Dual-tone multi-frekvens signalering- Dual-tone multi-frequency signaling
Dual-tone multi-frequency signalering ( DTMF ) er et telekommunikationssignalsystem , der bruger stemmefrekvensbåndet over telefonlinjer mellem telefonudstyr og andre kommunikationsenheder og switchcentre . DTMF blev først udviklet i Bell System i USA og blev kendt under varemærket Touch-Tone til brug i trykknapper, der blev leveret til telefonkunder, begyndende i 1963. DTMF er standardiseret som ITU-T anbefaling Q.23. Det er også kendt i Storbritannien som MF4 .
Touch-Tone-systemet ved hjælp af et telefonens tastatur erstattede gradvist brugen af drejeknap og er blevet branchestandarden for fastnet- og mobiltjenester. Andre flerfrekvenssystemer bruges til intern signalering inden for telefonnetværket.
Signalering af flere frekvenser
Før udviklingen af DTMF blev telefonnumre ringet op af brugere med en loop-disconnect (LD) -signalering, mere almindeligt kendt som pulsopkald (opkaldspuls, DP) i USA. Det fungerer ved at afbryde strømmen i det lokale kredsløb mellem telefoncentral og den kaldende parts telefon med en præcis hastighed med en kontakt i telefonen, der betjenes af drejeknappen, mens den drejer tilbage til hvilepositionen efter at have været drejet til hvert ønsket nummer. Udvekslingsudstyret reagerer på opkaldspulserne enten direkte ved betjening af relæer eller ved at lagre nummeret i et cifferregister, der registrerer det opkaldte nummer. Den fysiske afstand, som denne type opkald var mulig for, blev begrænset af elektriske forvrængninger og var kun mulig på direkte metalliske forbindelser mellem slutpunkter på en linje. Opkald over længere afstande krævede enten operatørassistance eller levering af specielt opkaldsopkaldsudstyr til abonnenter . Operatører brugte en tidligere type multifrekvenssignalering .
Multifrekvenssignalering ( MF ) er en gruppe signalmetoder, der anvender en blanding af to lyde med ren tone (ren sinusbølge ). Forskellige MF signaling protokoller blev udformet af Bell System og CCITT . Den tidligste af disse var til in-band- signalering mellem switchingscentre, hvor langdistance telefonoperatører brugte et 16- cifret tastatur til at indtaste den næste del af destinationstelefonnummeret for at kontakte den næste nedstrøms langdistance telefonist. Denne halvautomatiske signalering og skiftning viste sig at være vellykket i både hastighed og omkostningseffektivitet. Baseret på denne tidligere succes med at bruge MF af specialister til at etablere langdistance- telefonopkald , blev DTMF udviklet til slutbrugeren signalering uden bistand fra operatører.
DTMF -systemet anvender et sæt på otte lydfrekvenser, der transmitteres i par til at repræsentere 16 signaler, repræsenteret af de ti cifre, bogstaverne A til D og symbolerne # og * . Da signalerne er hørbare toner i stemmefrekvensområdet, kan de transmitteres gennem elektriske repeatere og forstærkere og over radio- og mikrobølgeforbindelser, hvilket eliminerer behovet for mellemliggende operatører på langdistancekredsløb.
AT&T beskrev produktet som "en metode til trykknapssignalering fra kundestationer ved hjælp af stemmetransmissionsvejen." For at forhindre forbrugertelefoner i at forstyrre den MF-baserede routing og skifte mellem telefonkontaktcentre adskiller DTMF-frekvenser sig fra alle de eksisterende MF-signalprotokoller mellem switchcentre : MF/R1, R2 , CCS4, CCS5 og andre der senere blev erstattet af SS7 digital signalering. DTMF var kendt i hele Bell System af varemærket Touch-Tone . Udtrykket blev først brugt af AT&T i handel den 5. juli 1960 og blev introduceret for offentligheden den 18. november 1963, da den første trykknaptelefon blev gjort tilgængelig for offentligheden. Som moderselskab for Bell Systems havde AT&T varemærket fra 4. september 1962 til 13. marts 1984. Det er standardiseret i ITU-T- anbefaling Q.23 . I Storbritannien er det også kendt som MF4.
Andre leverandører af kompatibelt telefonudstyr kaldet Touch-Tone har toneopkald eller DTMF . Automatic Electric (GTE) omtalte det som "Touch-calling" i deres markedsføring. Andre handelsnavne såsom Digitone blev brugt af Northern Electric Company i Canada.
Som en metode til in-band-signalering blev DTMF-signaler også brugt af kabel-tv- stationer som signaltoner til at angive start- og stoptider for lokale kommercielle indsættelsespunkter under stationspauser til gavn for kabelselskaber. Indtil out-of-band signaludstyr blev udviklet i 1990'erne, kunne hurtige, ikke-anerkendte DTMF-tonesekvenser høres under de kommercielle afbrydelser af kabelkanaler i USA og andre steder. Tidligere brugte jordbaserede tv -stationer DTMF -toner til at styre fjernsendere. I IP-telefoni kan DTMF-signaler også leveres som enten in-band eller out-of-band-toner eller endda som en del af signalprotokoller, så længe begge endepunkter er enige om en fælles tilgang til at anvende.
#, *, A, B, C og D
Ingeniørerne havde forestillet sig, at telefoner skulle bruges til at få adgang til computere og automatiserede responssystemer. De rådførte sig med virksomheder for at fastlægge kravene. Dette førte til tilføjelsen af nummertegnet (#, '' pund '' eller "diamant" i denne sammenhæng, "hash", "firkant" eller "port" i Storbritannien og " octothorpe " "af de originale ingeniører) og stjerne eller "stjerne" (*) taster samt en gruppe af taster til menuvalg: a, B, C og D. i sidste ende blev de lettered nøgler faldt fra de fleste telefoner, og det var mange år før de to symboltaster blev meget udbredt til lodrette servicekoder som *67 i USA og Canada for at undertrykke opkalds -id .
Offentlige telefoner, der accepterer kreditkort, bruger disse ekstra koder til at sende oplysningerne fra magnetstrimlen .
AUTOVON -telefonsystemet i de amerikanske væbnede styrker brugte disse signaler til at hævde visse privilegier og prioritetsniveauer, når de foretog telefonopkald . Forrang er stadig et træk ved militære telefonnetværk, men ved hjælp af talkombinationer. For eksempel er indtastning af 93 før et nummer et prioriteret opkald.
Nutidens brug af signalerne A , B , C og D er sjældne i telefonnetværk og er eksklusive til netværkskontrol. For eksempel bruges nøgle A i nogle netværk til at cykle gennem en liste over transportører. Signalerne bruges i radiotelefon -patch- og repeateroperationer til blandt andet at tillade kontrol af repeateren, mens den er forbundet til en aktiv telefonlinje.
Signalerne *, #, A, B, C og D bruges stadig i vid udstrækning på verdensplan af amatørradiooperatører og kommercielle tovejsradiosystemer til udstyrskontrol, repeaterstyring, fjernbetjening og nogle telefonkommunikationssystemer.
DTMF -signaltoner kan også høres i starten eller slutningen af nogle VHS (Video Home System) kassettebånd. Information om masterversionen af videobåndet er kodet i DTMF -tonen. Den kodede tone giver information til automatiske kopieringsmaskiner, såsom format, varighed og lydstyrkeniveauer, for at kopiere den originale video så tæt som muligt.
DTMF-toner bruges i nogle opkalds-ID- systemer til at overføre opkalds-id-oplysninger, men i USA bruges Bell 202- moduleret frekvensforskydningstastning (FSK) til at overføre dataene.
Tastatur
DTMF -telefonens tastatur er opstillet som en matrix med trykknapper, hvor hver række repræsenterer lavfrekvenskomponenten, og hver kolonne repræsenterer højfrekvenskomponenten i DTMF -signalet. Det almindeligt anvendte tastatur har fire rækker og tre kolonner, men en fjerde kolonne er til stede for nogle applikationer. Ved at trykke på en tast sendes en kombination af række- og kolonnefrekvenserne. For eksempel producerer 1 -tasten en overlejring af en lav tone på 697 Hz og en høj tone på 1209 Hz. Indledende trykknapdesign anvendte håndtag, der gjorde det muligt for hver knap at aktivere en række og en kolonne kontakt. Tonerne afkodes af switchcentralen for at bestemme de taster, der trykkes af brugeren.
| 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 |
Afkodning
DTMF blev oprindeligt afkodet af afstemte filterbanker . I slutningen af det 20. århundrede blev digital signalbehandling den dominerende teknologi til afkodning. DTMF -afkodningsalgoritmer bruger typisk Goertzel -algoritmen . Da DTMF-signalering ofte transmitteres in-band med stemme eller andre lydsignaler til stede samtidigt, omfatter DTMF-signaldefinitionen strenge grænser for timing (minimumsvarighed og interdigit-afstand), frekvensafvigelser, harmoniske og amplitudeforhold mellem de to komponenter mht. hinanden ( twist ).
Andre flerfrekvenssignaler
Nationale telefonsystemer definerer andre toner uden for DTMF -specifikationen, der angiver status for linjer, udstyr eller resultatet af opkald og til kontrol af udstyr til fejlfinding eller service. Sådanne opkaldsfremgangstoner er ofte også sammensat af flere frekvenser og er standardiseret i hvert land. Bell System definerede dem i den præcise toneplan . Bells multifrekvenssignalering blev udnyttet af blå boksenheder.
Nogle tidlige modemer var baseret på touch-tone frekvenser, såsom Bell 400-stil modemer.
Se også
Referencer
Yderligere læsning
- ITUs anbefalinger til implementering af DTMF -tjenester
- Schenker, L (1960), "Pushbutton Calling with a Two-Group Voice-Frequency Code" (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 af design og brug af trykknapper telefonsæt" . 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®) Reference , 2006.
- ITU-T-anbefaling Q.24-Multifrekvent trykknapsignalmodtagelse