BAGGRUND: Fremtidens samtaler over 4G-nettet hedder Voice over LTE. VoLTE har lynhurtig etablering af opkald samt meget bedre lydkvalitet.

Du har sikkert allerede hørt forkortelsen “VoLTE” nævnt et par gange. Du ved måske også, at VoLTE er forkortelsen for Voice over LTE, og at det er den måde, hvorpå man transporterer talesamtaler over teleselskabernes 4G netværk. Men hvad skal man med en ny standard, og hvad kan man egenligt bruge VoLTE til?

Det ser vi på i denne baggrundsartikel.

VoLTE kræver, at både smartphone og mobilnetværk understøtter teknologien. Efterhånden har flere danske teleselskaber fået understøttelse for VoLTE og antallet af kompatible smartphones på markedet er også stigende. Blandt de kompatible smartphones er iPhone 6, 6S, 7, 7 Plus samt Samsung Galaxy S6 og Galaxy S7.

Kort fortalt så foregår alt som data på 4G LTE nettet, og der er det måske lidt mystisk, at man ikke bare benytter IP-telefoni, som vi alle kender fra Skype, Facebook Messenger eller Apple Facetime. Problemet er, at når opkaldet foregår via 4G LTE, så er alt i skønneste orden, men hvad sker der, hvis dækningen bliver for dårlig, og din telefon skal skifte til 3G eller 2G mobilnetværket?

En moderne smartphone kan have radioforbindelse til teleselskabets 2G, 3G og 4G net, men der er ikke forbindelse til alle netværk på samme tid. En radioforbindelse bruger strøm, og derfor er der normalt kun én aktiv radioforbindelse af gangen. Men hvad sker der så, når 4G LTE dækningen bliver for dårlig, og smartphonen skal skifte over til 3G eller 2G?

Målet er “soft handover”

Først skal der etableres en radioforbindelse til 3G eller 2G netværket, hvilket desværre tager lidt tid, og skiftet kan ikke gøres glidende. Et normalt IP-taleopkald såsom Skype eller FaceTime vil simpelthen blive afbrudt, mens dette netværksskifte foregår.  Det betegner man som et ‘hard handover’. Det svarer nogenlunde til, at man skal gå igennem en dør, men døren ikke åbner sig, før man banker panden ind i døren. Det er noget lettere, hvis døren åbnede sig selv, hvilket vi passende kan kalde et soft handover.

Med VoLTE benyttes teknologien Single Radio Voice Call Continuity (SRVCC), som sikre et ‘soft handover’, hvor opkaldet bliver overført uden afbrydelser. Samtidig benyttes der kun én aktiv radioforbindelse til enten 4G, 3G eller 2G, hvilket sparer strøm.

Soft handover kendes allerede fra 3G til 2G, hvor skiftet mellem foregår uden afbrydelse af opkaldet, hvor opkaldet dog kun kan flyttes fra 3G til 2G og ikke omvendt. SRVCC gør det muligt at flytte opkald, via soft handover, både til og fra 4G netværket.

For at alt dette kan lade sig gøre, så kræver det, at teleselskabets IP Multimedia Subsystem (IMS) kan håndtere det.  IMS er den tekniske del af mobilnetværket som blandt andet holder styr på det meste af flytningen af opkald mellem mobilteknologierne. IMS sørger for, at de rigtige radioer slukkes og tænder i ens smartphone, samt hele kommunikationen mellem netværket og smartphonen, så samtalen overføres på nøjagtigt det rigtige tidspunkt. Kikser denne timing, så sker overførslen (handover) mellem teknologierne ikke, og opkaldet afbrydes.

IMS er også det system, som kan flytte opkald til og fra WiFi calling, som du kan læse mere om i vores baggrundsartikel om Wi-Fi Opkald.

Lydkvaliteten er forbedret med AMR-WB

Nu er det ikke specielt ophidsende, at man kan foretage taleopkald via en smartphone, da det ikke lige frem er nogen nyhed. Men det er kvaliteten af de opkald, som man kan foretage, via VoLTE, til gengæld.

VoLTE standarden benytter som minimum Adaptive Multi-Rate NarrowBand (AMR-NB), den samme lydstandard, som benyttes på 3G mobilnetværkene. AMR står som sagt for Adaptive Multi-Rate, og det kan nemmest forklares som en automatisk tilpasning af lyden afhængig af forbindelsens kvalitet. Afhængig af hvor god forbindelsen er, så tilpasses komprimeringen af lyden automatisk. Det skiftes mellem nogle foruddefinerede bitrates (hvor meget data der overføres per sekund), og jo værre forbindelsen er jo ringere er lyden.

AMR-NB kan gengive stemmer mellem 300–3400 Hz. Et menneske kan typisk høre frekvenser mellem 50-20.000 Hz. Lydstandarden kan kun i begrænset omfang gengive musik. Kigger man udelukkende på tale, så ligger ens stemme cirka mellem 125 og 8.000 Hz. AMR-NB kan altså kun gengive halvdelen af de frekvenser, som bruges til tale.

Hvordan lyder AMR-NB så? Jo, du kender sikkert lyden af dåselyd, hvor det lyder som om, du holder en dåse op til øret, og lyden derved bliver lidt forvrænget. Sådan er det også med AMR-NB. Problemet er, at det kan være svært  at høre forskel på f og s samt m/n.

AMR-NB har en okay lydkvalitet, men lydkvaliteten får en markant opgradering med AMR-WB, som er den virkelige seje feature i VoLTE.

WideBand er kongen

Teleselskaberne kan benytte den forbedrede Adaptive Multi-Rate WideBand (AMR-WB) lydstand i stedet for Adaptive Multi-Rate NarrowBand (AMR-NB),. Hvad er forskellen så? AMR-WB kan gengive 50-6.400 Hz (i alle bitrater). Frekvenser mellem 6.400-7.000 Hz  kan også gengives, men kun i den højeste indstilling, hvor der bruges 23,85 kbit/s.

AMR-WB udemærker sig også ved, at have en mere avanceret støjreduktion, hvor baggrundsstøj ganske effektivt bliver sorteret fra.

I Danmark kender vi allerede AMR-WB, der har været standard på 3G-mobilnetværkene i et par år under markedsføringsnavnet HD voice. Men hvis 3G nettene allerede har HD-voice, hvad er så det nye?

Det nye er, at man med VoLTE kan bruge højere bitrates (datahastigheder), hvorved lydkvaliteten kan løftes til et endnu højere niveau. Den højeste bitrate på 23,85 Kbit/s kan man således ikke bruge på 3G-netværkene men udelukkende på 4G LTE.

På 3G er den højeste bitrate 13,65 kbit/s, mens den er 23.85 kbit/s på 4G LTE.

Forskellige konfigurationer hos operatørerne

Teleselskaberne kan indstille deres netværk forskelligt. De har som udgangspunkt tre forskellige konfigurationer til rådighed via 4G LTE:

• Konfiguration A: 6.6, 8.85, og 12.65 kbit/s (Standard minimums konfiguration)
• Konfiguration B: 6.6, 8.85, 12.65, og 15.85 kbit/s
• Konfiguration C: 6.6, 8.85, 12.65, og 23.85 kbit/s

En videreudvikling af VoLTE, som vi endnu ikke har set i Danmark, er Enhanced Voice Services (EVS) også kaldet AMR-WB+ eller Enhanced AMR.  Her kan der gengives lyd op til 20.000 Hz i en bitrate mellem 5,2–48 kbit/s. Selve lydkvaliteten sigter efter “CD-kvalitet”, selvom det måske er en lettere overdrivelse.

I USA tilbyder teleselskabet T-mobile allerede EVS lyd i deres mobilnetværk, men om udviklingen også kommer til Danmark er endnu ukendt.

Call-setup sker øjeblikkelig

Udover den forbedrede lydkvalitet er opkaldshastigheden også markant lavere.

Når man foretaget et opkald, så laves et såkaldt ‘call setup’. Smartphonen kontakter netværket, og der oprettes en forbindelse mellem smartphonen/netværk og opkaldes sendes videre til modtageren. Dette call setup kan tage op til 8-10 sekunder med 2G og 3G teknologien, men med VoLTE oprettes forbindelsen øjeblikkelig (under 1 sekund).

Udover den bedre lydkvalitet, og hurtig oprettelse af forbindelsen, hvad er så interessant? Det er potentialet for refarming. Hvis teleselskaber kan flytte flere samtaler væk fra 2G og 3G nettet, så kan frekvenserne nemlig genbruges til 4G LTE og i fremtiden 5G.

4G LTE og 5G er langt mere effektiv til at transportere data, og da taleopkald via VoLTE bliver overført som data, så bliver der automatisk plads til flere samtaler og højere datahastigheder på samme tid.

Mere til historien

Telenor var det første danske teleselskab til at tilbyde VoLTE. Selskabet gennemførte de første VoLTE opkald tilbage i 2014, men de første kunder blev først koblet på i 2015.