To-tone flerfrekvenssignalering- Dual-tone multi-frequency signaling
Dual-tone multi-frequency signaling ( DTMF ) er et telekommunikasjonssignalsystem som bruker tale-frekvensbåndet over telefonlinjer mellom telefonutstyr og andre kommunikasjonsenheter og koblingssentre . DTMF ble først utviklet i Bell System i USA, og ble kjent under varemerket Touch-Tone for bruk i trykknapptelefoner levert til telefonkunder, fra 1963. DTMF er standardisert som ITU-T anbefaling Q.23. Det er også kjent i Storbritannia som MF4 .
Touch-Tone-systemet ved hjelp av et telefontastatur erstattet gradvis bruken av dreiehjul og har blitt bransjestandard for fasttelefon- og mobiltjenester. Andre flerfrekvenssystemer brukes til intern signalering i telefonnettet.
Multifrekvenssignalering
Før utviklingen av DTMF ble telefonnumre slått av brukere med en loop-disconnect (LD) -signalering, mer kjent som pulsoppringing (ringepuls, DP) i USA. Den fungerer ved å avbryte strømmen i lokalsløyfen mellom telefonsentral og den ringende parts telefon med en presis hastighet med en bryter i telefonen som betjenes av dreiehjulet mens den snurrer tilbake til hvileposisjon etter å ha blitt rotert til hvert ønsket nummer. Utvekslingsutstyret reagerer på ringepulsene enten direkte ved å bruke reléer, eller ved å lagre nummeret i et sifferregister som registrerer det oppringte nummeret. Den fysiske avstanden som denne typen oppringing var mulig for, ble begrenset av elektriske forvrengninger og var bare mulig på direkte metalliske forbindelser mellom endepunkter på en linje. Å ringe over lengre avstander krevde enten operatørs assistanse eller tilbud av spesialoppringingsutstyr for abonnenter . Operatører anvendt en tidligere type multifrekvenssignalering.
Flerfrekvent signalering ( MF ) er en gruppe signalmetoder som bruker en blanding av to lyder med ren tone (ren sinusbølge ). Forskjellige MF signaleringsprotokoller ble utviklet av Bell System og CCITT . Det første av disse var for i-bånd signalering mellom koblingssentraler, langdistanse telefonoperatører brukes en 16- sifret tastatur for å skrive det neste parti av bestemmelses telefonnummer for å kontakte den neste nedstrøms langdistanse telefonoperatør. Denne halvautomatiske signalering og bytte viste seg å være vellykket både i hastighet og kostnadseffektivitet. Basert på denne tidligere suksessen med å bruke MF av spesialister til å etablere telefonsamtaler på lang avstand , ble tofarget flerfrekvenssignalering utviklet for sluttbrukersignalering uten hjelp fra operatører.
DTMF -systemet bruker et sett med åtte lydfrekvenser som sendes i par for å representere 16 signaler, representert med de ti sifrene, bokstavene A til D og symbolene # og * . Siden signalene er hørbare toner i stemmefrekvensområdet, kan de overføres gjennom elektriske repeatere og forsterkere, og over radio- og mikrobølgeledninger, og dermed eliminere behovet for mellomliggende operatører på langdistansekretser.
AT&T beskrev produktet som "en metode for trykknappsignalering fra kundestasjoner ved hjelp av taleoverføringsbanen." For å forhindre at forbrukertelefoner forstyrrer den MF-baserte ruten og bytter mellom telefonsentraler, skiller DTMF-frekvenser seg fra alle de eksisterende MF-signalprotokollene mellom byttesentre : MF/R1, R2 , CCS4, CCS5 og andre som senere ble erstattet av SS7 digital signalering. DTMF var kjent i hele Bell System av varemerket Touch-Tone . Begrepet ble først brukt av AT&T i handel 5. juli 1960, og ble introdusert for publikum 18. november 1963, da den første trykknapptelefonen ble gjort tilgjengelig for allmennheten. Som morselskap i Bell Systems hadde AT&T varemerket fra 4. september 1962 til 13. mars 1984. Det er standardisert i ITU-T anbefaling Q.23 . I Storbritannia er det også kjent som MF4.
Andre leverandører av kompatibelt telefonutstyr kalt Touch-Tone har toneoppringing eller DTMF . Automatic Electric (GTE) omtalte det som "Touch-calling" i markedsføringen. Andre handelsnavn som Digitone ble brukt av Northern Electric Company i Canada.
Som en metode for in-band-signalering ble DTMF-signaler også brukt av kabel-TV- kringkastere som signaltoner for å indikere start- og stopptider for lokale kommersielle innsettingspunkter under stasjonspauser til fordel for kabelselskaper. Inntil det ble utviklet out-of-band signalutstyr på 1990-tallet, kunne raske, ikke-anerkjente DTMF-tonesekvenser høres under kommersielle brudd på kabelkanaler i USA og andre steder. Tidligere brukte terrestriske fjernsynsstasjoner DTMF -toner for å kontrollere eksterne sendere. I IP-telefoni kan DTMF-signaler også leveres som enten in-band eller out-of-band toner, eller til og med som en del av signalprotokoller, så lenge begge endepunktene er enige om en felles tilnærming.
#, *, A, B, C og D
Ingeniørene hadde sett for seg at telefoner skulle brukes til å få tilgang til datamaskiner og automatiserte responssystemer. De rådførte seg med selskaper for å fastslå kravene. Dette førte til tillegg av talltegnet (#, '' pund '' eller "diamant" i denne sammenhengen, "hash", "square" eller "gate" i Storbritannia og " octothorpe " av de originale ingeniørene) og stjerne- eller "stjerne" (*) -taster samt en gruppe taster for menyvalg: A, B, C og D. Til slutt ble bokstavtastene droppet fra de fleste telefoner, og det var mange år før de to symboltaster ble mye brukt for vertikale tjenestekoder som *67 i USA og Canada for å undertrykke anrops -ID .
Offentlige telefoner som godtar kredittkort bruker disse tilleggskodene til å sende informasjonen fra magnetstrimmelen .
Den AUTOVON telefonsystem av USAs væpnede styrker brukt disse signalene til å hevde visse privilegium og prioritetsnivåer når du plasserer telefonsamtaler. Fortrinn er fortsatt en funksjon i militære telefonnettverk, men ved bruk av tallkombinasjoner. For eksempel er å skrive inn 93 før et nummer et prioritert anrop.
Dagens bruk av signalene A , B , C og D er sjeldne i telefonnettverk, og er eksklusive for nettverkskontroll. For eksempel brukes tast A i noen nettverk for å sykle gjennom en liste over transportører. Signalene brukes i radiotelefonoppdateringer og repeateroperasjoner for blant annet å tillate kontroll av repeateren mens den er koblet til en aktiv telefonlinje.
Signalene *, #, A, B, C og D er fortsatt mye brukt over hele verden av amatørradiooperatører og kommersielle toveis radiosystemer for utstyrskontroll, repeaterkontroll, fjernbaseoperasjoner og noen telefonkommunikasjonssystemer.
DTMF -signaltoner kan også høres i begynnelsen eller slutten av noen VHS -kassetter (Video Home System). Informasjon om hovedversjonen av videobåndet er kodet i DTMF -tonen. Den kodede tonen gir informasjon til automatiske dupliseringsmaskiner, for eksempel format, varighet og volumnivåer, for å kopiere den originale videoen så tett som mulig.
DTMF-toner brukes i noen anrops-ID- systemer for å overføre anrops-ID-informasjonen, men i USA brukes Bell 202- modulert frekvensskift-tasting (FSK) -signalering for å overføre dataene.
Tastatur
DTMF -telefontastaturet er lagt opp som en matrise med trykknapper der hver rad representerer lavfrekvente komponent og hver kolonne representerer høyfrekvente komponent i DTMF -signalet. Det vanlige tastaturet har fire rader og tre kolonner, men en fjerde kolonne er til stede for noen applikasjoner. Ved å trykke på en tast sendes en kombinasjon av rad- og kolonnefrekvensene. For eksempel gir 1 -tasten en overlagring av en lav tone på 697 Hz og en høy tone på 1209 Hz. De første trykknappdesignene brukte hendler, slik at hver knapp kunne aktivere én rad og en kolonnekontakt. Tonene avkodes av koblingssenteret for å bestemme tastene som trykkes av brukeren.
| 1209 Hz | 1336 Hz | 1477 Hz | 1633 Hz | |
|---|---|---|---|---|
| 697 Hz | 1 | 2 | 3 | EN |
| 770 Hz | 4 | 5 | 6 | B |
| 852 Hz | 7 | 8 | 9 | C |
| 941 Hz | * | 0 | # | D |
Dekoding
DTMF ble opprinnelig dekodet av avstemte filterbanker . På slutten av 1900 -tallet ble digital signalbehandling den dominerende teknologien for dekoding. DTMF -dekodingsalgoritmer bruker vanligvis Goertzel -algoritmen . Ettersom DTMF-signalering ofte overføres i bånd med tale- eller andre lydsignaler som er tilstede samtidig, inkluderer DTMF-signaldefinisjonen strenge grenser for timing (minimumsvarighet og interdigit-avstand), frekvensavvik, harmoniske og amplitudeforhold mellom de to komponentene mht. hverandre ( vri ).
Andre flerfrekvenssignaler
Nasjonale telefonsystemer definerer andre toner, utenfor DTMF -spesifikasjonen, som angir status for linjer, utstyr eller resultatet av samtaler, og for kontroll av utstyr for feilsøking eller serviceformål. Slike samtalefremgangstoner er ofte også sammensatt av flere frekvenser og er standardiserte i hvert land. Bell System definerte dem i Precise Tone Plan . Bells flerfrekvenssignalering ble utnyttet av blå boksenheter.
Noen tidlige modemer var basert på touch-tone frekvenser, for eksempel Bell 400-stil modemer.
Se også
Referanser
Videre lesning
- ITUs anbefalinger for implementering av DTMF -tjenester
- Schenker, L (1960), "Trykkeknappanrop med en to-gruppe stemmefrekvenskode " (PDF) , The Bell System Technical Journal , 39 (1): 235–255, doi : 10.1002/j.1538-7305.1960.tb03929 .x , ISSN 0005-8580.
- Deininger, RL (4. juli 1960). "Human Factors Engineering Studies of Design and Use of Pushbutton Telefonsett" . Bell System Technical Journal . 39 (4): 995 –1012. doi : 10.1002/j.1538-7305.1960.tb04447.x .
- Frank Durda, Dual Tone Multi-Frequency (Touch-Tone®) Referanse , 2006.
- ITU-T-anbefaling Q.24-Multifrekvent trykknappsignalmottak