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 Bell System 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. Другие многочастотные системы также используются для сигнализации на соединительных линиях телефонной сети.
До разработки DTMF телефонные номера набирались пользователями с помощью сигнализации разъединения шлейфа (LD), более известной в США как импульсный набор (импульсный набор, DP). Он функционирует путем прерывания тока в локальной сети 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 сигнализации.
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 операторы междугородной 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». [3] Чтобы потребительские телефоны не мешали маршрутизации на основе MF и переключению между центрами телефонной коммутации, частоты DTMF отличаются от всех ранее существовавших протоколов сигнализации MF между центрами коммутации: MF/R1, R2 , CCS4, CCS5. и другие, которые позже были заменены цифровой сигнализацией SS7 . DTMF был известен в системе Bell под торговой маркой Touch-Tone . Этот термин был впервые использован компанией 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. [4] 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 вещателями кабельного телевидения в качестве сигнальных тонов для обозначения времени начала и окончания местных коммерческих точек вставки во время перерывов в работе станций в интересах кабельных компаний. [5] До тех пор, пока в 1990-х годах не было разработано внеполосное сигнальное оборудование, быстрые, неподтвержденные последовательности тонов DTMF можно было услышать во время рекламных пауз на кабельных каналах в США и других странах. [ нужна цитата ] Раньше наземные телевизионные станции использовали тональные сигналы DTMF для управления удаленными передатчиками. [6] В IP-телефонии сигналы DTMF также могут доставляться как внутриполосные, так и внеполосные тональные сигналы, [7] или даже как часть протоколов сигнализации, [8] при условии, что обе конечные точки согласовывают общий подход к принятию.
Телефонная клавиатура 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 в некоторых приложениях присутствует четвертый столбец. Нажатие клавиши отправляет комбинацию частот строки и столбца. Например, клавиша 1 создает наложение низкого тона частотой 697 Гц и высокого тона 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.
Инженеры предполагали, что телефоны будут использоваться для доступа к компьютерам и системам автоматического реагирования. [10] Они консультировались с компаниями, чтобы определить требования. Это привело к добавлению числового знака (#, «фунт» или «ромб» 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 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 .
Телефонная система AUTOVON Вооруженных сил США использовала сигналы A, B, C и D для утверждения определенных уровней привилегий и приоритета при совершении телефонных звонков. [11] 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 цитация ] Сигналы используются в радиотелефонных патчах и операциях ретранслятора, чтобы позволить, среди прочего, управлять ретранслятором при подключении к активной телефонной линии. [ нужна цитата ]
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 цитата ]
Сигнальные сигналы DTMF также можно услышать в начале или в конце некоторых предварительно записанных видеокассет VHS . [12] 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).
Первоначально DTMF декодировался настроенными банками фильтров . К концу 20 века цифровая обработка сигналов стала преобладающей технологией декодирования. Алгоритмы декодирования DTMF обычно используют алгоритм Герцеля , хотя было показано, что применение МУЗЫКИ (алгоритма) для декодирования DTMF превосходит Герцеля и является единственной возможностью в случаях, когда количество доступных выборок ограничено. [13] 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. относительно друг друга ( поворот ). [14]
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 . [15] Многочастотная сигнализация Bell использовалась устройствами синего ящика .
Некоторые ранние модемы были основаны на частотах тонального набора, например модемы в стиле Bell 400. [9]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )Сигнальные сигналы
: в течение четырех (4) месяцев после Даты запуска Сеть должна доставлять 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.
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 офисам
NWS
для дальнейшего распространения.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )[1]