VoLTE: Voice over LTE

Alles über „echte“ Telefonie via 4G Mobilfunknetze


Die LTE-Mobilfunktechnik ermöglichst seit nunmehr 5 Jahren turbo-schnelles Internet auch für unterwegs. Sprache wird aber noch vorwiegend über das alte 3G oder 2G abgewickelt. Dabei verspricht das sogenannte „Voice-over-IP over LTE“, kurz VoLTE, enorme Verbesserungen für Verbraucher und Provider gleichermaßen. Trotzdem wird LTE bis heute maßgeblich nur zur Datenübermittlung eingesetzt. Doch so langsam kommt die neue Technik in Schwung. Im folgenden Themenspezial erfahren Sie, warum noch nicht längst alle Mobilfunkgespräche über 4G laufen, wer VoLTE anbietet, welche Vorteile das Verfahren aufweist und vieles mehr.


Voice over LTE revolutioniert das Telefonieren

1. Was ist VoLTE?

Die meisten Mobilfunkkunden welche zum Smartphone greifen, landen bei einem Telefonat immer noch zwangsläufig in „uralten“ Mobilfunkstandards, wie GSM oder UMTS. Diese funktionieren rein leitungsverbunden und übertragen die Sprache noch auf physikalisch bzw. virtuellen Kanälen. Mit VoLTE hingegen, wird die Sprachübertragung komplett digital im LTE-Netz abgewickelt. Und zwar in Form von Datenpaketen auf Basis des IP-Protokolls.

Definition: VoLTE ist ein offiziell von der GSMA verabschiedeter Standard, der Sprachdienste über LTE-Netzwerke realisiert. Und zwar ausschließlich IP-paketorientiert und basierend auf dem sogenannten IP Multimedia Subsystem, kurz IMS. Definiert im Protokoll PRD IR.92 [Info]. Roaming für VoLTE ist dagegen definiert in den Richtlinien PRD IR.88.

Das birgt erhebliche Vorteile, wie wir folgend noch zeigen werden. Leider erwies sich aber die Implementierung für die Mobilfunkanbieter lange Zeit als relativ schwierig. Warum das so ist, erklären wir später in diesem Spezial. Zunächst wollen wir uns die zahlreichen Pluspunkte näher ansehen.

2. Vorteile von VoLTE

Voice over LTE  könnte das mobile Telefonieren künftig ähnlich revolutionieren und nachhaltig positiv beeinflussen, wie es LTE beim mobilen Internet bereits geschafft hat. Schließlich surft man per 4G auch unterwegs mit 100, 150 oder sogar 300 MBit/s. VoLTE eröffnet eine ganze Reihe von Vorteilen – und zwar für die Endkunden und die Mobilfunkprovider!

Vorteile von Voice over LTE

2.1 Vorteile für die Nutzer:


  • 1) VoLTE bietet höhere Sprachqualität
    Der wohl zunächst interessanteste Aspekt ist die verbesserte Sprachqualität gegenüber 3G oder OTT VOIP, wie z.B. Skype. VoLTE bietet von Haus aus „HD-Telefonie“, so dass Sprache noch natürlicher und klarer klingt. Genutzt werden dabei moderne AMR-WB Codecs [Adaptive Multirate Wideband] mit 12,65 oder 23,85 Kbit/s. Außerdem priorisieren die Mobilfunkanbieter die Daten-IP Pakete per QoS für möglichst niedrige Latenzen und höchste Zuverlässigkeit. Und auch Videotelefonie soll per VoLTE endlich zum Erlebnis werden.

  • 2) VoLTE senkt den Stromverbrauch
    Nicht nur die Ohren profitieren von der neuen Technik. Auch der Smartphone-Akku hält deutlich länger. Im Vergleich zu Telefonaten über gängige VOIP-Dienste, sinkt der Energiebedarf um ca. 40 Prozent bei sonst gleicher Qualität![1] Aber auch gegenüber 3G- oder 2G-basierten Telefonaten reduziert sich der Energiebedarf erheblich. Dieser Effekt ist allerdings maßgeblich abhängig von der Effizienz des verbauten Chipsatzes im Gerät.

  • 3) Enorm beschleunigter Verbindungsaufbau
    Wer telefonieren mit VoLTE nicht gewohnt ist, wird zu Beginn wahrscheinlich als erstes über den extrem schnellen Rufaufbau staunen. Bisher konnte man bekanntlich gut und gerne eine Tasse Kaffee nachschenken, bis es beim Gegenüber klingelte. Mit VoLTE dauert dieser Vorgang zwischen 1 und 2 Sekunden! Wählen, Klicken, Sprechen!


2,2 Vorteile für die Provider:
Nicht nur für den Verbraucher birgt das Verfahren Vorzüge. Auch die Mobilfunkanbieter sind gut beraten, VoLTE zu nutzen. Das Optimierungspotenzial kommt letztendlich aber auch teils wieder beim Endkunden an. Etwa in Form von entlasteten Netzen.

  • a) VoLTE bietet bessere Spektraleffizienz
    Das klingt zunächst etwas kompliziert, bedeutet aber im Prinzip nur: Der Provider benötigt bei Voice over LTE weniger Frequenzbandbreite als bei 2G oder 3G-Telefonaten. Theoretisch stände also, bei einer vollständigen Umstellung auf VoLTE und gleichem Gesprächsaufkommen, mehr Kapazität für mobile Datendienste zur Verfügung. In Zahlen bedeutet das folgendes: Ein Anbieter kann mit gleicher Frequenzbasis und identischen Kosten doppelt so viele Anrufe abwickeln, wie über 3G. Im Vergleich zur modernsten GSM-Technik sogar um Faktor 6. Samsung geht noch weiter: Analysen des Konzerns zufolge, könnten 15 Mal mehr Nutzer pro Mega-Hertz mit LTE als mit GSM (EFR) abgewickelt werden. Verglichen mit HSPA/3G Zweimal so viel.[2]

    Und selbst im Vergleich zu OTT-Voip punktet VoLTE deutlich mit einem geringeren Traffic-Aufkommen. Bei ungefähr gleicher Qualität, generiert ein Voip-Telefonat ein Datenaufkommen von ca. 45-50 Kbit/s. Demgegenüber steht VoLTE mit ca. 13-25 Kbit/s.

  • b) einfache Implementierung von RCS
    Vodafone & Co. haben mit VoLTE eine vergleichsweise einfache, technologische Grundlage zur Implementation von sogenannten „Rich Media Services“ – also zusätzlicher Kunden-Mehrwertdienste. Etwa für Videotelefonie, Instant Messanging und so weiter.

  • c) Mehrwert für Kunden
    Auch unter dem Aspekt der Kundenbindung kann die Technik betrachtet werden. Oben wurden bereits die Vorteile genannt, welche vom Nutzer zwangsläufig wahrgenommen und honoriert werden. Zumindest, falls alles reibungslos funktioniert.  Dank QoS und bester Sprachqualität, erhält der User dann eine einfache, stabile und zuverlässige Alternative zu OTT-VOIP. Letzteres belastet ohnehin die Netze unnötig, da der Volumenverbrauch, wie unter a) angedeutet, deutlich höher ist.

  • d) beschleunigt die Evolution von LTE allgemein
    Langfristig könnten die Provider nicht mehr benötigte Bänder, die bisher für 3G bzw. 2G genutzt wurden, für LTE umstellen. In den 4G-Datennetzen würde so zusätzliche Bandbreite ohne Mehrkosten bereit stehen. Dafür wäre aber selbstverständlich zuerst eine vollständige Migration nötig oder es werden nur Teilspektren genutzt.


3. Anbieter für VoLTE - wer bietet schon Voice over LTE an?

Mittlerweile haben alle deutschen Netzanbieter VoLTE eingeführt. Den Anfang mache Vodafone im März 2015 - kurz darauf folgte auch O2 Telefónica dem Beispiel. Die Telekom startete im Januar 2016.


Vodafone: Zur Cebit 2015 war es endlich soweit - erstmals führte ein deutscher Mobilfunkanbieter hierzulande das Sprachnetz der Zukunft ein. Seit 16.03.2015 bietet Vodafone seinen Kunden prinzipiell die Möglichkeit, im hauseigenen Netz per Voice over LTE zu telefonieren. Extra Kosten, für den nicht unerheblichen Mehrwert, fallen erfreulicher Weise nicht an. Kompatibel sind alle RED-Tarife. Prepaid-Kunden sind vorerst leider nicht mit im Boot. Zum Vodafone-Start haben wir hier für Kunden ein Themen-Spezial zusammengestellt, dass alle wichtigen Informationen enthält.

O2 Telefonica: Der Mobilfunkanbieter initiierte den VoLTE-Start am 16.4.2015. Seither können O2-Nutzer theoretisch auch per LTE telefonieren. Zumindest sofern das eigene Smartphone rein technisch über diese Funktion verfügt und bereits ein entsprechendes Firmwareupdate vom Provider erhalten hat. Jede Woche kommen neue Endgeräte hinzu, weitere werden Stück für Stück nachgereicht.

Telekom:
 Sonst eigentlich als Innovationsführer bekannt, ließ sich die Telekom diesmal Zeit. Erst Anfang 2016 verkündete der Provider die Einführung von VoLTE. Seither können Kunden kostenlos in höherer Sprachqualität telefonieren. Voraussetzung ist nur ein Magenta-Mobilfunktarif. Doch auch hier gilt: Es sind noch nicht alle Smartphones kompatibel.

Seit 2016 bieten alle drei großen Mobilfunkanbieter VoLTE im eigenen 4G-Netz!


4. Kompatible Endgeräte für VoLTE

Zunächst ist wichtig zu wissen, dass man bisher fast immer ein LTE-Smartphone des jeweiligen Netzbetreibers mit Softwarebranding benötigt. Anders ausgedrückt: Mit Open Market Smartphones aus dem Handel funktioniert VoLTE in der Regel noch nicht, auch wenn diese die LTE-Telefonie prinzipiell unterstützten. Erst wenn die Netzbetreiber zusätzlich noch ein speziell modifiziertes Firmwareupdate einspielen, steht Voice over LTE zur Verfügung. Seit 2016 kommen aber immer mehr Brand-freie Smartphones auf den Markt, die für alle Netze „ready“ für VoLTE sind. Zum Beispiel das Huawei Mate P9, P Plus oder Nova.

Welche Modelle schon von Ihrem Provider unterstützt werden, verraten diese auf ihren Webseiten, wenn auch etwas versteckt. Hier die Modelle nach Anbieter (Stand Q2/2017).


Supportliste Vodafone:

Apple iPhone 7 (Plus), Apple iPhone 6S (Plus) sowie iPhone 6 (Plus), Apple iPhone SE, Samsung Galaxy A3 (2016), Samsung Galaxy A5 (2016), Galaxy S7 (Edge), Galaxy S6 (Edge / Edge Plus), Galaxy S5 (Neo), Sony Xperia XZ, Xperia Z5 (Compact), Sony Xperia Z3 (Compact), HTC One A9, Vodafone Smart Speed 6 / Smart Ultra 6, Microsoft Lumia 950 (XL), Lumia 640 (XL), Lumia 550, Huawei P9 (Lite & Plus), Huawei P8, HTC One M9

Supportliste O2 Telefonica:
HTC One A9, One A9s, HTC 10, HTC U Play, iPhone SE, iPhone 6(s), 6(s) Plus, iPhone 7/Plus,
LG G4, Microsoft Lumia 550, 650, 950, Samsung Galaxy A3 2016, Galaxy A5 2016, A3 2017, A5 2017, Note 4, Galaxy S5 (neo), Galaxy S6 (edge) sowie edge+, Samsung Galaxy S7 (edge), Sony Xperia Z3 (compact), Z5 (compact), Sony Xperia X (compact), Xperia XZ


Supportliste Telekom:

Apple iPhone 6 (Plus), iPhone 6s (Plus), iPhone SE, iPhone 7 (Plus), Samsung Galaxy S7 (Edge), S6, S6 Edge, S5, Galaxy S5 LTE Plus, S5 Neo, Galaxy A5 Microsoft Lumia 550, 650, 950, 950 XL, Sony Xperia Z3 (Compact), Z5 (Compact), Z5 Premium, Xperia X (Compact), Xperia XZ, Huawei P8, P9 (Plus oder Lite), Google Pixel (XL)

5. Wie erkenne ich, ob ich schon VoLTE habe?

Im Prinzip ist es extrem simpel zu erkennen, ob man schon per VoLTE telefoniert oder nicht. Stellen Sie zunächst, falls nicht aktiv, die Mobile Datenverbindung her. Jetzt sollte (passenden Tarif vorausgesetzt) das LTE oder 4G-Symbol oben in der Statusleiste des Smartphones auftauchen. Wird dies während eines Telefonats nicht durch 3G oder 2G bzw. UMTS oder H+ ersetzt, ist VoLTE aktiv. Ansonsten wechselt das Telefon in einen der Vorgängerstandards. Manchmal muss Voice over LTE noch extra aktiviert werden im Endgerät. Bei Androidgeräten finden Sie die Einstellung unter "Einstellungen" -> "Mobilfunknetze". Falls das Endgerät kompatibel ist bzw. das Firmwareupdate vom Provider bekommen hat, findet sich dort der Punkt "VoLTE-Anrufe" („Verwenden Sie 4G LTE-Daten für HD-Anrufe“) oder ähnlich.



5. Prepaid und virtuelle Betreiber (noch) außen vor

Bislang gibt es VoLTE leider nur bei den Netzbetreibern Telekom, Vodafone oder O2. Weder bei den eigenen Tochtermarken (wie congstar oder otelo) ist der Service freigeschaltet, noch bei sonstigen virtuellen Providern. Also sämtliche Drittmarken wie Blau, Simyo, Smartmobil, Lidl und so weiter. Ganz zu schweigen vom Prepaidsegment. Bis sich hier VoLTE durchsetzt, wird es wohl noch etwas dauern...


5. Erster Praxis-Check

LTE-Anbieter.info konnte sich bereits 2013, also zwei Jahre vor dem Start für Endkonsumenten, von den VoLTE-Vorzügen überzeugen. Damals haben wir einen ersten Praxistest auf der IFA durchführen können.

6. Alternative Wifi Calling

Seit 2017 setzt sich eine weitere Technik für Mobilfunktelefonie zunehmend durch – das Wifi-Calling, auch WLAN Call oder WLAN Telefonie genannt. Sofern Anbieter sowie Smartphone den Dienst unterstützen, kann der Kunde auch ohne herkömmlichen Mobilfunkempfang telefonieren, sofern nur ein Wifi-Hotspot vor Ort zugänglich ist. Etwa auf Zeltplätzen im Ausland oder im eigenen Keller. Mehr zu dem Thema, finden Sie hier in unserem großen Wifi-Calling Ratgeber.

7. Technik Probleme: Aller Anfang (war) schwer

Netztechnisch ist mobile Telefonie eine ziemlich komplizierte Angelegenheit. Neben der rein physischen Informationsübertragung über die Luftschnittstelle, müssen z.B. auch Teilnehmer unterschiedlicher Netze reibungslos zusammengeführt werden. Und das auch über sämtliche Mobilfunkstandards und Techniken hinweg und ggf. sogar aus weit entfernten Ländern. Warum die Einführung von VoLTE so lange dauerte, liegt im diffizilen Zusammenspiel von 4G mit älteren Vorgängerstandards. Ingenieure weltweit feilten Jahre lang nur an einem zentralen Problem: Der störungsfreien und nahtlosen Übergabe von per LTE geführten Telefonaten in frühere Netze – dem sogenannten Handover

Wo lag das Problem? Wir erinnern uns: Sprache wird bei Voice over LTE rein IP-basiert in Form von Datenpaketen übermittelt. Verlässt ein Mobilfunknutzer mit seinem Handy aber die Reichweite seiner LTE-Zelle, hinein in ein Gebiet ohne 4G-Versorgung, muss ein unmittelbarer Wechsel zum nächst besten Standard wie 3G erfolgen. Man spricht auch von einem Fallback in ein Legacy-Netz. Doch hier wird Sprache technisch völlig anders übermittelt. Diese Umstellung im Kernnetz des Anbieters muss derart schnell und problemlos verlaufen, dass der Endkunde davon am besten nichts merkt. Erste Durchbrüche gab es für diese Problemlösung 2013.

SRVCC Prinzip im Schemata

Das Verfahren für einen reibungslosen Handover von LTE zu 3G (oder niedriger) lautet SRVCC bzw. eSRVCC. Die Abkürzung bedeutet „enhanced Single Radio Voice Call Continuity“. Ohne die Technik, würde jedes per VoLTE geführte Gespräch abrupt abreißen, sobald bei einem der beiden Teilnehmer kein LTE-Empfang mehr besteht.

8. Der lange Weg zur LTE-Telefonie

Die Entwicklung um Telefonate über LTE-Endgeräte zu handhaben, lässt sich grob in drei technische Evolutions-Schritte einteilen. Phase 1 bildet den Zeitraum vor der Einführung von VoLTE ab. Die LTE-Netze dienten hier ausschließlich dem Datentransfer, was ernste Konsequenzen hat. Denn während sämtlicher ein- und abgehender Telefonate, muss das Endgerät auf veraltete 2G/3G Sprach- und Datendienste umschalten. Sehr zum Leidwesen der User, die ja nicht unerheblich viel Geld für das schnelle LTE bezahlen.  Jene Umstellung von 4G auf Vorgängerstandards bei Anrufen, nennt sich „Circuit-Switched Fall Back“ – kurz CSFB. Dieser Dienst gewährleistet praktisch die parallele Nutzung von LTE für mobiles Internet und Telefonie, bis VoLTE einsatzfähig ist.

In Phase 2 ist VoLTE als Standard in den Mobilfunknetzen implementiert. Seit März 2015 befinden wir uns in Deutschland praktisch im Übergang von Phase 1 zu Phase 2. Zusammen mit SRVCC (siehe weiter oben), wird dem Kunden eine ideale Erreichbarkeit und Dienstgüte garantiert. Das gleichzeitige Nutzen von Internetapplikationen und Telefonieren ist kein Problem mehr. Im Gegenteil: Sogar Videotelefonie und sonstige Dienste (RCS) gehören zum Standard. Roaming in ausländischen Netzen wird dagegen meist noch über CSFB abgewickelt. Diese Phase erwarten wir ab 2017.

Phase 3 hingegen ist noch ein relativ fiktives Szenario für die Zukunft. Das Stichwort heißt Konvergenz. Hier sollen sämtliche Übertragungsmethoden (UMTS, Wifi, etc.) problemlos ineinander greifen und arbeiten können, unabhängig vom Standard oder Provider [3].


Im Folgenden haben wir einige der wichtigsten Schlüsselereignisse der letzten Jahre zusammengefasst. Diese zeigen, wie sich die Technik bis heute entwickelt hat.

  • Okt. 2012: in den USA und Südkorea gehen erste VoLTE-Netz für Endkunden an den Start [mehr]
  • Feb. 2013: O2 Technikern gelingt nahtloser Handover im Labor zu UMTS [mehr]
  • Mai 2013: Wir sprechen mit O2 über die Pläne zum VoLTE Start [mehr]
  • Sep. 2013: LTE-Anbieter.info testet VoLTE auf der IFA [mehr]
  • Jan. 2014: O2 zeigt im eigenen Netz unter Praxisbedingungen erstmals Handover zu UMTS [mehr]
  • Feb. 2014: auch Swisscom will VoLTE noch 2014 einführen [mehr]
  • Jun. 2014: österreichische A1 testet VoLTE [mehr]
  • Jul. 2014: O2 meldet VoLTE sei in vielen Städten schon „ready“ [mehr]
  • Sep. 2014: iPhone6 kommt mit VoLTE-Support [mehr]
  • Sep. 2014: VoLTE erst von 11 Providern weltweit im Einsatz [mehr]
  • Sep. 2014: Eplus und ZTE bereiten Start vor [mehr]
  • Okt. 2014: O2 Netz ist startklar für Voice o. LTE [mehr]
  • Nov. 2014: seit dem iPhone 6 boomt VoLTE in den USA [mehr]
  • Dez. 2014: auch Telekom Austria testet erfolgreich VoLTE [mehr]
  • Jan. 2015: 80 Länder arbeiten an der Einführung [mehr]
  • März 2015: Vodafone luncht VoLTE im gesamten Netz [mehr]
  • April 2015: O2 startet ebenfalls ins Zeitalter der 4G-Telefonie [mehr]
  • Jan. 2016: Mit der Telekom geht der letzte dt. Anbieter an den Start [mehr]
  • Aug. 2016: GAS bescheinigt weltweit enormes Wachstum bei VoLTE [mehr]
  • Jan. 2017: O2 schaltet auch Multicard-Kunden endlich frei [mehr]


9. Häufige Fragen zum Thema (FAQ)

Kostet Voice over LTE extra?

Nein, die Provider bieten den Dienst ohne Mehrkosten für alle Kunden, welche über einen LTE-fähigen Tarif und passende Smartphones verfügen.

Verbraucht das Telefonieren per VoLTE mein Datenvolumen der Internetflat?

Nein, es handelt sich um einen reinen Netzdienst. Es wird kein Volumen angerechnet.

Klappt Voice over LTE auch bei LTE-Zuhause Tarifen?
Nein, die Telefonie wird hier über VOIP realisiert. Das ist natürlich relativ ähnlich, aber netzintern sind das zwei völlig verschiedene Dienste. Telekomkunden profitieren dennoch, wenn der Basisanschluss auf All-IP basiert. Dann wird bei Gesprächen mit VoLTE-Gesprächsteilnehmern auf der anderen Leitung das qualitativ hochwertige und ähnliche HD-Voice genutzt.

Glossar: Was bedeutet ... ?

OTT VoiP: kostenlose Übermittlung von Sprachinhalten über das Datennetz des Mobilfunkproviders

GSMA: Hierbei handelt es sich um einen Interessens-Zusammenschluss mehrerer hundert Mobilfunkanbieter und Netzausrüster weltweit. Erarbeitung von netzwerkübergreifenden Standards für Mobilfunk.

IP Multimedia Subsystem (IMS): Hierunter versteht man ein rein IP-basiertes System im Telekommunikationsnetz, das Mobildienste aus unterschiedlichen Netzwerken standardisiert abwickelt. Hauptaufgabe ist die Schnittstelle von „Pre-4G“-Netzen, wie GSM zu IP-basierten Netzen, inklusive der Bereitstellung von VoLTE. Siehe auch hier bei Wiki.

RCS: Rich Communications Services: Dabei handelt es sich um zusätzliche Mehrwertdienste für den Mobilfunkkunden zur Kommunikation, basierend auf IMS. Beispielsweise Videotelefonie am Smartphone, gleichzeitiges Teilen von Daten während man telefoniert und verbesserte Instant-Messenging/Chat Funktion. Aber auch die Übermittlung der eigenen Position an ausgesuchte Kontakte ist möglich. Der bekannteste RCS-Dienst ist die App „joyn“, welche von der GSMA vermarktet wird.


QoS: Quality of Service: Hier soll einem Kommunikationsdienst eine besondere Relevanz zugeordnet werden. Vereinfacht gesagt, erhalten IP-Datenpakete bei der Übertragung eine Art Bevorzugung. Wie ein Eilbrief, der deutlich schneller zugestellt wird, wie ein "normaler" Brief.




Was lange währt...

Eigentlich war eine Einführung in Deutschland schon eher geplant. Ende 2013 zeigt sich O2 recht zuversichtlich, Voice over LTE bald einführen zu können. Bereits im Mai desselben Jahres, gingen die Pläne von einem Start noch vor dem Jahr 2014 aus. Diese waren wohl etwas zu optimistisch. Immerhin: In Berlin und München beispielsweise, hatte O2 Mitte 2014 VoLTE schon freigeschaltet, konnte aber von Endkunden noch nicht genutzt werden und war lediglich für die Netz-Ingenieure zugängig. Die Verzögerung lag aber nicht in einer zu langsamen Umstellung begründet. Die Anbieter wollen absolut sicher sein, dass die Technik auch zuverlässig arbeitet und testeten den Einsatz von VoLTE intensiv. Ein ganz essentieller Hauptgrund war aber weit trivialer: Es mangelte bis 2015 schlicht noch an ausreichend Endgeräten, welche kompatibel sind. Bis die Telekom nachzog, dauerte es bis 2016. Also satte 5 Jahre nach der Einführung von LTE als Datenstandard in Deutschland.




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