Дисковый набор — это компонент телефона или телефонного коммутатора , реализующий технологию сигнализации в телекоммуникациях, известную как импульсный набор . Он используется при инициировании телефонного вызова для передачи номера телефона назначения на телефонную станцию .
На поворотном циферблате цифры расположены по кругу, с одним отверстием для пальца в колесе для каждой цифры. Для набора цифры колесо вращается против натяжения пружины, при этом один палец находится в соответствующем отверстии, вытягивая колесо пальцем в положение остановки, заданное механическим барьером, упором для пальца. При отпускании на упоре для пальца колесо возвращается в исходное положение, приводимое в движение пружиной со скоростью, регулируемой устройством регулятора . Во время этого обратного вращения электрический переключатель прерывает постоянный ток (DC) телефонной линии ( локальной линии ) определенное количество раз, связанное с каждой цифрой, и тем самым генерирует электрические импульсы , которые телефонная станция декодирует в каждую набранную цифру. Таким образом, каждая из десяти цифр кодируется в последовательностях, соответствующих количеству импульсов; таким образом, этот метод иногда называют декадным набором . Набор с подсчетом импульсов - это цифровая система адресации, которая использует модуляцию счета десятичными импульсами. Типичная средняя скорость передачи данных составляет 10 бит в секунду, хотя система обычно принимает от 9 до 13 импульсов в секунду, что обусловлено различиями в скорости регулятора поворотного механизма.
Этот метод набора номера является первой в мире системой цифровой адресации массового масштаба. Иногда его ошибочно называют аналоговой системой из-за убеждения некоторых людей, что механический и старый являются синонимами аналогового [ требуется ссылка ] . Однако, как и телеграф, который также является механическим и цифровым и который использует как подсчет импульсов, так и широтно-импульсную модуляцию для связи, импульсный набор номера является цифровым методом связи, используемым для адресации телефонных абонентов.
Первый патент на дисковый набор был выдан Элмону Брауну Строуджеру 29 ноября 1892 года, но общеизвестная форма с отверстиями в колесе пальца была введена только в 1904 году. [ необходима ссылка ] Несмотря на то, что дисковый набор использовался в телефонных системах независимых телефонных компаний, в Bell System в Соединенных Штатах он не был распространен до начала 1920-х годов. [1]
Начиная с 1960-х годов, дисковый набор постепенно вытеснялся кнопочными телефонами , впервые представленными публике на Всемирной выставке 1962 года под торговой маркой Touch-Tone (DTMF). Технология тонального набора в первую очередь использовала клавиатуру в виде прямоугольного массива кнопок. Хотя сейчас он уже не используется повсеместно, наследие дискового набора сохранилось в глаголе «набрать (номер телефона)».
Начиная с 1836 года, сообщалось о различных предложениях и изобретениях циферблатов для отправки телеграфных сигналов. После того, как в 1878 году была установлена первая коммерческая телефонная станция, стала очевидной необходимость в автоматизированном, контролируемом пользователем методе направления телефонного звонка. Устраняя технические недостатки, Элмон Браун Строуджер изобрел телефонный циферблат в 1891 году. [2] До 1891 года многочисленные конкурирующие изобретения и 26 патентов на циферблаты, кнопки и аналогичные механизмы определяли методы сигнализации телефонной станции назначения, на которую абонент хотел позвонить. Большинство изобретений включали дорогостоящие, сложные механизмы и требовали от пользователя выполнения сложных манипуляций. [ необходима цитата ]
Первая коммерческая установка телефонного набора сопровождала первую коммерческую установку 99-линейной автоматической телефонной станции в Ла-Порте, штат Индиана , в 1892 году, которая была основана на конструкциях Строуджера 1891 года. Первоначальные наборы требовали сложных рабочих последовательностей. Работоспособная, хотя и подверженная ошибкам, система была изобретена Automatic Electric Company с использованием трех кнопок на телефоне. Эти кнопки представляли сотни, десятки и единицы телефонного номера. Например, при звонке на номер абонента 163 пользователь должен был нажать кнопку сотен один раз, затем шесть раз нажать кнопку десятков и три раза кнопку единиц. [3] В 1896 году эта система была вытеснена автоматической контактной машиной или вызывным устройством . Дальнейшее развитие продолжалось в 1890-х и начале 1900-х годов в сочетании с улучшениями в технологии коммутации.
Элмон Браун Строуджер был первым, кто подал патент на вращающийся циферблат 21 декабря 1891 года, который был выдан 29 ноября 1892 года как патент США 486,909 . [4] [5] Ранние вращающиеся циферблаты использовали выступы на пластине пальца вместо отверстий и не производили линейную последовательность импульсов, а прерывали две независимые цепи для управления реле в переключателе обмена. Последовательность импульсов генерировалась без управления пружинным действием или регулятора поступательного движения колеса, что оказалось сложным для правильной работы.
Несмотря на отсутствие современных функций, дисковые наборы иногда находят особое применение, особенно в промышленном оборудовании. Например, антинаркотическая коалиция Fairlawn из района Анакостия в Вашингтоне, округ Колумбия, убедила телефонную компанию переустановить дисковые таксофоны в 1980-х годах, чтобы воспрепятствовать праздношатанию покупателей наркотиков, поскольку у них не было телефонной клавиатуры , чтобы оставлять сообщения на пейджерах торговцев . [6] Они также сохраняются для аутентичности в исторических объектах, таких как мотель Blue Swallow на шоссе 66 в США , которые относятся к эпохе именных АТС и импульсного набора. [7]
Для набора цифры телефонного номера пользователь вставляет палец в соответствующее отверстие для пальца и вращает диск по часовой стрелке, пока палец не достигнет упора для пальца. Затем пользователь освобождает колесо пальца, вытягивая палец из отверстия. Пружина вокруг вала диска поворачивает его обратно в исходное положение. В период возврата диск управляет электрическими контактами, которые разрывают электрическую непрерывность локальной петли и прерывают ток определенное количество раз для каждой цифры, отмеченной на передней стороне диска.
Количество импульсов, посылаемых для каждой цифры, определяется типом используемой системы набора номера. Кодировка традиционно различается в зависимости от страны или производителя телефонной системы. Например, Швеция использовала один импульс для обозначения цифры ноль и десять импульсов для обозначения цифры девять. В Финляндии , где многие телефоны были шведского производства, один импульс обозначал цифру 1 , а десять импульсов — 0. Новая Зеландия использовала десять импульсов минус желаемое число; поэтому набор цифры 7 производил три импульса. В Норвегии использовалась североамериканская система, в которой цифра 1 соответствовала одному импульсу, за исключением столицы Осло , где использовалась та же «обратная» система, что и в Новой Зеландии. Последовательность цифр на циферблате соответственно различается.
Вращающиеся наборные диски не имеют функции повторного набора; для каждой попытки вызова необходимо набрать весь номер телефона. Время, необходимое для набора, зависело от цифры, т. е. от того, как далеко должен был пройти наборный диск, чтобы вернуться в исходное положение.
Поворотный циферблат обычно имеет круглую конструкцию. Вал, который приводит в действие механический механизм переключения, приводится в движение колесом пальца, диском, который имеет десять отверстий для пальцев, выровненных близко к окружности. Колесо пальца может быть прозрачным или непрозрачным, позволяя просматривать лицевую пластину (номерную пластину), либо целиком, либо только показывая назначение номера для каждого отверстия для пальца. Лицевая пластина напечатана с цифрами, а часто и буквами, соответствующими каждому отверстию для пальца. Цифра 1 обычно устанавливается в верхнем правом квадранте передней части циферблата, затем цифры идут против часовой стрелки. Изогнутое устройство, упор для пальца , расположено в нижнем правом квадранте. Некоторые механизмы набора допускают использование физических механизмов блокировки для предотвращения несанкционированного использования. Замок может быть неотъемлемой частью самого телефона или отдельным устройством, вставленным через отверстие для пальца, ближайшее к упору для пальца, чтобы предотвратить вращение циферблата.
Скорость возврата циферблата в исходное положение контролируется регулятором — механическим регулирующим устройством, которое обеспечивает постоянную частоту электрических импульсов циферблата.
В Соединенных Штатах два основных циферблатных механизма появились в инженерных лабораториях крупнейших производителей: Western Electric Company для Bell System и Automatic Electric Company .
Циферблат Western Electric имел прямозубые шестерни для приведения в действие регулятора, поэтому ось регулятора была параллельна валу циферблата. Вал регулятора Automatic Electric был параллелен плоскости циферблата под прямым углом к валу циферблата. Вал регулятора имел червячную передачу , в которой, что очень нетипично, шестерня приводила в движение червяк. Червяк, тщательно отполированный, имел экстремальный шаг с зубьями примерно под углом 45° к его оси. Это было то же самое, что и передача для вентилятора ограничения скорости в традиционных музыкальных шкатулках. Регулятор Western Electric представлял собой чашу, окружающую подпружиненные поворотные грузы с фрикционными накладками. Регулятор Automatic Electric имел грузы в середине изогнутых пружин, изготовленных из полосовой стали. Когда он ускорялся после того, как циферблат был отпущен, грузы перемещались наружу, стягивая концы своих пружин вместе. Пружины были закреплены на воротнике на валу с одного конца и на ступице скользящего тормозного диска с другого конца. На скорости тормозной диск соприкасался с фрикционной накладкой. Этот регулятор был похож на тот, что использовался в пружинных заводных проигрывателях виниловых пластинок начала XX века.
Оба типа имели пружинные муфты для управления своими регуляторами. При закручивании возвратной пружины диска эти муфты отсоединялись, чтобы диск мог быстро вращаться. Когда диск отпускался, пружина муфты плотно обхватывалась, чтобы управлять регулятором.
При заводе циферблата пружинно-центрированная собачка на циферблате Western Electric смещалась от центра, когда приводилась в движение кулачком на валу циферблата. Зубцы на этом кулачке были разнесены на тот же угол, что и расстояние между отверстиями циферблата. При заводе собачка смещалась от центра в сторону от нормально замкнутых импульсных контактов. Когда циферблат отпускали, зубцы кулачка перемещали собачку в другую сторону, чтобы разомкнуть и освободить контакты циферблата. В автоматическом электрическом циферблате импульсный кулачок и регулятор приводились в действие муфтой с витой пружиной, когда циферблат возвращался. При заводе эта муфта разъединяла и кулачок, и регулятор.
Ранние циферблаты работали посредством прямого или прямого вращательного действия. Импульсы генерировались, когда циферблат поворачивался к положению остановки пальца. Когда движение руки пользователя было хаотичным, это могло привести к неправильной цифре. В конце 19 века циферблат был усовершенствован для работы автоматически с помощью возвратной пружины. Пользователь выбирал цифру, которую нужно было набрать, поворачивал циферблат до положения остановки пальца, затем отпускал его. Пружина заставляла циферблат вращаться обратно в исходное положение, в течение которого постоянная скорость поддерживалась центробежным регулятором .
Циферблаты на пользовательских станциях обычно выдавали импульсы с частотой десять импульсов в секунду (PPS), в то время как циферблаты на пультах операторов на перекрестных или электронных коммутаторах часто выдавали импульсы с частотой 18 PPS.
Регулятор с вращающимся циферблатом подвержен износу и старению и может потребовать периодической очистки, смазки и регулировки техническим специалистом. На видео зеленый светодиод показывает импульсные импульсы циферблата, а красный светодиод показывает ненормальную функцию контакта циферблата.
Ненормальные контакты обычно выполняют две дополнительные функции. Они могут реализовывать шунт через цепь передатчика и индукционную катушку, чтобы максимизировать импульсный сигнал набора номера, устраняя все внутренние сопротивления телефонного аппарата. Другая функция — закорачивать или прерывать телефонную трубку во время набора номера, чтобы предотвратить слышимый пользователем телефона щелкающий шум.
Некоторые телефоны включают в себя небольшой циферблат, встроенный в трубку, с подвижным упором для пальца. Пользователь вращает циферблат по часовой стрелке, пока упор для пальца не перестанет двигаться, затем отпускает оба. В этой конструкции отверстия простираются по всей окружности циферблата, позволяя уменьшить диаметр. Это было введено компанией Western Electric на компактном телефоне Trimline , первом, который разместил циферблат в трубке. В Испании такие телефоны производились для CTNE ( Compañía Telefónica Nacional de España ) на заводе «CITESA» в Малаге , получив название «Góndola» из-за своей особой формы. Испанские аппараты Góndola с самого начала были оснащены серией красных светодиодов, подключенных к линии, что позволяло подсвечивать циферблат («диско» по-испански) во время набора номера. Для этого светодиод был соединен антипараллельным стабилитроном , чтобы позволить постоянному току проходить даже при обратной полярности линии. В случае переполюсовки линии светодиод не загорался, но телефон все равно работал. Светодиод и стабилитрон были помещены в один корпус для простоты сборки при производстве.
В Соединенном Королевстве буква «O» сочеталась с цифрой «0», а не с цифрой «6». В крупных городах семизначные номера включали три буквы для названия биржи, за которыми следовали четыре цифры.
До 1960 года австралийские дисковые телефоны имели соответствующую букву каждого номера, напечатанную на бумажном диске в центре пластины, с пространством, где абонент мог добавить номер телефона. Бумага была защищена прозрачным пластиковым диском, удерживаемым на месте формой удерживающего кольца , которое также служило для размещения диска радиально. Австралийское отображение букв в цифры было A=1, B=2, F=3, J=4, L=5, M=6, U=7, W=8, X=9, Y=0, поэтому телефонный номер BX 3701 на самом деле был 29 3701. Когда Австралия около 1960 года перешла на полностью цифровые телефонные диски, мнемоническим приемом, помогающим людям ассоциировать буквы с цифрами, было предложение: «All Big Fish Jump Like Mad Under Water eXcept Yabbies ».
Буквенное обозначение телефонных станций кириллическими буквами (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И, К, Л для каждой из цифр от 1 до 0 соответственно) также использовалось в течение короткого периода в Советском Союзе в 1950-х и 1960-х годах, но к следующему десятилетию эта практика была в значительной степени прекращена. [8] [9]
Буквенные коды использовались не во всех странах Восточной Европы.
Остатки этих различий можно найти в номерах экстренных служб, используемых в разных странах; Соединенное Королевство выбрало 999 из-за простоты преобразования номеров телефонов для совершения бесплатных звонков. «0» для оператора уже был бесплатным, а кулачок, который удалял шунт на линии, когда диск поворачивался в положение «0», мог быть изменен для включения соседней цифры «9» (и «8», если требовалось), так что звонки на «0» и «999» можно было совершать, не вставляя монеты. В Новой Зеландии был выбран 111 , потому что новозеландские обратные номера заставляют каждую цифру «1» отправлять 9 импульсов в центральный офис/телефонную станцию (как «9» в Великобритании), что позволяет использовать британское телефонное оборудование с полки.
Помимо десяти цифр на лицевой панели часто печатаются буквы, соответствующие каждой позиции.
В Северной Америке традиционные циферблаты имеют буквенные коды, отображаемые с цифрами под отверстиями для пальцев в следующем порядке: 1, 2 ABC, 3 DEF, 4 GHI, 5 JKL, 6 MNO, 7 PRS, 8 TUV, 9 WXY и 0 (иногда Z) Оператор. Буквы были связаны с номерами набора для представления названий телефонных станций в сообществах, которым требовалось несколько центральных офисов. Например, «RE7-3456» представляло «REgent 7-3456».
В 1917 году WG Blauvelt из AT&T разработал схему комбинации букв, назначенных каждой цифре, которая стала стандартом в Северной Америке. Крупным городам, таким как Нью-Йорк, в конечном итоге потребовался семизначный телефонный номер. Некоторые тесты в начале 1900-х годов показали, что кратковременная память многих людей недостаточна для семи цифр, что приводило к ошибкам при наборе номера (документация по этим тестам утеряна). [ необходима цитата ] Поскольку в крупных городах в течение многих лет существовали как ручные, так и автоматические телефонные станции, номера для ручных или автоматических телефонных станций использовали тот же формат, который можно было либо произнести, либо набрать. [10]
В конце 1940-х годов телефоны были переработаны, и цифры и буквы стали отображаться на кольце снаружи колесика, чтобы обеспечить лучшую видимость. [11]
Даже после перехода на набор номера DTMF с кнопочными клавиатурами в большинстве областей, телефоны с импульсным набором продолжали выпускаться в течение некоторого времени, даже с клавиатурами для набора номера, для использования с некоторыми частными системами АТС. [12] [ не удалось проверить ] Некоторые из них можно отличить визуально по отсутствию клавиш с символами # и * . Некоторые телефоны могут иметь возможность выбора импульсного набора или набора DTMF.
