Внутриполосная сигнализация

В телекоммуникациях в той же полосе или канале, которая используется для таких данных , внутриполосная сигнализация — это отправка управляющей информации как голос или видео. В этом отличие от внеполосной сигнализации , которая передается по другому каналу или даже по отдельной сети. Внутриполосные сигналы часто могут быть услышаны участниками телефонной связи, тогда как внеполосные сигналы недоступны пользователю. ^[1] Этот термин также используется в более широком смысле, например, для файлов компьютерных данных, которые включают как буквальные данные, так и метаданные и/или инструкции по обработке буквальных данных.

Телефония

При наборе номера со стационарного телефона номер телефона кодируется и передается по телефонной линии в виде двухтональной многочастотной сигнализации (DTMF). Тоны управляют телефонной системой, указывая телефонному коммутатору , куда направить вызов. Эти управляющие сигналы передаются по тому же каналу , по медному проводу, и в частотном диапазоне (от 300 Гц до 3,4 кГц), что и звук телефонного звонка. Внутриполосная сигнализация также используется в старых системах телефонных операторов для предоставления информации об обмене данными для маршрутизации вызовов. Примерами такой системы внутриполосной сигнализации являются Система сигнализации № 5 (SS5) и ее предшественники, а также сигнализация R2 . ^[2]^[3]^[4]

Отделение сигналов управления, также называемых плоскостью управления, от данных, если побитово-прозрачное требуется соединение, обычно выполняется путем экранирования команд управления. Однако иногда сети проектируются так, что данные в той или иной степени искажаются сигнализацией. Допущение искажения данных обычно приемлемо при передаче звуков между людьми, поскольку пользователи редко замечают небольшое ухудшение качества, но это приводит к проблемам при отправке данных с очень низкой устойчивостью к ошибкам, таких как информация, передаваемая с помощью модема .

Внутриполосная сигнализация небезопасна, поскольку она предоставляет конечным пользователям сигналы управления, протоколы и системы управления , что может привести к их ложным срабатываниям . В 1960-х и 1970-х годах так называемые телефонные мошенники для умышленной фальсификации использовали синие ящики , в которых намеренно генерировались соответствующие тональные сигналы для маршрутизации, что позволяло звонящему злоупотреблять функциями, предназначенными для тестирования и административного использования, а также совершать бесплатные междугородние звонки.

Модемы также могут создавать помехи внутриполосной передаче сигналов, и в этом случае защитный тон для предотвращения этого можно использовать .

Голос по IP

При передаче голоса по IP (VoIP) сигналы DTMF передаются внутри полосы двумя способами. При передаче в виде звуковых тонов в голосовом потоке при кодировании голоса должен использоваться кодер без потерь, такой как по закону μ или по закону A импульсно-кодовая модуляция , чтобы сохранить целостность частотных сигналов. Тем не менее, этот метод часто оказывался ненадежным и подвергался помехам со стороны других источников звука. Стандартный метод состоит в том, чтобы в цифровом виде удалить тональные сигналы DTMF из аудио в источнике и из голосового потока транспортного протокола реального времени (RTP) и закодировать их отдельно как полезную цифровую информацию, часто называемую именуемыми телефонными событиями (NTE), согласно RFC. 4733. Такие кадры DTMF передаются внутри полосы вместе со всеми другими пакетами RTP по тому же сетевому пути. ^[5]

В отличие от внутриполосной передачи DTMF, протоколы сигнализации VoIP также реализуют внеполосный метод передачи DTMF. Например, протокол инициирования сеанса (SIP), а также протокол управления медиашлюзом (MGCP) определяют специальные типы сообщений для передачи цифр.

Другие приложения

В качестве метода внутриполосной сигнализации тональные сигналы DTMF также использовались кабельного телевидения вещателями для обозначения времени начала и окончания местных точек вставки во время перерывов в работе станций в интересах кабельных компаний. До тех пор, пока в 1990-х годах не было разработано оборудование внеполосной сигнализации , быстрые, неподтвержденные и громкие последовательности тональных сигналов DTMF можно было услышать во время рекламных пауз на кабельных каналах в Соединенных Штатах и других странах.

Эти последовательности DTMF были отправлены оборудованием исходной кабельной сети на спутниковом объекте восходящей линии связи и декодированы оборудованием местных кабельных компаний. Определенная последовательность тональных сигналов указывала точное время, когда каналы должны переключаться на главный управляющий канал и отключаться от него, на рекламу, транслируемую на местном уровне. Ниже приведен пример такой последовательности действий кабельной компании, которая передала на вещательное оборудование кабельной компании следующее:

ПЕРЕКЛЮЧИТЬСЯ НА МЕСТНЫЙ СЕЙЧАС - ПЕРЕКЛЮЧИТЬСЯ НА ЛОКАЛЬНЫЙ СЕЙЧАС - ПОДГОТОВЬТЕСЬ К ПЕРЕКЛЮЧЕНИЮ НАЗАД - ПОДГОТОВЬТЕСЬ К ПЕРЕКЛЮЧЕНИЮ НАЗАД - ПЕРЕКЛЮЧИТЕСЬ НА НАЦИОНАЛЬНЫЙ СЕЙЧАС - ПЕРЕКЛЮЧИТЕСЬ НА НАЦИОНАЛЬНЫЙ СЕЙЧАС - «ЕСЛИ ВЫ НЕ ПЕРЕКЛЮЧИЛИСЬ НА НАЦИОНАЛЬНЫЙ СЕЙЧАС, СДЕЛАЙТЕ ЭТО НЕМЕДЛЕННО»

Передача сигналов DTMF в кабельной индустрии была прекращена, поскольку она отвлекала зрителей и была подвержена помехам, когда сигналы DTMF озвучивались персонажами телешоу. Например, персонаж, набирающий тональный телефон в телешоу, может привести к тому, что компьютеры кабельной компании перейдут с «горячего канала» на мертвый эфир , а стоимость технологий передачи сигналов, незаметных для человека, снизится.

Внутриполосная сигнализация применяется только к канальной сигнализации (CAS). В системе сигнализации по общему каналу (CCS) для управления и данных используются отдельные каналы, в отличие от общего канала в CAS, поэтому все управление по определению является внеполосным.

В компьютерных данных этот термин относится к внедрению метаданных любого типа непосредственно в обычные данные. Эти варианты использования имеют те же компромиссы, что и телекоммуникации, например, открытие поверхности для атаки или упрощение обработки. Несколько из многих примеров:

Встраивание магического числа в самом начале файлов для обозначения формата или языка следующих данных.
Встраивание символа NULL, как в строках C, для обозначения конца строки (в отличие от хранения этой информации вне строки).
Внедрение разметки в текст для категоризации частей текста, предоставления инструкций по обработке или форматированию или для других целей.
Резервирование некоторых символов в регулярных выражениях , таких как «*», для особого значения обработки, а не для представления литералов.
Встраивание управляющих кодов во входные данные компьютерного терминала в качестве средства управления устройством, позволяющего пользователям командной строки напрямую вводить односимвольные команды, например Ctrl+ d выдает ^D код, в результате чего программы командной строки не ожидают дальнейшего ввода от пользователя и поэтому завершают работу.

Когда внеполосная связь недоступна, для сохранения прозрачности сети можно использовать один из двух методов .

Инкапсуляция : объединение управляющих данных в с заголовок пакета последующим удалением заголовка (и/или нижнего колонтитула ) пакета на дальнем конце, восстановление данных до исходных.
Вставка битов : вставка неинформационных или escape-символов для изменения, синхронизации и обоснования данных, чтобы они никогда не выглядели как сигнальная информация (и удаление заполненных битов и escape-кодов на дальнем конце, восстанавливая данные до тех же, что и исходные). оригинал).

См. также

Ссылки

^ «Определение сигнализации внутри/вне диапазона» . ПКМАГ . Проверено 17 октября 2021 г.
^ Петерсен, Дж. К. (29 мая 2002 г.). Иллюстрированный словарь по телекоммуникациям, второе издание . ЦРК Пресс. п. 844. ИСБН 9781420040678 .
^ В.С.Багад (2009). Телекоммуникационные коммутационные системы и сети . Технические публикации. п. 388. ИСБН 9788184315905 .
^ «Теория сигнализации E1 R2» . Циско . Проверено 05 января 2018 г.
^ RFC 4733, Полезная нагрузка RTP для цифр DTMF, телефонных тонов и телефонных сигналов , Шульцринн, Тайлер (2006)

[1] «Определение сигнализации внутри/вне диапазона» . ПКМАГ . Проверено 17 октября 2021 г.

[2] Петерсен, Дж. К. (29 мая 2002 г.). Иллюстрированный словарь по телекоммуникациям, второе издание . ЦРК Пресс. п. 844. ИСБН 9781420040678 .

[3] В.С.Багад (2009). Телекоммуникационные коммутационные системы и сети . Технические публикации. п. 388. ИСБН 9788184315905 .

[4] «Теория сигнализации E1 R2» . Циско . Проверено 05 января 2018 г.

[5] RFC 4733, Полезная нагрузка RTP для цифр DTMF, телефонных тонов и телефонных сигналов , Шульцринн, Тайлер (2006)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]