Кнопочный телефон — это телефон , имеющий кнопки или клавиши для набора телефонного номера, в отличие от дискового набора, использовавшегося в более ранних телефонах.
Компания Western Electric еще в 1941 году экспериментировала с методами использования механически активируемых язычков для создания двух тонов для каждой из десяти цифр, и к концу 1940-х годов такая технология была испытана в полевых условиях в системе коммутации Crossbar № 5 в Пенсильвании. [1] [2] В то время эта технология оказалась ненадежной, и только после изобретения транзистора технология кнопочного набора стала практичной. 18 ноября 1963 года, примерно после трех лет тестирования клиентами, Bell System в Соединенных Штатах официально представила технологию двухтонального многочастотного набора (DTMF) под своей зарегистрированной торговой маркой Touch-Tone . [ требуется ссылка ] В течение следующих нескольких десятилетий тональный набор заменил традиционную технологию импульсного набора и в конечном итоге стал всемирным стандартом для телекоммуникационной сигнализации.
Хотя DTMF был движущей технологией, реализованной в кнопочных телефонах, некоторые производители телефонов использовали кнопочные клавиатуры для генерации импульсного набора . До появления телефонных аппаратов с тональным набором Bell System иногда использовала термин кнопочный телефон для обозначения телефонов с клавишной системой, которые представляли собой телефоны с дисковым набором номера, также имевшие набор кнопок для выбора одной из нескольких телефонных схем или для активации других функций. Цифровые кнопочные телефоны были представлены с принятием технологии интегральных схем ( ИС) металл-оксид-полупроводник (МОП) в начале 1970-х годов с такими функциями, как хранение телефонных номеров (как в телефонном справочнике ) на микросхемах памяти МОП для быстрого набора .
Концепция кнопок в телефонии возникла около 1887 года с устройством, называемым микрокнопкой телефона, но это не была автоматическая система набора номера, как ее понимали позже. Такое использование даже предшествовало изобретению вращающегося диска Элмоном Брауном Строуджером в 1891 году. [3] Bell System в Соединенных Штатах полагалась на ручное коммутируемое обслуживание до 1919 года, когда она изменила свои решения и приняла автоматическое переключение набора номера. Введение в 1951 году прямого набора номера потребовало автоматической передачи набранных номеров между удаленными станциями, что привело к использованию внутриполосной многочастотной сигнализации в сети Long Lines, в то время как отдельные местные абоненты продолжали набирать номер, используя стандартные импульсы. [ необходима цитата ]
По мере того, как прямой набор расстояния распространялся на все большее число сообществ, местные номера (часто четырех-, пяти- или шестизначные) были расширены до стандартизированных семизначных названий телефонных станций. Междугородный звонок в другой районный код состоял из одиннадцати цифр, включая первую 1. В 1950-х годах AT&T провела обширные исследования в области разработки и эффективности продукции и пришла к выводу, что набор с помощью кнопок предпочтительнее, чем дисковый набор. [4]
После первоначальных испытаний клиентами в Коннектикуте и Иллинойсе, примерно четверть центрального офиса в Финдли, штат Огайо, была оборудована в 1960 году регистраторами тонального набора для первого коммерческого внедрения кнопочного набора, начавшегося 1 ноября 1960 года. [5] [6]
В 1962 году телефоны с тональным набором, а также другие новинки компании Bell, такие как портативные пейджеры, были представлены публике для опробования в павильоне Bell Systems на Всемирной выставке в Сиэтле.
22 апреля 1963 года президент Джон Ф. Кеннеди начал обратный отсчет времени до открытия Всемирной выставки 1964 года, набрав «1964» на кнопочном телефоне в Овальном кабинете, запустив «хитроумное устройство, которое будет отсчитывать секунды до открытия». [7] 18 ноября 1963 года первая электронная кнопочная система с кнопочным набором была предложена Bell Telephone клиентам в городах Карнеги и Гринсбург , штат Пенсильвания , в районе Питтсбурга , [4] [8] после того, как система DTMF тестировалась в течение нескольких лет в нескольких местах, включая Гринсбург. Этот телефон, Western Electric 1500 , имел всего десять кнопок. В 1968 году его заменила двенадцатикнопочная модель 2500 , добавив звездочку (*) и клавишу октоторпа или решетки (#). [9] Использование тонов вместо импульсов набора номера в значительной степени опиралось на технологию, уже разработанную для сетей дальней связи , хотя при развертывании тонального набора в 1963 году был принят другой набор частот для двухтональной многочастотной сигнализации . [ необходима цитата ]
Хотя кнопочные телефоны с тональным набором дебютировали для широкой публики в 1963 году, дисковые телефоны все еще были распространены в течение многих лет. Продажи телефонов с тональным набором набрали обороты в 1970-х годах, [10] хотя большинство телефонных абонентов все еще имели дисковые телефоны, которые в Bell System той эпохи арендовались у телефонных компаний, а не принадлежали им напрямую. [11] Принятие кнопочных телефонов было стабильным, но потребовалось много времени, чтобы они появились в некоторых областях. [12] Сначала кнопочные телефоны в основном принимали предприятия. [13]
Система тонального набора требовала дополнительного оборудования на телефонной станции для декодирования тонов. Однако большинство телефонных станций в начале 1970-х годов поддерживали только импульсный набор на основе системы коммутаторов Strowger , ограничивая телефоны с тональным набором только некоторыми частными телефонными станциями (PBX). Позднее преобразователи тонального набора в импульсный были добавлены к группам поиска линии в офисах Step by Step, чтобы позволить некоторым абонентам использовать наборы DTMF. Британские компании Pye TMC , Marconi-Elliott и GEC разработали новую технологию цифрового кнопочного телефона, основанную на технологии микросхемы металл-оксид-полупроводник (МОП) . Ее называли по-разному: «МОП-телефон», «кнопочный телефонный чип» и «телефон на чипе ». Она использовала логику МОП-интегральной схемы (МОП-ИС) с тысячами МОП-транзисторов на чипе для преобразования ввода с клавиатуры в импульсный сигнал. Это позволило использовать кнопочные телефоны с импульсным набором на большинстве телефонных станций. [14] [15]
Технология MOS-телефонии привнесла новую функцию в кнопочные телефоны: использование микросхем памяти MOS для хранения телефонных номеров , которые затем можно было использовать для быстрого набора одним нажатием кнопки. [14] [15] [16] Это было продемонстрировано в Соединенном Королевстве компаниями Pye TMC, Marconi-Elliot и GEC в 1970 году. [14] [15] В период с 1971 по 1973 год Bell Laboratories в Соединенных Штатах объединили технологию MOS с технологией тонального набора, чтобы разработать кнопочный MOS-телефон с тональным набором, названный телефоном «Touch-O-Matic», который мог хранить до 32 телефонных номеров в электронном телефонном справочнике, хранящемся на микросхемах памяти . Это стало возможным благодаря низкой стоимости, низким требованиям к мощности, небольшому размеру и высокой надежности МОП-транзисторов, более 15 000 из которых содержались на десяти микросхемах, включая одну микросхему для логических функций (таких как регистры сдвига и счетчики ), одну для интерфейса набора номера с клавиатуры и восемь для хранения памяти. [17] К 1979 году телефоны с тональным набором стали набирать популярность, [18] но только в 1980-х годах большинство клиентов владели кнопочными телефонами у себя дома; к 1990-м годам их было подавляющее большинство. [ необходима цитата ]
Некоторые АТС больше не поддерживают импульсный набор [ ненадежный источник? ] [12] или взимают с немногих оставшихся пользователей импульсного набора более высокую ежемесячную плату за тональный набор [19] , поскольку дисковые телефоны становятся все более редкими. [20] [21] [22] Дисковые телефоны несовместимы с некоторыми современными телефонными функциями, включая интерактивные системы голосового ответа , хотя энтузиасты могут адаптировать импульсные телефоны с помощью преобразователя импульса в тон. Большинство, но не все аналоговые телефонные адаптеры VoIP (ATA) поддерживают только набор DTMF. [ необходима ссылка ]
Международный стандарт телефонной сигнализации использует двухтональную многочастотную (DTMF) сигнализацию, более известную как тональный набор. Она заменила старую и более медленную систему импульсного набора . [23] [24] Формат с кнопкой также используется для всех сотовых телефонов , [18] но с внеполосной сигнализацией набранного номера. [ необходима цитата ]
Система тонального набора использует звуковые тоны для каждой из цифр от нуля до девяти. Позже это было расширено двумя клавишами, помеченными звездочкой (*) и знаком решетки или решётки (#), чтобы представлять 11-й и 12-й сигналы DTMF. Эти сигналы включают различные дополнительные услуги и контролируемые клиентом функции вызова. [4] [25]
Стандарт DTMF назначает определенные частоты для каждого столбца и ряда кнопок на телефонной клавиатуре ; столбцы на кнопочной панели имеют более высокие частоты, а ряды имеют более низкие частоты в слышимом диапазоне. При нажатии кнопки наборный диск генерирует комбинированный сигнал двух частот для выбранного ряда и столбца, двухтональный сигнал, который передается по телефонной линии на телефонную станцию. [4]
Когда технология DTMF была анонсирована, она не была сразу доступна на всех коммутационных системах. Линии абонентов, запрашивающих эту функцию, часто приходилось перемещать со старых коммутаторов, которые поддерживали только импульсный набор, на более новую перекрестную систему или позже на электронную коммутационную систему , требующую назначения нового телефонного номера, который оплачивался по более высокой ежемесячной ставке. Абоненты общественных телефонных офисов часто обнаруживали, что услуга изначально недоступна, поскольку эти деревни обслуживались одной автоматической АТС, часто пошагово , а обслуживание от иностранной АТС было непрактично дорогим. Служба сельской партийной линии обычно основывалась на механическом коммутационном оборудовании, которое не поддавалось модернизации. [ необходима цитата ]
Хотя преобразователь тон-импульс мог быть установлен на любой существующей механической офисной линии с использованием технологии 1970-х годов, его скорость была бы ограничена скоростью импульсного набора. [26] [27] Новые коммутаторы центрального офиса были обратно совместимы с дисковым набором. [ необходима цитата ]
Стандартная раскладка клавиш на кнопочном телефоне была результатом исследований отдела инженерии человека в Bell Laboratories в 1950-х годах под руководством психолога южноафриканского происхождения Джона Элиаса Карлина (1918–2013), который ранее был ведущим сторонником введения набора всех номеров в Bell System. Это исследование привело к разработке клавиатуры DTMF , которая располагала кнопки в 12 позициях в прямоугольном массиве 3 на 4 позиции, а клавиши 1, 2 и 3 располагались в верхнем ряду для наиболее точного набора. [28] Остальные цифры занимали нижние ряды в последовательности слева направо; 0, однако, был помещен в центр четвертого ряда, при этом опуская нижние левые и нижние правые позиции. [ необходима цитата ]
Раскладка клавиатуры DTMF порвала с традицией, установленной в кассовых аппаратах (и позднее принятой в калькуляторах и компьютерах), когда меньшие цифры располагались внизу. [29] Это произошло из-за исследования, проведенного Bell Labs с использованием испытуемых, незнакомых с клавиатурами. Сравнивая различные раскладки, включая двухрядную, двухколоночную и круговую конфигурации, исследование пришло к выводу, что, хотя между любыми из раскладок было мало различий в скорости или точности, теперь знакомое расположение с 1 наверху было оценено наиболее благоприятно. [30]
Инженеры предполагали, что телефоны будут использоваться для доступа к компьютерам, и опрашивали бизнес-клиентов на предмет возможного использования. Это привело к добавлению знака номера (#, фунт или ромб в этом контексте, хэш , квадрат или ворота в Великобритании и октоторп первоначальными инженерами) и клавиш звездочки или звезды (*) в 1969 году. [ необходима цитата ] Позже клавиши хэш и звездочки использовались в вертикальных служебных кодах , таких как *67 для подавления идентификатора вызывающего абонента в Bell System. [ необходима цитата ]
В военных телефонных системах были определены четыре дополнительных сигнала (A, B, C, D) для сигнализации о приоритете вызова. [ необходима цитата ]
Исторически сложилось так, что не все кнопочные телефоны использовали технологию набора номера DTMF. Некоторые производители реализовали импульсный набор с помощью кнопочных клавиатур, и даже Western Electric выпустила несколько моделей телефонов с кнопочной клавиатурой, которая также могла выдавать традиционные импульсы набора. Иногда режим выбирался пользователем с помощью переключателя на телефоне. Кнопочные клавиатуры с импульсным режимом обычно сохраняли последовательность набранных номеров в регистре-сборнике цифр, чтобы обеспечить быстрый набор для пользователя. Некоторые кнопочные телефоны с импульсным набором допускают импульсный набор с удвоенной скоростью. Они допускают еще более быстрый импульсный набор на станциях, которые распознают импульсный набор с удвоенной скоростью. [ необходима цитата ]
Поскольку телефонные компании продолжали взимать дополнительную плату за тональный набор номера даже после того, как перестало существовать какое-либо техническое обоснование, [31] кнопочный телефон с возможностью импульсного набора номера предоставил пользователю возможность воспользоваться удобством набора номера с помощью кнопок, не внося дополнительную плату за тональный набор номера. [ необходима цитата ]
В 1950-х годах голландский концерн электроники Philips разработал метод сигнализации постоянного тока (DC) для набора телефонных номеров, для использования в системе частных телефонных станций (PBX) UB-49. Кнопочная панель набора номера использовала расположение полупроводниковых диодов для создания определенной последовательности состояний полярности для каждой набранной цифры между двумя линейными проводниками и заземлением, которые анализировались в станции с помощью релейной логики. [32]
В 1968 году система была использована в Великобритании, в качестве небольшого отклонения от стандартов, когда Главное почтовое отделение (GPO) представило первый кнопочный телефон британского производства — GPO 726 (серия Ericsson N2000). [33] [34]
Электроника в кнопочных телефонах может обеспечивать несколько функций удобства использования, таких как повторный набор последнего номера и сохранение часто вызываемых номеров. Некоторые модели телефонов поддерживают дополнительные функции, такие как извлечение информации и данных или ввод кода и PIN-кода . [35]
Большинство аналоговых телефонных адаптеров для интернет -телекоммуникаций ( VoIP ) распознают и транслируют DTMF-тоны, но игнорируют импульсы набора номера, проблема, которая также существует для некоторых систем PBX . Как и сотовые телефоны, телефоны, предназначенные для передачи голоса по IP, используют внеполосную сигнализацию для отправки набранного номера. [ необходима цитата ]
