CSFB en LTE : Définition, Fonctionnement et Différences

CSFB en LTE : Définition, Fonctionnement et Différences

Introduction technique

Le mécanisme CSFB (Circuit Switched Fallback) en LTE permet à un réseau 4G, qui ne prend pas en charge les appels voix en mode natif, de transférer temporairement les utilisateurs vers un réseau 2G ou 3G pour établir un appel vocal. Il s’agit d’une solution transitoire utilisée lorsque la VoLTE (Voice over LTE) n’est pas déployée ou pas encore opérationnelle dans certaines zones. CSFB s’appuie sur l’intégration entre le réseau LTE (EPC) et le réseau de commutation de circuits (MSC) pour offrir une continuité de service voix aux abonnés.

Définition de CSFB et contexte d’utilisation

CSFB, acronyme de « Circuit Switched Fallback », est une fonctionnalité définie par le 3GPP permettant aux équipements utilisateur LTE d’accéder à des services voix via les réseaux 2G ou 3G. En l’absence de VoLTE, LTE étant un réseau tout IP, ne peut gérer les appels voix classiques, d’où la nécessité de cette bascule vers un réseau à commutation de circuits. Le déclenchement de CSFB intervient lors d’un appel sortant ou entrant, avec une procédure réseau spécifique pour transférer l’utilisateur vers une technologie inférieure compatible avec la voix.

Architecture réseau impliquée dans CSFB

Le fonctionnement du CSFB implique l’interconnexion de plusieurs entités réseau. L’interaction se fait principalement entre les éléments suivants :

Une interface clé dans ce processus est l’interface SGs entre le MME et le MSC, qui permet le transport de la signalisation CSFB et SMS. L’eNodeB, en recevant l’ordre du MME, libère la ressource LTE et redirige l’UE vers la cellule 3G ou 2G la plus appropriée.

Étapes de fonctionnement du CSFB

1. L’utilisateur initie un appel ou reçoit un appel entrant en mode LTE.
2. Le MME est notifié de l’événement via le eNodeB.
3. Le MME interagit avec le MSC par l’interface SGs pour signaler l’appel.
4. Le MSC initie une procédure de paging ou de connexion selon le cas.
5. Le MME envoie un message « UE Context Release » à l’eNodeB, indiquant que l’UE doit être transféré vers un réseau CS.
6. Le terminal effectue une redirection vers une cellule 3G/2G avec service CS actif.
7. L’appel est ensuite établi sur le réseau de destination (UMTS ou GSM).

Types de CSFB

• Redirection CSFB : L’UE est redirigé vers une cellule 3G/2G sans assistance directe du réseau (pas de transfert actif de contexte). Utilisé principalement dans les réseaux non optimisés pour CSFB.
• Handover CSFB : Le réseau fournit une assistance complète avec transfert de contexte, permettant une transition plus rapide et fluide. Moins courant mais plus performant.

Comparaison avec VoLTE

Exemple concret d’utilisation du CSFB

Un abonné situé dans une zone LTE reçoit un appel vocal alors que le réseau VoLTE n’est pas activé. Le téléphone déclenche alors une procédure de CSFB : il quitte la cellule LTE et est redirigé vers une cellule UMTS voisine. L’appel est établi sur le réseau 3G, l’utilisateur peut converser normalement, mais perd l’accès à la 4G et à ses services data pendant la durée de l’appel.

Limitations et cas particuliers

CSFB présente des inconvénients majeurs, notamment un temps d’établissement d’appel plus élevé, une interruption temporaire des données, et une dépendance à la couverture 3G/2G, qui est parfois en déclin dans certaines régions. De plus, le succès de la procédure dépend fortement de la configuration réseau, notamment de la proximité des cellules 3G/2G et de la coordination inter-réseaux.

Utilité du SGs interface dans le CSFB

Le SGs interface est essentiel dans l’architecture CSFB. Il permet au MME de communiquer avec le MSC Server, en supportant la signalisation nécessaire pour la gestion des appels voix (paging, location update, release). Sans cette interface, la coordination entre l’environnement tout-IP de la 4G et la commutation de circuits du MSC ne serait pas possible. Cela rend le SGs un point de convergence critique pour les services mixtes LTE-CS.

Différences selon les configurations opérateur

• Certains opérateurs utilisent la redirection simple, d’autres préfèrent le handover assisté pour optimiser le temps de transition.
• Dans les réseaux avec VoLTE activé, CSFB devient un mécanisme de secours uniquement.
• Certains terminaux ne prennent pas en charge CSFB et nécessitent une gestion spécifique.

Conclusion

CSFB est une solution transitoire essentielle pour garantir la continuité des services voix dans les réseaux LTE sans VoLTE. Bien que ses performances soient inférieures à celles de VoLTE, il joue un rôle clé dans l’interopérabilité entre générations cellulaires. Il illustre aussi la complexité de maintenir une expérience utilisateur cohérente en environnement multi-technologies.

Pour comprendre comment la VoLTE dépasse ces limitations, explorez le fonctionnement détaillé du IMS dans les réseaux LTE.