De la VoWiFi à la convergence fixe-mobile

30%, telle est la proportion des appels passés à partir d’un téléphone GSM au bureau. Et lorsqu’on sait qu’un tel appel entre deux pays européens revient à 1,50 euro environ la minute, on comprend l’intérêt de la convergence fixe-mobile.

La convergence fixe-mobile - ou FMC pour Fixed-Mobile Convergence - consiste à utiliser des téléphones GSM et un réseau sans fil pour passer ses appels en interne via les connexions IP existantes moins coûteuses.

Cela constitue un avantage majeur. Mais aujourd’hui, la FMC reste encore une technologie immature et peu présente en entreprise. Pourtant, les choses évoluent rapidement et de nombreuses entreprises testeront la FMC en 2008 et 2009, et l'adopteront pour certaines d'entre elles.

Quels sont les critères essentiels pour les entreprises qui déploient (ou déploieront) un réseau sans fil ? Comment évaluer la prise en charge de la voix sans fil (voix sur Wi-Fi) aujourd'hui et de la FMC demain ?

Conception du LAN

 

Les flux "voix" sont certes différents des autres types de flux, mais il existe des similitudes. La majorité des flux de données est émise par des clients localisés en périphérie de réseau et vers un serveur du coeur de réseau.

Mais avec la voix, seules les informations d'établissement des appels et les flux de contrôle sont dirigés vers le coeur de réseau (PABX IP). Pour autant, les entreprises ne doivent pas s'attendre à des liens voix en topologie any-to-any : en effet, bien que la majorité du trafic Voix s'effectue de client à client, les appels sont souvent passés d'un étage à un autre ou vers un autre immeuble, ce qui implique que le trafic voix transite par le coeur de réseau.

 

La véritable différence en matière de Voix sur un réseau Wi-Fi porte sur l'utilisation des réseaux virtuels (VLAN) : les services Voix disposent d'un VLAN dédié, et certaines approches du sans-fil impliquent donc la disponibilité d'un VLAN sur tous les points d'accès déployés.

En effet, l'utilisation de plusieurs VLAN impliquerait que les clients nomades qui passent d'un point d'accès à un autre changent de VLAN. Chaque basculement vers un nouveau VLAN nécessiterait l'attribution d'une nouvelle adresse IP avec un enregistrement DHCP en quasi-temps réel pour éviter une interruption de l'appel lorsque le combiné passe d'un point d'accès à un autre  (une prouesse qui reste difficile à atteindre...).

 

Malheureusement, l'utilisation d'un VLAN dédié par de nombreux utilisateurs génère un volume important de trafic multicast et, contrairement aux solutions VoIP filaires, il est important de limiter ce trafic multicast et haut-débit.

À chaque trame multicast reçue par un combiné VoWiFI, ce dernier s'active et traite la trame pour évaluer son intérêt. Cette procédure pèse directement sur la charge de la batterie et constitue la principale raison pour laquelle l'autonomie d'un téléphone bi-mode (GSM & Wi-Fi) se compte en heures plutôt qu'en jours.

Les méthodes pour alléger le trafic multicast (filtres et proxy ARP) doivent être mises en oeuvre, et il est plus efficace de n'offrir qu'un seul réseau voix pour l'ensemble du réseau, et positionner l'utilisateur dans le bon VLAN au niveau du Coeur de réseau (qui centralise d'ailleurs la majorité du trafic).

Cette approche prend en compte l'identité de l'utilisateur et non sa localisation physique, et permet d'activer plusieurs VLAN pour un nombre d'utilisateurs plus restreint.

 

 

Couverture Sans fil

 

La couverture Wi-Fi pour les services de Voix implique de mieux planifier les capacités que dans le cas des flux de données. En effet, les collaborateurs effectueront des appels voix dans des contextes où l'utilisation d'un PC portable se révèle généralement fastidieuse : il est plus simple, lorsqu'on se déplace, d'effectuer un appel VoWIFI que de pianoter sur son clavier.

 

En général, dans un bureau classique, l'espacement entre deux points d'accès est de 20 à 25 mètres, ce qui offre un taux de transfert de 9 à 12 Mbps et un overlap de 150%. Dans le cas des réseaux conçus pour le trafic Voix, la densité des points d'accès est légèrement plus forte (tous les 15 à 20 mètres), ce qui améliore légèrement la couverture, mais surtout, limite les basculements des combinés d'un point d'accès à un autre.

Dans la pratique, tous les réseaux sans fil de nouvelle génération proposent une forme de gestion temps réel des fréquences radio pour optimiser le choix des canaux et le paramétrage de la puissance de transmission de chaque point d'accès. Cette fonctionnalité optimise la qualité des appels voix et est un critère important de choix entre les différentes offres d'architecture sans fil du marché.



Qualité de Service (QOS)

 

La VoIP, filaire ou sans fil, consomme généralement 100 kbps de bande passante par connexion (l'appel en lui-même consomme sans doute moins de bande passante, mais il faut ajouter les éléments connexes à l'appel telle que la sonnerie).

Pour les réseaux filaires, il est peu probable que le volume des appels excède les capacités du réseau, mais dans le cas des réseaux sans fil, une bande passante de 12 à 36 Mbps est souvent mutualisée pour 10 utilisateurs, ce qui implique de mettre en oeuvre une QoS (802.1p ou DSCP) et un contrôle d'admission des appels.

 

La certification WMM (Wireless Multi-Media) de la WI-FI Alliance est progressivement prise en charge par les combinés et les infrastructures sans fil gagneraient à opter pour cette norme.

Néanmoins, le WMM permet parfois à certains clients de réclamer et d'obtenir un accès prioritaire, bien que cette priorité ne soit pas justifiée. Il est donc important pour le WMM de garantir que la capacité du réseau sans fil à gérer et réglementer l'attribution des priorités se fait réellement en fonction d'un trafic prioritaire.



Contrôle d'Admission des Appels

 

Dans un environnement professionnel classique, il est pertinent d'associer 10 utilisateurs à un point d'accès. Dans certains cas, les réseaux sans-fil (utilisés principalement pour les accès invités par exemple) n'accepteront que deux utilisateurs par point d'accès, tandis que d'autres prendront en charge au-delà de 10 utilisateurs en environnements denses.

Les tests démontrent qu'un réseau 802.11b peut prendre en charge de 12 à 15 appels par point d'accès sans dégradation de performance, et jusqu'à 22 utilisateurs au maximum. L'objectif de 10 utilisateurs reste néanmoins le plus pertinent. Lorsque la norme 802.11g (ou 802.11a) est supportée par un combiné, ce dernier peut prendre en charge jusqu'à 30 appels en simultané.

 

En revanche, il y a aura toujours des occasions qui amèneront les utilisateurs à se rassembler dans des lieux restreints, et le contrôle d'admission des appels devient alors nécessaire. Ceux qui émettent un appel recevront une tonalité « occupé » ou leur appel sera basculé sur d'autres points d'accès avoisinants. La densité des points d'accès pourra donc être plus importante sur ces périmètres.

 

Quelle que soit l'approche adoptée en matière de contrôle d'admission des appels, il est important de mettre en oeuvre une infrastructure compatible TSpec, telle que spécifiée par la norme 802.11e. TSpec permet en effet de « réserver » la bande passante à la demande, via un protocole de type RSVP, et a été certifié par la Wi-Fi Alliance (certification WMM-AC)


 

Sécurité

Le dernier élément, et peut-être le plus important, est de sécuriser le réseau pour les utilisateurs nomades.

 

La majorité des réseaux WLAN nécessite des clients compatibles WPA2 pour garantir la sécurité maximale. Si les combinés WPA2 restent encore rares aujourd'hui, il est néanmoins important d'opter pour une authentification WPA2/802.1x pour les combinés voix et pour les flux de données.

Les flux émanant des combinés voix devront être séparés du trafic de données, tandis qu'un pare-feu d'application des règles de sécurité doit garantir que le trafic voix est réellement ce qu'il est sensé être. Ces combinés qui prennent en charge le 802.1x s'exposent néanmoins à des interruptions d'appels, conséquences d'une nouvelle authentification. Des mécanismes spécifiques de retardement de la ré-authentification devront être mis en place pour pouvoir conjuguer sécurité et qualité des appels.

 

En clair, alors que la convergence Fixe-Mobile est encore loin d'avoir un impact fort sur les entreprises, la Voix sur Wi-Fi gagne du terrain et remplace de plus en plus les infrastructures de type DECT dans tous les secteurs d'activité... tout en constituant un socle idéal pour déployer la convergence Fixe-Mobile dans le futur.

Test connexion