMAIRESOMMAIRESOMMAIRE Ddicaces ................................................................................................................................................. I

Remerciements ........................................................................................................................................ II

Liste des abreviations ............................................................................................................................ III

Liste des figures...................................................................................................................................... V

Liste des tableaux .................................................................................................................................. VI

Sommaire ............................................................................................................................................. VII

Bibliographie .......................................................................................................................................... X

Introduction Generale .............................................................................................................................. 1

I. Prsentation de lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie ............................................. 3

I. Missions........................................................................................................................................... 3

CHAPITRE I : GNRALITS SUR LA TLPHONIE IP ................................................................ 5 I. Concept de voix sur IP ........................................................................................................................ 5

I. 1 Dfinitions .................................................................................................................................... 5

I.1.1 Migration de la tlphonie RTC la tlphonie IP ................................................................ 5

I.1.2 Avantages et inconvnients de la tlphonie sur IP ............................................................... 6

I.1.2.1 Avantages ............................................................................................................................. 6

I.1.2.2 Inconvnients ....................................................................................................................... 7

I. Principe de fonctionnement et protocoles ............................................................................................ 7

II.1. Principe de fonctionnement ........................................................................................................ 7

II.1.1 Traitement de la voix ............................................................................................................ 7

II .1.2 Numrisation du signal analogique ..................................................................................... 7

II.1.3 Compression et dcompression ................................................................................................... 9

II.2 Protocoles .................................................................................................................................. 10

I. Les matriels et les exemples de la tlphonie sur IP ........................................................................ 16

III.1 Les matriels ............................................................................................................................. 16

III.2 Les exemples ........................................................................................................................... 17

III.2.1 Communication de PC PC ............................................................................................ 17

III.2.2 Communication de PC tlphone ou de tlphone PC.................................................. 18

III.2.3 Communication de tlphone tlphone .......................................................................... 18

I. Architecture de la tlphonie sur IP .............................................................................................. 19

CHAPITRE II : ACCS A LINTERNET PAR SATELLITE ............................................................. 20 I. tude de la technologie VSAT ........................................................................................................... 20

I.1 Gnralit sur les satellites de communications .......................................................................... 20

I.1.1 Transmission ....................................................................................................................... 23

VIII

I. 2 Gestion de la bande passante..................................................................................................... 23

I.3 Facteurs des contraintes de la liaison par satellite....................................................................... 25

I. Prsentation de la technologie VSAT ................................................................................................ 26

II.1 Mode de constitution et de fonctionnement dun rseau VSAT ................................................. 26

II.1.1 Composants de VSAT ...................................................................................................... 27

II.1.2 Diagramme gnral pour linstallation VSAT ................................................................... 28

II.1.3 tude de site ........................................................................................................................ 30 II.1.4 Assemblage de lODU et installation ................................................................................. 30

II.1.5 Configuration de lIDU ...................................................................................................... 31

II.1.6 Pointage de lantenne .......................................................................................................... 31

II.1.7 Le fonctionnement du rseau ............................................................................................. 32

II.1.8 Bilan de liaison .................................................................................................................. 33

II.1.8.2 Bilan de liaison pour la voie descendante ...................................................................... 34

II.1.8.3 Bilan de liaison global ................................................................................................... 34

II.2 Techniques daccs aux canaux .................................................................................................. 36

II.3 Mode de transmission ............................................................................................................... 36

II.3.1 Applications de VSAT ......................................................................................................... 37

CHAPITRE III : MISE EN PLACE DE LA TELEPHONIE IP ........................................................... 38

I. Procdures .......................................................................................................................................... 38

I.1 Organisation ................................................................................................................................ 38

I.1.1 tude stratgique ................................................................................................................... 38 I.1.2 Lanalyse de lexistant ......................................................................................................... 39

I. Plan de Numrotation ........................................................................................................................ 40

II.1 La Numrotation ...................................................................................................................... 40

II.2 Prsentation de trixbox .............................................................................................................. 40

II.2.1 Installation de trixbox ......................................................................................................... 41

II.2.1.1 Pr-requis linstallation .................................................................................................. 41

I. Configuration de trixbox ............................................................................................................... 42

III.1 Installation de modules de trixbox .......................................................................................... 43

II. Configuration des postes clients ................................................................................................ 44

IV.1 Configuration des ordinateurs ................................................................................................... 44

IV.2 Configuration de soft Phones .................................................................................................... 45

IV.3 Configuration de X-Lite .......................................................................................................... 45

III. Architecture de rseau VoIP via VSAT lISPF et son positionnement .................................. 46

CHAPITRE IV : EVALUATION DU COT DE PROJET ................................................................. 48

IX

Conclusion Generale ............................................................................................................................. 50

Recommandations ................................................................................................................................. 51

I. Aux administrateurs de lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie ........................... 51

II. Aux enseignants et tudiants de linstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie ............ 51

III. Au Gouvernement ........................................................................................................................... 51

X

BIBLIOGRAPHIEBIBLIOGRAPHIEBIBLIOGRAPHIEBIBLIOGRAPHIE

1. www.ispftchad.org

2. Module transmission sur RTC Auteur : Jean-Paul Andretzko

3. Voir cours rseaux informatiques

4. Le livre de Rseaux et Tlcoms de Claude Servin, dition Dunod, Paris, 2003

5. "Satellite artificiel." Microsoft Encarta 2009

6. Cours Systme de Tlcommunication Anne 2012-2013 /ISPF

7. http://home.hiwaay.net

8. Http://www.trixbox.org/downloads

9. http://www.voip-info.org

10. http :// www.xlite.com/index.php?menu=download

11. http://vsat.centerblog.net

tude de mise en place de la Tlphonie IP via VSAT lISPF

DINGAMADJI Michael et DOUMD NGARBIM Adolphe /5e Promotion de Tlcommunications lISPF 2010-2013 1/51

INTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTIONINTRODUCTION GENERALEGENERALEGENERALEGENERALE

Dans les entreprises, les rseaux de tlcommunications sont considrs comme lpine dorsale informationnelle cause de lextension conomique. Aprs lavnement du rseau IP haut dbit, les nouvelles technologies de communication sont dornavant disponibles de nos jours. Lune des plus prises est la voix sur IP . La voix sur IP, ou VoIP pour Voice over IP, est une technique qui permet de communiquer par la voix (ou via des flux multimdia: audio et/ou Vido) sur des rseaux compatibles IP, qu'il s'agisse de rseaux privs ou d'Internet, filaire (cble/ADSL/optique) ou non (satellite, Wifi, GSM, UMTS) . Cette technologie est notamment utilise pour prendre en charge le service de tlphonie sur IP ( ToIP pour Telephony over Internet Protocol). Cette technologie utilise les standards dfinis par l'IETF (Internet Engineering Task Force) qui s'occupe de l'volution et du bon fonctionnement de l'architecture d'Internet) et l'UIT (Union Internationale des Tlcommunications) responsable des normes de communications secteur Tlcoms pour les transmissions multimdias sur tout le rseau utilisant le protocole IP.

De nos jours, la technologie Voix sur IP a donn naissance une multitude dapplications de tlphonie sur IP et ses diffrentes manires de communications. Elle peut tre de PC (Personnel Computer) poste tlphonique, entre les PC et entre les postes tlphoniques ou Fax. En utilisant cette nouvelle technologie, les flux tlphoniques sont

numriss et vhiculs via les rseaux ddis avec des cots optimums possibles.

Depuis sa cration en 2000, lISPF nest dot daucune structure daccs lInternet ni dune tlphonie adquate, causant dnormes difficults aux activits du personnel administratif. Les tudiants, quant eux, sont obligs daller en dehors de lInstitut la qute de la connexion Internet pour leurs travaux de recherche. De mme, les enseignants prouvent de srieuses difficults se connecter au monde extrieur en vue de la prparation de leurs cours. Dans un tel contexte, la mise en place dun systme voix sur IP est plus que ncessaire en ce sens quelle facilitera la communication entre les diffrentes entits administratives. De manire concrte, elle permettra de vhiculer la voix et les donnes sur un rseau IP via un support de transmission par satellite.



Notre tude a pour objectif global de contribuer la mise en place de la tlphonie IP au sein de lISPF.

Les objectifs spcifiques sont entre autres :

- de trouver et tudier des solutions moindre cot pour intgrer les services tlphoniques classiques (boite vocale, fax.) avec les services et applications informatiques existantes (services Internet, Intranet et Extranet) ;

- de crer les opportunits en vue de la diversification des moyens de communication et dinformation au sein de lISPF ;

- de mettre en vidence les procds adquats en vue de l'installation et de la configuration des quipements de Tlphonie sur IP et de la station VSAT.

Limportance de cette technologie, et surtout le bel avenir auquel elle est promise, doit rsolument inciter lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie (ISPF) sy engager, non seulement pour des raisons conomiques, mais aussi pour la souplesse dutilisation qui la caractrise.

Ainsi, pour jeter les bases de ce chantier, nous avons choisi comme thme de notre mmoire en vue de lobtention du Diplme dIngnieur de Travaux en Tlcommunications, [l] tude de mise en place de la tlphonie IP via VSAT lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie de NDjamena .

Pour raliser ce projet, nous adoptons le plan de travail ci-aprs :

Un premier chapitre traitera des Gnralits sur la tlphonie IP. Le deuxime prsentera les mthodes dAccs linternet par satellite. Le troisime chapitre sera consacr au processus de Mise en place de la tlphonie IP. Enfin, lvaluation du cot de projet clturera notre analyse. Mais avant tout, une prsentation succincte de lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie savre ncessaire dans le premier chapitre.



I. Prsentation de lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie

LInstitut Suprieur Polytechnique "La Francophonie"1, en abrg ISPF , est cr en lan 2000 et autoris provisoirement par Arrt N 126/MES/DG/DESB/2000 du Ministre de lEnseignement Suprieur de ltat Tchadien. Lautorisation dfinitive a t obtenue le 08 avril 2002 suivant le Dcret N 0968/PR/MES/DESB/SES/2002. LISPF est un tablissement Priv Polytechnique dEnseignement Suprieur et Professionnel dont le sige se trouve Ndjamena la capitale de la Rpublique du Tchad.

Les tudes lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie sont sanctionnes par des diplmes allant du Brevet de Technicien Suprieur (BTS) au Master. La formation linstitut est donne sous forme denseignements thoriques et dactivits pratiques pour la plupart et varient selon la filire choisie. Les enseignements sont assurs par des universitaires de haut niveau venant de diffrentes universits de la place et de la sous-rgion. Les personnalits issues du monde professionnel constituent un prcieux appui la formation qui se veut la fois professionnelle et acadmique.

LInstitut dveloppe ses relations de coopration avec les institutions denseignement suprieur tant publiques que prives du continent africain dabord (Algrie, Burkina, Cte DIvoire, Sngal etc.), puis du reste du monde (Inde, France, Chine).

I. Missions

L'Institut Suprieur Polytechnique "La Francophonie" a une vocation africaine

entend :

assurer la formation initiale des cadres suprieurs en adquation avec lemploi. La formation est axe sur lmergence du continent africain en parfaite harmonie avec les objectifs de la politique dfinie par le gouvernement du Tchad ;

conduire un enseignement pluridisciplinaire de haut niveau dbouchant, grce des filires de formation adaptes au march de lemploi, des carrires, mtiers, professions, grades, titres et diplmes pour le dveloppement de la socit nationale et africaine ;

1 www.ispftchad.org



dvelopper des actions qui concourent la paix, la stabilit, la cohsion sociale, au renforcement de la dmocratie et aux progrs des recherches scientifiques au Tchad, dans la sous-rgion et travers toute lAfrique.

Ci-dessous les figures dun des btiments abritant les salles de cours et le bloc administratif en projet de construction.

Figure 1 : un des btiments abritant les salles de cours.

Figure 2 : bloc administratif en projet de construction



CHAPITRE I : GNRALITS SUR LA TLPHONIE IP

I. Concept de voix sur IP

I. 1 Dfinitions

Le terme gnrique Vo IP veut dire Voice over Internet Protocol. Il est gnralement utilis dans son sens large pour indiquer lensemble des solutions permettant de transporter la voix en mode paquet au format TCP/UDP sur un rseau IP. Nous avons entre autres, la voix sur Internet (qui transporte la voix via Internet), la voix sur IP (qui transporte la voix sur un rseau intranet ou extranet), la tlphonie sur IP (outre la parole, y ajoute les fonctions tlphoniques telles que la signalisation, fax et le multi appel) sur un rseau IP priv, la tlphonie sur Internet (qui offre les services tlphoniques fondamentaux via Internet).

I.1.1 Migration de la tlphonie RTC la tlphonie IP

Sur les premiers rseaux, la commutation se faisait la main par des oprateurs travaillant sur des pupitres dans les centrales tlphoniques. Lorsque les rseaux tlphoniques se sont tendus, la commutation manuelle sest rvle trop lente et trop coteuse en main-duvre. Ces considrations conomiques ont alors amen les ingnieurs concevoir des systmes lectromcaniques et lectroniques, capables deffectuer une commutation automatique au sein des centrales tlphoniques (RTC : Rseaux Tlphoniques Communauts2). Dabord lectromcaniques, les centraux automatiques ont t progressivement remplacs, partir des annes 1970, par des dispositifs lectroniques, moins coteux et plus rentables.

Une centrale lectronique peut tre considre comme un vritable systme informatique3 . Les numros composs sont traduits automatiquement, les appels tant transmis des vitesses de lordre du millionime de seconde. partir du central, la voix de labonn est convertie en signaux numriques, forme sous laquelle elle est transmise au rseau. Le rseau numrique est trs performant. La commutation et lacheminement sont rapides, le chemin le plus court est dtermin automatiquement pour chaque appel, la maintenance des quipements est aise et les pannes sont trs rares. 2 Module transmission sur RTC

Auteur : Jean-Paul Andretzko 3 Voir cours rseaux informatiques



Par ailleurs, les premires connexions tlphoniques au travers du rseau Internet voient le jour au dbut des annes 2000. Sur ces rseaux tlphoniques dits rseaux IP (Internet Protocol, rseaux utilisant le protocole Internet ; on parle galement de tlphonie IP ou VoIP pour Voice over IP), la voix est numrise, compresse, puis dcoupe en paquets qui transitent sur Internet avant datteindre le poste fixe ou le mobile du destinataire.

I.1.2 Avantages et inconvnients de la tlphonie sur IP Dans cette partie, nous allons voir pourquoi la tlphonie sur IP est devenue

importante pour les entreprises et sous-entendue pour lInstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie .

I.1.2.1 Avantages

- La rduction des cots dappels La commutation via IP, la facturation nest en terme de tlphonie que la

transmission sur les tlphonies classiques. Ainsi, si on appelle dans un autre bureau ou dans une autre institution situe lautre bout du monde, il ne vous en cotera que le prix dune transmission locale. Pour des appels tlphoniques grande distance, ces solutions savrent donc beaucoup plus conomiques.

- La rciprocit des rseaux et la simplification de larchitecture

Le rseau dune entreprise, qui a choisi la Voix sur IP, est dsormais administr comme un rseau informatique. Il n'existe plus un rseau tlphonique et un rseau

informatique, mais bel et bien, un systme d'information dans sa globalit qui s'avre bien plus facile grer. Cela permet de rduire les cots dinfrastructures.

- La supriorit de la tlphonie et la convergence voix et donnes

Quelles que soient les priodes dvolution de la technologie, le dialogue de vive voix a t nanmoins le mode de commutation sollicit des humains. Quand on tente de trouver une solution un problme distance avec notre correspondant via la messagerie instantane par exemple, on a toujours plus ou moins envie de prendre le tlphone et d'appeler notre correspondant, meilleure interactivit, meilleur moyen de s'exprimer, rapidit galement. Les tlphones peuvent maintenant appeler les ordinateurs et les ordinateurs peuvent appeler les tlphones. La communication s'en trouve ainsi encore



facilite. De plus, le nouveau cap franchir est la convergence globale voix donnes. Beaucoup d'applications sont bases autour de la communication tlphonique. La vido confrence se gnralisera aussi.

I.1.2.2 Inconvnients Comme toute innovation, la tlphonie sur IP a bien des points forts et des points

faibles. Toutefois, les points faibles sont minables par rapport aux avantages quelle fournit. Ses points faibles sont entre autres :

- le dploiement : avec cette technologie, pour faire le dploiement, il est ncessaire davoir un rseau ayant des infrastructures qui donnent une excellente qualit de service ;

- la tlphonie sur IP est exhibe toutes les attaques qui tourmentent le monde informatique ;

- sa mise en place exige des dispositifs appropris dans un endroit spcifique par exemple lalimentation lectrique du rseau ; car une coupure lectrique correspond larrt total du rseau ;

- un individu ne peut installer en raison du cot.

I. Principe de fonctionnement et protocoles

II.1. Principe de fonctionnement

II.1.1 Traitement de la voix La parole est un signal analogique qui utilise une bande de frquence allant de 300

3400Hz. Elle est d'abord chantillonne par un convertisseur analogique numrique 8KHz, puis code sur 8 bits, compresse par les codecs (appropris) en fonction des normes de recommandations utilises. Ensuite, on peut liminer les pauses de silence observes pendant une conversation tlphonique entre l'appel et l'appelant, pour enfin tre habill au format de paquets RTP, UDP et IP.

II .1.2 Numrisation du signal analogique

Comme on venait de dire plus haut, la voix est un signal analogique qui doit subir une conversion sous forme numrique suivant le format de codage donn (codage PCM par exemple). Ainsi, on assiste trois tapes de numrisations qui sont les suivantes :



- chantillonnage

Il consiste prlever lchantillon du signal analogique des intervalles de temps biens rguliers la frquence dchantillonnage est de 8 kHz, mais les conditions thoriques de Shannon ne sont cependant pas vrifies en pratique et il faudra recourir certaines corrections (plus la frquence de l'chantillonnage est grande, plus la retranscription est fidle).

- Quantification

La quantification est lapproximation de la valeur instantane dun signal analogique continu par une valeur discrte (reprsente par un code, do le nom Pulse Code Modulation) la plus proche prise dans un ensemble fini. Dans la quantification linaire, le pas de quantification est constant mais le SNR est dfavorable pour les signaux faible amplitude.

- Codage

Son but principal est de transformer un signal vocal en gnral analogique, en un signal numrique d'un dbit et d'une qualit donn. Pour obtenir un meilleur SNR (indpendant de lamplitude), on fait varier le pas de quantification en fonction de lamplitude de manire logarithmique. En pratique, on transforme le signal quantifier (en amplifiant les petites amplitudes et en attnuant les grandes), puis on effectue une quantification linaire sur le signal compress.

Voici ci-dessous le schma correspondance de la numrisation.

Figure 1. I : numrisation du signal



MULTIPLEX

Figure 2. I : reprsentation du codec PCM (Pulse Code Modulation)

Le Codec PCM est la technique de compression de base et correspond un codage de 8 bits pour un dbit de 64Kbps. Il permet de fournir une bonne qualit de restitution de la voix au dtriment d'une consommation de bande passante leve pour Internet mais acceptable au niveau du rseau local.

II.1.3 Compression et dcompression La compression en informatique est la technique de rduction de donnes

informatiques sur un support de stockage, dans le but doptimiser leur transmission. Pour obtenir un dbit ncessaire pour la transmission de la voix, le signal numrique

est compress selon le format de codecs (compression/dcompression), puis insr dans les paquets IP. En complment de cette compression, un mcanisme appel VAD, qui en franais signifie Dtection de l'Activit de la Voix . Il permet de rduire la bande passante consomme en dtectant les silences produits pendant une communication tlphonique. L'activation de mcanisme VAD peut procurer jusqu' 50% du gain de la bande passante. Il existe plusieurs techniques de compression, chacune tant mesure de faon totalement subjective par une masse de population prise au hasard. Elle doit noter chaque codage par un chiffre de 1 5 (1 = Insuffisant ,5 = Excellent). Cette technique s'appelle le MOS.



Voir le tableau ci-dessous.

Nom du Codec Dbit du Codec MOS du Codec G.711 (PCM) 64 kb/s 4.1

G.723.1 6,4 kb/s 3.9

G.726 32 kb/s 3.85

G.729 8 kb/s 3.92

Tableau 1.I : la Compression /Dcompression

A la rception, les informations reues sont dcompresses sous le mme format de codages utiliss au niveau de l'metteur, puis converties dans un format appropri pour les destinataires.

II.2 Protocoles

En tlinformatique, le protocole 4 est dfini comme un ensemble de rgles de communication qui permet deux ou plusieurs entits (ordinateurs, applications logicielles, priphriques dordinateur.) dchanger des donnes entre elles. Par analogie, un protocole peut tre compar un langage : pour que deux personnes puissent se comprendre, il faut quelles utilisent le mme langage, pour que deux entits puissent changer des donnes, elles doivent imprativement utiliser le mme protocole.

Le transfert de donnes sur Internet s'effectue par paquets de donnes. Cette structure repose sur l'utilisation de protocoles TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol). Chaque document, qu'il s'agisse de texte, image ou voix, est numris puis rparti en paquets. Chacun de ces paquets est alors envoy sur Internet indpendamment des autres et essaie de prendre le chemin le plus rapide pour parvenir sa destination.

Les principaux protocoles utiliss pour l'tablissement des connexions en voix sur IP sont :

- Le protocole IP (Internet Protocol) : il est au centre du fonctionnement de l'Internet. Le protocole IP permet aux paquets de se dplacer sur le rseau

4 Le livre de Rseaux et Tlcoms de Claude Servin, dition Dunod, Paris, 2003



Internet, indpendamment les uns des autres, sans liaison ddie. Les paquets envoys sur le rseau, se voient attribuer une adresse IP.

- Le protocole TCP (Transmission Control Protocol) : ce protocole contrle la transmission dans un rseau. Il est orient connexion, c'est--dire, il assure un circuit virtuel entre les applications utilisateurs. Le protocole TCP tablit un mcanisme d'acquittement et de rmission des paquets manquants.

- Le protocole UDP (Protocole de Datagramme Utilisateur) : il est un protocole de transport sans vrification. Lors de lchange des informations, il ny a pas daccus de rception, ni remise de garantie. Dans les applications temps rel, UDP est plus appropri, mais il prsente des faiblesses dues au manque de fiabilit. Des protocoles de transport et de contrle de temps rel sont utiliss au-dessus dUDP pour remdier ses faiblesses et assurer sa fiabilit. Ces protocoles sont RTP et RTCP.

- Le protocole RTP (Real time Transport Protocol) : il a pour rle de transmettre les donnes (audio, vido, etc.) sur internet un temps rel, en utilisant le protocole TCP ou UDP. Son principal rle consiste mettre en uvre des numros de squences de paquets IP pour permettre la reconstitution des informations de voix ou vido. Le protocole RTP permet aussi de :

identifier le type d'information transporte ;

ajouter des indicateurs de temps et des numros de squences de l'information transporte ;

contrler de bout en bout la cohrence des paquets jusqu' leur destination, RTP supporte diffrent type de codage et de compression des donnes.

- Le protocole RTCP (Real Time Control Protocol) : il est un protocole utilis en association avec le RTP pour assurer le contrle des flux de donnes et gre galement la bande passante de tel sorte que la qualit de service soit meilleur. Ce protocole joue essentiellement le rle de la reconnaissance permanente des flux multimdia et une bonne qualit de service, apporte un retour dinformations sur la transmission et sur les lments destinataires. Il permet aussi de renvoyer la source des informations sur les rcepteurs et ainsi lui permettre, par exemple, dadapter le type de codage ou encore de modifier le dbit des donnes.

- protocole SIP (Session Initiation Protocol) :



Cest un protocole de contrle de session. Il est utilis pour crer, rguler et terminer une session vido ou audio entre un ou plusieurs participants sur un rseau commutation de paquets. Le SIP permet de communiquer. La communication en elle-mme doit tre gre par dautres moyens. Les protocoles principalement utiliss pour une conversation SIP sont SDP (Session Description Protocol) et RTP (Real time Transport Protocol).

Une entit SIP est identifie par une URI (Uniform Ressource Idenfier). Lutilisation dURI offre de nombreux avantages. Facilement mmorisable par les utilisateurs, il est possible de lutiliser pour ladresse e-mail et ladresse tlphonique.

Le protocole SIP a t dvelopp par lIETF (Internet Engineering Task Force). La version la plus rcente est dcrite dans la RFC 3261.

Le protocole SIP permet de crer et de grer les sessions entre participants pour changer les donnes. Il est indpendant de la nature des donnes et du protocole de transport. Il peut donc servir tablir de conversations tlphoniques et des confrences, mais il nest pas limit cet usage.

Il fournit cinq (05) services pour les conversations multimdia :

- la localisation dutilisateur pour dterminer le systme terminal qui doit tre utilis pour la communication ;

- ltablissement de lappel pour faire sonner le destinataire et tablir les paramtres de la communication chez lappelant et lappel ;

- la disponibilit de lutilisateur pour savoir si le destinateur veut participer la communication ;

- les moyens de lutilisateur pour dterminer le mdia dont il dispose ces caractristiques ;

- la gestion de lappel pour le transfert et la terminaison de lappel.



Voici ci-dessous la pile de protocole SIP

Application Cliente, Interface Utilisateur

Contrle Mdia Gestion Terminale

RTP RTCP SIP

SDP

UDP UDP/TCP

IP

Figure 3. I : pile de protocole SIP

- Le protocole IAX (Inter Asterisk eXchange)

Le protocole propritaire de voix sur IP issu du projet PABX open source Asterisk permet la communication entre client et le serveur, dune part, et entre les serveurs, dautre part. Il est plus puissant que SIP ; car il a t conu pour le contrle et la transmission du flux multimdia avec un dbit plus faible (notamment pour la voix) et lintgration dans les rseaux natts.

Le choix du protocole est trs important ; car cest sur lui en partie que sera base la communication tlphonique (qualit, service) au sein du rseau. Ainsi, lors de la slection du rseau, il faudra faire attention ses points forts comme ses points faibles.



Par exemple, le protocole H.323 possde des failles de scurit pouvant tre utilises pour excuter des commandes arbitraires ou provoquer un dni de service sur le systme vulnrable. La criticit de ces problmes sur les diffrents quipements/logiciels semble varier dun produit un autre. Les systmes les plus touchs sont les tlphonies IP et les visioconfrences IP.

Le protocole H.323

Ce standard concerne le contrle des appels, la gestion du multimdia, la gestion de la bande passante pour les confrences point point ou multipoints.

Les fonctions ddies H.323 sont les suivantes : - dfinition des normes de compression des flux audio et vido dont les

quipements doivent ncessairement supporter la voix, la vido est en option ; - dfinition des protocoles de signalisation pour l'interoprabilit des

quipements (procdure d'appel : requte, tablissement et suivi de l'appel) ; - gestion de la bande passante rserve pour chaque type de communication ; - gestion des confrences multipoint : modle de confrence gr par une entit

centrale ;

- indpendance vis--vis des applications et systmes d'exploitation ; - indpendance vis--vis du rseau physique supportant la communication.

Voici ci-dessous le schma correspondant.

Figure 4. I : La norme H.323 regroupant les lments de rseaux



Lgende :

une passerelle ("Gateway") pour linteraction avec un rseau tlphonique classique ;

les contrleurs multipoints (MCU - MC, Multipoint Controller, MP - Multipoint Processor) pour la conduite de visioconfrences en multi points ;

les terminaux de type H.323 peuvent tre intgrs dans des ordinateurs personnels ou implants dans des quipements autonomes tels que des IP-phones o des vidophones ;

Le gatekeeper agit comme un moniteur de tout appel H.323 dans la partie du LAN quil gre. Il fournit deux services principaux : la gestion des permissions et la rsolution dadresses. La gatekeeper est aussi responsable de la scurit. Quand un client H.323 veut mettre un appel, il doit le faire au travers du gatekeeper. Cest alors que celui-ci fournit une rsolution dadresse du client de destination. Dans le cas o il y a plusieurs gateways sur le rseau, il peut rediriger lappel vers un autre couple gateway/gatekeeper qui essaiera son tour de router lappel. Pendant la rsolution dadresse, le gatekeeper peut aussi attribuer une certaine quantit de bande passante pour lappel. Il peut agir comme un administrateur de la bande passante disponible sur le rseau.

Le gatekeeper rpond aux aspects suivants de la tlphonie IP : - routage des appels : le gatekeeper est responsable de la fonction de routage.

Non seulement, il doit tester si lappel est permis et faire la rsolution dadresse, mais il doit aussi rediriger lappel vers le bon client ou la bonne passerelle ;

- administration de la bande passante : le gatekeeper alloue une certaine quantit de bande passant pour un appel et slectionne les codecs utiliser. Il agit en tant que rgulateur de la bande passante pour prmunir le rseau contre les goulots dtranglement ;

- tolrance aux fautes, scurit : le gatekeeper est aussi responsable de la scurit dans un rseau de tlphonie IP. Il doit grer les redondances des passerelles afin de faire aboutir tout appel. Il connat tout moment ltat de chaque passerelle et route les appels vers les passerelles accessibles et qui ont des ports libres.



- gestion des diffrentes gateways : dans un rseau de tlphonie IP, il peut y avoir beaucoup de gateways. Le gatekeeper, de par ses fonctionnalits de routage et de scurit, doit grer ces gateways pour faire en sorte que tout appel atteigne sa destination avec la meilleure qualit de service possible.

Ainsi, le gatekeeper peut remplacer le classique PABX. En effet, il est capable de router les appels entrant et de les rediriger vers leur destination ou une autre passerelle. Mais, il peut grer bien dautres fonctions telles que la confrence ou le double appel. Il nexiste pas les mmes contraintes avec un gatekeeper quavec un PABX. En effet, ce

dernier est constitu dun logiciel et loprateur peut implmenter autant de services quil le dsire. Alors quavec un PABX, lvolutivit est limite par le matriel propritaire de chaque constructeur, avec le gatekeeper, lamlioration des services dun rseau de tlphonie IP na pas de limites.

Le grand bnfice du dveloppement dun gros gatekeeper est de remplacer le PABX classique.

En effet, chaque PABX utilise son propre protocole pour communiquer avec les

postes clients, ce qui entrane un surcot.

I. Les matriels et les exemples de la tlphonie sur IP

III.1 Les matriels

On trouve de plus en plus de matriels directement compatibles VoIP par exemple des tlphones Wi-Fi tout en un, ou bien des "passerelles VoIP" qui permettent de raccorder un ancien poste de tlphone classique un service de Voix sur IP. Certains matriels sont lis, dans leur fonctionnement, aux solutions propritaires comme les tlphones Skype, alors que d'autres sont fondes sur le protocole ouvert SIP, offrant ainsi une compatibilit avec une varit de services VoIP.

Il existe des cartes d'interface PCI (exemple : Digium) qui permettent aux logiciels PBX (tels que : Asterisk, Trixbox et Elastisk ) de se raccorder une ou plusieurs lignes analogiques (classiques). Pour une meilleure compatibilit VoIP, celles-ci doivent respecter les normes TIA/EIA, ISO/IEC ou Cenelec du cblage informatique Ortronics en fibre optique ou cuivre.


DINGAMADJI Michael et DOUMD NGARBIM Adolphe

Au niveau de lutilisateur, laccs au service peut se faire de trois manires :

- PC PC ;

- PC Tlphone- Tlphone Tlphone.

III.2 Les exemples

III.2.1 Communication de

Cela ncessite que les deux interlocuteurs soient quips informatiquement et dialoguent en utilisant de simples applications genre pour cela un simple micro et descommunication est gratuite.

Voici ci-dessous la figure illustrant la communication PC

FAI

RTCP

MODEM

PC

Figure 5. I : Communication


DINGAMADJI Michael et DOUMD NGARBIM Adolphe /5e Promotion de Tlcommunications lISPF 2010


PC Tlphone ; Tlphone Tlphone.

Communication de PC PC

Cela ncessite que les deux interlocuteurs soient quips informatiquement et dialoguent en utilisant de simples applications genre NetMeeting ou pour cela un simple micro et des Hauts Parleurs (HP). Exceptant le cot de logiciel, cette communication est gratuite.

dessous la figure illustrant la communication PC PC

INTERNET

FAI

: Communication de PC PC

Promotion de Tlcommunications lISPF 2010-2013 17/51


Cela ncessite que les deux interlocuteurs soient quips informatiquement et ou Skype utilisant

auts Parleurs (HP). Exceptant le cot de logiciel, cette

FAI

RTCP

MODEM

PC



III.2.2 Communication de PC tlphone ou de tlphone PC Cela ncessite la mise en uvre dune passerelle, soit au dpart de lappel, soit

larrive afin de faire transiter la communication dun rseau IP un rseau Tlphonique. Lappel est tax uniquement pour la traverse du rseau Tlphonique. Voici ci-dessous le correspondant.

Figure 6. I : Communication de PC Tlphone

III.2.3 Communication de tlphone tlphone Lorsque lappelant et lappel sont tous les deux sur tlphone, le rseau de transport

devient transparent. Cela ncessite la mise en uvre de plusieurs passerelles. La tarification dpend de loprateur. Sil sagit dun rseau priv, cest gratuit.

Notons que le Fax fonctionne comme un tlphone analogique. Son intgration sur le

rseau ncessite lutilisation de passerelle.


DINGAMADJI Michael et DOUMD NGARBIM Adolphe

La figure ci-dessous explique cette c

Passerelle

RTCP

Tlphone Tlphone

Figure 7. I : Communication

I. Architecture

Figure 8. I : Architecture de la voix sur IP


DINGAMADJI Michael et DOUMD NGARBIM Adolphe /5e Promotion de Tlcommunications lISPF 2010

dessous explique cette communication.

INTERNET

Tlphone Tlphone

ommunication de tlphone tlphone

Architecture de la tlphonie sur IP

: Architecture de la voix sur IP

Promotion de Tlcommunications lISPF 2010-2013 19/51

Passerelle

RTCP

Tlphone Tlphone



CHAPITRE II : ACCS A LINTERNET PAR SATELLITE

I. tude de la technologie VSAT Ce chapitre a donc pour but de prsenter les concepts et les lments cls dans

lapprhension des technologies satellites et plus particulirement la technologie VSAT.

I.1 Gnralit sur les satellites de communications La conqute de lespace est une passion qui a depuis longtemps fascin lesprit des

savants. Par contre, lide de placer un objet en orbite autour de la terre a commenc germer seulement au dbut du XIXe sicle. Il a fallu attendre 1945 pour que le concept satellite voie le jour. Cest le britannique Arthur C. Clarke qui introduit, le premier, le concept de communication par satellite.

Le 04 octobre 1957, lUnion Sovitique lance le premier satellite artificiel 5 : Spoutnik 1. Les satellites de tlcommunication peuvent tre considrs comme tant une sorte de relais hertzien. En effet, Ils ne s'occupent pas du traitement des donnes : ils se comportent comme de simples miroirs. Toutefois, ces derniers permettent de rgnrer le signal reu et de le retransmettre amplifi en frquence la station rceptrice. Les satellites offrent galement une capacit de diffusion, c'est--dire qu'ils peuvent retransmettre les signaux capts depuis la terre vers plusieurs stations diffrentes. La dmarche inverse peut tre effectue ; ils peuvent capter ou rcolter des informations provenant de plusieurs stations diffrentes et les retransmettre vers une station particulire. De nos jours, avec le projet Iridium dvelopp par Motorola, il est possible d'tablir des liaisons directes entre satellites.

Ainsi, pour rsumer, nous pouvons dire que les satellites sont des lments spatiaux qui ont pour rle de relayer des donnes vers diffrents rcepteurs terrestres.

L'avantage vident prsent par les solutions satellites est que les stations terrestres ne dpendent plus des infrastructures terrestres existantes travers le monde et donc peuvent tre mobiles. Les satellites ont pour principale objectif de permettre les communications tablies sur les grandes distances bien au-del de la ligne de vue, les satellites de communication peuvent tre utiliss pour de nombreuses applications y

5"Satellite artificiel." Microsoft Encarta 2009



Satellite Tlcom 2 dans lespace

Panneaux solaires

Antenne

compris lacheminement des appels tlphoniques assurant les communications dans les rgions loignes de la terre, fournissant les communications par satellites des navires, aronefs et autres vhicules mobiles.

La figure ci-dessous montre le satellite de communication.

Figure 1. II : le satellite de communication

Il existe diffrents types dorbite dans lespace en tlcommunication spatiale et dans certaines technologies de pointe. Nous pouvons identifier trois (03) types dorbites:

- Orbite GEO (Geostationary Earth Orbit) ; - Orbite MEO(Medium Earth Orbit) ; - Orbite LEO (Low Earth Orbit).



Voici ci-dessous le schma expliquant les diffrentes sortes dorbite.

Figure 2. II : les orbites satellitaires

On distingue galement trois (03) sortes de couvertures satellitaires qui sont :

- Couverture Globale ; - Couverture Hmisphrique ;

- Couverture Spot.

Voici ci-dessous le schma expliquant ces couvertures.

Couverture Globale Couverture Hmisphrique Couverture Spot

Figure 3. II : Diffrents types de couvertures



I.1.1 Transmission

Le satellite de communication reoit le signal de la station terrestre. Il l'amplifie et le retransmet une station rceptrice en utilisant une autre longueur d'onde. Un satellite de tlcommunication doit tre plac en orbite gostationnaire, de faon ne pas perdre le contact avec les stations mettrices et rceptrices qu'il dessert.

La distance terre-satellite tant grande (36 000Km), il yaura donc laffaiblissement du signal lors de son parcours. La formule ci-dessous explique ce phnomne.

= ( )

Avec :

- A est laffaiblissement (il sexprime en dcibel : dB) ; - d est la distance terre-satellite, elle est de 36 000 Kilomtre (Km) ; - est la longueur donde, elle sexprime en mtre (m).

I. 2 Gestion de la bande passante

Dans le cas des liaisons par satellites, la gestion de la bande passante est un lment trs important ; car ce mdia est encore relativement cher. Il n'est pas envisageable d'allouer un canal pour chaque station ; ce systme serait beaucoup trop coteux. La mise en place d'une politique d'accs aux canaux satellites a donc t ralise, dans un premier temps, pour permettre plusieurs stations d'accder un mme canal de transmission, et dans un deuxime temps, pour avoir une exploitation maximale des transpondeurs du satellite tout en garantissant qu'il y ait le moins de collisions possibles. (Il est garder l'esprit qu'une solution satellite demande un fort investissement ; ce mdium doit donc tre optimis au maximum). Ce partage de la bande passante est aussi soumis certaines prrogatives lies aux applications, aux particularits intrinsques des types des satellites et leur nombre. Le cas le plus simple est celui du satellite gostationnaire seul. En effet, le partage de la bande est ralis ici de faon unique et les calculs pour la rpartition des canaux ne tiennent pas en compte les baisses de puissances dues aux dplacements du satellite par rapport aux stations. Une station utilisera toujours le mme satellite et son antenne aura une position fixe. A contrario, lorsque l'on utilise plusieurs satellites ou

lorsque ceux-ci sont mobiles, il faut intgrer les positions des stations par rapports aux diffrents satellites pour attribuer les canaux de manire optimale.



Les satellites de tlcommunications utilisent plusieurs bandes de frquences dont nous avons regroup quelques-unes dans le tableau ci-dessous.

Frquences des services satellites dans la rgion 1 (Europe, Afrique et Asie du Nord) Bande Sens : montant/descendant Largeur de gamme

C 6/4 GHz 1100 MHz

X 8/7 GHz 500 MHz

Ku 14/11 GHz 1000 MHz

Ku 14/12 GHz 250 MHz

Ka 30/20 GHz 2500 MHz

L 1,6/1,5 GHz 29 MHz

K 17/12 GHz 800 MHz

Tableau 1. II : les bandes de frquences

Il existe galement une rpartition gographique en 3 rgions : - la rgion 1 (Europe, Afrique, Moyen-Orient et lUnion

Sovitique) ; - la rgion 2 (Asie, Ocanie) ; - la rgion 3 (Amrique).

La premire bande, qui a t utilise par les satellites commerciaux pour les services SFS, fut la bande C. Elle est aujourdhui fortement encombre. Cette bande est divise en deux sous bandes; la plus basse, pour les flux descendants (satellite/terre) et la plus haute, pour les flux montants (terre/satellite). Dans le cas dune communication full duplex, il est ncessaire de disposer de deux canaux par connexion dans chaque plage de frquences. Cette bande est surtout utilise par les oprateurs pour leurs liaisons intercontinentales.

La bande Ku, plus rcemment utilise, donc pas encore encombre, est surtout utilise pour les SFS et exclusivement pour les SRS dans les bandes 14/11 GHz. Le dsavantage de cette bande est quelle est trs sensible aux orages. La pluie absorbe les signaux. Par contre, cette bande est peu sensible aux parasites urbains et est donc prconise pour lutilisation des VSAT.



La bande Ka permet lutilisation dantennes encore plus petites. Cette bande est surtout utilise par les terminaux mobiles de type GSM.

La bande L est principalement destine aux satellites en orbite basse. Les bandes de frquences de la bande L ont t dfinies par la confrence mondiale (CAMR) de 1992 pour le service mobile par satellite.

La bande X est rserve aux applications militaires.

I.3 Facteurs des contraintes de la liaison par satellite

Puisqu'un satellite gostationnaire se trouve environ 36 000 km d'altitude, une onde radio met un peu plus de 100 ms pour l'atteindre, et autant pour tre achemine sa destination finale, d'o l'accus de rception repart en sens inverse. La dure totale du cheminement est denviron 250 ms. Non seulement, ce dlai se montre trs gnant lors des communications tlphoniques (phnomne d'cho), mais il complique notablement la gestion des accuss de rception dans les transmissions par paquet.

Exemple : sur un canal ATM (Asynchronous Transfert Mode) courant 622 Mb/s, il convient de remarquer que les bits en transit (dj partis et pas encore arrivs) sont tout moment au nombre de 124 millions, soit 15,5 Mo.

En dehors du facteur d au temps et lcho, nous remarquons quil existe dautres facteurs dordre naturel et artificiel :

- Les contraintes dordre naturel :

sensibilit aux conditions atmosphrique (tornade, pluie, brouillage, harmattan) ; forts ;

montagnes.

- Les contraintes dordre artificiel :

difices ;

fume de grandes usines ;

bruits des moteurs.



I. Prsentation de la technologie VSAT

Avant d'aborder la prsentation de la technologie VSAT, sachons que le VSAT n'est pas une technologie normalise, mais plutt un concept.

En effet, chaque constructeur a sa propre manire d'implmenter le systme VSAT. Mme si tous les systmes fonctionnent sur le mme principe, la plupart des dtails techniques et des dfinitions de protocoles utiliss sont bien gards par chaque constructeur.

II.1 Mode de constitution et de fonctionnement dun rseau VSAT Le VSAT est un systme qui repose sur le principe d'un site principal (le hub) et

d'une multitude de points distants (les stations VSAT). Le hub est le point le plus important du rseau, c'est par lui que transite toutes les

donnes qui circulent sur le rseau. De par son importance, sa structure est consquente: une antenne entre 5 7 mtres de diamtre, plusieurs baies remplies d'appareils et un prix unitaire d'environ 650 millions de francs CFA. C'est aussi lui qui gre tous les accs la bande passante.

Les stations VSAT permettent de connecter un ensemble de ressources au rseau. Dans la mesure o tout est gr par le hub, les points distants ne prennent aucune dcision sur le rseau ce qui a permis de raliser des matriels relativement petits et surtout peu coteux. Dans la plupart des cas, une antenne d'environ 1 mtre permet d'assurer un dbit de plusieurs centaines de Kb/s. Une station VSAT n'est donc pas un investissement important et l'implantation d'un nouveau point dans le rseau ne demande quasiment aucune modification du rseau existant. Ainsi, une nouvelle station peut tre implante en quelques heures et ne ncessite pas de gros moyens. (Il suffit d'un technicien spcialis).

La technologie VSAT permet de mettre en place des rseaux multi technologies trs grande chelle. Mais, dans la mesure o cette technologie a un prix relativement lev, elle est rserve aux grandes entreprises.

Lorsqu'une entreprise veut dployer un rseau, les premires questions qu'elle doit se poser sont : combien de points connecter et o se situe chacun des points ? Dans un pays comme la France, le rseau filaire est trs dvelopp. Par consquent, le prix d'une liaison lou est relativement abordable. Mais, dans des pays qui ont une trs grande superficie ou dans lequel le rseau filaire est peu dvelopp, un systme comme le VSAT (Voire figure ci-dessous) peut tre une solution judicieuse. La position gographique n'a plus gure



d'importance, il faut juste voir le ciel. En plus pour le rseau de donnes, le VSAT permet de mettre en place un rseau tlphonique. Grce ce systme, toutes les communications internes l'entreprise, quel que soit le lieu du site et vers n'importe quel autre site, deviennent presque gratuites puisque qu'elles sont absorbes par le rseau VSAT.

Figure 4. II : la station VSAT

II.1.1 Composants de VSAT

Le systme VSAT6 est constitu par des lments suivants : - OUT DOOR UNIT ASSEMBLY ; - IN DOOR UNIT ASSEMBLY.

LOut Door Unit est constitu des lments suivants :

une antenne de 1,2m qui fonctionne dans la bande Ku ;

un LNB en bande L standard pour le signal de rception. Le LNB convertie le signal reu en bande Ku du satellite en bande L (basse frquence) ;

un metteur pour la transmission du signal. Lmetteur convertit les signaux de bande L transmis par le VSAT dans un signal en bande Ku ;

6 Cours Systme de Tlcommunication

Anne 2012-2013 /ISPF



lOMT (Transducteur Ortho mode) spare le signal transmis du signal reu, prenant lavantage de leur polarisation et frquence diffrente ;

deux cbles IFL connectant les quipements intrieurs aux quipements extrieurs. Le cble IFL transporte les signaux INBAND et OUTBAND et les 24 VDC pour le LNB.

Le indoor unit est constitu des lments suivants :

- un MODEM ;

- deux (02) ports sries et un port Ethernet.

II.1.2 Diagramme gnral pour linstallation VSAT Les actions suivantes suivent ltude dun site et permettent la mise en

fonctionnement du VSAT :



tude de site

Recherche Installation

Visibilit ? Non De position Non Impossible

Alternative

Oui Oui

Inter- Recherche Installation

frences ? Oui De position Non Impossible

Alternative

Non Oui

Toit Pas de

Pn- Non Pntration

trable?

Oui

Lon- >30m &

gueur du



II.1.3 tude de site Avant linstallation, un ingnieur de terrain devrait visiter lemplacement o le

VSAT sera install. Lingnieur doit prendre en soin les aspects suivants :

- absence de Hauts btiments ou darbres qui peuvent bloquer la trajectoire du signal ;

- absence dinterfrence en utilisant un analyseur de spectre ; - existence de lalimentation alternative pendant linstallation ; - existence dune ligne de vue directe sur le satellite dsign ; - acquisition de la longitude et de la latitude en utilisant un GPS ; - existence dun rseau LAN prs de lIDU (Modem) ; - estimer la longueur maximum du cble ; - accs libre au toit du btiment.

Pour lIDU, il est conu pour linstallation en interne. Il peut tre plac sur un banc ou sur une tagre. Pour placer lIDU, les exigences suivantes devraient tre respectes :

LIDU inclus un ventilateur pour maintenir la temprature adquate et garantir une exploitation sans danger du matriel VSAT, assurons-nous que :

- le panneau arrire de lIDU nest pas couvert ; - lIDU nest pas plac dans une clture non ventile ; - laisser au moins 10cm de lespace le long des cts de lIDU pour la

ventilation ;

- au maximum, la temprature ambiante est de 500c ; - placer lIDU l o il peut tre atteint facilement par un technicien pendant

lentretien ;

- placer lIDU loin des champs lectromagntiques mis par les appareils.

II.1.4 Assemblage de lODU et installation

Installer la casquette AZ sur le mt en insrant les quatre (04) verrous dans les trous du rflecteur puis serrer les blonds. Suivons le guide du montage de lantenne. Aprs avoir mis lantenne lazimut et llvation approximative, attacher le LNB, le transmetteur ou lmetteur lOMT. Aprs avoir placer la bague eau sur la rainure correspondante.

Vrifions que la polarisation du guide donde est correcte des deux cts du LNB et du transmetteur ;



La polarisation correcte est mise en tournant llectronique du Out Door la place approprie (ceci doit tre fait travers un coup de tlphone au NOC) ;

Le VSAT est conu pour recevoir et transmettre en polarisation oppose.

II.1.5 Configuration de lIDU

La configuration de lIDU est excute via un terminal VT100 ou un PC qui mule lopration dun VT100. On utilise un cble de configuration.

Connectons-nous au modem. Mettons les paramtres de la communication daprs la configuration du VT100 comme suit :

- Bits per second : 9600 ; - Data bits : 08 ; - Parity : none (aucun) ; - Stop bits : 01 ; - Flot control : none.

Les paramtres suivants devraient tre configurs selon les valeurs fournies par le fournisseur :

Radio Frequency Tuner L ;

Symbol rate ;

RF Frequency ;

Polarisation.

II.1.6 Pointage de lantenne

Bouger lantenne lentement pas plus de 2o/s de gauche droite (azimute). Dplacer lantenne en regardant lanalyseur du spectre.

Si on trouve le satellite, un tas des signaux apparatront sur lanalyseur du spectre. Quand on utilise un DRO LNB (un LNB avec un oscillateur local en course libre) et on programme avec lanalyseur de spectre un SPAN trs troit quon verra que la porteuse du pilonne nest pas stable.

Cherchons le maximum du pilote, le C/N devrait tre meilleur que 20dB (C/N>20dB).



Llvation : elle consiste bouger la parabole du bas vers le haut et ceci se fait de faon mcanique.

II.1.7 Le fonctionnement du rseau

Un rseau de type VSAT est constitu dun hub central, station terrestre principale, de stations VSAT distantes et dun segment spatial sur le transpondeur satellite. La station hub est toujours plus importante que les stations distantes et est frquemment localise prs du centre informatique du client.

Pour la gestion des communications, les donnes transmises par ce type de rseau empruntent deux segments, lun terrestre et lautre spatial.

Le segment terrestre est constitu du hub et des stations terrestres. Linstallation dune station terminale est facile. Elle est constitue de trois lments :

- une antenne satellite fixe ;

- une tte satellite contenant un systme lectronique pour grer les signaux en

mission et en rception ;

- un botier intrieur pour grer les connexions entre les quipements des utilisateurs et le satellite (voir figure 14).

Le segment spatial, quant lui, reprsente les liens tablis entre les stations terriennes (VSAT et HUB). Les informations du hub sont transmises au transpondeur du satellite de communication quil retransmet aux stations VSAT distantes. Inversement, ces dernires envoient des informations via le mme transpondeur satellite la station hub. Cette topologie o toutes les communications passent via un hub unique est appele configuration en toile (voir figure 14). Elle utilise des communications de type point point. Une autre configuration est de type point-multipoints ou rseau de diffusion. Ces types de rseaux sont capables de grer des communications entre un " hub " central et des milliers de sites distants.



Figure 6. II: transmission de donnes au travers dun rseau VSAT

II.1.8 Bilan de liaison

Dans cette partie, nous allons vous donn les formules qui permettront de calculer le bilan de liaison lors dune communication entre deux stations au sol et un satellite.

Nous appelons bilan de liaison7 lquation permettant de calculer le rapport signal utile sur bruit en sortie du rcepteur en fonction de tous les paramtres qui influent sur la puissance de londe mise. Toute liaison satellite se dcompose en deux parties qui sont:

- la liaison montante, cest--dire le transfert du signal depuis la station mettrice terrienne vers le satellite ;

- la liaison descendante, cest--dire le transfert du signal depuis le satellite vers la station rceptrice terrienne.

=

!"

Avec = #$%&'(

PIREsol = PIRE de la station terrienne mettrice = Puissance fournie lantenne Pe x Gain de lantenne Ge (G/T)sat = facteur de mrite du satellite Lm = paramtre dpendant de la longueur donde du signal transmis et de la

distance Dm ; 7 http://home.hiwaay.net



k = constante de Boltzmann = 1.38 10-23 W/Hz/K B = bande passante quivalente de bruit soit en bonne approximation la bande

passante des filtres pour le type de modulation utilise. Par exemple pour la BLU, B est de 3KHz environ.

Exprim en dB nous avons :)*, ," = 10. log34 )*

II.1.8.2 Bilan de liaison pour la voie descendante

Soit (C/N)d le rapport signal sur bruit au niveau de la station de rception sol.

, =56 56 ,

!"

Avec , = #$%&7(

PIREsat = PIRE du satellite = Puissance fournie lantenne Psat x Gain de lantenne Gsat

Psat peut se dterminer avec (C/N)m calcul prcdemment et le plancher de bruit Pbruit du transpondeur du satellite dans B. Dans ce cas : Psat=(C/N)m+Pbruit

(G/T) sol = facteur de mrite de la station sol ; Ld = paramtre dpendant de la longueur donde du signal transmis et de la

distance Dd ; k = constante de Boltzmann = 1.38 10-23 W/Hz/K B = bande passante quivalente de bruit soit en bonne approximation la bande

passante des filtres pour le type de modulation utilise. Ce bilan de liaison ne prend pas en compte le bruit superpos au signal lors de la

liaison Terre-Satellite. Nous faisons comme si la liaison montante napportait pas de bruit. Il faut donc voir ce bilan de liaison comme indpendant du premier.

Exprim en dB nous avons :

,, ," = 10. log34 ,



II.1.8.3 Bilan de liaison global

Le rapport signal sur bruit de la liaison global se dduit des deux derniers par la formule incontournable dans les communications spatiales:

89 =

::

89;+ : 89

C/N est le rapport signal sur bruit en sortie du rcepteur de la station terrienne. Cette formule est en fait gnrale et sapplique pour toute liaison utilisant un

transpondeur linaire spatial ou terrestre. Voici ci-dessous la figure montrant le bilan de liaison terre-satellite.

Figure 7. II : Bilan de liaison terre-satellite.



II.2 Techniques daccs aux canaux Nous nallons pas trop entrer dans les dtails des mthodes daccs. Cependant, il est

utile de savoir que comme dans un rseau de communication traditionnelle, on retrouve les mthodes daccs permettant de grer les trafics, les problmes de surcharge et les collusions.

TDMA : Time Division Multiple Accs

La technique TDMA consiste la rpartition du temps entre plusieurs stations. Cest ce qui donne laccs multiple par rpartition en temps. Chaque accs est ddi une station mais reparti en temps. Cest une technique trs sensible de mauvaises conditions atmosphriques. Elle se dgrade facilement lorsque les conditions atmosphriques ne sont pas favorables.

FDMA : Frequency Division Multiple Access

Contrairement au TDMA, cest la frquence qui est repartie entre les diffrents accs. Son inconvnient majeur est lintermodulation entre les porteuses.

SCPC : Single Channel Per Carrier

Cette technologie est presque abandonne dans le monde cause de la puissance que les canaux exigent au satellite. A chaque canal correspond une frquence porteuse.

DAMA: Demand Assigned Multiple Acces.

La technique DAMA signifie accs la demande, est une technique qui permet aux usagers de payer seulement le temps dutilisation. Elle est beaucoup plus utilise dans le systme satellitaire.

II.3 Mode de transmission

Les transmissions par satellite font partie des systmes de transmission par faisceaux hertziens. Il existe deux types de signaux moduler possibles :

- Les transmissions analogiques :

La technique de modulation des signaux analogiques utilise par les satellites est la Modulation de Frquence (MF). Le signal analogique module une frquence porteuse.



- Les transmissions numriques :

Bien que la FM soit la plus utilise, la modulation de phase (PM) est la technique la plus utilise pour les transmissions numriques par satellite. Dans notre tude, la modulation choisie est la MDP4 (Modulation Dplacement de Phase, 4 tats) ou QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). Cette technique fournit quatre (4) niveaux par lment d'information transporter.

II.3.1 Applications de VSAT

VSAT est un systme qui est prvu pour mettre en place des rseaux de donnes. Mais depuis son apparition dans les annes 80, des amliorations ont t apportes au systme et les constructeurs ont russi augmenter considrablement le nombre d'applications possible avec un rseau de type VSAT.

Les terminaux VSAT possdent des Slots permettant daccueillir des cartes de diffrentes natures:

- Cartes rseaux : X.25, FR, ATM, Ethernet ; - Cartes multimdia: Visioconfrence, Streaming vido ; - Cartes de communication: lignes analogiques, lignes numriques, ports sries.

Grce toutes ces cartes, un rseau VSAT n'est plus seulement un rseau de donnes, mais il peut devenir un rseau tlphonique, un rseau de diffusion vido. Ces diffrentes technologies peuvent fonctionner en mme temps ; ce qui accrot encore la modularit du systme.

Voici un exemple possible de topologie VSAT utilisant diffrentes fonctionnalits fournies par le systme:

Figure 8. II : fonctionnalit de VSAT



CHAPITRE III : MISE EN PLACE DE LA TELEPHONIE IP

La voix sur IP est aujourdhui une application-phare du monde des tlcoms et notamment pour les entreprises. A lorigine, dploye pour des raisons dconomies, son succs est largement d aux services innovants et utiles pour lentreprise.

I. Procdures

Ltude de la voix sur IP ncessite un temps requis et une phase de prparation essentielle. Elle dbute par lidentification des lments composant le Rseau Tlphonique Commut et un rseau local.

Pour mettre en place cette technologie, il nous faut une bonne Organisation et une tude stratgique mettant en vidence lintrt que la Francophonie peut en tirer aprs cette installation. Il faut en outre faire une analyse des quipements existants au sein de la Francophonie en vue didentifier des quipements complmentaires pour une bonne installation.

I.1 Organisation Pour commencer ce projet, il nous faut une bonne planification qui prenne en compte

les aspects essentiels parmi lesquels:

- les activits au sein de la Francophonie ; - le dlai de limplantation des rseaux ; - la main duvre ; - le positionnement des quipements (IDU et ODU) ; - le personnel dexploitation (un contrleur et des chefs des activits).

I.1.1 tude stratgique Cette tude a pour objectif didentifier et de justifier limplantation de cette nouvelle

technologie au sein de la Francophonie par les intrts suivants :

- rendre les communications plus fiables en terme de qualit dcoute ; - rduire le cot de la communication ; - limiter les cots dinvestissements ; - avoir un cyber au compte de lISPF ; - unifier la communication ;

- faciliter les partenariats avec dautres institutions.



I.1.2 Lanalyse de lexistant

Ce stade nous permet de bien inventorier le parc informatique de la Francophonie en matire doutils informatiques. Il nous aidera mieux dessiner larchitecture adapte lISPF. Le tableau ci-dessous renferme tous les quipements informatiques que lISPF dispose actuellement.

Numro Dsignation Quantit

01 PC 24

02 IMPRIMENTES 06

03 PHOTOCOPIEUSE 01

04 ONDULAIRE 01

Le rseau tlphonique

Le rseau tlphonique est compos de deux liaisons :

une liaison hertzienne utilise pour les appels entrants ;

une liaison commute vers l'oprateur traditionnel qui assure la communication vers l'extrieur.

A linstitut Suprieur Polytechnique la Francophonie , il existe une seule ligne tlphonique qui est plac dans le bureau du Directeur Gnral Adjoint.

Pour mettre sur pied un rseau tlphonique qui nous permettra de faire la voix sur IP. Nous Suggrons les quipements suivants :

un autocommutateur : Alcatel 4400 ; un serveur dot dun logiciel Trixbox, pour la gestion des appels (et la

taxation).



I. Plan de Numrotation

Le plan national de numrotation est la ressource constitue par l'ensemble structur des numros permettant notamment d'identifier les points de terminaison fixes ou mobiles des rseaux et services tlphoniques, d'acheminer les appels et d'accder des ressources internes aux rseaux. Ce plan de numrotation, ncessite un serveur central qui nous permettra de planifier correctement le prfixe et le numro de chaque poste du rseau priv de PABX. Les appels internes au rseau ou On-Net sont tablies selon un plan de numrotation propre lISPF. Dans le rseau de lISPF, le prfixe 0 permettra didentifier les appels destins tre achemins vers le rseau public c'est--dire Off-Net.

II.1 La Numrotation Le rseau priv de lISPF, comportera des numros de poste trois chiffres (03).

Lidentifiant du rseau ou le prfixe est 35, le standard est 100 et 101. Les numros de poste sont de lordre de 102 130. Pour appeler linternational, il suffit de respecter la formule suivante :

0+00+code du pays+numro du destinateur.

- 0 : indique laccs au rseau public; - 00 : indique le rseau international.

II.2 Prsentation de trixbox

Trixbox est un ensemble doutils et dutilitaires de tlcommunications compils pour devenir un vritable IPBX (serveur de tlphonie). Les avantages de trixbox sont la fiabilit, la modularit et la facilit dutilisation. Trixbox intgre plusieurs suites logicielles, chacune incluant ses propres ensembles de grandes fonctions. Les principales caractristiques fournies par tri box sont :

- Trixbox, le cur du systme tlphonique ; - Interface de facturation dappels ; - Rapports des appels entrant/sortants et de lutilisation des canaux ; - Module de messagerie vocale intgr ; - Serveur de messagerie instantane (Openfire) intgr ; - Fax vers email pour les fax entrants. Envoi de documents numriques vers un

numro de fax ; - Support VIDEO. Possibilit dutilisation des visiophones avec trixbox ;



- Web confrence ; - Rapport de lutilisation des ressources.

II.2.1 Installation de trixbox Nous pouvons installer le trixbox sur une machine virtuelle sur notre PC sous

Windows (une version de trixbox est destine cet usage) Ou installer le trixbox sur une machine ddie. La deuxime solution est privilgier. Cette machine est destine tourner 24h/24, et ne jamais tre arrte. Dautre part, le partage des ressources de la machine entre trixbox et dautres applications journalires telles que des jeux et surfer sur le net. Pour la stabilit, il est conseill dinstaller le trixbox sur une machine ddie. Cest ce que nous allons faire par la suite.

II.2.1.1 Pr-requis linstallation - Rcuprons la dernire version ISO stable (pas Bta) de trixbox8 ; - Gravons limage ISO que nous venons de tlcharger sur un CD vierge ; - Vrifions que notre PC dmarrera partir du CD (dans le BIOS, ordre de

chargement) ;

NB : Attention, toutes les donnes prsentes sur les disques durs seront effaces lors de linstallation.

- Dmarrons le PC partir du tri box de CD et appuyons sur Entre . Lcran suivant apparait quelque instant plus tard. Pressons F2 pour voir les diffrentes options. Toutefois, ce nest pas vraiment ncessaire. Pressons Entre pour commencer linstallation.

Figure 1. III : lcran linstallation de trixbox

8Http://www.trix

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