Двухтональная многочастотная сигнализация ( DTMF ) — это система телекоммуникационной сигнализации, использующая полосу тональных частот по телефонным линиям между телефонным оборудованием и другими устройствами связи и коммутационными центрами . [1] DTMF был впервые разработан в Bell System в Соединенных Штатах и стал известен под торговой маркой Touch-Tone для использования в кнопочных телефонах, поставляемых телефонным клиентам, начиная с 1963 года. DTMF стандартизирован как Рекомендация МСЭ-Т Q.23. [2] Он также известен в Великобритании как MF4 .
Тональный набор с помощью телефонной клавиатуры постепенно заменил использование дисковых наборных дисков и стал отраслевым стандартом в телефонии для управления автоматизированным оборудованием и оповещения о намерениях пользователя. [3] Другие многочастотные системы также используются для сигнализации на соединительных линиях в телефонной сети.
До развития DTMF телефонные номера набирались пользователями с помощью сигнализации с отключением шлейфа (LD), более известной в Соединенных Штатах как импульсный набор (dial impulse, DP). Он работает путем прерывания тока в местной линии между телефонной станцией и телефоном вызывающей стороны с точной скоростью с помощью переключателя в телефоне, который управляется поворотным диском , когда он вращается обратно в свое исходное положение после поворота на каждый нужный номер. Оборудование станции реагирует на импульсы набора либо напрямую, управляя реле, либо сохраняя номер в цифровом регистре, который записывает набранный номер. Физическое расстояние, на котором был возможен этот тип набора, было ограничено электрическими искажениями и было возможно только на прямых металлических соединениях между конечными точками линии. Для совершения звонков на большие расстояния требовалась либо помощь оператора, либо предоставление специального оборудования для набора абонентских линий . Операторы использовали более ранний тип многочастотной сигнализации.
Многочастотная сигнализация ( MF ) представляет собой группу методов сигнализации, которые используют смесь двух чистых тонов (чистая синусоида ). Различные протоколы сигнализации MF были разработаны Bell System и CCITT . Самые ранние из них были для внутриполосной сигнализации между коммутационными центрами, где междугородные телефонные операторы использовали 16- значную клавиатуру для ввода следующей части телефонного номера назначения, чтобы связаться со следующим нижестоящим междугородным телефонным оператором. Эта полуавтоматическая сигнализация и коммутация оказались успешными как по скорости, так и по экономической эффективности. Основываясь на этом предыдущем успехе с использованием MF специалистами для установления междугородних 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 связи.
AT&T описала продукт как «метод кнопочной сигнализации с клиентских станций с использованием пути передачи голоса». [4] Чтобы предотвратить помехи телефонов потребителей в маршрутизации на основе MF и коммутации между телефонными коммутационными центрами, 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 во всей Bell System под торговой маркой Touch-Tone . Термин был впервые использован AT&T в торговле 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 торговой маркой 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 называли функцию тонального набора Touch-Tone или DTMF . Automatic Electric (GTE) называли это «Touch-calling» в своем маркетинге. Другие торговые наименования, такие как Digitone, использовались Northern Electric Company в Канаде.
Как метод внутриполосной сигнализации , сигналы DTMF также использовались кабельными телевизионными вещателями в качестве тональных сигналов для указания времени начала и окончания местных точек вставки рекламы во время перерывов на станции в интересах кабельных компаний. [6] До тех пор, пока в 1990-х годах не было разработано оборудование для внеполосной сигнализации , во время рекламных пауз кабельных каналов в Соединенных Штатах и других странах можно было услышать быстрые, неподтвержденные последовательности тонов DTMF. [ требуется ссылка ] Ранее наземные телевизионные станции использовали тоны DTMF для управления удаленными передатчиками. [7] В IP-телефонии сигналы DTMF также могут передаваться как внутриполосные или внеполосные тоны, [8] или даже как часть протоколов сигнализации, [9] при условии, что обе конечные точки согласятся на общий подход к принятию.
Клавиатура телефона DTMF 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 для некоторых приложений присутствует четвертый столбец. Нажатие клавиши посылает комбинацию частот строки и столбца. Например, клавиша 1 производит наложение низкого тона 697 Гц и высокого тона 1209 Гц. Первоначальные конструкции кнопок использовали рычаги, позволяющие каждой кнопке активировать один контакт строки и одного столбца. Тоны декодируются коммутационным центром для определения клавиш, нажатых пользователем.
Инженеры предполагали, что телефоны будут использоваться для доступа к компьютерам и автоматизированным системам реагирования. [11] Они консультировались с компаниями, чтобы определить требования. Это привело к добавлению знака номера (#, ''pound'' или «diamond» в данном контексте, «hash», «square» или «gate» в Великобритании и « octothorpe » у первоначальных инженеров) и клавиш звездочки или «звездочки» (*), а также группы клавиш для выбора меню: A, B, C и D. В конце концов, буквенные клавиши были исключены из большинства клавиатур, и прошло много лет, прежде чем двухсимвольные клавиши стали широко использоваться для вертикальных сервисных кодов, таких как *67 в Соединенных Штатах и Канаде, чтобы скрыть идентификатор вызывающего абонента .
Общественные таксофоны , принимающие кредитные карты, используют эти дополнительные коды для отправки информации с магнитной полосы .
Телефонная система AUTOVON Вооруженных сил США использовала сигналы A, B, C и D для утверждения определенных уровней привилегий и приоритета при совершении телефонных звонков. [12] Приоритет все еще является особенностью военных телефонных сетей, но с использованием комбинаций цифр. Например, ввод 93 перед номером является приоритетным вызовом.
Современное использование сигналов A, B, C и D редко встречается в телефонных сетях и предназначено исключительно для управления сетью. Например, A используется в некоторых сетях для циклического переключения по списку операторов. [ необходима цитата ] Сигналы используются в операциях радиотелефонного соединения и ретранслятора, чтобы, среди прочего, управлять ретранслятором при подключении к активной телефонной линии. [ необходима цитата ]
Сигналы *, #, A, B, C и D по-прежнему широко используются во всем мире радиолюбителями и коммерческими системами двусторонней радиосвязи для управления оборудованием, управления ретрансляторами, удаленных базовых операций и некоторых систем телефонной связи. [ необходима ссылка ]
Сигнальные тоны DTMF также могут быть слышны в начале или конце некоторых предварительно записанных видеокассет VHS . [13] Информация о мастер-версии видеокассеты закодирована в тонах DTMF. Закодированные тоны предоставляют информацию для автоматических копировальных машин, такую как формат, продолжительность и уровни громкости, чтобы скопировать оригинальное видео как можно точнее.
Тоны DTMF используются в некоторых системах идентификации вызывающего абонента для передачи информации об идентификаторе вызывающего абонента. В США эта функция выполняется с помощью модулированной частотной манипуляции (FSK) Bell 202 .
Первоначально DTMF декодировался настроенными банками фильтров . К концу 20-го века цифровая обработка сигналов стала преобладающей технологией для декодирования. Алгоритмы декодирования DTMF обычно используют алгоритм Герцеля , хотя было показано, что применение MUSIC (алгоритма) к декодированию DTMF превосходит Герцеля и является единственной возможностью в случаях, когда количество доступных образцов ограничено. [14] Поскольку сигналы DTMF часто передаются внутри полосы с голосом или другими аудиосигналами, присутствующими одновременно, определение сигнала DTMF включает строгие ограничения по времени (минимальная длительность и межцифровой интервал), отклонения частоты, гармоники и амплитудное соотношение двух компонентов по отношению друг к другу ( твист ). [15]
Национальные телефонные системы определяют другие тоны, 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 тоны прохождения вызова часто также состоят из нескольких частот и стандартизированы в каждой стране. Bell System определила их в Precise Tone Plan . [16] Многочастотная сигнализация Bell использовалась устройствами blue box .
Некоторые ранние модемы были основаны на тональных частотах, например, модемы типа Bell 400. [10]
Портал телефонов
{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)Сигнальные сигналы
: в течение четырех (4) месяцев после Даты запуска Network должна предоставить Сигнал со стандартными для отрасли
сигнальными сигналами DTMF
для вставки максимум двенадцати (12) минут в час коммерческого рекламного времени. Пока такие сигнальные сигналы не будут доставлены или в любое время после этого по запросу DISH, DISH может доставить все или часть своего Рекламного распределения в Network по FTP или курьером за счет и исключительно для Network, и Network должна вставить такое Рекламное распределение за счет и исключительно для Network.
Двухтональная многочастотная связь
: Общество инженеров кабельного телевидения (SCTE) сообщило, что многие кабельные системы установили двухтональное многочастотное сигнальное оборудование (DTMF) между кабельной системой и местными должностными лицами для использования при передаче экстренной информации в рамках местного соглашения о франшизе. SCTE рекомендовало включить декодирование DTMF в новое оборудование, поскольку оно уже используется многими кабельными системами. 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 получать доступ к оборудованию EAS на кабельных головных станциях. Экстренные сообщения в протоколе EAS также будут доступны местным вещательным станциям и офисам
NWS
для дальнейшего распространения.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )