Réseau et téléphonie

Modifié par Julien Lenoir le 18 octobre 2019

Par Thomas Eveilleau
Dernière mise à jour : octobre 2019

Dans cette fiche, les éléments suivants du programme réglementaire seront abordés :

  • Concepts de base et architecture réseau local, d'entreprise, global, topologie.
  • Matériel actif de réseau : adressage, acheminement, routage, commutation, qualité de service.
  • Normes réseaux et supports de transmission associés :
    • Couches réseaux, liaisons... ;
    • Systèmes de transmission, infrastructure, câblage et connectique ;
    • Fibre optique et réseaux métropolitains ;
    • Technologie des réseaux : filaires, sans fils...
  • Ingénierie : Réseaux publics et réseaux constructeurs, réseaux haut débit ;
  • Théorie générale en radiocommunications, normes et standards ;
  • Convergence voix-données : téléphonie, l'exploitation et l'administration : du réseau téléphonique, de la messagerie vocale, de la vidéotransmission, systèmes dédiés PABX... ;
  • Internet, aspects techniques : protocoles et services ;
  • Administration, contrôle, suivi des ressources, ingénierie des réseaux : modélisation, cahier des charges... ;

1. Réseaux informatique : les concepts clefs

Un réseau informatique est constitué d’un ensemble d’équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Le plus célèbre et le plus vaste d’entre eux : internet.

On peut décrire le réseau de manière verticale, en s’attachant aux différentes couches dont il est constitué ou de manière horizontale, en se focalisant sur son étendue d’un point de vue « géographique ».

Concernant les différentes couches : on s’appuie sur le modèle OSI (Open Systems Interconnection). Il s’agit d’une norme de communication réseau proposée par l’ISO (International Organization Standardization) et qui décrit les fonctionnalités nécessaires et leur organisation.

Ce dernier comporte 7 couches :

  • La couche Physique : elle assure la transmission des informations, sous formes de « bits ».
  • La couche Liaison : elle assure la détection et la correction, le cas échéant, d’erreurs intervenues sur la couche physique. A ce niveau, les données sont organisées en trames.
  • La couche Réseau : elle assure l’acheminement des données sur les réseaux. A ce niveau, les données sont organisées sous la forme de paquets.
  • La couche Transport : elle est responsable du bon acheminement des messages (l’unité d’organisation de cette couche) au destinataire.
  • La couche Session : elle gère la synchronisation des échanges.
  • La couche Présentation : elle assure la conversion entre données gérées au niveau applicatif et données effectivement transmises sur le réseau.
  • La couche Application : elle constitue le point de contact entre l’utilisateur et le réseau. Elle va apporter les services offerts par le réseau : transfert de fichiers, messagerie, etc.

Concernant l’étendue d’un réseau, 3 niveaux sont à identifier :

  • Le réseau local (ou LAN pour Local Area Network) qui relie les équipements d’une pièce, d’un bâtiment ou plus couramment d’une organisation.
  • Le réseau métropolitain (ou MAN pour Metropolitan Area Network) qui relie les équipements à une plus grande échelle comme celle d’un campus d’universitaire ou d’une ville.
  • Le réseau étendu (ou WAN pour Wide Area Network) est un réseau qui relie les équipements à grande échelle : pays, continent ou planète entière. Le plus étendu et le plus célèbre d’entre eux : Internet.

On peut également décrire un réseau selon sa structure physique : on parle alors de topologie. Il s’agit de la manière dont les équipements informatiques sont reliés :

  • Réseau en étoile
  • Réseau en anneau
  • Réseau maillé

On peut enfin découper un réseau d’un point de vue plus fonctionnel, comme on le fait fréquemment pour les réseaux Internet :

  • Intranet : le réseau interne d’une organisation
  • Extranet : le réseau externe d’une organisation
  • Intranet : le réseau des réseaux interconnectés entre eux à l’échelle de la planète

Ces ordinateurs en réseau échangent des informations par l’intermédiaire de câbles (dans lesquels vont circuler des signaux électriques) ou de fibres (dans lesquelles vont circuler des signaux lumineux) ou via l’atmosphère (dans laquelle vont circuler des ondes radio : le fameux WIFI).

Ces réseaux s’appuient par ailleurs sur des équipements « d’interconnexion » : les répéteurs, les concentrateurs (ou Hub), les commutateurs (ou Switch) ou encore les routeurs.

2. La téléphonie

La téléphonie est un système de communication assurant la transmission et la reproduction de la parole (ou, plus occasionnellement, d’autres signaux sonores).

On doit distinguer d’une part la téléphonie fixe (ou filaire) et d’autre part la téléphonie mobile.

2.1. La téléphonie fixe

Du côté de la téléphonie fixe, deux technologies sont à identifier :

  • La téléphonie analogique ou réseau téléphonique commuté (RTC) : il s’agit du réseau historique et traditionnel des téléphones fixes ;
  • La téléphonie sur IP (TOIP) et plus largement la voix sur IP (VOIP) : il s’agit d’utiliser les protocoles et les technologies d’internet pour transmettre la voix.

Dans un réseau téléphonique commuté, le commutateur est un élément clef : il s’agit de l’équipement qui met en relation deux correspondants en s’appuyant sur le numéro composé par l’appelant. Il en existe deux types : les commutateurs publics (gérés par les opérateurs de télécommunications) et les commutateurs privés appelés PABX (ceux que l’on retrouve dans les organisations).

En téléphonie IP, le PABX est remplacé par l’IPBX qui est un commutateur utilisant le protocole d’internet IP.

La téléphonie analogique et la TOIP s’appuient sur des combinés téléphoniques (des téléphones) qui servent à passer les appels.

Mais avec la VOIP, le téléphone n’est plus l’unique moyen de passer ces appels : le poste informatique (l’ordinateur) et des logiciels dédiés permettent de le faire et d’aller au-delà de l’échange vocal en gérant des flux multimédia (vidéo, messagerie instantanée, échanges de fichiers, etc.). Exemples d’outils : Skype, WhatsApp, Facebook Messenger. Le terme de « Soft Phone » est alors utilisé.

La grande tendance est à la fusion entre l’informatique et la téléphonie, autrefois deux domaines bien distincts.

La tendance est également à la consommation de la téléphonie comme un service ou téléphonie dans les nuages (cloud). Il s’agit de consommer la téléphonie IP sans préoccupation de l’infrastructure associée (externalisée chez un tiers).

Dans les collectivités, il arrive encore, notamment lorsque la téléphonie fixe est encore en mode « traditionnel », qu’elle soit gérée en dehors de la DSI : par des directions techniques notamment.

D’autres notions sont à raccrocher au monde de la téléphonie fixe : la messagerie vocale, les serveurs vocaux interactifs, les centres d’appels, etc.

Quelques acteurs incontournables : CISCO, Alcatel-Lucent, Aastra, Avaya.

2.2. La téléphonie mobile

Ce mode de télécommunication s’est très largement répandu à la fin des années 1990 et est aujourd’hui incontournable dans la sphère privée comme dans les organisations et collectivités.

L’appareil en lui-même est appelé téléphone mobile, téléphone portable ou smartphone lorsqu’il embarque des fonctionnalités avancées (proches de celles que peut proposer un ordinateur).

Différentes normes se sont succédées concernant la radiocommunication depuis son apparition à la fin des années 1970 :

  • 1G (première génération) : avec, notamment en France, la norme Radiocom 2000
  • 2G (seconde génération) : GSM pour Global System for Mobile communication
  • 3G (troisième génération) : UMTS pour Universal Mobile Telecommunications System
  • 4G (quatrième génération) : LTE pour Long Term Evolution

L’arrivée prochaine de la 5G (cinquième génération) est annoncée comme une véritable révolution permettant à la fois de multiplier les débits mais surtout de multiplier la quantité d’objets connectés (téléphones mais aussi objets connectés en tout genre : éclairage urbain, poubelles…).

La téléphonie mobile et son évolution vers l’utilisation de toujours plus de données mobiles et de smartphones permettant de les exploiter a profondément modifié les usages du système d’information. Il est aujourd’hui difficile de proposer un système d’information qui ne permettrait pas, par exemple, aux utilisateurs de consulter leurs courriels sur smartphone ou qui ne prendrait pas en compte le fait que de nombreux internautes utilisent des smartphones pour se connecter aux outils en ligne proposés par les collectivités.

Ici, les acteurs incontournables sont les opérateurs (Bouygues, Orange, SFR, Free), les constructeurs (Apple, Samsung, Huawei…) ou encore les développeurs des systèmes d’exploitation embarqués sur la plupart des smartphones du marché (Apple iOS, Google Android).

3. Aspects techniques d’internet

Lorsque l’on évoque les aspects techniques d’internet, on peut faire référence à la constitution du réseau et aux éléments qui ont été présentés dans le premier chapitre, mais on peut également penser aux différents protocoles associés, notamment situés sur les couches (notamment 3 et 7) du modèle OSI (également présenté dans le premier chapitre).

Quelques protocoles clefs :

  • IP pour Internet Protocole (couche 3) : les protocoles IP permettent un service d’adressage unique pour l’ensemble des terminaux connectés. IPv6 est actuellement en train de succéder à IPv4 (ce dernier étant arrivé à saturation en termes de capacité à fournir de nouvelles adresses).
  • TCP pour Transmission Control Protocol (couche 4) : c’est un protocole de transport fiable utilisé par internet (aussi appelé d’ailleurs « modèle TCP/IP »).
  • HTTP pour Hypertext Transfer Protocol (couche 5) : c’est un protocole de communication développé pour le World Wide Web (abrégé Web). Les clients HTTP sont les incontournables navigateurs Web qui permettant l’affichage des sites/pages Web (Internet Explorer, Mozilla Firefox ou encore Google Chrome).
  • FTP pour File Transfert Protocol (couche 7) : il s’agit d’un protocole utilisé pour le transfert de fichiers ;
  • SMTP pour Simple Mail Transfer Protocol (couche 7) : protocole utilisé pour le transfert de courriers électroniques ;

4. Très haut débit et aménagement du territoire

Le très haut débit (THD) est un accès à Internet performant, qui permet d’envoyer et de recevoir un grand nombre de données (de natures diverses : vidéos, photos, sons, etc.) dans un temps court.

Un accès internet est considéré à « Très haut débit » dès que ce dernier est supérieur à 30 Mégabits par seconde.

Différents réseaux permettent l’accès au très haut débit :

  • Le réseau téléphonique en fil de cuivre (réseau dit traditionnel) qui peut servir de support à des technologies comme le VDSL 2 (la technologie la plus en pointe sur le support cuivre).
  • Le réseau câblé (initialement utilisé pour la télévision).
  • La fibre optique ;
  • Les technologies radio « LTE » (4e génération, présentée dans le chapitre 2).

On associe toutefois plus fréquemment à la notion de THD la fibre optique et la 4G/5G.

La fibre optique présente deux avantages par rapport au câble en cuivre :

  • Une large bande passante (plage de fréquences disponibles pour la transmission de données/plus d’informations par unité de temps) ;
  • Une atténuation moindre (et donc la possibilité de couvrir de grandes distances).

Concernant les usages, le THD a permis le développement d’un ensemble de services (services qui ont d’ailleurs par la suite encouragé le déploiement du THD) qui deviennent indispensables pour les organisations : échanges de fichiers, TOIP et VOIP, sauvegardes à distance, solutions en SAAS, infrastructures externalisées, etc.
Ces services permettent aux collectivités d’optimiser les services publics (modernisation des services administratifs via la dématérialisation, développement de la télésanté, etc.), mais ils permettent plus largement le développement économique des territoires (la couverture en THD devenant un véritable enjeu).

Le THD est également indispensable pour les particuliers en faisant du maillage du territoire et de sa couverture un enjeu national (Plan France Très Haut Débit, Loi pour une République Numérique).

Quelques acteurs institutionnels sur le sujet : l’ARCEP (Autorité de Régulation des Communications Electroniques et des Postes), l’Agence du numérique, AVICCA (Association des VIlles et Collectivités pour les Communications Electroniques et l’Audiovisuel).

5. Ressources en ligne

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