Bande passante système téléphonique : Pourquoi 3,4 kHz fréquence max
Le réseau téléphonique commuté public (RTCP) conventionnel limite l'audio transmis à environ 300 Hz – 3,4 kHz. Cette « bande vocale » ou « bande étroite » persiste depuis un siècle.
Origine historique
- Années 1910-1920 : Bobines de charge sur boucles cuivre étendaient portée mais créaient effet filtre passe-bas
- Années 1930 : CCITT (prédécesseur UIT-T) standardisait 300-3400 Hz pour interopérabilité
- Années 1960 : Téléphonie numérique (PCM, G.711) codifiait échantillonnage 8 kHz → 3,4 kHz max (Nyquist)
Base technique
Théorème de Nyquist
f_max = f_échantillonnage / 2
- Standard RTCP : 8 000 échantillons/seconde (8 kHz)
- Max théorique : 4 kHz
- Rolloff filtre pratique : 3,4 kHz (bande de garde pour filtre anti-repliement)
Codec G.711 (μ-law / A-law)
- 64 kbps (8 bits × 8 000 échantillons)
- Compression logarithmique pour plage dynamique
- Toujours codec universel interop RTCP/VoIP
Pourquoi pas plus large ?
| Facteur | Impact |
|---|---|
| Physique boucle cuivre | Atténuation ↑ avec fréquence ; bobines charge créent coupure nette |
| Densité multiplexeurs | Bande plus étroite = plus circuits par câble = revenus |
| Intelligibilité | 300-3400 Hz capture ~90% intelligibilité parole |
| Base installée héritée | Milliards d'infrastructures optimisées pour canaux 4 kHz |
Extensions modernes
- G.722 (Large bande) : 50-7000 Hz, échantillonnage 16 kHz, 64 kbps — RNIS, VoIP, Voix HD
- AMR-WB / G.722.2 : 50-7000 Hz, débit variable — 3G/4G/5G « Voix HD »
- EVS (Enhanced Voice Services) : 20-20 000 Hz, scalable — 4G/5G IMS, VoLTE, ViLTE
- Opus : 6-510 kbps, 8-48 kHz — WebRTC, WhatsApp, Discord, Teams
Réalité actuelle
- Appels RTCP-à-RTCP : Toujours 3,4 kHz (G.711)
- Mobile-à-mobile (même opérateur, VoLTE) : Souvent large bande (AMR-WB/EVS)
- App-à-app (WhatsApp, FaceTime, Signal) : Bande complète (Opus, 20-20 kHz)
- Points interconnexion : Transcodage bande étroite à passerelle RTCP
La limite 3,4 kHz persiste au bord du RTCP — mais les appels IP bout-en-bout l'ont entièrement dépassée.