Etude et déploiement de la VOIP avec visioconférence multiple sur support wifi longue distance

RESUME

RESUME

Ce rapport a été rédigé à la suite d'un stage académique effectué du 05 Août 2010 au 17 Septembre 2010 à YOCANET. Ce stage effectué à la fin de notre formation en cycle de Licence Ingénierie des télécommunications et réseaux de l'IUT FOTSO Victor de Bandjoun, nous a permis non seulement de nous imprégner aux réalités du milieu professionnel qu'est l'entreprise mais aussi et surtout de faire l'adéquation entre la pratique et la théorie issue des enseignements reçus en matière de réseau et télécommunication.

La téléphonie sur IP (ToIP) est une technologie qui s'impose progressivement dans tous les secteurs, elle consiste à faire transiter les communications téléphoniques par le réseau IP. Aujourd'hui, cette technologie est de plus en plus déployée au sein des institutions, pour la Technologie, l'Enseignement et la Recherche dans les pays occidentaux, la télémédecine et l'interconnexion des services administratifs, scolaire et sanitaires.

Afin d'interconnecter les systèmes de téléphonie mis en place dans un ensemble de sites via la technique de transmission sans fil de la norme 802.11 (WIFI), une maquette expérimentale d'interconnexion des sites a été déployée. C'est dans ce contexte que je réalise mon stage à YOCANET GROUP.

Ce projet s'inscrit dans le cadre cyber village du groupe YOCANET dont le but est de fournir des services de télécommunication à bas prix et de qualité dans les localités ou zones rurales et cela via des technologies à bas prix comme la téléphonie rurale et le WIFI qui est une technique de transmission qui regorge d'énormes capacités que nous allons illustrer dans notre travail

Après l'étude du déploiement du support de transmission et un état de l'art dans le domaine de la ToIP et de la visioconférence multiple, la deuxième phase consiste à la mise en place d'une maquette expérimentale et d'y réaliser des tests.

M~~S~~~Es ~Trixbox, Asterisk, ToIP, téléphonie rurale, SIP, H323, IAX, Linux, fracture numérique, WIFI, WDS, cybervillage, KAMAILIO, OpenSER, bigbluebutton.

ABSTRACT

ABSTRACT

This report was written following an academic internship conducted from 05 August 2010 to September 17, 2010 at YOCANET. This training period at the end of our training cycle Licensing Telecommunications Engineering and Networks IUT FOTSO Victor Bandjoun allowed us not only to immerse ourselves to the realities of the workplace what the company but also and especially to the match between theory and practice from the teachings received in network and telecommunication.

IP telephony (VoIP) is a technology that is gradually in all sectors, it is to route telephone calls through the IP network. Today, this technology is increasingly deployed in the institutions for the Technology, Education and Research in Western countries, telemedicine and interconnection of administrative services, academic and health. To interconnect phone systems installed in a set of sites via the technique of wireless 802.11 (WiFi), an experimental model of interconnection sites was deployed. It is within this context that I realized my internship YOCANET GROUP.

This project is part of the cyber village YOCANET group whose goal is to provide telecommunication services at low prices and quality in the localities or rural areas and through this low-cost technology such as rural telephony and WiFi which is a transmission technique that has enormous capabilities we will illustrate our work

After studying the deployment of the transmission medium and a state of the art in the field of IP telephony and video conferencing multiple, the second phase involves the establishment of an experimental model and to perform tests.

KEYWORD: Trixbox, Asterisk, IP telephony, rural telephony, SIP, H323, IAX, Linux, digital divide, WIFI, WDS, cybervillage, KAMAILIO, OpenSER, bigbluebutton.

INTRODUCTION GENERALE

La portée des nouvelles techniques de l'information et de la communication en Afrique, n'a pas encore suscitée beaucoup d'attention, en effet dans la majorité des zones rurales dans ce continent et en particulier au Cameroun une remarque très édifiante a été faite : l'accès au numérique est encore un luxe et quand bien même il est disponible, il reste encore a des couts très onéreux.

Le projet cybervill@ge a pour but a cet effet , d'interconnecter plusieurs zones rurales encore dans l'optique de faciliter l'usage des services de téléphonie et d'internet a des coûts très bas et de ce fait réduire autant que possible la fracture numérique au Cameroun. Ceci sera fait a travers la vulgarisation des techniques de transmission simple et a moindre coûts : comme la téléphonie sur IP, la visioconférence, les réseaux wifi simple ou mailles pour les zones désenclaves. Techniques qui contrairement a ce que l'on peut penser en terme de capacité offrent énormément de possibilité d'interconnexion et de débit assez suffisant pour nos besoins.

La visioconférence est un service qui est très gourment en ressources et sollicites des capacités robustes, c'est ainsi que certaines solutions commerciales peuvent parfais être très onéreuses et ne pas du cout être a la portée des petites entreprises ou organisations ne disposant pas des moyens costauds. C'est ainsi que pour permettre a ces entreprises a moyen ou faible couts et aux structures comme des établissements scolaires qui manquent d'enseignant, des hôpitaux qui manquent de médecin spécialistes, des services administratifs pour la E-gouvernance, nous avons donc opte pour l'étude et le déploiement des solutions libres et techniquement réalisables. Il est tout même normal de noter que la gratuite ou la liberté de ses outils n'offrent pas généralement les fonctionnalités des outils payants ; mais pour une bonne maitrise de l'art on parvient très généralement à l'essentiel. C'est ainsi qu'avec des outils comme Asterisk, BigBlueButton, Kamailio et bien d'autres on peut obtenir des résultats très intéressant.

CHAPITRE 1 : PRESENTATION DE L'ENTREPRISE, DEROULEMENT ET CHOIX DU THEME DE STAGE 1.1 Présentation de l'entreprise

1.1.1 Historique et plan de localisation

Le projet YOCANET a germé dès 2000 dans la tête de jeunes Camerounais en fin de formation dans les écoles d'ingénieurs. Ces derniers spécialisés dans les domaines de l'agroalimentaire, de l'agriculture et des télécommunications, après une longue période d'étude de marché, de mise au point des solutions techniques et de travail pour créer l'entreprise, ont fondé le Groupe YOCANET, GIC pour la vulgarisation des TIC et des techniques agro-alimentaires au Cameroun avec un capital de 2.000.000f CFA. C'est dans le cadre des activités de ce denier que, le CYBERCITY®, est crée sous la forme d'une Association pour la vulgarisation de l'Internet au Cameroun. (AVIC). Il faut signaler par ailleurs que le Groupe mène aussi des projets les domaines de l'agro-alimentaire (formation aux technologies de l'information et de la communication, renforcement des capacités des jeunes et des couches défavorisées, fabrication des yaourts, transformation des fruits en jus, confitures et sirop).L'entreprise YOCANET est située dans la ville de DOUALA suivant le plan ci-dessous :

Figure 1: plan de localisation

1.1.2 Objectifs de l'entreprise

Le Groupe YOCANET se veut une entreprise citoyenne. Son objectif à travers le Projet Cyber City est de développer son concept dans tous les quartiers de douala, du Cameroun tout entier, et particulièrement en zone rurale en partenariat avec les jeunes

entrepreneurs, les collectivités locales, les mairies rurales, et les organisations de la société civile sous forme de partenariat.

Il arrive très souvent que dans un arrondissement il n'y a aucune connexion Internet dans tout le village, alors qu'à moins de 30 km de là on a une connexion Internet . Cette solution permet de partager la même connexion Internet avec plusieurs villages d'où la naissance de leur nouveau projet nommé CYBERVILL@GE.

Ce projet a pour but d'interconnecter environ 100 villages camerounais à l'horizon 2010 ; mettre la technologie au service des populations de zone rurale en offrant des services de téléphonie et d'Internet ceci dans l'optique de réduire la fracture numérique qui n'est pas à la portée de tout camerounais. Ainsi ils pourront donc promouvoir la solidarité du numérique, la conception des réseaux maillés communautaires pour plusieurs villages distants était nécessaire afin de rendre Internet accessible à un plus grand nombre de personnes.

Le projet Cybervill@ge s'articulera autour des activités suivantes :

> Identification des organisations de la société civile locale avec qui nous allons travailler

> Signature des conventions de partenariat

> Aménagement des locaux du Cybervill@ge local

> Formation des jeunes sur les réseaux sans fil

> Installation du POP (Point de Présence Internet)

> Installation de l'Accès point sans fil et configurations

> Installation des points communautaires d'accès Internet

1.1.3 Services proposés par l'entreprise

YOCANET est une entreprise opérant dans le domaine des Télécommunications. Elle essaie tant que possible à offrir aux camerounais les merveilles technologiques dans toutes ses composantes à travers ses services et produits bas prix.

> Formation Pratique en Télécoms : L'Afrique elle aussi a besoin des ingénieurs télécoms de terrains pour assurer son désenclavement numérique ; Avec la pleine expansion des Télécommunications, le besoin de main d'oeuvres maîtrisant les réseaux sans fils, la voix sur IP, les énergies renouvelables, la fibre optique et leurs applications devient très urgent. Ainsi la réduction de fracture numérique et du chômage en Afrique passera par la formation d'une masse critique de jeunes en Télécoms.

> Les réseaux sans fils (Wifi Hot Spot, Wimax, Vsat) : Ici signalons que le Groupe YOCANET dispose des solutions bas prix pour le déploiement de ces technologies. Grâce à ces réseaux, il assure le partage de la connexion Internet, la transmission des données et la téléphonie rurale dans les zones enclavées et rurales.

> La voix sur IP : L'un des objectifs majeures de YOCANET est d'assurer la réduction de la fracture numérique au Cameroun, à travers ce service ils offrent des appels à bas prix des campagnes pour la ville encore appelé `'Téléphonie Rurale».

> Les énergies renouvelables : L'énergie éolienne et l'énergie solaire, En Afrique en générale et au Cameroun en particulier nous avons des coupures fulgurantes et régulières de l'énergie électrique et aussi la plupart de nos villages ne sont pas encore électrifiés pourtant ils doivent être connectés aux reste du monde. Les énergies renouvelables résolvent le problème à moindre coût.

Ainsi le groupe YOCANET depuis 1999 avec ses efforts a effectué près de 100 formations avec plus de 1000 participants dans les villes de douala, Yaoundé, Bafoussam, Bertoua, Bamenda, Bandjoun, Mbalmayo, et de Souza. A la fin de la formation les jeunes peuvent en ressortir avec les fameux équipements nommée ALL IN ONE conçu par eux même pouvant servir de support d'accès à l'Internet et au téléphone.

1.1 Déroulement, choix du thème de stage

Notre stage débutera le jeudi 06 Aout a 08H00 par une prise de contact avec l'entreprise, le personnel et particulière avec celui qui fera office de notre encadreur professionnel pendant tout le stage. Ce dernier étant très occupe ce jour nous a jute poser des questions relatives a nos motivations sur le choix de l'entreprise, sur nos ambitions dans le futur et sur nos capacités technique et humaines. Âpres cela il nous a demande de rentrer et qu'il nous fera signe au moment opportun de la date effective du prochain entretient.

Le Lundi 09 Août 2010 à 23h00, nous avons reçu un message de yocanet.net stipulant je cite : « Bsr, bien vouloir vs présentez à la Wireless Academy (CIS Info) de YOCANET Group, mardi matin, pour test de début de stage aca à 9h à côté de 7^ème. »

Le Mardi à 09h 00, nous étions présents à la Wireless Academy. Nous sommes au total 07 stagiaires L'encadreur professionnel nous a reçu et nous a demandé d'étaler chacun à tour de rôle, les raisons qui motivent notre choix de faire le stage à YOCANET et pas dans les autres entreprises. A mon tour, je n'ai pas hésité d'avancer les deux raisons suivantes : D'abord, dans le cadre de notre formation, nous devons effectuer un stage académique en

entreprise nous permettant de confronter les connaissances théoriques aux réalités pratiques de l'entreprise. Pour cela, YOCANET qui fait dans le domaine des télécommunications et réseaux, est une entreprise adéquate pour ma filière. Ensuite, vu les objectifs de YOCANET de vulgariser les TIC (Technologies de l'information et de la Communication) au Cameroun avec pour finalité la réduction autant que possible de la fracture numérique à travers ces solutions à bas prix, je suis bien fasciné par ces ambitions innovatrices et je voudrais bien aider mon pays dans cette lignée.

Apres cette série d'échanges notre encadreur, nous a fait une brève description des activités de l'entreprise qui sont entre autre les Formations dans les technologies de télécommunications et réseaux (Wimax, Vsat, WI-FI, VPN, VOIP, WDS ...), fabrications des antennes avec des équipements de récupération, installation moins onéreux des VSAT, des hots pots et réseaux de petites et moyenne entreprise, pour ne citer que ceux là. Il nous a fait une brève présentation du WI-FI et particulièrement la technologie 802.11 et ses normes sur la bande libre de 2.4 GHz sur lesquelles il a beaucoup insisté sur la portée. Se faisant, il a révélé que la portée mondiale maximale du WI-FI est de 382 km sans relais (Point d'accès Linksys couplé à une antenne parabolique de 3 m de diamètre).

C'est en effet cette technologie qui est utilisée pour le projet «CYBERVILLAGE » dont il nous a fait part. CYBERVILLAGE est un projet qui a pour but d'interconnecter plus de 100 villages horizon 2010. Il faut bien mentionner qu'à l'heure où nous écrivons ces lignes, l'objectif de cybervill@ge est presqu'à atteint.

Apre cette étape d'immersion il a été question de nous présenter les travaux les plus pressant et de nous diviser en équipe et de définir la hiérarchie dans des équipes dont j'étais le chef du mien, c'est ainsi qu'il était question :

> D'évangéliser la population sur les avantages à utiliser le wifi et la téléphonie rurale et ce pendant toute la durée de notre stage.

> De présenter les différents sites à couvrir, de spécifier les techniques de déploiement et d'installation (wifi longue distance, antenne cantenas, configuration des point d'accès en mode WDS), et les services mettre en place (Internet, téléphonie avec appels internationaux et visioconférence multiple)

L'entretient c'est achève par une étude du site de l'ISTA ESG ou nous devrions mettre sur pieds un hots pot qui devra couvrir un rayon d'environ 4km. En effet il fallait interconnecter trois hots pots auxquelles on devrait fournir les mêmes services (internet et téléphonie sur IP). Les deux autres sites sont la cité des palmiers et les environs de la mairie de douala 3^e.

Nous avons tout de suite commencé à étudier les sites en vue d'un déploiement. Nous devrions déterminer en fonction des paramètres des sites:

> Le nombre de point d'accès nécessaire pour offrir une couverture réseau correspondante à nos besoins et leurs spécificités

> Leur positionnement géographique idéal dans l'environnement

> Leur configuration (canal et puissance)

En fonction des services à fournir, nous devrions prendre la décision sur le type d'infrastructure nécessaire.

Nous nous somme rendu plusieurs fois sur les sites afin de définir les besoins et contraintes. Nous avons donc collecté un certain nombre d'information en vue de la préparation de l'étude du site. Notre encadreur avait déjà identifié sur ces sites, des pilonnes qui devraient être le support de nos antennes et nous avons travaillé sous cette base. Nous sommes montés sur les pilonnes les plus élevées afin de faire un « site Survey » c'est-à-dire un aperçu de la surface à couvrir. Nous avons constaté qu'il y avait des bâtiments qui pouvaient faire obstruction au niveau de l'ESG. Nous avons contourné cette difficulté en relevant qu'il fallait surélever l'antenne à l'aide d'un mât sur le pilonne correspondant. Après une étude technique portant sur les caractéristiques des liaisons à réalisées, il ressort que chaque site devra contenir deux antennes dont l'une servira de backbone entre deux sites et la seconde couvrira le site en question et reliée à la première par WDS. Ceci permettra d'offrir le même service à chacun de ces trois sites. Un aperçu des sites ainsi que des différentes liaisons est présenté en annexe1.

La technologie à déployer étant le 802.11, il fallait maintenant définir les caractéristiques des antennes et des points d'accès à utiliser, les antennes classiques ne pouvant pas être utilisées. M. YOUMBI a spécifié qu'on devrait utiliser les antennes cantenas dont le gain varie de 12 à 20 dBi selon la précision de fabrication. Notons que ces antennes sont fabriquées de façon artisanale. Nous détaillerons le procédé de fabrication en Annexe.

Pour s'assurer de la couverture totale de nos sites, il nous fallait un paramètre important de cette antenne : Son ouverture. Pour l'avoir, nous avons du tracé le diagramme de rayonnement afin d'effectuer les mesures. Les prélèvements faits sur un terrain de football nous ont permis d'avoir le diagramme ci-dessous :

Figure 2: feuille de tracer du diagramme de rayonnement

Ces études étant, il ne restait plus que les tests sur le terrain. Notre encadreur a dit que l'essentiel était fait et qu'il fallait déjà se préoccuper des services à offrir. La suite des travaux s'est faite en parallèle. Il a donc défini que pendant que certains de mes camarades devraient s'occuper de la couverture radio, moi je m'occuperais de l'implémentation de la Voix et de la visioconférence sur IP dans une architecture multi site et que je devrais également réfléchir

sur des techniques de sécurité, de supervision et éventuellement de routage d'appels, ^d'oümon thème par la suite

Aux dernières heures de notre stage nous avons fait des tests sur d'autres techniques de mise en place des hots spots à savoir : OpenMesh, Meraki et Mikrotik.

CHAPITRE 2 : CAHIER DES CHARGES ET DEPLOIMENT DU WIFI
(802.11) COMME SUPPORT DE TRANSMISSION