Architecture abstraite du service de téléphonie

Le réseau téléphonique constitue un des plus grands réseaux au monde. Essentiellement analogique au départ (RTC), le réseau s'est progressivement numérisé (RNIS) : la transmission dans le réseau d'abord, suivie par la commutation ensuite. Le besoin de communiquer avec une personne en déplacement a conduit aux concepts de radiotéléphonie cellulaire (GSM). La mutation en cours vers le multimédia fixe (VoIP) et mobile (UMTS) se caractérise par la nécessité de gérer la disponibilité des ressources, l’adaptation à la demande et au profil de l’utilisateur, la mobilité, ainsi que l’assurance de l’identité du correspondant et de la confidentialité des échanges.

3.3.1 Architecture actuelle des réseaux de téléphonie

Relier chacun des abonnés à tous les autres nécessiterait un écheveau de milliards de liaisons, ce qui est irréalisable. Aussi des aiguillages entre les différents niveaux de jonction du réseau ont été prévus. Les réseaux à commutation de circuit tel le réseau RTC et le réseau RNIS [Rig98] se basent sur une architecture comprenant des commutateurs et des liaisons de transmission reliant d’un côté ces commutateurs entre eux et d’un autre côté ces commutateurs aux terminaux téléphoniques. Le cœur d’un réseau téléphonique comprend des commutateurs locaux sur lesquels sont connectés les terminaux usagers et des commutateurs de transit véhiculant le trafic entre commutateurs locaux.

Nous retrouvons une architecture similaire dans les réseaux mobiles à une différence près que les liaisons entre l’usager mobile et le point d’accès au réseau et donc aux commutateurs du cœur du réseau sont devenues des interfaces radio qui nécessiteraient un matériel spécifique pour la transmission aérienne et pour la gestion de la mobilité de l’usager.

Ces réseaux peuvent également inclure des équipements de fourniture et de gestion de services tels que les serveurs de messagerie (vocale et texte) et un réseau intelligent (IN, intelligent network) pour l’offerte de nouveaux services à valeur ajoutée.

En offrant la possibilité de faire transiter les communications voix sur des réseaux de données, la ToIP marque la fin d’une cohabitation entre deux réseaux distincts, très différents, du point de vue de la gestion et de la technologie. Plusieurs standards existent à l’heure actuelle et qui offre les services de la voix sur IP. Nous citerons le standard H.323 de l’UIT-T et le standard SIP de l’IETF. Ces standards assureront la signalisation des appels qui nécessiterait l’utilisation des outils matériels et logiciels qui vont gérer l’accès des usagers et les paramètres de l’appel comme le Gatekeeper de H.323 ou le Registrar de SIP. D’autres protocoles (RTP/RTCP) seront utilisés pour transporter les flux de parole.

3.3.2 Séparation Plan usager/Plan contrôle

Un appel comporte une conversation de signalisation au préalable nécessaire à l’établissement de l’appel, à la réservation des ressources, et à leur relâchement, puis la conversation des usagers. Les spécialistes de la commutation ont pris l’habitude de distinguer ces deux types d’appels qui constituent l’appel global. Ils représentent dans un

plan la fonction de traitement d’appel. Ce plan est appelé le « plan de contrôle ». Ils représentent dans un autre plan les usagers et les ressources qui les relient (lignes, réseaux de connexion, jonctions). Ce deuxième plan est appelé le « plan usager ». On peut dire que les usagers eux- mêmes sont partagés entre chacun des plans. Ils communiquent, en effet, d’abord avec le traitement d’appel et se trouvent dans le plan contrôle, puis avec l’autre usager et se trouvent dans le plan usager.

Ainsi la ligne de téléphone porte des informations de deux plans :

§ La signalisation (conversation avec la fonction de traitement d’appel) qui appartient au plan contrôle

§ La conversation entre l’usager demandeur et l’usager demandé qui appartient au plan usager

La représentation des deux composantes de l’appel en deux plans différents devient encore plus claire si nous considérons un réseau de commutateurs, chaque commutateur étant évidemment doté de sa fonction de traitement d’appel. Cependant, les commutateurs utilisés assurent les deux fonctions. Ainsi, en plus de la fonction de connecter les circuits de voix à d’autres commutateurs, ils doivent aussi assurer la fonction de signalisation. Afin d’alléger le travail des commutateurs et améliorer leurs performances, il est nécessaire de séparer le plan contrôle du plan usager, notion qui a été introduite par le réseau de signalisation dans les réseaux de téléphonie fixe et mobile. Dans les réseaux voip, cette notion de séparation des flux de signalisation et de données est maintenue par l’utilisation de protocoles spécifiques pour transporter les messages de signalisation (H.323, SIP) et d’autres protocoles pour le transport des conversations des usagers (RTP/RTCP).

3.3.3 Architecture abstraite de la téléphonie

De cette description succincte des architectures de téléphonie, nous tirerons une architecture abstraite qui consiste en l’utilisation de terminaux permettant aux usagers de converser entre eux. Ces terminaux masquent le cœur du réseau qui est constitué des nœuds de transfert pour assurer la signalisation d’une part et la commutation/routage des appels d’autre part. Des serveurs peuvent exister dans le cœur du réseau de téléphonie pour assurer de nouveaux services aux utilisateurs dont le service de sécurité. Ainsi, nous pouvons séparer dans cette architecture la couche réseau qui comprendra les réseaux PSTN, les PLMN, et les réseaux en mode paquet de la couche service qui offrira le service de sécurité aux différentes plates-formes de téléphonie. Au dessus de la couche de service se place la couche applicative de sécurité qui est indépendante des protocoles sous-jacents. Une couche protocolaire se positionne entre la couche service et la couche réseau pour articuler les différents réseaux de téléphonie.

Figure 3.1 - synoptique d’un réseau de téléphonie