Procédé pour établir un appel d'urgence dans un réseau local informatique, terminal et serveur pour la mise en œuvre de ce procédé
L'invention concerne l'acheminement d'un appel d'urgence dans un réseau local informatique. Dans les entreprises, il est de plus en plus courant d'utiliser un réseau local informatique pour acheminer des appels téléphonique sous la forme de paquets de données, en utilisant le protocole Internet comme protocole de réseau.
Un réseau local informatique peut être subdivisé en plusieurs réseaux virtuels permettant de définir des groupes de terminaux pouvant échanger des données entre eux, quelle que soit l'architecture physique du réseau. Il est possible aussi de restreindre ou d'interdire l'échange de données entre des terminaux appartenant à des groupes différents, pour des raisons de sécurité. On entend par réseau virtuel un sous-réseau qui est défini uniquement par des moyens logiques. La norme IEEE 802.1 Q décrit comment définir des réseaux virtuels dans un réseau Ethernet. Selon un des procédés décrits dans cette norme, un terminal émet un paquet de données dans un réseau virtuel en associant une étiquette à ce paquet, cette étiquette étant constituée d'un identificateur de ce réseau virtuel. Mais une trame peut aussi bien appartenir à un réseau virtuel sans que cette trame n'ait une telle étiquette. Quand le paquet arrive sur un port d'un nœud du réseau local, ce nœud examine s'il contient un étiquette constituée d'un identificateur de ce réseau virtuel :
S'il ne contient pas d'étiquette, le paquet est considéré comme venant d'un réseau virtuel prédéterminé qui correspond au port d'arrivé. - S'il contient une étiquette, le paquet est considéré comme venant du réseau virtuel dont l'identité constitue cette étiquette.
Le nœud extrait en outre du paquet une adresse physique de destination. Puis le nœud achemine le paquet vers un nœud de sortie correspondant à cette adresse physique, si cela est permis compte tenu du réseau virtuel auquel appartient le paquet. Pour vérifier cela, le nœud regarde dans une table si cette adresse physique fait partie d'une liste prédéterminée d'adresses de terminaux accessibles
par ce port de sortie, et appartenant à ce réseau. Si ce n'est pas le cas, le paquet n'est pas transmis plus loin.
Pour que le délai d'acheminement des paquets de voix ne dégrade pas la qualité des communications téléphoniques, il est nécessaire de créer au moins un réseau local virtuel pour utiliser des postes téléphoniques sur protocole Internet, dans un réseau local utilisé par ailleurs pour des transmissions de données ordinaires, entre des ordinateurs par exemple. Un tel réseau virtuel est appelé réseau virtuel voix, et il permet de traiter en priorité les paquets de voix échangées par les terminaux téléphoniques : ces terminaux téléphoniques accèdent par ailleurs à des serveurs spécifiques pour les services téléphoniques, et les paquets de voix sont transmis avec la priorité la plus élevée dans les commutateurs, les ponts et les routeurs, parce que les paquets de voix ne peuvent pas supporter de trop longs délais de transmission.
Ces réseaux virtuels dédiés à la téléphonie ont deux inconvénients : - En cas d'accident majeur, de nombreux usagers établissent simultanément des appels téléphoniques qui ne sont pas tous des appels vers un centre d'appels d'urgence. Les appels qui ne sont pas destinés au centre d'appels d'urgence peuvent saturer le réseau local, au détriment des appels destinés au centre d'appels d'urgence. - Les demandes d'appels d'urgence qui sont faites par d'autres moyens, utilisant la transmission de données sur le réseau local, n'ont aucune priorité par rapport à la transmission de données ordinaires : Une personne sourde et muette utilisera le service de causette (« chat » en anglais) ou un service multimédia adapté à son handicap (par exemple un service de messagerie instantanée) pour appeler un centre d'appels d'urgence. Il faudrait que son appel d'urgence bénéficie aussi d'une priorité par rapport aux transferts de données ordinaires, et par rapport aux appels téléphoniques non urgents.
Une nouvelle réglementation aux USA et bientôt en Europe imposera de traiter de manière encore plus particulière les appels d'urgence transmis dans un réseau de télécommunication d'entreprise :
- Un appel d'urgence doit être routé automatiquement vers un centre d'appels d'urgence qui est fonction de la localisation et de l'activité professionnelle de l'usager qui appelle.
- Un appel d'urgence doit être transmis avec une priorité supérieure à celle des autres appel téléphoniques.
- La connexion doit être maintenue même si l'usager raccroche, et jusqu'à ce que le centre d'appels d'urgence libère la connexion.
- Le numéro et la localisation précise du terminal appelant doivent être transmis au centre d'appels d'urgence. - Une notification doit être transmise en outre à divers dispositifs d'alarme propres à l'entreprise, par exemple une sirène, des lampes clignotantes, un poste téléphonique particulier, etc
Les réseau locaux informatiques actuels qui supportent des communications téléphoniques ne sont pas adaptés pour satisfaire toutes les exigences de cette réglementation. En particulier, ils ne sont pas adaptés pour qu'un appel d'urgence soit établi avec une priorité supérieure à celle des autres appel téléphoniques.
Un premier but de l'invention est de proposer un réseau local informatique adapté pour établir un appel d'urgence en satisfaisant notamment cette exigence de la nouvelle réglementation. Cet appel d'urgence est généralement un appel téléphonique, mais il peut être aussi un échange de données par un protocole de causette, de messagerie instantanée, ou de signalisation quelconque (par exemple indiquant que quelqu'un a pressé un bouton dédié à une alarme).
Un premier objet de l'invention est un procédé pour établir un appel d'urgence dans réseau local informatique, caractérisé en ce que, lorsqu'un terminal demande l'établissement d'un appel d'urgence, il consiste à :
- attribuer ce terminal à un premier réseau virtuel ayant une priorité supérieure à celle de tout réseau virtuel auquel est attribué un terminal qui demande l'établissement d'un appel non urgent ; et acheminer au moins un message de ce terminal vers un centre appels d'urgence via ce premier réseau virtuel ;
- attribuer ce terminal à un second réseau virtuel ayant une priorité supérieure à celle de tout réseau virtuel auquel est attribué un terminal qui
demande l'établissement d'un appel non urgent, et acheminer au moins un message de ce centre appels d'urgence vers ce terminal via ce second réseau virtuel.
Le procédé ainsi caractérisé permet à un terminal de faire parvenir une demande d'établissement d'appel à un centre d'appels d'urgence, sans que cette demande puisse être bloquée par toute autre demande d'établissement d'appel non urgent, ou tout autre appel non urgent déjà établi, parce que ce terminal est alors attribué à un premier réseau virtuel ayant une priorité supérieure à celle de tout autre réseau virtuel auquel est attribué un terminal qui demande l'établissement d'un appel non urgent.
Le centre appels d'urgence fait parvenir une réponse à un terminal sans que cette réponse puisse être bloquée par tout autre appel non urgent, parce que ce terminal est alors attribué à un second réseau virtuel ayant une priorité supérieure à celle de tout autre réseau virtuel auquel est attribué un terminal qui demande l'établissement d'un appel non urgent.
Dans l'exemple d'un réseau local de type Ethernet, un mécanisme classique de définition de réseaux locaux virtuels et de priorité est mis en oeuvre dans des commutateurs qui constituent des noeuds du réseau local. Une configuration est faite une fois pour toutes sur ces commutateurs pour qu'ils donnent la priorité maximale à ces deux réseaux virtuels.
Un second but de l'invention est de permettre à un terminal de notifier un appel d'urgence à divers dispositifs d'alarme, par des moyens simples.
Pour acheminer au moins un message de ce terminal vers un centre appels d'urgence via ce premier réseau virtuel), le procédé selon l'invention consiste à utiliser le mode de diffusion ; et pour acheminer un message de ce centre appels d'urgence vers ce terminal via ce second réseau virtuel, il consiste à utiliser le mode point à point.
La séparation entre ce premier et ce second réseau virtuel permet d'utiliser le mode diffusion (« broadcast » en anglais), pour la transmission entre un terminal et tous les autres équipements du réseau, notamment des dispositifs d'alarme, sans risquer de perturber d'autres terminaux. Le mode diffusion a pour avantage d'acheminer un message simultanément vers plusieurs équipement destinataires
sans que le terminal émetteur ait à connaître leurs adresses respectives. Le message de signalisation contient une adresse particulière dite de diffusion (en anglais « broadcast address ») permettant d'atteindre tout équipement qui appartient au premier réseau virtuel. Le serveur appels d'urgence, et les dispositifs d'alarme sont les seuls équipements à appartenir au premier réseau virtuel, en plus du terminal qui est en train de demander l'établissement d'un appel d'urgence. Les autres terminaux téléphoniques ne reçoivent donc pas les messages de signalisation, ni les paquets de voix émis par ce terminal, puisque ces autres terminaux téléphoniques n'appartiennent pas au premier réseau virtuel. Le réseau les empêche de recevoir les messages de signalisation et les paquets de voix portant l'identité du premier réseau virtuel, puisque les adresses physiques de ces terminaux ne sont pas associées à cette identité de réseau virtuel dans les tables de routage des nœuds du réseau.
Le mode point à point (en anglais « unicast mode ») permet d'acheminer un message d'un centre appels d'urgence vers un seul terminal qui est celui ayant demandé l'établissement d'un appel d'urgence, sans que d'autres terminaux, eux mêmes en communication avec un centre d'appels d'urgence, et appartenant aussi à ce second réseau virtuel, reçoivent des messages et des paquets qui ne leur seraient pas destinés, grâce au fait que les paquets de voix provenant du centre d'appels sont acheminés en mode point à point dans le second réseau virtuel. Le mode diffusion est distingué du mot point à point par l'utilisation d'une valeur d'adresse physique particulière.
L'invention a aussi pour objet un terminal, un serveur d'appels d'urgence, et une passerelle adaptés pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-dessous et des figures l'accompagnant :
- La figure 1 représente un exemple de réalisation du réseau local informatique selon l'invention.
- La figure 2 illustre le fonctionnement de cet exemple, en montrant les échanges de messages de signalisation et de paquets de voix.
Comme représenté sur la figure 1 , cet exemple de réalisation comporte principalement un réseau local informatique LAN qui est
préférentiel lement de type Ethernet au niveau liaison et de type TCP/IP aux niveaux transport/réseau. Un commutateur téléphonique IPBX est relié à ce réseau local LAN pour commuter des connexions téléphoniques. Divers types de terminal téléphonique sont reliés à ce réseau local LAN, directement ou indirectement : - Des terminaux téléphoniques fixes, IPPl , IPP2, de type de type Voix sur
Protocole Internet (VOIP ou Voice over IP en anglais) qui émettent des signaux de voix sous la forme de paquets Internet, et sont reliés directement au réseau local LAN.
- Des terminaux téléphoniques mobiles, de type Wifi par exemple, MTl , MT2 sont reliés au réseau local LAN, via des point d'accès radio Wifi classiques AP1 , AP2.
Des terminaux téléphoniques fixes analogiques, tel que le terminal POTl , sont reliés au réseau local LAN, via une passerelle GWl classique, permettant de numériser, comprimer, et mettre sous forme de paquets Internet, des signaux de voix analogiques, et vice versa.
Des terminaux téléphoniques fixes numériques synchrones, tel que le terminal STl , sont reliés à un commutateur numérique synchrone PABXl qui est lui- même relié au réseau local LAN, via une passerelle GW2 classique permettant de numériser, comprimer, et mettre sous forme de paquets Internet, des signaux de voix numériques synchrones, et vice versa.
Ce réseau local LAN est relié à un centre d'appels d'urgence PSAP, via une passerelle GW3, et un réseau de téléphonie public PSTN, de type numérique synchrone dans cet exemple. Dans d'autres exemples, le réseau Internet peut être utilisé pour relier ce réseau local au centre d'appels d'urgence. Le centre d'appels d'urgence PSAP est un centre d'appels, classique, qui comporte : un commutateur téléphonique IPBX2 de type Voix sur Protocole Internet ; des terminaux téléphoniques de type Voix sur Protocole Internet tels que le terminal IPP3 ; et des ordinateurs tels que PCl . Des dispositifs d'alarmes AD (Sirène et lampes clignotantes) sont reliés au réseau local LAN pour alerter le personnel de l'entreprise.
L'autocommutateur IPBXl comporte des moyens logiciels de contrôle d'admission appels, CAC, pour traiter les demandes d'établissement appels. Ces
moyens CAC comportent un sous-ensemble EMSR qui est un serveur appels d'urgence. Ce serveur peut avoir aussi la fonction de localisation, laquelle est indépendante du procédé selon l'invention. Dans cet exemple, les moyens logiciels CAC et EMSR, sont intégrés à l'autocommutateur IPBXI mais ils pourraient aussi être localisées dans des équipements différents, et dans ce cas là ils dialogueraient entre eux à travers le réseau locai LAN. Ce réseau local LAN supporte plusieurs réseaux virtuels et en particulier un ou plusieurs réseaux virtuels dédiés aux appels téléphoniques non urgents.
Pour exploiter des réseaux virtuels, un pont ou un routeur doit pouvoir distinguer, chaque fois qu'il reçoit un paquet, à quel réseau virtuel appartient ce paquet, et à que quel réseau virtuel appartient la machine destinataire du paquet, cette machine destinataire étant connue par son adresse physique placée dans le paquet.
Lorsqu'une nouvelle machine est connectée à ce réseau local LAN comportant plusieurs réseaux virtuels, il est nécessaire d'attribuer à cette machine une adresse Internet et un identifiant de réseau virtuel. Un protocole connu, appelé protocole de configuration dynamique d'un hôte, ou DHCP (« Dynamic Host Configuration Protocole »), permet d'initialiser et configurer dynamiquement une machine nouvellement connectée à ce réseau. Ce protocole est mis en œuvre en exécutant un logiciel serveur DHCPS sur l'une des machines du réseau, appelée serveur, et en exécutant des logiciels clients appelés clients DHCP respectivement dans les autres machines du réseau. Par exemple le serveur DHCPS est intégré à l'autocommutateur IPBXl .
Lorsqu'une machine est mise en fonctionnement dans ce réseau LAN, son client DHCP diffuse dans tout ou partie du réseau un paquet contenant une requête dite DHCP, qui signale au serveur DHCPS la présence de cette nouvelle machine. Le serveur DHCPS choisit une adresse Internet parmi les adresses non attribuées, dans un lot d'adresses prédéterminé. Le serveur DHCPS fournit cette adresse à cette machine pour une durée prédéterminée. Après ce délais, cette adresse est considérée comme libre par le serveur. Il la réutilise pour une autre machine si la machine considérée n'a pas envoyé de message au serveur DHCPS, entre temps, pour demander de nouveau l'attribution d'une adresse Internet.
Conformément au document IETF RFC 2131 , le protocole DHCP fournit à chaque machine :
- une référence de transaction,
- une adresse Internet, - une information de durée d'attribution de cette adresse Internet,
- l'adresse Internet du prochain serveur à utiliser pour l'amorçage de la machine,
- et un champ de paramètres optionnels.
On connaît divers procédés pour attribuer un identifiant de réseau virtuel. Un premier procédé automatique connu consiste à utiliser le protocole LLDP
(Logical Link Discovery Protocol, IEEE 802. l ab). Un autre procédé automatique s'appuie sur un serveur DHCPS et est décrit dans le document EP1418733. Il consiste à :
- diffuser dans tout le réseau, à partir du terminal, un message contenant : -- des informations sur ce terminal ;
-- une requête destinée au serveur DHCPS et demandant notamment l'attribution d' un identifiant de réseau virtuel, pour ce terminal ;
- et déduire, dans le serveur DHCPS, un identifiant de réseau virtuel notamment à partir des informations sur ce terminal, et envoyer cet identifiant de réseau virtuel au terminal.
Ce dernier procédé simplifie la procédure d'installation d'une nouvelle machine puisque c'est le serveur DHCPS qui détermine automatiquement et fournit à la nouvelle machine un identifiant de réseau virtuel. Cet identifiant est déduit des informations sur le terminal, qui sont contenues dans le message diffusé par le terminal. Par exemple si c'est un terminal du type téléphone sur protocole Internet, un identifiant de réseau virtuel voix lui est attribué.
Selon un mode de mise en œuvre particulier, le message comprend en outre une requête destinée au nœud de rattachement du terminal, et demandant à ce nœud de fournir des indications sur le port, de ce nœud, qui est connecté à ce terminal, en rajoutant ces indications à ce message . Dans le serveur DHCPS de configuration dynamique d'un hôte, un identifiant de réseau virtuel est déduit de ces indications sur le port, et de ces informations sur ce terminal.
Dans le réseau LAN considéré à titre d'exemple, le serveur DHCPS, intégré à l'autocommutateur IPBXl , attribue une identité de réseau virtuel de voix à chaque terminal téléphonique IPPl , IPP2, pour les communications téléphoniques non urgentes, ce serveur détectant automatiquement qu'il s'agit d'un terminal téléphonique grâce à une indication que le terminal met dans son premier message, au démarrage.
Lorsqu'un utilisateur compose un numéro d'urgence sur le terminal IPPl , des moyens logiciels exécutés dans ce terminal IPPl reconnaissent ce numéro d'urgence et fournissent à ce terminal deux identités de réseau virtuel : - Une première identité de réseau virtuel, VLANl , qu'il utilisera pour l'émission des messages de signalisation et des paquets de voix, à destination d'un centre d'appels d'urgence, ce réseau virtuel VLANl ayant une priorité supérieure à celle des réseaux virtuels de voix pour les appels non urgents.
- Une seconde identité de réseau virtuel, VLAN2, qu'il utilisera pour recevoir des messages de signalisation et des paquets de voix, en provenance d'un centre d'appels d'urgence, PSAP, ce réseau virtuel VLAN2 ayant une priorité supérieure à celle des réseaux virtuels de voix pour les appels non urgents. Il rejettera les messages qui ne contiendront pas cette identité de réseau virtuel VLAN2. La figure 2 illustre le fonctionnement de cet exemple de réseau local LAN, en montrant les échanges de messages de signalisation et de paquets de voix, dans le cas où le terminal IPPl demande l'établissement d'un appel d'urgence :
- Etape 1 : Le terminal IPPl détecte qu'un numéro d'urgence a été composé par l'utilisateur de ce terminal. Il émet un message de signalisation comportant :
— l'adresse du niveau Contrôle d'Accès au Médium (SAAC, ou Médium Access Control en anglais) du terminal ,
— l'identifiant du réseau virtuel VLANl , qui lui assure une priorité maximale pour être transféré , -- et une adresse MAC de mode diffusion, qui indique que le message est destiné à tous les équipements raccordés au réseau virtuel VLANl (Le terminal IPPl n'a donc pas besoin de connaître l'adresse Ethernet
1
du serveur appels d'urgence EMSR, ni celles des dispositifs d'alarme AD).
- Etape 2 : Comme tous les équipements appartenant au réseau virtuel VLAN l , et notamment les dispositifs d'alarme AD, le serveur d'appels d'urgence EMSR reçoit le message de signalisation. L'identité du réseau virtuel VLANl , qu'il contient, indique que c'est un appel d'urgence. Le serveur d'appels d'urgence EMSR détermine alors, en fonction de la localisation du terminal IPPl , l'identité d'un centre d'appels d'urgence PSAP qui doit être appelé. Le serveur EMSR envoie ensuite un nouveau message de signalisation à la passerelle GW3 qui permet d'accéder au centre d'appels d'urgence PSAP. Ce message contient :
-- l'identité VLANl , qui lui assure une priorité maximale pour être transféré,
-- l'adresse MAC du terminal IPPl ,
-- et une demande d'établissement d'appels entre le terminal IPPl et le centre d'appels d'urgence PSAP.
- Etape 3 : La passerelle GW3 établit une session entre le terminal IPPl et le centre d'appels PSAP.
- Etape 4 : Le centre d'appels PSAP envoie un accusé de réception à destination de la passerelle GW3. - Etape 5 : La passerelle GW3 envoie un accusé de réception à destination du terminal IPPl via le réseau virtuel VLAN2, en utilisant pour le joindre : son adresse MAC et l'identité de réseau virtuel VLAN2. Cet accusé de réception bénéficie de la priorité la plus haute puisqu'il est transféré via le réseau virtuel VLAN2. Cet accusé de réception arrive au terminal IPPl , et à lui seul parce qu'il porte son adresse MAC , ce qui permet une transmission en mode point à point.
- Etape 6 : Une communication téléphonique est établie entre le terminal IPPl et le centre d'appels PSAP : le terminal IPPl initialise le transfert de la voix dans un canal utilisant le Protocole de Transport en Temps Réel RTP (Real Time Protocol). Des paquets transportant la voix sont émis en mode diffusion par le terminal IPPl dans le réseau virtuel VLANl . La passerelle GW3 utilise l'adresse MAC du terminal IPPl contenue dans les paquets émis en mode diffusion transportant la voix pour affecter ces paquets à la communication d'urgence
correspondante en cas d'appels d'urgence multiples. Des paquets transportant la voix, en provenance du centre d'appels PSAP, sont émis en mode point à point par la passerelle GW3 dans le réseau virtuel VLAN2. La passerelle GW3 assure le transcodage des paquets de voix du canal RTP vers le format adapté au réseau public (par exemple des canaux synchrones, à 64 Kbps, si c'est un réseau numérique à intégration de services), et vice versa.
- Etape 8 : A la fin de l'appel d'urgence, c'est le centre d'appels d'urgence PSAP qui termine l'appel, en envoyant un message de signalisation à la passerelle GW3. Ce message provoque la libération des ressources utilisées dans la passerelle GW3 pour cet appel.
- Etape 9 : La passerelle GW3 transmet un message de relâchement au terminal IPPl , en utilisant son adresse MAC et l'identité de réseau virtuel VLAN2. Ce message a pour effet d'annuler l'attribution du terminal IPPl aux réseaux virtuels VLANl et VLAN2. Il reste attribué à un réseau virtuel de voix pour appels non urgents, et peut donc émettre ou recevoir des appels ordinaires.
Selon une variante de mise en œuvre, le serveur d'appels d'urgence EMSR établit, en plus de la connexion avec le PSAP, une connexion entre le terminal IPPl désigné par l'adresse MAC d'origine, que contient le message de notification, et un autre terminal prédéterminé du réseau d'entreprise, par exemple POTl . Ce terminal, dit tiers, est par exemple un terminal téléphonique situé dans un poste de gardiennage de l'entreprise.
A cause de la diversité des types de terminal téléphonique qui peuvent être présents dans un réseau téléphonique, il est prévu que les passerelles GWl et GW2 remplissent les fonctions que les terminaux analogiques, tels que POTl , et les terminaux synchrones, tels que STl , ne peuvent pas remplir, pour établir des appels dans le réseau local LAN. Par exemple, la passerelle GWl comporte des moyens logiciels pour :
- reconnaître qu'un message de signalisation émis par le terminal POTl est un message de demande l'établissement d'un appel d'urgence, et retransmettre ce message en mode diffusion dans le réseau local LAN en ajoutant à ce message une étiquette constituée de l'identificateur de réseau virtuel VLANl ;
- étiqueter tous les paquets de données provenant de ce terminal POTl , avec l'identité du premier réseau virtuel VLANl , pendant la durée d'un appel d'urgence ;
- et retransmettre à ce terminal POTl tout message portant une adresse MAC correspondant à ce terminal POTl , et portant l'identificateur de réseau virtuel
VLAN2 ; et ne laissant pas passer ceux qui ne portent pas l'identité du second réseau virtuel VLAN2, pendant la durée de l'appel d'urgence .
D'autres types de terminaux, des terminaux de données ou multimédia ne comportant pas de fonction de transmission de la voix peuvent être utilisés par des utilisateurs handicapés pour appeler un centre d'appels d'urgence, par exemple une personne sourde et muette. Ces terminaux comprennent une application adaptée à la communication de données, et, tout comme le terminal vocal IPPl , ces terminaux de données comprennent des moyens leur permettant de déterminer si l'utilisateur appelle ou non un centre d'appels d'urgence, et pour attribuer ces terminaux aux premier et second réseaux virtuels VLANl et VLAN2 pour transporter des données autres que des paquets de voix.