VoLTE

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VoLTE est l’acronyme de Voice over LTE (voix sur LTE) et désigne la principale technique de transport de la voix sur les réseaux de téléphonie mobile 4G LTE. Le codage de la voix est de type « voix sur IP » (VoIP), mais il est optimisé pour la téléphonie mobile. VoLTE est normalisé par le consortium GSMA dans la norme PRD IR.92[1].

VoLTE utilise, pour l’établissement des appels et le transport de la voix dans les cœurs de réseau LTE, l’architecture IP Multimedia Subsystem (IMS) et le protocole SIP[2]. L’établissement des appels (numérotation) et le transport de la voix sur le réseau LTE utilisent des profils IMS spécifiques qui garantissent une priorité plus élevée (une meilleure qualité de service) pour les flux vocaux. Cette architecture permet le transport des communications vocales (plan de contrôle et voix) et des SMS sous forme de flux IP semblables aux autres flux de données (Internet, vidéos, images…) déjà transportés sur les réseaux LTE.

La voix sur LTE bénéficie des performances élevées du LTE qui offre environ trois à cinq fois plus de bande passante (voix et données) que les réseaux 3G UMTS ; elle permet d'établir et de recevoir des appels téléphonique plus rapidement (2 à 3 s) qu'avec les techniques précédentes. La VoLTE permet aussi de préserver la bande passante radio et de diminuer la latence par rapport aux autres techniques de « voix sur IP » car les en-têtes des paquets VoLTE sont, grâce à la technique de compression RoHC, considérablement plus petits (2 à 3 octets contre 40) que les en-têtes IP standards utilisés par les solutions concurrentes et moins optimisées de VoIP (ex : Skype, Viber, Libon…)[3].

Un smartphone compatible VoLTE permet d’appeler avec une très bonne qualité vocale les autres smartphones équipés de cette option, mais il permet aussi d’appeler ou de recevoir des appels de n’importe quel autre téléphone fixe ou mobile avec dans ce cas une qualité vocale standard. Le numéro utilisé pour les appels émis et reçus est le numéro de téléphone standard attribué à l'abonné par son opérateur mobile.

Histoire[modifier | modifier le code]

La norme VoLTE PRD IR.92[1] est bâtie sur les normes 3GPP LTE et LTE Advanced releases 10 et 11 et est issue des travaux d’un groupe d’équipementiers et de constructeurs de terminaux de télécommunication rassemblés au sein de l'association GSMA.

En mai 2014, l’opérateur singapourien Singapore Telecommunications a lancé la première offre commerciale au monde d’un service VoLTE à Singapour[4], dans un premier temps uniquement disponible avec les Samsung Galaxy Note 3. Également en mai 2014, aux États-Unis, l’opérateur AT&T annonce l’ouverture d’un service expérimental de VoLTE sur son réseau 4G/LTE, le 23 mai 2014, dans 4 villes américaines dont Chicago[5]. Ce service était disponible lors de son démarrage sur les smartphones Galaxy S4 Mini, il a ensuite été étendu à d'autres modèles et à l'ensemble du réseau mobile d'AT&T ; le service VoLTE a, fin 2015, 27 millions d'utilisateurs aux États-Unis[6].

En juin 2014, l’opérateur coréen KT a présenté le premier service d'itinérance transfrontalière, basé sur la voix sur LTE. L'opérateur sud-coréen travaille en partenariat avec China Mobile pour développer l’itinérance des services VoLTE.

En octobre 2014, China Mobile, KPN et iBasis ont annoncé qu'ils ont mis en œuvre avec succès la première itinérance internationale VoLTE entre des opérateurs mobiles ; l’interconnexion des réseaux est basée sur l’architecture IMS avec un système de routage IP entre les réseaux des 3 opérateurs.

En Suisse, Swisscom lance en juin 2015 un service VoLTE sous le nom Advanced Calling[7].

En novembre 2015, 30 opérateurs mobiles dans le monde ont ouvert un service de voix sur LTE[8]. Trois opérateurs mobiles français avaient annoncé vouloir ouvrir un service VoLTE[9],[10] au deuxième semestre 2015.

Le 25 novembre 2015, Bouygues Telecom annonce le lancement de son service VoLTE, dans un premier temps réservé aux clients possédant un Samsung Galaxy S6 ou S6 edge, devenant ainsi le premier opérateur français à proposer ce service[11]. Le 9 décembre 2015, Bouygues Telecom étend son service VoLTE aux iPhone 6 et 6+ d'Apple équipés de IOS 9.2 ou de versions ultérieures.

Le 23 février 2016, Orange annonce le début du déploiement progressif de la VoLTE associé à la voix sur Wi-Fi (VoWiFi) sur les réseaux mobiles 4G de ses filiales européennes[12].

Évolutions techniques[modifier | modifier le code]

Dans les réseaux mobiles LTE non compatibles avec la norme VoLTE, les appels vocaux basculent sur les réseaux 2G ou 3G des opérateurs mobile, en utilisant la technique « CSFB » (Circuit Switch FallBack) qui implique une interruption temporaire de la connexion 4G pendant la durée de l’appel vocal[9] ; la norme VoLTE permet de garder active la connexion au réseau 4G et les flux de données associés, pendant la communication téléphonique ; cela permet aussi un établissement d’appel plus rapide et la réception plus rapide d'un appel téléphonique entrant (le terminal n'a pas besoin de se connecter à un autre réseau 2G ou 3G).

La généralisation de la voix sur LTE permettrait, à terme, qu’il n'y ait plus de dépendance entre les réseaux LTE et les réseaux mobiles historiques à commutation de circuits 2G (GSM) et 3G qui sont actuellement (en 2015) utilisés pour la grande majorité des appels vocaux sur les réseaux mobiles.

Dans la phase intermédiaire, dans laquelle 2 ou 3 générations de réseaux mobiles cohabitent, une fonction dite SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity) doit être utilisée par les eNode B et les terminaux mobiles pour que la communication « voix » ne soit pas interrompue en cas de handover[13]. Quand un abonné communicant en VoLTE se déplace vers une cellule radio non couverte en 4G, le protocole SRVCC permet de pouvoir continuer l’appel sur un réseau 2G ou 3G sans interruption de la communication vocale.

La qualité vocale[modifier | modifier le code]

Pour assurer la compatibilité avec les autres réseaux mobiles et les téléphones / smartphones plus anciens, la norme VoLTE impose que les terminaux mobiles soient compatibles avec le codec AMR-NB (à bande étroite) déjà utilisé dans les réseaux GSM et UMTS, mais le codec vocal préconisé pour la VoLTE est le codec large bande « Adaptive Multi-Rate Wideband » (AMR-WB), également connu sous le nom HD Voice. Ce codec est défini par la norme G722.2 de l'UIT. Alors que les téléphones cellulaires plus anciens utilisaient des codecs vocaux AMR FR ou EFR (enhanced full rate) qui prenaient en compte uniquement les fréquences vocales allant de 300 Hz à 3,4 kHz, le codec AMR-WB quand il est utilisé de « bout-en-bout » permet une bande passante vocale qui s'étend de 50 Hz à 7 kHz (la fréquence d'échantillonnage est de 16 kHz) ; les 2 terminaux qui communiquent doivent être équipés de ce codec pour garantir cette qualité vocale.

D'autres codecs peuvent aussi être utilisés ; par exemple, le laboratoire Fraunhofer IIS a proposé et fait une démonstration, dès 2012, de voix « Full-HD » (très haute définition) basée sur la mise en œuvre du codec AAC-ELD (Advanced Audio Coding - Enhanced Low Delay) dans des terminaux LTE[14]. Alors que les services à large bande audio (AMR-WB), proposés sous le nom « HD Voice » dans certains réseaux 3G ou 4G permettent une bande passante de 7 kHz, les codecs VoLTE « AAC-ELD » (Full-HD voice) restituent l'ensemble de la bande passante vocale de 20 Hz à 20 kHz. Le 3GPP qui est à l’origine des normes LTE a aussi défini en 2014[15] un codec « Full-HD » permettant une bande passante de 16 à 20 kHz : le codec EVS (Enhanced Voice Services)[16] qui est aussi connu sous le nom de Ultra HD Voice (voix ultra haute définition)[17].

Pour permettre des appels vocaux en qualité HD voice, Full-HD ou Ultra HD, les téléphones de l'appelant et du destinataire de l’appel doivent contenir les mêmes codecs conformes à ces standards[18]. Les réseaux mobiles ou se situent les 2 téléphones mobiles[19] doivent être, tous les deux, compatibles avec la technique VoLTE et être interconnectés par des ‘’gateways’’ IP qui ne transcodent pas la voix et qui préservent l'intégrité des flux IP contenant les paquets VoLTE.

Comparée à la voix HD proposée sur certains réseaux mobiles 3G et à certaines technologies propriétaires de voix sur IP (ex: Skype) qui supportent déjà des codecs « HD voice », la technique VoLTE apporte en plus la faible latence, la gigue limitée et les garanties de débit (QoS) offertes par le LTE et par son cœur de réseau IP/IMS[20], ce qui contribue à améliorer la qualité perçue et la stabilité des communications vocales VoLTE.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b (en) [PDF] Overview of RCS and VoLTE Etsi.org - Gsma, le 8 octobre 2012
  2. La téléphonie sur IP via le LTE univ-poitiers.fr, le 12 avril 2013
  3. Cette forte optimisation de la taille des headers (en-têtes) des paquets IP VoLTE est possible car ces paquets ne circulent que sur le réseau radio (eUTRAN), ils sont ensuite reconnus par l'eNode B (antenne-relais) et convertis en trames IP standards pour traverser le cœur de réseau EPC/IMS ; ceci n'est pas possible avec les techniques plus anciennes de VoIP mobile, telle Skype, car les paquets IP contenant les échantillons de voix sont alors transférés sans modification, via Internet, entre le smartphone appelant qui héberge l'application Skype et le smartphone appelé, ou vers les gateways de la société Skype (cas du "skype out") ; ils doivent donc rester conformes de bout-en-bout aux standards Internet IPv4 ou IPv6.
  4. (en) « SingTel, Samsung and Ericsson unveil world's first full-featured Voice over LTE service », SingTel, (consulté le 14 octobre 2014)
  5. (en) AT&T Introduces High-Definition Voice in Initial Markets AT&T.com, le 15 mai 2014
  6. (en) AT&T Turns Up 27M VoLTE Users lightreading.com, le 29 décembre 2015
  7. Swisscom donne le coup d’envoi à la téléphonie 4G/LTE bluewin.ch, le 10 juin 2015
  8. 2 milliards de connexions VoLTE en 2020 silicon.fr, le 5 novembre 2015
  9. a et b VoLTE : des appels via 4G améliorés, le point chez les 4 opérateurs clubic.com, le 4 juillet 2014
  10. BouyguesTel, la voix passera par la 4G zdnet.fr, le 5 février 2015
  11. « Bouygues Telecom lance la VoLTE : les appels voix sur le réseau 4G », sur www.journaldunet.com (consulté le 26 novembre 2015)
  12. Orange lance à son tour la voix sur 4G zdnet.fr, le 23 février 2016
  13. (en) SRVCC Single Radio Voice Call Continuity radio-electronics.com, consulté le 29 octobre 2015
  14. « Fraunhofer IIS Presents the World’s First Full-HD Voice Calls on Android Phones over LTE at Mobile World Congress 2012 » [PDF], Fraunhofer IIS, (consulté le 14 novembre 2014)
  15. codec EVS : défini dans les normes LTE Release 12
  16. (en) Enhanced Voice Services Codec for LTE (20 kHz) 3gpp.org, consulté le 13 décembre 2014
  17. Ultra HD Voice : vers des appels plus vrais que nature clubic.com, le 23 février 2016
  18. Un smartphone peut contenir plusieurs codecs.
  19. Dans le cas où les 2 utilisateurs utilisent des opérateurs différents.
  20. VoLTE : Voice Over LTE images-et-reseaux.com, le 8 novembre 2012.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]