Dmtf сигналы: DTMF [АйТи бубен]

DTMF [АйТи бубен]

DTMF (Dual-Tone Multi-Frequency) — тональный набор, тональный сигнал. RFC 2833. DTMF режим определяет как устройство будет посылать тоновые сигналы по VoIP- соединению.

Строго говоря, сигналы многочастотного набора номера (DTMF) -это не что иное, как просто звуковые сигналы, передаваемые по телефонному каналу. При передаче их по цифровой телефонной сети не возникает никаких проблем, так как кодирование при помощи алгоритма G.711 не накладывает никаких ограничений на вид звуковых сигналов — это может быть речь, сигналы модема, или тональные сигналы — все они будут успешно воспроизведены на принимающей стороне.
Узкополосные кодеки, чтобы достичь низких скоростей передачи, используют тот факт, что сигнал, который они кодируют, представляет именно речь. Сигналы DTMF при прохождении через такие кодеки искажаются и не могут быть успешно распознаны приемником на приемной стороне.

Когда пользователю ТфОП нужно ввести какую-то дополнительную информацию в удаленную систему при уже установленном соединении (например, номер дебитной карты или номер пункта меню автоинформатора), необходимо обеспечить возможность надежной передачи DTMF- сигналов через сеть IP- телефонии. В случаях, когда система, взаимодействующая с пользователем, просто задает вопрос и ждет ввода, длительность и момент передачи сигнала не важны. В других случаях система зачитывает пользователю список и просит его нажать, например, кнопку «#», как только он услышит нужную информацию; здесь ситуация более сложная, и необходима более точная привязка ко времени.

Описание фотографии: Клавиатуры на телефонах для систем Autovon использовали все 16 сигналов DTMF. Красные клавиши в четвертом столбце создают события A, B, C и D DTMF.

Существуют два основных метода передачи сигналов DTMF по сетям IP- телефонии.

• Обязательный метод. Специальное сообщение протокола Н.245 (Userlnputlndication) может содержать символы цифр и «*», «#». В данном случае используется надежное Порты TCP. Что такое TCP / IP порт- соединение, так что информация не может быть потеряна. Однако из-за особенностей TCP могут иметь место значительные задержки;

• Нестандартный метод, предложенный Форумом VoIP. Он может быть применен в терминалах H.323 v2 при использовании процедуры FastStart и отсутствии канала Н.245. Для передачи сигналов DTMF открывается специальная RTP- ессия, в которой передаются кодированные значения принятых цифр, а также данные об амплитуде и длительности сигналов. Может быть использована та же сессия, что и для речи, но со специальным типом полезной нагрузки. Использование RTP позволяет привязать DTMF- сигналы к реальному времени, что является важным преимуществом данного метода.

В принципе, первый метод может быть более предпочтительным, однако в случае международных вызовов и при использовании удаленных систем, требующих жесткой привязки ввода пользователя ко времени, может оказаться необходимым применить второй метод.

Шлюзы IP- телефонии должны обязательно подавлять искаженные сигналы DTMF, прошедшие через основной речевой канал. В противном случае, при восстановлении сигналов, о которых была принята информация, могут возникнуть неприятные эффекты наложения и размножения сигналов.

Передача DMTF сигналов в протоколе Описание RFC протокола SIP может быть обеспечена с помощью сообщений INFO или при помощи RTP сообщений, протокола передачи медиаданных. Эти методы определены в документе http://www.ietf.org/rfc/rfc2833.txt — IETF RFC 2833.

Передача DTMF-сигналов по сетям VoIP возможна тремя способами: RFC2833, PCM, SIP INFO.

Следует использовать тот режим, который рекомендован провайдером.

• RFC 2833 отправляет DTMF-тоны в RTP-пакетах UDP-пакетов.

• PCM (Pulse Code Modulation) импульсно-кодовая модуляция сигнала включает DTMF в медиапоток. Наилучший способ при использовании G.711. Кодеки с компрессией (G.729) могут обрезать тоновые сигналы.

• SIP INFO отправляет DTMF-тоны в SIP-сообщениях. Цель использования метода INFO — это предоставление возможности транспортировки информации, используемой в сеансе связи, которая генерируется уже в процессе самого сеанса. Как один из примеров, это передача сообщений, содержащих управляющую информацию, интерфейсов ISUP и ISDN, которым необходимо передавать сигнальную информацию для управления вызовами через телефонную сеть.

• DTMF сигнализация в SIP

AN-1204. DTMF-генератор тональных сигналов на базе Silego GreenPAK SLG46620V

Тональный набор (Dual-tone multi-frequency signaling, DTMF) был разработан компанией Bell Labs в 50-х годах прошлого века для революционного на тот момент времени кнопочного телефона. Для представления и передачи цифровых данных в тоновом режиме используется пара частот (тонов) речевого частотного диапазона. В системе определены две группы из четырех частот, и информация кодируется одновременной передачей двух частот – по одной из каждой группы. Это дает в общей сложности шестнадцать комбинаций для представления шестнадцати разных чисел, символов и букв. В настоящее время DTMF-кодирование используется в широком спектре приложений в области связи и управления, что, например, подтверждается Рекомендацией Q. 23 Международного союза электросвязи (МСЭ).

В данной статье описывается схема тонового DTMF-генератора, воспроизводящего все восемь частот и формирующего результирующий выходной двухтоновый сигнал. Рассматриваемая система была построена на базе микросхемы Silego GreenPAK ™ SLG46620V и операционных усилителей Silego SLG88104V. Выдаваемый результирующий сигнал представляет собой сумму двух частот, определяемых строкой и столбцом телефонной клавиатуры.

Предлагаемая схема использует четыре входа для выбора формируемой комбинации частот. Схема также имеет вход разрешения, который запускает генерацию и определяет продолжительность времени передачи сигнала. Частота выходного сигнала генератора соответствует требованиям стандарта МСЭ для DTMF.

Тоновые DTMF-сигналы

DTMF-стандарт определяет кодирование цифр 0-9, букв A, B, C и D и символов * и # в виде комбинации двух частот. Эти частоты разделены на две группы: группа высоких частот и группа низких частот. В таблице 1 показаны частоты, группы и соответствующие представления символов.

Таблица 1. Кодирование сигналов тоновом режиме DTMF

Частоты были выбраны таким образом, чтобы избежать кратных гармоник. Кроме того, их сумма или разность не дают другой DTMF-частоты. Таким образом, удается избежать гармоник или модуляционных искажений.

В стандарте Q.23 указывается, что погрешность каждой передаваемой частоты должна находиться в диапазоне ± 1,8% от номинального значения, а суммарные искажения (в результате гармоник или модуляции) должны быть на 20 дБ ниже основных частот.

Описанный выше результирующий сигнал может быть описан как:

s(t) = Acos(2?fhight)+ Acos(2?flowt),

где fhigh и flow являются соответствующими частотами из групп высоких и низких частот.

На рисунке 1 показан результирующий сигнал для цифры «1». На рисунке 2 показан частотный спектр, соответствующий данному сигналу.

Рис. 1. Тональный DTMF-сигнал

Рис. 2. Спектр тонального DTMF-сигнала

Длительность DTMF-сигналов может быть различной и зависит от конкретного приложения, в котором используется тональное кодирование. Для наиболее распространенных приложений, значения длительностей, как правило, лежат между ручным и автоматическим набором. В таблице 2 показано краткое описание типовой продолжительности времени для двух типов набора.

Таблица 2. Длительность сигналов при тоновом наборе

Для получения большей гибкости DTMF-генератор, предлагаемый в данном руководстве, снабжен входом разрешения, который используется для старта генерации сигнала и определяет его длительность. При этом продолжительность сигнала равна длительности импульса на входе разрешения.

Аналоговая часть схемы DTMF-генератора

Рекомендация МСЭ Q.23 определяет DTMF-сигналы как аналоговые сигналы, созданные двумя синусоидальными волнами. В предлагаемой схеме DTMF-генератора микросхема Silego GreenPAK SLG46620V генерирует сигналы прямоугольной формы с желаемыми DTMF-частотами. Чтобы получить синусоидальные сигналы необходимой частоты и сформировать результирующий сигнал (сумма двух синусоидальных волн), потребуются аналоговые фильтры и сумматор. По этой причине в данном проекте было решено использовать фильтры и сумматор на базе операционных усилителей SLG88104V.

На рисунке 3 показана структура предлагаемой аналоговой части устройства.

Рис. 3. Схема аналоговой обработки для получения DTMF-сигнала

Для получения синусоидальных сигналов из прямоугольных импульсов используются аналоговые фильтры. После выполнения фильтрации происходит суммирование двух сигналов и формирование желаемого выходного двухтонового DTMF-сигнала.

На рисунке 4 представлен результат преобразования Фурье, используемого для получения спектра прямоугольного сигнала.

Рис. 4. Спектр сигнала прямоугольной формы

Как можно заметить, прямоугольный сигнал содержит только нечетные гармоники. Если представить такой сигнал с амплитудой A в виде ряда Фурье, то он будет иметь следующий вид:

Анализ этого выражения позволяет сделать вывод, что если аналоговые фильтры имеют достаточное затухание для гармоник, то вполне реально получить синусоидальные сигналы с частотой, равной частоте исходного прямоугольного сигнала.

Принимая во внимание допуск на уровень помех, определенный в стандарте Q.23, необходимо обеспечить, чтобы все гармоники были ослаблены на 20 дБ или более. Кроме того, любая частота из группы нижних частот должна сочетаться с любой частотой из группы верхних частот. Учитывая эти требования, были разработаны два фильтра, по одному для каждой группы.

В качестве обоих фильтров использовались низкочастотные фильтры Баттерворта. Затухание фильтра Баттерворта порядка n можно рассчитать как:

A(f)[дБ] = 10 log(A(f)²) = 10log(1+(f/fc)²ⁿ),

где fc — частота среза фильтра, n – порядок фильтра.

Разница в затухании между самой низкой частотой и самой высокой частотой каждой группы может быть не более 3 дБ, поэтому:

A(fHIGHER)[дБ] — A(fLOWER)[дБ] > 3 дБ.

Учитывая абсолютные значения:

A(fHIGHER)² / A(fLOWER)² > 2.

Кроме того, как мы уже говорили ранее, ослабление гармоник должно составлять 20 дБ или более. При этом наихудшим будет случай самой низкой частоты в группе, потому что ее 3-я гармоника является самой низкочастотной и находится ближе всего к частоте среза фильтра. Учитывая, что 3-я гармоника в 3 раза меньше фундаментальной, фильтр должен отвечать условию (абсолютные значения):

A(3fLOWER)²/ A(fLOWER)² > 10/3.

Если эти уравнения применяются к обеим группам, то используемые фильтры должны быть фильтрами второго порядка. Это означает, что они будут иметь по два резистора и по два конденсатора, если их реализовывать с помощью операционных усилителей. При использовании фильтров третьего порядка чувствительность к допускам компонентов была бы ниже. Выбранные частоты отсечек фильтров составляют 977 Гц для группы нижних частот и 1695 Гц для группы верхних частот. При таких значениях отличия в уровнях сигналов в группах частот согласуются с приведенными выше требованиями, а чувствительность к изменениям частоты отсечки из-за допусков компонентов оказывается минимальной.

Принципиальные схемы фильтров, реализованные с помощью SLG88104V, представлены на рисунке 5. Номиналы первой пары R-C выбраны таким образом, чтобы ограничить выходной ток микросхемы SLG46620V. Второе звено фильтра определяет коэффициент усиления, который составляет 0,2. Амплитуда прямоугольных сигналов задает рабочую точку операционного усилителя на уровне 2,5 В. Нежелательные напряжения блокируются конденсаторами выходных фильтров.

Рис. 5. Принципиальные схемы выходных фильтров

На выходе сигналы фильтров суммируются, и результирующий сигнал представляет собой сумму гармоник, выбранных из группы нижних и верхних частот. Для компенсации затухания фильтра амплитуду выходного сигнала можно подстроить с помощью двух резисторов R9 и R10. На рисунке 6 показана схема сумматора. На рисунке 7 представлена вся аналоговая часть схемы.

Рис. 6. Принципиальная схема сумматора

Рис. 7. Аналоговая часть схемы

Цифровая часть схемы тонального DTMF-генератора

Цифровая часть схемы тонального DTMF-генератора включает целый набор генераторов прямоугольных импульсов – по одному для каждой частоты DTMF. Так как для создания этих генераторов требуется восемь счетчиков, то для их реализации была выбрана микросхема GreenPAK SLG46620V. На выходах цифровой схемы формируются два сигнала прямоугольной формы, по одному на каждую группу частот.

Прямоугольные сигналы формируются с помощью счетчиков и D-триггеров и имеют коэффициент заполнения 50%. По этой причине частота переключения счетчиков в два раза выше требуемой частоты DTMF, а DFF-триггер делит выходной сигнал на два.

Источником тактирования для счетчиков является встроенный RC-генератор 2 МГц, частота которого дополнительно делится на 4 или 12. Делитель выбирается с учетом разрядности и максимального значения каждого счетчика, необходимого для получения конкретной частоты.

Для генерации высоких частот требуется меньшее количество отсчетов, поэтому для их формирования используются 8-битные счетчики, тактируемые от внутреннего RC-генератора, сигнал которого поделен на 4. По той же причине более низкие частоты реализованы с помощью 14-битных счетчиков.

Микросхема SLG46620V имеет только три стандартных 14-битных счетчика, поэтому одна из нижних частот была реализована с помощью 8-разрядного счетчика CNT8. Чтобы число отсчетов укладывалось в диапазоне 0…255, для тактирования данного CNT8 пришлось использовать сигнал RC-генератора, поделенный на 12. Для этой схемы была выбрана частота с наибольшим числом отсчетов, то есть самая низкая частота. Это позволило минимизировать погрешность.

В таблице 3 показаны параметры каждого прямоугольного сигнала.

Таблица 3. Параметры генераторов прямоугольных импульсов

Как видно из таблицы, все частоты имеют погрешность менее 1,8%, поэтому они соответствуют стандарту DTMF. Эти расчетные характеристики, основанные на идеальном значении частоты RC-генератора, могут быть подстроены с учетом измерения выходной частоты RC-генератора.

Хотя в предлагаемой схеме все генераторы работают параллельно, но сигнал только одного генератора из каждой группы будет поступать на выход микросхемы. Выбор конкретных сигналов определяет пользователь. Для этого применяются четыре входа GPIO (два бита для каждой группы) с таблицей истинности, показанной в таблице 4.

Таблица 4. Таблица выбора частот из группы нижних частот

Таблица 5. Таблица выбора частоты из группы верхних частот

На рисунке 8 показана логическая схема генератора прямоугольных сигналов с частотой 852 Гц. Эта схема повторяется для каждой частоты с соответствующими настройками счетчика и конфигурацией LUT.

Рис. 8. Генератор импульсов прямоугольной формы

Счетчик формирует выходную частоту, определяемую его настройками. Эта частота равна удвоенной частоте соответствующего тона DTMF. Параметры конфигурации счетчика показаны на рисунке 9.

Рис. 9. Пример настройки счетчика генератора прямоугольных импульсов

Выходной сигнал счетчика подключается к тактовому входу триггера D-Flip Flop. Так как выход DFF сконфигурирован как инвертированный, то если подключить выход DFF к его входу, то D-триггер преобразуется в T-триггер. Параметры конфигурации DFF можно увидеть на рисунке 10.

Рис. 10. Пример настройки триггера генератора прямоугольных импульсов

Сигнал с выхода DFF поступает на вход таблицы истинности LUT. Таблицы истинности LUT используются для выбора одного сигнала для каждого конкретного сочетания R1-R0. Пример конфигурации LUT представлен на рисунке 11. В данном примере, если на R1 поступает «1», а на R0 подается «0», входной сигнал передается на выход. В остальных случаях на выходе присутствует «0».

Рис. 11. Пример настройки таблицы истинности генератора прямоугольных импульсов

Как было сказано выше, предлагаемая схема имеет вход разрешения Enable. Если на входе разрешения Enable присутствует логическая единица «1», то генерируемые прямоугольные сигналы подаются на пару выходов микросхемы. Длительность передачи равна длительности импульса на входе разрешения. Чтобы реализовать эту функцию, потребовалось еще несколько блоков таблиц истинности LUT.

Для группы верхних частот используется один 4-разрядный LUT и один 2-битный LUT, как показано на рисунке 12.

Рис. 12. Схема выхода группы верхних частот

4-битный LUT1 настроен как логический элемент ИЛИ, поэтому он выдает логическую единицу «1», если на любом из его входов присутствует «1». Таблицы истинности C1/ C0 допускают выбор только одного из генераторов, поэтому 4-разрядный LUT1 определяет какой сигнал поступает на выход. Выход этого LUT подключается к 2-битному LUT4, который передает сигнал только в том случае, если на входе разрешения присутствует логическая «1». На рисунках 13 и 14 показаны конфигурации 4-битного LUT1 и 2-битного LUT4.

Рис. 13. Конфигурация 4-битного LUT1

Рис. 14. 2-битная конфигурация LUT4

Так как 4-битных таблиц истинности LUT больше не было, для группы нижних частот использовались два 3-битных LUT.

Рис. 15. Схема выхода группы нижних частот

Полная внутренняя схема GreenPAK SLG46620V показана на рисунке 16. На рисунке 17 представлена итоговая принципиальная схема DTMF-генератора.

Рис. 16. Блок-схема генератора тональных сигналов DTMF

Рис. 17. Принципиальная схема DTMF-генератора тональных сигналов

Тестирование схемы DTMF-генератора

На первом этапе тестирования предложенного DTMF-генератора было решено проверить частоты всех формируемых прямоугольных сигналов с помощью осциллографа. В качестве примера на рисунке 18 и 19 показаны выходные сигналы прямоугольной формы для частот 852 Гц и 1477 Гц.

Рис. 18. Прямоугольный сигнал 852 Гц

Рис. 19. Прямоугольный сигнал 1477 Гц

Как только частоты всех прямоугольных сигналов были проверены, началось испытание аналоговой части схемы. Были исследованы выходные сигналы для всех комбинаций из группы нижних и верхних частот. В качестве примера на рисунке 20 показана сумма сигналов 770 Гц и 1209 Гц, а на рисунке 21 показана сумма сигналов 941 Гц и 1633 Гц.

Рис. 20. Тональный DTMF-сигнал 770 Гц и 1209 Гц

Рис. 21. Тональный DTMF-сигнал 941 Гц и 1633 Гц

Заключение

В данной статье была предложена схема тонового DTMF-генератора, построенного на базе микросхемы Silego GreenPAK SLG46620V и операционных усилителей Silego SLG88104V. Генератор дает пользователю возможность выбирать комбинации требуемых частот с помощью четырех входов и управлять входом разрешения, который определяет длительность генерации выходных сигналов.

Характеристики микросхемы SLG46620V:

• Тип: программируемая микросхема смешанных сигналов;
• Аналоговые блоки: 8-битный АЦП, два ЦАП, шесть компараторов, два фильтра, ИОН, четыре интегрированных генератора;
• Цифровые блоки: до 18 портов ввода/вывода, матрица соединений и комбинаторная логика, программируемые схемы задержки, программируемый функциональный генератор, шесть 8-битных счетчиков, три 14-битных счетчика, три ШИМ-генератора/компаратора;
• Коммуникационный интерфейс: SPI;
• Диапазон напряжений питания: 1,8…5 В;
• Диапазон рабочих температур: -40…85 °C;
• Корпусное исполнение: 2 x 3 x 0,55 мм 20-выводной STQFN.

Автор: Альберто Либович, Пабло Либович Перевод: Вячеслав Гавриков (г. Смоленск)

Производители: SILEGO

Опубликовано: 10.04.2018

Что такое тональные сигналы DTMF? | Твилио

Оцените эту страницу:

1
2
3
4
5

DTMF или двухтональных многочастотных тонов — это внутриполосные телекоммуникационные сигналы, передаваемые на голосовых частотах. Тоны DTMF, обычно используемые по телефонным линиям, также обычно называются Touch Tones .

Практически с тех пор, как у нас появились телеграфные и телефонные системы, людям требовался надежный способ взаимодействия с системой механическим и воспроизводимым способом. Системы сигнализации развились, чтобы выполнять эту роль — как для маршрутизации и набора номера, так и для взаимодействия с телефонными системами после подключения.

Первой широко используемой телефонной сигнальной системой был импульсный набор . Вращающиеся телефоны прерывают электрические соединения во время вращения, и возникающие в результате электрические импульсы интерпретируются как команды (например, «набери этот номер»).

Внедрение телефонов с сенсорным экраном

В ноябре 1963 года для Bell System был представлен первый телефон с тоновым набором DTMF. Телефоны с тональным набором, более удобные для пользователя, чем поворотный диск, быстро вытеснили поворотный телефон. Скорость набора номера увеличилась, нагрузка на сеть снизилась, и пользователи устремились к новой технологии.

Сегодня

тонов DTMF стандартизированы в Рекомендации Международного союза электросвязи (ITU-T) Q.23.

В настоящее время тональные сигналы DTMF являются доминирующим сигнальным протоколом для взаимодействия с телефонной системой или автоматизированными телефонными службами. IVR или системы интерактивного голосового ответа позволяют номеронабирателям перемещаться, не связывая оператора. Также появилось много других вариантов использования тонов DTMF — от записи на прием до проверки банковского баланса и изменения языка во время телефонного звонка.

Тоны DTMF

являются примером протокола внутриполосной сигнализации ; то есть сигналы отправляются по тому же каналу связи, что и первичные данные по этому каналу. Для тонов DTMF это означает, что тоны находятся в том же частотном диапазоне, что и человеческий голос — любые производимые тоны DTMF можно услышать по линии.

Протоколы внеполосной сигнализации используют противоположный подход — сигналы передаются по отдельному каналу. Обычно используемые телекоммуникационные протоколы, такие как Система сигнализации № 6 (SS6) и Система сигнализации № 7 (SS7), используют внеполосный канал для целей сигнализации и коммутации.

Хотя системы внеполосной сигнализации не застрахованы от злоупотреблений, когда доминировали протоколы внутриполосной сигнализации (особенно для коммутации и маршрутизации), их было на порядок легче использовать. Это проявилось в так называемой субкультуре «фрикинга», в которой знающие люди могли использовать тоны и порядок тонов, чтобы получить доступ к функциям телефона или избежать оплаты. Один печально известный эксплойт внутриполосной сигнализации (больше не жизнеспособный) был связан с тональным сигналом 2600 Гц, который обозначал неработающую телефонную линию.

Хотя внутриполосные сигналы не следует использовать для управления критически важной инфраструктурой, они все же очень полезны для пользователей телефонов. Звуковая обратная связь в том же канале показывает пользователю, что он правильно ввел команду. При создании приложения для телефонии тональные сигналы DTMF — отличный способ добавить взаимодействие, управляемое пользователем.

Прием DTMF

• Команда Twilio TwiML поддерживает ввод DTMF RFC 2833. не поддерживает DTMF посредством внутриполосной сигнализации или внеполосных сообщений SIP INFO.
• Все полученные внутриполосные DTMF будут пересылаться без изменений всем другим участникам вызова. Twilio не обнаружит эти цифры и не отреагирует на них.

Отправка DTMF

Все отправляемые цифры кодируются с использованием RFC-2833.

• Использование атрибута sendDigits
• Использование цифр атрибута
• Использование метода sendDigits() голосовых SDK

Готовы приступить к созданию приложения, использующего для навигации тональные сигналы DTMF? Мы поможем вам на всех поддерживаемых нами языках. У нас также есть обширная документация, видео и примеры по созданию системы интерактивного голосового ответа (IVR).

Каким бы ни был ваш сценарий использования, программируемый голос Twilio поможет вам добиться успеха. Нам не терпится увидеть и услышать, что вы строите!

Готовы начать строительство? Войти Сейчас.

Оцените эту страницу:

1
2
3
4
5

Объяснение DTMF-тонов и сигналов

VoIP…PSTN…BLF…BHR…LNP… ложку в какой-то суп из алфавита, но на самом деле они относятся к какой-то важной телефонной технологии! Телефонный мир полон этих аббревиатур, и хотя вы можете не знать, что они означают и как они работают, они играют большую роль в нашей повседневной жизни.

В этом сообщении блога мы сосредоточимся на одной из этих аббревиатур: DTMF, что означает двухтональную многочастотную сигнализацию. Узнайте больше о значении DTMF ниже.

До DTMF: телефоны с дисковым набором и импульсный набор

Во время их первого появления в домах телефоны были физически подключены к зданию местной телефонной станции с помощью проводов, которые выходили из телефонной трубки и заканчивались на станции. Именно это позволило совершать телефонные звонки. (Если хотите узнать больше, ознакомьтесь с нашим сообщением в блоге о VoIP, стационарных и мобильных звонках.)

Эти проводные соединения также нашли второстепенное применение: они позволили пользователю телефона напрямую набирать телефонный номер со своего телефона, сначала с помощью поворотного переключателя на передней панели телефона. Этот поворотный диск имел 10 отверстий, расположенных по кругу, каждое из которых соответствовало определенному числу — обычно от «1» до «9», за которым следовал «0». На циферблате также была небольшая металлическая планка с одной стороны круга.

Чтобы набрать номер, вы должны вставить палец в отверстие дискового переключателя для определенного номера и потянуть диск до тех пор, пока ваш палец не коснется металлической планки. Затем вы убирали палец, и циферблат медленно возвращался в исходное положение. Во время этого поворота назад механизм набора в телефоне прерывал электрический ток телефонной линии определенное количество раз (в зависимости от того, какой номер вы выбрали). Импульсы, генерируемые этим прерыванием тока, прошли по телефонным проводам к местной телефонной станции. Там автоматические реле или человек-телефонист расшифровывали набранный вами номер, чтобы знать, куда соединить ваш звонок. Это известно как импульсный набор .

Хотя это был стандартный способ набора телефонного номера на протяжении десятилетий, он был громоздким и имел ограничения по расстоянию. Когда вам нужно было сделать междугородний звонок, для его соединения требовалось вмешательство человека — в лице телефонного оператора.

DTMF Значение: что такое DTMF и как он работает?

В 1950-х годах компания Bell System, возглавляемая AT&T, начала исследования различных методов передачи для набора телефонных номеров и соединения телефонных звонков. Разработанный ими метод, названный MF (многочастотной) сигнализацией, оказался настолько успешным в подключении удаленных телефонных станций для междугородних звонков, что они решили предложить его версию своим клиентам.

Клавиатура DTMF

Они назвали это Сигнализация DTMF . Эта система заменила поворотные диски на телефонах клавиатурой с четырьмя столбцами и четырьмя строками. Числа от «1» до «9» распределяются между первыми тремя строками и тремя столбцами, а «0» — во втором столбце, клавише четвертой строки.

По обе стороны от клавиши «0» в четвертом ряду находятся клавиши со звездочкой («*») и решеткой («#»). Интересно, что изобретатели DTMF добавили эти конкретные клавиши к клавиатуре, потому что они предполагали, что телефоны однажды смогут получить доступ к (тогда) недавно созданной технологии, известной как «компьютеры», с помощью этих клавиш.

Клавишам четвертого столбца были присвоены буквы «A», «B», «C» и «D». Эти ключи в конечном итоге были удалены из бытовых телефонов и сегодня в основном используются в некотором радиооборудовании и для управления внутренней сетью в телефонных компаниях.

DTMF-клавиатура. Столбцам и рядам клавиатуры назначено восемь различных частотных сигналов. ( Источник )

Сопряжение сигналов

DTMF работает путем назначения восьми различных звуковых частот рядам и столбцам клавиатуры. Столбцы на клавиатуре соответствуют высокочастотным сигналам, а ряды — низкочастотным сигналам.

Когда вы нажимаете клавишу, которая соответствует цифре или символу, телефон генерирует тональный сигнал, который одновременно объединяет высокочастотный сигнал из столбца, в котором находится эта клавиша, с низкочастотным сигналом строки, в которой она находится. Этот уникальный Затем сигнальная пара передается по телефонным проводам на местную телефонную станцию, где эти два сигнала декодируются, чтобы определить, какие номера вы набираете. Поэтому, когда вы нажимаете клавишу «5» на клавиатуре вашего телефона, например, в телефонную компанию отправляется комбинированный тональный сигнал 1336 Гц и 770 Гц, который узнает, что вы только что нажали «5». Как только они получат полный номер, который вы набрали, они смогут автоматически направить на него ваш звонок.

Почему сигнальная пара? Оказывается, человеческий голос практически не может имитировать тон DTMF любой клавиши. Это также помогает предотвратить получение помех в здании местной телефонной станции от других частот сигнала, отличных от DTMF.

Телефоны на основе DTMF были впервые предложены публике 18 ноября 1963 года. В то время AT&T зарегистрировала торговую марку Touch-Tone для технологии DTMF, поэтому эти телефоны стали широко известны как телефоны с тоновым набором. DTMF был настолько эффективным и надежным, что в конечном итоге полностью заменил импульсный набор (вместе с соответствующими телефонами с дисковым набором) и даже изменил способ работы телефонных компаний. Поскольку сигналы DTMF имеют тот же частотный диапазон, что и человеческий голос, они могут существенно заменить промежуточных операторов, которые были необходимы для передачи междугородних вызовов.

Наследие DTMF: как мы его используем сегодня

DTMF дожил до наших дней как стандартный способ совершения телефонных звонков. Взгляните на клавиатуру настольного телефона или откройте клавиатуру смартфона, и вы сразу узнаете раскладку, созданную для технологии тональных сигналов DTMF, за исключением четвертого столбца «A», «B», Клавиши «C» и «D», разумеется.

Это позволило разработать и внедрить другие услуги вызова с помощью кодов со звездочкой, также известных как вертикальные сервисные коды. Это коды, которые вы, возможно, набирали для таких услуг, как блокировка вызовов, подавление идентификации вызывающего абонента и ускоренный вызов. Они состоят из набора клавиши со звездочкой «*», за которой следуют две цифры, в зависимости от кода, который вы хотели использовать.

И, возможно, самое главное, DTMF также используется для взаимодействия со многими обычными приложениями для вызовов, с которыми мы сталкиваемся ежедневно. Скорее всего, вы звонили в компанию и слышали: «Нажмите 1 для продаж, нажмите 2 для поддержки, нажмите 0, чтобы поговорить с представителем». Вы попали в меню автосекретаря этой компании, автоматическое приветствие, которое предоставляет вам подсказки меню для связи с определенными отделами или сотрудниками. Нажимая любую цифру или символ на клавиатуре вашего телефона, вы используете DTMF-сигнализацию для передачи вашего выбора в меню оператора и автоматически направляетесь к человеку/отделу, с которым вы хотите связаться.

Нужно проверить рабочие сообщения голосовой почты? Когда вы вводите PIN-код или защитный код своего почтового ящика для доступа к голосовой почте, а затем выбираете «1» для воспроизведения сообщения, «2» для удаления сообщения, «3» для перемещения сообщения в определенную подпапку и т. д., вы используя сигнализацию DTMF для навигации по вашей голосовой почте.