DTMF
Двухтональная многочастотная сигнализация ( DTMF ) — телекоммуникационная система сигнализации, использующая полосу тональных частот по телефонным линиям между телефонным оборудованием и другими устройствами связи и коммутационными центрами . [1] DTMF был впервые разработан в системе Bell в США и стал известен под торговой маркой Touch-Tone для использования в кнопочных телефонах, поставляемых телефонным клиентам, начиная с 1963 года. DTMF стандартизирован как Рекомендация ITU-T Q.23. [2] Он также известен в Великобритании как MF4 .
Тональный набор номера с помощью телефонной клавиатуры постепенно заменил использование дисковых наборов и стал отраслевым стандартом в телефонии для управления автоматизированным оборудованием и сигнализации о намерениях пользователя. [3] Другие многочастотные системы также используются для сигнализации на соединительных линиях телефонной сети.
Многочастотная сигнализация
[ редактировать ]До разработки DTMF телефонные номера набирались пользователями с помощью сигнализации разъединения шлейфа (LD), более известной как импульсный набор в США (импульсный набор, DP). Он функционирует путем прерывания тока в местной линии между телефонной станцией и телефоном вызывающего абонента с точной скоростью с помощью переключателя в телефоне, который управляется поворотным диском , когда он возвращается в исходное положение после вращения. на каждый желаемый номер. АТС реагирует на импульсы набора номера либо напрямую, управляя реле, либо сохраняя номер в цифровом регистре, в котором записывается набранный номер. Физическое расстояние, на котором был возможен этот тип набора номера, было ограничено электрическими искажениями и было возможно только на прямых металлических перемычках между конечными точками линии. Звонки на большие расстояния требовали либо помощи оператора, либо предоставления специального абонентского оборудования для набора номера . Операторы использовали более ранний тип многочастотной связи. сигнализация.
Многочастотная сигнализация ( MF ) — это группа методов сигнализации, в которых используется смесь двух чистых тональных (чистых синусоидальных ) звуков. Различные протоколы передачи сигналов MF были разработаны Bell System и CCITT . Самые ранние из них были для внутриполосной сигнализации между коммутационными центрами, где междугородной операторы телефонной связи использовали 16- значную клавиатуру для ввода следующей части телефонного номера пункта назначения, чтобы связаться со следующим нижестоящим оператором междугородной телефонной связи. Эта полуавтоматическая сигнализация и коммутация оказались успешными как по скорости, так и по экономической эффективности. На основе этого предшествующего успеха использования специалистами СЧ для установления междугородных телефонных звонков была разработана двухтональная многочастотная сигнализация для сигнализации конечных пользователей без помощи операторов.
Система DTMF использует набор из восьми звуковых частот, передаваемых парами для представления 16 сигналов, представленных десятью цифрами, буквами от A до D и символами # и * . Поскольку сигналы представляют собой слышимые тоны в диапазоне голосовых частот, их можно передавать через электрические ретрансляторы и усилители, а также по радио- и микроволновым линиям связи, что устраняет необходимость в промежуточных операторах на междугородных линиях.
AT&T описала этот продукт как «метод кнопочной сигнализации с клиентских станций с использованием канала передачи голоса». [4] Чтобы потребительские телефоны не мешали маршрутизации на основе MF и переключению между телефонными центрами коммутации, частоты DTMF отличаются от всех ранее существовавших протоколов сигнализации MF между коммутационными центрами: MF/R1, R2 , CCS4, CCS5 и других. которые позже были заменены цифровой сигнализацией SS7 . DTMF был известен в системе Bell под торговой маркой Touch-Tone . Этот термин был впервые использован AT&T в сфере торговли 5 июля 1960 года и был представлен публике 18 ноября 1963 года, когда первый кнопочный телефон стал доступен публике. Как материнская компания Bell Systems, AT&T владела товарным знаком с 4 сентября 1962 года по 13 марта 1984 года. [5] Он стандартизирован Рекомендацией ITU-T Q.23. В Великобритании он также известен как MF4.
Другие поставщики совместимого телефонного оборудования называют функцию тонального набора номера Touch-Tone или DTMF . Компания Automatic Electric (GTE) в своем маркетинге называла это «сенсорным вызовом». Другие торговые марки, такие как Digitone, использовались Northern Electric Company в Канаде.
В качестве метода внутриполосной сигнализации сигналы DTMF также использовались кабельного телевидения вещателями в качестве сигнальных сигналов для обозначения времени начала и окончания местных коммерческих точек вставки во время перерывов в работе станций в интересах кабельных компаний. [6] До тех пор, пока в 1990-х годах не было разработано оборудование внеполосной сигнализации , быстрые, неподтвержденные последовательности тонов DTMF можно было услышать во время рекламных пауз на кабельных каналах в США и других странах. [ нужна ссылка ] Раньше наземные телевизионные станции использовали тональные сигналы DTMF для управления удаленными передатчиками. [7] В IP-телефонии сигналы DTMF также могут передаваться как внутриполосные, так и внеполосные сигналы. [8] или даже как часть протоколов сигнализации, [9] до тех пор, пока обе конечные точки согласятся принять общий подход.
Клавиатура
[ редактировать ]
DTMF Телефонная клавиатура представляет собой матрицу кнопок, в которой каждая строка представляет низкочастотную составляющую, а каждый столбец представляет высокочастотную составляющую сигнала DTMF. Обычно используемая клавиатура имеет четыре строки и три столбца, но в некоторых приложениях присутствует четвертый столбец. Нажатие клавиши отправляет комбинацию частот строки и столбца. Например, клавиша 1 обеспечивает наложение низкого тона частотой 697 Гц и высокого тона частотой 1209 Гц. В первоначальных конструкциях кнопок использовались рычаги, позволяющие каждой кнопке активировать контакт одного ряда и одного столбца. Тоны декодируются центром коммутации для определения клавиш, нажатых пользователем.
| 1209 Гц | 1336 Гц | 1477 Гц | 1633 Гц | |
|---|---|---|---|---|
| 697 Гц | ||||
| 770 Гц | ||||
| 852 Гц | ||||
| 941 Гц |
#, *, A, B, C и D
[ редактировать ]
Инженеры предполагали, что телефоны будут использоваться для доступа к компьютерам и системам автоматического реагирования. [11] Они проконсультировались с компаниями, чтобы определить требования. Это привело к добавлению числового знака (#, «фунт» или «бриллиант» в данном контексте, «решетка», «квадрат» или «ворота» в Великобритании и « октоторп » первоначальными инженерами) и клавиши звездочки или «звездочки» (*), а также группу клавиш для выбора меню: A, B, C и D. В конце концов, буквенные клавиши исчезли с большинства клавиатур, и прошло много лет, прежде чем появились два символа. Ключи стали широко использоваться для кодов вертикальных услуг, таких как *67, в США и Канаде для подавления идентификации вызывающего абонента .
Общественные таксофоны , принимающие кредитные карты, используют эти дополнительные коды для отправки информации с магнитной полосы .
AUTOVON использовала сигналы A Телефонная система Вооруженных сил США , B, C и D для утверждения определенных уровней привилегий и приоритета при совершении телефонных звонков. [12] Приоритет по-прежнему является особенностью военных телефонных сетей, но с использованием комбинаций номеров. Например, ввод 93 перед номером является приоритетным вызовом.
В настоящее время сигналы A, B, C и D используются редко в телефонных сетях и предназначены исключительно для управления сетью. Например, A используется в некоторых сетях для циклического перемещения по списку операторов связи. [ нужна ссылка ] Сигналы используются в радиотелефонных патчах и операциях ретранслятора, чтобы позволить, среди прочего, управлять ретранслятором при подключении к активной телефонной линии. [ нужна ссылка ]
Сигналы *, #, A, B, C и D до сих пор широко используются во всем мире радиолюбителями и коммерческими системами двусторонней радиосвязи для управления оборудованием, управления ретрансляторами, удаленными базовыми операциями и некоторыми системами телефонной связи. [ нужна ссылка ]
Сигнальные сигналы DTMF также можно услышать в начале или в конце некоторых предварительно записанных видеокассет VHS . [13] Информация об основной версии видеокассеты кодируется тонами DTMF. Закодированные тоны предоставляют информацию автоматическим копировальным машинам, такую как формат, продолжительность и уровни громкости, чтобы максимально точно воспроизвести исходное видео.
Тоны DTMF используются в некоторых системах идентификации вызывающего абонента для передачи информации об идентификаторе вызывающего абонента - функция, которая выполняется в Соединенных Штатах с помощью сигнализации Bell 202 с модулированной частотной манипуляцией (FSK).
Декодирование
[ редактировать ]
Первоначально DTMF декодировался настроенными банками фильтров . К концу 20 века цифровая обработка сигналов стала преобладающей технологией декодирования. Алгоритмы декодирования DTMF обычно используют алгоритм Герцеля, применение МУЗЫКИ (алгоритма) для декодирования DTMF превосходит Герцеля и является единственной возможностью в случаях, когда количество доступных выборок ограничено. хотя было показано, что [14] Поскольку сигнализация DTMF часто передается внутри полосы с голосовыми или другими аудиосигналами, присутствующими одновременно, определение сигнала DTMF включает строгие ограничения по времени (минимальная продолжительность и межзначное расстояние), отклонениям частоты, гармоникам и амплитудному соотношению двух компонентов по отношению к друг друга ( покрутить ). [15]
Другие многочастотные сигналы
[ редактировать ]Национальные телефонные системы определяют другие тональные сигналы, выходящие за рамки спецификации DTMF, которые указывают на состояние линий, оборудования или результат вызовов, а также для управления оборудованием для устранения неполадок или обслуживания. Такие сигналы прохождения вызова часто также состоят из нескольких частот и стандартизированы в каждой стране. Система Bell определила их в Точном Плане Тонов . [16] Bell Многочастотная сигнализация использовалась устройствами синего ящика .
Некоторые ранние модемы были основаны на частотах тонального набора. такие как модемы в стиле Bell 400. [10]
См. также
[ редактировать ]- Внутриполосная сигнализация
- Выборочный вызов
- Специальный информационный тон
- Сигнальный тон
Телефонный портал
Ссылки
[ редактировать ]- ^ З., Додд, Аннабель (2012). Основное руководство по телекоммуникациям (5-е изд.). Река Аппер-Седл, Нью-Джерси: Прентис-Холл. ISBN 9780137058914 . OCLC 779863446 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Технические характеристики кнопочных телефонных аппаратов (Отчет). Рекомендация. МСЭ. Вопрос 23.
- ^ «Что такое DTMF (двухтональный многочастотный) и как он работает?» . Сеть . Проверено 23 мая 2024 г.
- ^ AT&T, Бюллетень совместимости № 105
- ^ «ТЭСС -- Ошибка» .
- ^ «DISH NETWORK LLC, СОГЛАШЕНИЕ О МЕЖДУНАРОДНОМ ПРИСОЕДИНЕНИИ: Metro Media Holding Corp (Filer)» . Комиссия по ценным бумагам и биржам США . 27 января 2016 г. Регистрационный номер SEC 0001557234-16-000400 . Проверено 26 апреля 2020 г. .
Сигнальные сигналы : в течение четырех (4) месяцев после Даты запуска Сеть должна доставить Сигнал со стандартными для отрасли сигнальными сигналами DTMF для вставки продолжительностью до двенадцати (12) минут в час коммерческого рекламного времени. До тех пор, пока такие сигналы не будут доставлены, или в любое время после этого по запросу DISH, DISH может доставить все или часть своего Рекламного распределения в Сеть через FTP или курьером за свой счет и за счет Сети, и Сеть должна вставить такое Рекламное распределение за свой счет. и расход.
- ^ «В вопросе внесения поправок в часть 73, подраздел G, Правил Комиссии, касающихся системы экстренного вещания, ОТЧЕТ И ПРИКАЗ И ДАЛЬНЕЙШЕЕ УВЕДОМЛЕНИЕ О ПРЕДЛАГАЕМОМ РАЗРАБОТКЕ ПРАВИЛ, B. Участники кабельного телевидения § 63,65» (PDF) . Вашингтон, округ Колумбия : Федеральная комиссия по связи . 9 декабря 1994 г. с. 23 . ФКС 94-288 . Проверено 26 апреля 2020 г. .
Двухтональная многочастотность : Общество инженеров кабельного телевидения (SCTE) сообщило, что во многих кабельных системах установлено сигнальное оборудование двухтональной многочастотности (DTMF) между кабельной системой и местными властями для использования при передаче экстренной информации в рамках местной договор франчайзинга. SCTE рекомендовал включить в новое оборудование декодирование DTMF, поскольку оно уже используется во многих кабельных системах. Новый протокол кода EAS станет национальным стандартом и должен превзойти возможности DTMF. Местные менеджеры по чрезвычайным ситуациям найдут оборудование EAS гораздо более гибким, чем оборудование DTMF. Например, они смогут напрямую получить доступ к оборудованию EAS на головных станциях кабельного телевидения. Экстренные сообщения в протоколе EAS также будут доступны местным радиовещательным станциям и Офисы NWS для дальнейшего распространения.
- ^ Х. Шульцринн и Т. Тейлор, Полезная нагрузка RTP для цифр DTMF, телефонных тонов и телефонных сигналов , IETF RFC 4733, декабрь 2006 г.
- ^ К. Холмберг, Э. Бургер, Х. Каплан, Метод INFO протокола инициации сеанса (SIP) и структура пакета , IETF RFC 6086, январь 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Дон Ланкастер. «Поваренная книга для телевизионной пишущей машинки» . ( ТВ-пишущая машинка ). Раздел «400-модемы (сенсорные)». п. 177-178.
- ^ Хьюстон, Кейт (24 сентября 2013 г.). Теневые персонажи: Тайная жизнь знаков препинания, символов и других типографских знаков . WW Нортон. п. 45. ИСБН 978-0-393-24154-9 .
- ^ « Что такое ABCD-тоны?» — Технические вопросы» . 6 апреля 2019 г.
- ^ Радиовещательная инженерия . Издательская корпорация Intertec], 4 цента, 1959 г., 1983 г.
- ^ «П. Грегор, Применение алгоритма MUSIC для обнаружения DTMF, инженерная диссертация, Варшавский технологический университет, 2022» .
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ WD Reeves, Справочник по сигнализации и передаче сигналов абонентского шлейфа — аналоговый , IEEE (1992), стр.27
- ^ AT&T, Заметки о дистанционном наборе номера , 1968 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Рекомендации МСЭ по внедрению услуг DTMF
- Шенкер, Л. (1960), «Вызов кнопок с использованием двухгруппового кода голосовых частот» (PDF) , Технический журнал Bell System , 39 (1): 235–255, doi : 10.1002/j.1538-7305.1960.tb03929 .x , ISSN 0005-8580 , заархивировано (PDF) из оригинала 14 марта 2012 г.
- Дейнингер, Р.Л. (4 июля 1960 г.). «Инженерные исследования человеческого фактора при проектировании и использовании кнопочных телефонных аппаратов» . Технический журнал Bell System . 39 (4): 995–1012 . дои : 10.1002/j.1538-7305.1960.tb04447.x . S2CID 265354535 .
- Фрэнк Дурда, Справочник по двухтональным многочастотным (сенсорным) устройствам , 2006 г.
- Рекомендация ITU-T Q.24 — Прием многочастотного кнопочного сигнала
