Comment le son voyage dans un téléphone : des ondes vocales aux paquets numériques
La téléphonie convertit énergie acoustique → signaux électriques → données numériques → transmission → processus inverse. Voici le flux moderne de bout en bout :
1. Transducteur : Microphone (Acoustique → Électrique)
Votre voix fait vibrer une membrane (MEMS ou capsule électret), variant capacitance/tension. Sortie : forme d'onde analogique (300–3400 Hz bande étroite ; jusqu'à 7 kHz+ large bande/HD Voice).
2. Conversion Analogique-Numérique (CAN/ADC)
Le codec échantillonne le signal analogique (typiquement 8 kHz ou 16 kHz), quantifie l'amplitude sur 12–16 bits, produisant un flux PCM brut (64 kbps pour G.711 μ-law/A-law).
3. Compression (Vocodeur)
Codec vocal (Opus, AMR-WB, EVS, G.729) réduit le débit à 6–32 kbps par modélisation prédictive du tractus vocal. Supprime redondance, préserve qualité perçue.
4. Paquetisation et transport réseau
- RTC/ISDN : Timeslots TDM sur liaisons E1/T1 (commuté circuit).
- VoIP (SIP/RTP) : Trames 20 ms → paquets RTP → UDP → réseau IP. QoS (DiffServ EF) priorise la voix.
- Mobile (VoLTE/VoNR) : Cœur IMS, bearers QCI dédiés (QCI=1) sur LTE/5G.
5. Tampon gigue et PLC
Le récepteur met en tampon les paquets (30–100 ms) pour absorber la gigue réseau. Dissimulation perte paquets (PLC) interpole trames manquantes.
6. Conversion Numérique-Analogique (CNA/DAC)
PCM décodé → filtre reconstruction → forme d'onde analogique.
7. Transducteur : Haut-parleur (Électrique → Acoustique)
Bobine mobile entraîne membrane, reproduisant ondes pression sonore à l'oreille de l'auditeur.
Avancées modernes clés
- Annulation écho acoustique full-duplex (AEC) évite le larsen.
- Suppression bruit (RNNoise, basé DNN) élimine le fond.
- Codec Opus adapte débit dynamiquement (6–510 kbps), gère musique + parole.
- Chiffrement bout-en-bout (SRTP, DTLS-SRTP, MLS) sécurise les médias.
Des granules de carbone aux codecs neuronaux — la physique reste la même ; les maths deviennent plus intelligentes.