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La voix sur IP : Difficultés associées  
 

 

Afin de bien percevoir les difficultés associées au transport de la voix sur IP, un comparatif entre la commutation de circuits des télécoms et la commutation de paquets d’IP est nécessaire. Ensuite, une étude des différents délais associés à VoIP permettra de comprendre les facteurs incompressibles négatifs pour la communication.

I. Comparaison IP - Télécoms

Les deux approches IP et télécoms sont pratiquement opposées. Où IP est simple et débrouillard, les télécoms sont complexes et figés. Le réseau qui est utilisé par les télécoms est le réseau X25. Le tableau suivant établi la comparaison entre ces deux systèmes sur différents points :

II. Le transfert de la voix : un chemin semé d’embûches

Le tableau précédent fait un état des lieux des différences entre IP et X25. Il est cependant nécessaire d'expliquer comment arrivent ses défauts de transmission. Voici pourquoi cette partie répertorie les trois principales causes des difficultés et des limites associées à VoIP :
- Délai : temps de transmission d'un paquet (doit rester inférieur à 400ms pour respecter les contraintes d'une conversation interactive)
- Gigue : variation de délai (nécessite un buffer de resynchronisation en bout de chemin)
- Perte : disparition de paquets au cours de la communication (fait partie de la transmission IP mais doit être soit réduite, soit inhibée)

Le schéma ci-dessus reprend les difficultés évoquées et permet de comprendre quel sont les effets indésirables impliqués.

a) Analyse des délais

Quantifier le délai de transmission sur le réseau de manière fiable est quasi impossible, car il y a trop d'inconnues : table de routage, congestion, pannes, files d'attente… Cependant sur le chemin que prendrait une transmission de voix, on peut détailler certains délais inhérents au réseau :

Délais de l'émetteur :

- Numérisation et codage : temps mis par une carte son ou une passerelle pour numériser et coder un signal initialement analogique.
- Compression qui se décompose en trois parties :
- Délai de trame : contrairement à la numérisation d'un signal qui se fait en continue, la compression porte sur une certaine longueur de données. Attendre ces informations induit un temps non nul de traitement
- Délai d'encodage : la compression par synthèse s'appuyant sur la prédiction, ce délai est nécessaire à l'encodeur pour savoir, pendant qu'il est en fonctionnement comment évolue le signal.
- Délai de traitement : temps mis par l'algorithme pour compresser une trame. Il dépend du processeur et de l'algorithme utilisé.
- Mise en paquets : intervalle de temps pendant lequel l'application constitue un paquet (création de l'en-tête, remplissage des données).
- Transmission : ce temps dépend de la configuration dans laquelle on se trouve. A savoir soit on est relié par modem soit par accès direct sur un LAN-WAN.

Délais réseau :

- Propagation : sur un réseau filaire, la vitesse de propagation est de 200000 km/s, cela induit un temps de propagation non nul.
- Commutation et files d'attente : suivant la nature du réseau différents temps peuvent être indexés.

Délais du récepteur : (ce sont les mêmes que pour l'émetteur)
- Réception.
- Buffer de gigue : cette mémoire tampon permet de resynchroniser les paquets arrivant avec des délais variables. Elle sert donc à compenser les décalages et remettre en ordre les paquets.
- Dépaquetisation.
- Décompression.
- Décodage et conversion numérique analogique.

Jusqu'à présent les mesures effectuées avec une solution téléphone à téléphone (via IP), sur un réseau bien géré et surdimensionné (en bande passante), montrent un délai total de 200 ms.

b) Analyse des pertes

La perte d'un paquet occasionne un manque d'information lors de la réception du signal audio. Suivant le nombre de paquets perdus, la qualité sonore en bout de ligne peut s'en ressentir. Dans la philosophie IP, cette perte de paquet fait partie intégrante du concept. En effet les routeurs sont obligés (avec l'algorithme Random Early Detection) de détruire des paquets afin d'anticiper d'éventuelles congestions.
Il existe principalement quatre causes de perte de paquet :
 Durée de vie épuisée (TTL = 0).
 Retard à la réception supérieur au buffer de gigue.
 Destruction par un module congestionné.
 Invalidité du paquet due à des défauts de transmission.

c) conclusions

Toutes ces contraintes et défauts inhérent à IP sont les fondements des difficultés rencontrées par le concept VoIP.

 




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