VoLTE

Voice over LTE (engl. für Telefonie über LTE, VoLTE) ist ein Verfahren der Sprachtelefonie, welches auf VoIP und dem IP Multimedia Subsystem basiert und über den Mobilfunkstandard Long Term Evolution (LTE, 4G) übertragen wird. Der Nachfolgestandard VoNR ist ähnlich realisiert und wird im Mobilnetz 5G eingesetzt.

Als Besonderheit müssen für die Nutzung die Mobilgeräte wie Smartphone nicht nur für VoLTE ausgestattet sein, sondern VoTLE im Gerät aktiviert sein und die jeweilige eingesetzte Firmware und die Konfiguration in dem Mobilfunkgerät muss von den Mobilfunkanbieter unterstützt werden. Sind diese Vorgaben nicht erfüllt, kann über IP-basierende Mobilnetzte wie LTE oder 5G keine Sprachtelefonie ausgeführt werden und es erfolgt ein Rückfall auf ältere Mobilfunkstandards, so noch verfügbar, wie Global System for Mobile Communications (GSM, 2G) oder UMTS (3G).^[1]

Bei der Einführung von LTE Anfang der 2000er Jahre wurde es als ein rein datenpaketorientiertes Mobilfunksystem ausgelegt. Zunächst konnten mit LTE gar keine Sprachtelefonate durchgeführt werden, da die Sprachtelefonie historisch aus dem Bereich der Festnetztelefonie kommend eine leitungsvermittelte Infrastruktur (englisch Circuit Switched) benötigt. Zu diesen leitungsvermittelten Telefonnetzen zählen auch die älteren Mobilfunkstandards GSM und UMTS, weshalb bei einem aktiven oder passiven Telefonat von LTE-fähigen Mobilgerät ohne VoLTE aus dem paketorientierten LTE-Netz auf das leitungsvermittelte GSM- oder UMTS-Netz umgeschalten wird. Dies bedeutet aber auch, neben der zusätzlichen Zeit für den Umschaltvorgang, welche als englisch Circuit Switched Fallback (CSFB) bezeichnet wird und einige Sekunden dauern kann, dass Datenverbindungen über das LTE-Netz unterbrochen werden.

Um ohne Umschaltung und nur im LTE-Mobilnetz Sprachtelefonie anbieten zu können, wurde VoLTE als eine Implementierungsform von VoIP geschaffen. Zur Signalisierung wie den Aufbau oder Abbau einer Sprachverbindung wird mit angepassten Versionen des Session Initiation Protocol (SIP) gearbeitet. Durch den Einsatz neuerer und unter Umständen auch mit höheren Bandbreite arbeitenden Audiocodecs, wie beispielsweise AMR-WB oder EVS ist eine bessere Sprachqualität verbunden, sowie durch den Einsatz von SIP ohne zentrale leitungsvermittelende Vermittlungsstellen, ein schnellerer Rufaufbau. Aus historischen Gründen werden Gespräche über VoLTE wie in leitungsvermittelnden Telefonnetzen nach der Verbindungsdauer und nicht nach dem Datenvolumen abgerechnet.

Die 3GPP verlangt mindestens die Unterstützung des AMR-Narrowband-Codec (Schmalband), der empfohlene Codec für VoLTE ist jedoch der AMR-Wideband-Codec (Breitband), auch bekannt unter HD-Telefonie. Das Fraunhofer IIS demonstrierte auch die Möglichkeit von "Full-HD-Telefonie" über VoLTE, eine Implementierung des AAC-ELD (Advanced Audio Coding – Enhanced Low Delay)-Codec für LTE-Mobiltelefone. Während der alte Telefon-Codec nur Frequenzen bis 3,5 kHz und der empfohlene AMR-WB bis 7 kHz nutzen, verwendet die "Full-HD-Telefonie" des Fraunhofer IIS das gesamte Frequenzband von 20 Hz bis 20 kHz, was die Stimme natürlicher klingen lässt. Dafür müssen beide Teilnehmer entsprechende Geräte haben und sich in einem dafür ausgestatteten Netz befinden.

Derzeit nutzen alle drei deutschen Mobilfunknetzbetreiber die Möglichkeit von VoLTE.^[2][3] Grundsätzlich funktioniert VoLTE nur auf kompatiblen Endgeräten.^[4]

Im Gegensatz zu bisherigen leitungsvermittelten Mobilfunkstandards wie GSM oder UMTS, welche sich durch den Sprachtelefoniedienst als Kernfunktion auszeichnen und die Datenübertragung in verschiedener Form als Zusatz bieten, ist es bei LTE genau umgekehrt: Es müssen für den praktischen Einsatz mehrere Punkte erfüllt sein, um über das datenorientierte LTE-Netz Sprachtelefonie mittels VoLTE abwickeln zu können.

Ein wesentlicher Punkt ist, dass VoLTE für Sprachtelefone vom Endbenutzer auf seinen Endgeräten wie Mobiltelefon frei geschalten sein muss. Bisher war es bei keinen anderem Mobilfunkstandard nötig, dass die Funktion für Sprachverbindungen seitens Kunden aktiviert oder deaktiviert werden konnte. Ein weiter Punkt ist, dass der Mobilfunkbetreiber für sein Netz VoLTE mit seinen spezifischen Parametern freigeben muss. Die dazu notwendigen Parameter werden in den sogenannten englisch VoLTE profiles abgelegt. Diese sind spezifisch je nach Mobilfunknetzbetreiber unterschiedlich und werden normalerweise via SIM-Karten im Bereich der ISIM-Profildaten an die Endgeräten verteilt. Weiters müssen die Gerätehersteller ihre Firmware in den Mobilgeräten so gestalten, dass diese Endgeräte mit den verschiedenen VoLTE-Profilen der Mobilnetzbetreiber zusammenpassen und die Anforderungen erfüllen können, idealerweise bei allen weltweit operierenden Mobilfunkbetreibern. So können beispielsweise unterschiedliche Firmware-Versionsstände auf denselben Mobilfunkgerät einmal VoLTE ermöglichen und einmal nicht.

Weitere praktischen Schwierigkeiten zeigen sich auch beim Roaming, wobei unterschieden werden muss zwischen dem Roaming zwischen verschiedenen Mobilnetzen wie es bis zu 3G und bei LTE für reine Datenverbindungen üblich war und dem sogenannten VoLTE-Roaming, welche als zusätzliche Anforderung neu hinzukommt. Auch bei VoLTE-Roaming spielt die Firmware auf den Endgeräten eine wesentlich Rolle. Beispielsweise ist VoLTE-Roaming erst ab Android 12 und auf iPhone ab iOS 15 verfügbar, die Unterstützung von davon abweichender Software wie beispielsweise Custom-ROMs ist tendenziell unzureichend.^[5]

In diesen Fällen wo kein VoLTE möglich ist erfolgt für Sprachtelefonie normalerweise ein automatischer Umschaltvorgang auf kompatible Mobilfunknetze wie GSM und UMTS. Die Problematik wird durch die laufende Abschaltung von GSM- und UMTS-Netzen seit ca. der 2020er Jahre verstärkt, womit dann der Fall eintreten kann, dass keine Sprachtelefonie und auch keine Notrufe abgesetzt werden können. Beispielsweise konnten in Australien nach Regierungsangaben im April 2024 nach der erfolgten Abschaltung des australischen UMTS-Netzes über 1 Million Endkundengeräte keine Telefonate und Notrufe absetzen, da diese Geräte zwar LTE unterstützen aber für VoLTE wegen zu alter Firmware oder anderer Inkompatibilitäten nicht geeignet sind.^[6]

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1. ↑ Miikka Poikselkä, Harri Holma, Jukka Hongisto, Juha Kallio, Antti Toskala: Voice over LTE: VoLTE. John Wiley & Sons, 2012, ISBN 978-1-119-95168-1 (englisch). 
2. ↑ Cashy: congstar mit VoLTE und WLAN Call. In: stadt-bremerhaven.de. 20. Februar 2020, abgerufen am 17. September 2024. 
3. ↑ Bastian Ebert: Prepaid mit VoLTE – diese Simkarten und Anbieter gibt es auf dem Markt. In: prepaid-vergleich-online.de. 6. März 2024, abgerufen am 17. September 2024. 
4. ↑ VoLTE: Voice over LTE. Alles über „echte“ Telefonie via 4G Mobilfunknetze. In: lte-anbieter.info. Abgerufen am 17. September 2024. 
5. ↑ VoLTE & International Roaming. In: Optus Australia. 16. Juni 2022, abgerufen am 7. August 2024 (englisch). 
6. ↑ More than a million older 4G mobile phones at risk of being blocked from making triple-0 calls in 3G shutdown. In: ABC News Australia. 8. April 2024, abgerufen am 7. August 2024 (englisch).