Comment un téléphone de bureau fonctionne avec un seul câble réseau
Un téléphone IP, ou téléphone VoIP de bureau, est un petit ordinateur conçu pour les appels, qui reçoit ses données et son courant par un seul câble réseau. Quand vous le branchez, il obtient une adresse, télécharge ses réglages et se connecte au standard téléphonique. Quand vous parlez, il envoie votre voix en petits paquets de données, 50 par seconde dans chaque sens.
Violet : courant et données dans le câbleLégende
- Violet : courant et données dans le câble
Connecté · prêt pour un appel
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Anatomie d'un téléphone de bureau : un téléphone IP sur un bureau, le câble qui l'alimente et la baie réseau au mur. Le dessin n'est pas à l'échelle.
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Étape 1 sur 6
Vous branchez un seul câble
Ce téléphone de bureau n'a pas besoin de prise de courant. Vous branchez un câble réseau à l'arrière, et l'autre bout passe dans le mur jusqu'au switch de la baie réseau du bureau. Le switch envoie au téléphone ses données et son courant par ce même câble, et l'écran s'allume.
Comment un câble de données peut-il transporter du courant ?
Un câble réseau contient quatre paires de fins fils de cuivre. Le Power over Ethernet, une norme de l'IEEE, y fait passer un faible courant continu en plus des données. Son cahier des charges fixe la tension de sortie du switch entre 44 et 57 volts.
Avant d'envoyer du courant, le switch vérifie ce qu'il y a au bout du câble. La norme devait fonctionner avec un appareil alimenté comme avec un appareil qui ne l'est pas, sans abîmer ni l'un ni l'autre. Un ordinateur branché sur la même prise ne risque donc rien.
Sources: IEEE 802.3af task force: requirements for DTE power via MDI (2000); IEEE 802.3af task force: objectives for DTE power via MDI (1999)
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Étape 2 sur 6
Il reçoit son adresse et ses réglages
Un téléphone qui vient de s'allumer ne sait rien de votre bureau. Il pose une question à tout le réseau, et un serveur lui répond avec une adresse. La réponse peut aussi indiquer où sont rangés ses réglages. Le téléphone les télécharge : votre nom, votre numéro de poste et le standard téléphonique auquel se connecter.
Faut-il saisir les réglages à la main ?
En général, non. Un cadre de l'IETF publié en 2011 décrit comment un téléphone les obtient avec peu ou pas d'intervention de l'utilisateur ou de l'administrateur. Le téléphone obtient une adresse, demande son profil à un serveur et le télécharge en HTTP ou en HTTPS, les mêmes protocoles que votre navigateur.
L'adresse est prêtée, pas donnée. DHCP, le protocole qui la distribue, attribue une adresse pour une durée limitée, et le téléphone demande à la garder avant que ce délai ne soit écoulé.
Sources: IETF RFC 6080: a framework for SIP user agent profile delivery (2011); IETF RFC 2131: Dynamic Host Configuration Protocol (1997)
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Étape 3 sur 6
Il se connecte au standard téléphonique
Une fois ses réglages en main, le téléphone envoie un court message, par le routeur et Internet, au standard téléphonique : ce poste se trouve maintenant à cette adresse. Ce message s'appelle un enregistrement SIP. SIP, le Session Initiation Protocol, est la langue que parlent téléphones et standards pour établir les appels. Désormais, le standard sait où envoyer vos appels, et l'écran affiche Connecté.
Que se passe-t-il si le téléphone change de bureau ?
Il se reconnecte depuis sa nouvelle adresse. Un enregistrement ne dure qu'un temps : il porte une durée de validité en secondes, et le téléphone le renouvelle avant qu'elle n'expire. Votre numéro suit le téléphone, pas la prise murale.
Le téléphone peut se connecter par une liaison chiffrée. SIP a prévu pour cela, dès 2002, une adresse sécurisée qui commence par sips:, et qui cache qui appelle qui à quiconque écoute la ligne.
Sources: IETF RFC 3261: SIP, the Session Initiation Protocol (2002)
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Étape 4 sur 6
Votre ordinateur se branche sur le téléphone
Beaucoup de bureaux n'ont qu'une prise réseau. Le téléphone a donc une deuxième prise à l'arrière, pour votre ordinateur, et un petit switch à l'intérieur qui fait passer les données de l'ordinateur jusqu'au mur. Quand le câble est chargé, un réseau réglé pour les appels fait passer la voix en premier : un paquet de voix en retard, c'est un trou que vous entendez, alors qu'un e-mail en retard ne s'entend pas.
Comment le réseau sait-il quels paquets sont de la voix ?
Le téléphone les marque. Un guide de l'IETF publié en 2006 définit des classes de trafic que le réseau traite chacune à sa façon. Sa classe Telephony est faite pour les appels sur Internet : ses paquets portent le code EF, pour Expedited Forwarding, et attendent dans une file à part qui passe en premier.
Votre ordinateur et votre téléphone partagent donc le câble, et un gros téléchargement sur l'ordinateur n'a pas à ralentir votre appel.
Sources: IETF RFC 4594: configuration guidelines for DiffServ service classes (2006); IETF RFC 3246: an Expedited Forwarding per-hop behavior (2002)
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Étape 5 sur 6
Votre voix part en paquets
Vous appuyez sur la touche haut-parleur et vous composez le numéro. La puce audio transforme votre voix en nombres, et le processeur les range dans de petits paquets, en général un toutes les 20 millisecondes. Cela fait 50 paquets par seconde qui partent, et 50 qui reviennent avec la voix de votre correspondant, tous sur le même câble. Regardez l'intérieur du téléphone ci-dessous.
Voir l'intérieur La carte électronique
- 1Port réseau
- 2Circuit d'alimentation
- 3Port ordinateur
- 4Puce switch
- 5Processeur
- 6Puce audio
- 7Haut-parleur
50 paquets par seconde quittent cette carte pendant que vous parlez, chacun avec 20 millisecondes de votre voix.
Quelle part de votre voix tient dans un paquet ?
20 millisecondes. Le profil de l'IETF pour envoyer du son sur Internet indique qu'un paquet doit contenir 20 ms par défaut. Avec le codec standard, qui demande 64 000 bits par seconde, cela fait 160 octets de votre voix par paquet.
Des paquets plus longs perdraient moins de place en adresses, mais le même profil prévient qu'ils ajoutent du délai et rendent un paquet perdu plus audible.
Sources: IETF RFC 3551: RTP profile for audio and video conferences (2003); IETF RFC 3550: RTP, a transport protocol for real-time applications (2003); ITU-T G.711: pulse code modulation of voice frequencies (1988)
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Étape 6 sur 6
Les touches montrent qui est au téléphone
À côté de l'écran se trouvent les touches de ligne, des boutons avec un voyant et un nom, une pour vous et une pour chaque collègue que vous suivez. Votre téléphone a demandé au standard de le prévenir dès que la ligne de Finn change. Quand Finn prend un appel, un court message descend le câble et sa touche s'allume en rouge : vous savez qu'il ne faut pas lui transférer d'appel.
Comment le téléphone sait-il que Finn est occupé ?
Il s'est abonné à sa ligne. SIP a deux messages pour cela, SUBSCRIBE et NOTIFY, et une norme de 2005 s'en sert pour signaler l'état des appels de quelqu'un : quand ils sonnent, quand ils sont pris et quand ils se terminent.
Les fabricants appellent cette rangée de touches un busy lamp field, ou BLF, que l'on traduit par supervision de ligne.
Sources: IETF RFC 4235: an INVITE-initiated dialog event package for SIP (2005)
Comment on en est arrivé là
- 1997
Des téléphones qui demandent leur adresse
L'IETF publie DHCP dans sa forme actuelle. Un appareil qui rejoint un réseau demande une adresse à un serveur et en emprunte une pour une durée limitée. C'est encore ainsi qu'un téléphone de bureau commence sa journée.
- 2000
Du courant pour les téléphones IP
Le 30 janvier, l'IEEE approuve un projet pour faire passer du courant dans le câble réseau. La Telecommunications Industry Association l'avait demandé, pour les téléphones IP dont elle écrivait les normes.
IEEE 802.3af task force: project authorization request (2000)
- 2002
La langue des appels
SIP prend la forme qu'il a encore aujourd'hui. C'est le protocole qu'un téléphone de bureau utilise pour se connecter au standard et pour établir chaque appel.
- 2003
Le Power over Ethernet
En juin, le conseil des normes de l'IEEE approuve la norme 802.3af, la première à faire passer du courant dans le câble réseau. Un téléphone de bureau n'a plus besoin de prise de courant.
- 2004
Un verrou pour la voix
L'IETF publie SRTP, qui chiffre les paquets d'un appel pour que personne ne puisse l'écouter en chemin. SRTP protège la voix. L'enregistrement et les messages qui établissent un appel ont leur propre chiffrement, l'adresse sips: de 2002.
IETF RFC 3711: the Secure Real-time Transport Protocol (2004)
- 2005
Un voyant pour la ligne d'un collègue
Une nouvelle norme SIP permet à un téléphone de suivre les appels d'un autre. C'est elle qui allume la touche de ligne d'un collègue.
IETF RFC 4235: an INVITE-initiated dialog event package for SIP (2005)
- 2011
Des téléphones qui se configurent seuls
L'IETF décrit comment un téléphone SIP va chercher ses réglages tout seul. Un téléphone neuf peut sortir de sa boîte, être branché et se connecter.
IETF RFC 6080: a framework for SIP user agent profile delivery (2011)
La place de Voxbi
Voxbi, un standard téléphonique cloud hébergé dans l'Union européenne, fonctionne avec les téléphones de bureau SIP standard, y compris ceux qui sont déjà sur vos bureaux.
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