Zweiton-Mehrfrequenzsignalisierung ( DTMF ) ist ein Telekommunikationssignalisierungssystem , das das Sprachfrequenzband über Telefonleitungen zwischen Telefongeräten und anderen Kommunikationsgeräten und Vermittlungsstellen verwendet . [1] DTMF wurde zuerst im Bell-System in den Vereinigten Staaten entwickelt und wurde ab 1963 unter dem Warenzeichen Touch-Tone für die Verwendung in Drucktastentelefonen für Telefonkunden bekannt. DTMF ist als ITU-T- Empfehlung Q . standardisiert .23. [2] Es ist in Großbritannien auch als MF4 bekannt .
Das Touch-Tone-System mit Telefontastatur ersetzte nach und nach die Verwendung von Drehwählern und wurde zum Industriestandard für Festnetz- und Mobilfunkdienste. Andere Mehrfrequenzsysteme werden für die interne Signalisierung innerhalb des Telefonnetzes verwendet.
Mehrfrequenz-Signalisierung
Vor der Entwicklung von DTMF, Telefonnummern wurden von Nutzern mit einem Schleife-disconnect (LD) signalisiert, besser bekannt als gewählte Impulswahl (IWV, DP) in den USA Es funktioniert durch den Strom in der Unterbrechung der lokalen Schleife zwischen dem Telefonzentrale und das Telefon des Anrufers taktgenau mit einem Schalter im Telefon, der durch den Drehknopf betätigt wird, während er nach dem Drehen auf jede gewünschte Nummer in seine Ruheposition zurückkehrt. Die Vermittlungsanlage reagiert auf die Wählimpulse entweder direkt durch das Betätigen von Relais oder durch Speichern der Nummer in einem Ziffernregister, das die gewählte Nummer aufzeichnet. Die physikalische Distanz, für die diese Art der Anwahl möglich war, war durch elektrische Verzerrungen eingeschränkt und war nur auf direkten metallischen Verbindungen zwischen Endpunkten einer Leitung möglich. Das Tätigen von Anrufen über längere Distanzen erforderte entweder die Unterstützung des Betreibers oder die Bereitstellung einer speziellen Teilnehmerleitungswählausrüstung . Die Betreiber verwendeten eine frühere Art der Mehrfrequenz- Signalisierung.
Multi-Frequency Signaling ( MF ) ist eine Gruppe von Signalisierungsverfahren, die eine Mischung aus zwei reinen Tönen (reiner Sinuswelle ) verwenden. Verschiedene MF Signalisierungsprotokolle wurden von dem ersonnenen Bell System und CCITT . Die früheste von ihnen waren für die Inband- Signalisierung zwischen Vermittlungsstellen, wo Fern Telefonisten eine 16 verwendet digit Tastatur zur Eingabe in dem nächsten Abschnitt der Zieltelefonnummer , um den nächsten stromabwärtige Ferntelefonbediener zu kontaktieren. Diese halbautomatische Signalisierung und Vermittlung erwies sich sowohl in Bezug auf Geschwindigkeit als auch auf Kosteneffizienz als erfolgreich. Basierend auf diesem früheren Erfolg bei der Verwendung von MF durch Spezialisten zum Aufbau von Ferngesprächen wurde die Zweiton-Mehrfrequenz-Signalisierung für die Endbenutzer-Signalisierung ohne die Hilfe von Operatoren entwickelt.
Das DTMF-System verwendet einen Satz von acht Audiofrequenzen, die paarweise übertragen werden, um 16 Signale darzustellen, die durch die zehn Ziffern, die Buchstaben A bis D und die Symbole # und * dargestellt werden . Da es sich bei den Signalen um hörbare Töne im Sprachfrequenzbereich handelt, können sie über elektrische Repeater und Verstärker sowie über Funk- und Richtfunkstrecken übertragen werden, wodurch Zwischenoperatoren auf Fernstrecken entfallen.
AT&T beschrieb das Produkt als "ein Verfahren zur Drucktastensignalisierung von Kundenstationen unter Verwendung des Sprachübertragungsweges". [3] Um zu verhindern, dass Verbrauchertelefone das MF-basierte Routing und die Vermittlung zwischen Telefonvermittlungsstellen stören, unterscheiden sich DTMF-Frequenzen von allen zuvor existierenden MF-Signalisierungsprotokollen zwischen Vermittlungsstellen: MF/R1, R2 , CCS4, CCS5 , und andere, die später durch digitale SS7- Signalisierung ersetzt wurden. DTMF war im gesamten Klingelsystem unter dem Markenzeichen Touch-Tone bekannt . Der Begriff wurde erstmals am 5. Juli 1960 von AT&T im Handel verwendet und am 18. November 1963 der Öffentlichkeit vorgestellt, als das erste Tastentelefon der Öffentlichkeit zugänglich gemacht wurde. Als Muttergesellschaft von Bell Systems hielt AT&T die Marke vom 4. September 1962 bis 13. März 1984. Sie ist durch die ITU-T- Empfehlung Q.23 standardisiert . In Großbritannien ist es auch als MF4 bekannt.
Andere Anbieter von kompatiblen Telefongeräten nannten die Tonwahlfunktion mit Tonwahl oder DTMF . Automatic Electric (GTE) bezeichnete es in ihrem Marketing als "Touch-Calling". Andere Handelsnamen wie Digitone wurden von der Northern Electric Company in Kanada verwendet.
Als ein Verfahren zur In-Band - Signalisierung wurden DTMF - Signale auch von verwendetem Kabelfernsehen Sendeanstalten als Cue - Töne , die Start- und Stoppzeiten der lokalen kommerziellen Einfügepunkten während Station Pausen zugunsten von Kabelunternehmen anzuzeigen. [4] Bis in den 1990er Jahren Außerband -Signalisierungsgeräte entwickelt wurden, konnten während der Werbeunterbrechungen von Kabelkanälen in den Vereinigten Staaten und anderswo schnelle, unbestätigte DTMF-Tonsequenzen gehört werden. [ Zitat erforderlich ] Früher verwendeten terrestrische Fernsehsender DTMF-Töne, um entfernte Sender zu steuern. [5] In der IP-Telefonie können DTMF-Signale auch als In-Band- oder Out-of-Band-Töne [6] oder sogar als Teil von Signalisierungsprotokollen [7] geliefert werden, solange sich beide Endpunkte auf ein gemeinsames Ansatz zu übernehmen.
#, *, A, B, C und D
Die Ingenieure hatten sich vorgestellt, dass Telefone verwendet werden, um auf Computer und automatisierte Reaktionssysteme zuzugreifen. [8] Sie haben sich mit Unternehmen beraten, um die Anforderungen zu ermitteln. Dies führte zum Hinzufügen des Nummernzeichens (#, ''pound'' oder "diamond" in diesem Zusammenhang, "hash", "square" oder "gate" in Großbritannien und " octothorpe " von den ursprünglichen Ingenieuren) und Sternchen- oder "Sternchen" (*)-Tasten sowie eine Gruppe von Tasten zur Menüauswahl: A, B, C und D. Am Ende wurden die Buchstabentasten von den meisten Telefonen weggelassen, und es dauerte viele Jahre, bis die beiden Symboltasten wurden häufig für vertikale Servicecodes wie *67 in den Vereinigten Staaten von Amerika und Kanada verwendet, um die Anrufer-ID zu unterdrücken .
Öffentliche Münztelefone , die Kreditkarten akzeptieren, verwenden diese zusätzlichen Codes, um die Informationen vom Magnetstreifen zu senden .
Das AUTOVON- Telefonsystem der US-Streitkräfte nutzte diese Signale, um beim Tätigen von Telefongesprächen bestimmte Privilegien und Prioritätsstufen geltend zu machen. [9] Vorrang ist immer noch ein Merkmal von militärischen Telefonnetzen, aber mit Zahlenkombinationen. Die Eingabe von 93 vor einer Nummer ist beispielsweise ein Prioritätsanruf.
Heutige Verwendungen der Signale A , B , C und D sind in Telefonnetzen selten und ausschließlich der Netzsteuerung vorbehalten. Zum Beispiel wird Schlüssel A in einigen Netzen verwendet, um eine Liste von Trägern zu durchlaufen. Die Signale werden in Funktelefon-Patch- und Repeater-Operationen verwendet, um unter anderem die Steuerung des Repeaters zu ermöglichen, während er mit einer aktiven Telefonleitung verbunden ist.
Die Signale *, #, A, B, C und D werden weltweit von Funkamateuren und kommerziellen Zwei-Wege-Funksystemen zur Gerätesteuerung, Repeatersteuerung, Remote-Base-Operationen und einigen Telefonkommunikationssystemen immer noch weit verbreitet verwendet .
Bei einigen VHS- Kassetten (Video Home System) sind auch DTMF-Signaltöne am Anfang oder am Ende zu hören . [10] Informationen über die Masterversion des Videobandes werden im DTMF-Ton kodiert. Der codierte Ton stellt automatischen Vervielfältigungsmaschinen Informationen wie Format, Dauer und Lautstärke bereit, um das Originalvideo so genau wie möglich zu replizieren.
DTMF-Töne werden in einigen Anrufer-ID- Systemen verwendet, um die Anrufer-ID-Informationen zu übertragen, aber in den Vereinigten Staaten wird die Signalisierung mit modulierter Frequenzumtastung (FSK) von Bell 202 verwendet, um die Daten zu übertragen.
Tastenfeld
Die DTMF- Telefontastatur ist als eine Matrix von Drucktasten ausgelegt, wobei jede Reihe die Niederfrequenzkomponente und jede Spalte die Hochfrequenzkomponente des DTMF-Signals repräsentiert. Die häufig verwendete Tastatur hat vier Reihen und drei Spalten, aber für einige Anwendungen ist eine vierte Spalte vorhanden. Durch Drücken einer Taste wird eine Kombination der Zeilen- und Spaltenfrequenzen gesendet. Beispielsweise erzeugt die Taste 1 eine Überlagerung eines 697- Hz- Tieftons und eines 1209-Hz-Hochtons. Ursprüngliche Drucktastendesigns verwendeten Hebel, die es jeder Taste ermöglichten, einen Reihen- und einen Spaltenkontakt zu aktivieren. Die Töne werden von der Vermittlungsstelle dekodiert, um die vom Benutzer gedrückten Tasten zu bestimmen.
| 1209 Hz | 1336 Hz | 1477 Hz | 1633 Hz | |
|---|---|---|---|---|
| 697 Hz | 1 | 2 | 3 | EIN |
| 770 Hz | 4 | 5 | 6 | B |
| 852 Hz | 7 | 8 | 9 | C |
| 941 Hz | * | 0 | # | D |
Dekodierung
DTMF wurde ursprünglich von abgestimmten Filterbänken decodiert . Ende des 20. Jahrhunderts wurde die digitale Signalverarbeitung zur vorherrschenden Technologie für die Dekodierung. DTMF-Decodieralgorithmen verwenden typischerweise den Goertzel-Algorithmus . Da die DTMF-Signalisierung oft im Band mit gleichzeitig vorhandenen Sprach- oder anderen Audiosignalen übertragen wird, enthält die DTMF-Signaldefinition strenge Grenzen für Timing (Mindestdauer und Zwischenziffernabstand), Frequenzabweichungen, Oberwellen und Amplitudenverhältnis der beiden Komponenten in Bezug auf einander ( drehen ). [12]
Andere Mehrfrequenzsignale
Nationale Telefonsysteme definieren andere Töne außerhalb der DTMF-Spezifikation, die den Status von Leitungen, Geräten oder das Ergebnis von Anrufen anzeigen und zur Steuerung von Geräten für Fehlersuche oder Servicezwecke dienen. Auch solche Ruftöne setzen sich oft aus mehreren Frequenzen zusammen und sind in jedem Land standardisiert. Das Bell System hat sie im Precise Tone Plan definiert . [13] Bell- Multifrequenzsignalisierung wurde durch ausgebeutet blauen Box - Geräte.
Einige frühe Modems basierten auf Tonwahlfrequenzen, wie zum Beispiel Bell 400-Modems. [11]
Siehe auch
- Selektiver Anruf
- Besonderer Hinweiston
- Hinweiston
Telefonportal
TelefonportalVerweise
- ^ Z., Dodd, Annabel (2012). Der wesentliche Leitfaden zur Telekommunikation (5. Aufl.). Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 9780137058914. OCLC 779863446 .
- ^ Technische Merkmale von Tastentelefongeräten (Bericht). Empfehlung. ITU. F.23.
- ^ AT&T, Kompatibilitätsbulletin Nr. 105
- ^ "DISH NETWORK LLC, INTERNATIONALE VERBINDUNGSVEREINBARUNG: Metro Media Holding Corp (Filer)" . US-Börsenaufsichtsbehörde . 27. Januar 2016. SEC-Beitrittsnr. 0001557234-16-000400 . Abgerufen am 26. April 2020 – über https://www.sec.gov/Archives/edgar/data/1641765/0001557234-16-000400-index.htm .
Hinweistöne : Innerhalb von vier (4) Monaten nach dem Startdatum liefert Network das Signal mit branchenüblichen DTMF-Hinweistönen zum Einfügen von bis zu maximal zwölf (12) Minuten pro Stunde kommerzieller Werbezeit. Bis zur Zustellung solcher Hinweistöne oder zu einem späteren Zeitpunkt auf Anfrage von DISH kann DISH seine Werbezuweisung ganz oder teilweise per FTP oder Kurier an das Netzwerk auf alleinige Kosten und Kosten des Netzwerks liefern, und das Netzwerk fügt diese Werbezuweisung auf die alleinigen Kosten des Netzwerks ein und Aufwand.
- ^ "In Bezug auf die Änderung von Teil 73, Unterabschnitt G, der Vorschriften der Kommission über das Notrufsystem, BERICHT UND BESTELLUNG UND WEITERE MITTEILUNG DER VORGESCHLAGENEN REGELUNG, B. Kabelteilnehmer § 63,65" (PDF) . Washington, DC : Bundeskommunikationskommission . 9. Dezember 1994. p. 23 . FCC 94-288 . Abgerufen am 26. April 2020 .
Dual Tone Multi-Frequency : Die Society of Cable Television Engineers (SCTE) berichtete, dass viele Kabelsysteme Dual Tone Multi-Frequency (DTMF)-Signalgeräte zwischen dem Kabelsystem und den örtlichen Beamten installiert haben, um Notfallinformationen im Rahmen der lokalen Franchise-Vereinbarung. Das SCTE empfahl, die DTMF-Decodierung in die neuen Geräte zu integrieren, da sie bereits von vielen Kabelsystemen verwendet wird. ... Das neue EAS- Code-Protokoll wird ein nationaler Standard sein und soll die Möglichkeiten von DTMF übersteigen. Lokale Notfallmanager finden die EAS-Ausrüstung viel flexibler als DTMF-Ausrüstung. So können sie beispielsweise direkt auf EAS-Geräte an Kabelkopfstellen zugreifen. Die Notfallnachrichten im EAS-Protokoll werden auch lokalen Sendestationen und NWS- Büros zur weiteren Verbreitung zur Verfügung stehen.
- ^ H. Schulzrinne und T. Taylor, RTP Payload for DTMF Digits, Telephony Tones, and Telephony Signals , IETF RFC 4733, Dezember 2006.
- ^ C. Holmberg, E. Burger, H. Kaplan, Session Initiation Protocol (SIP) INFO Method and Package Framework , IETF RFC 6086, Januar 2011.
- ^ Houston, Keith (24. September 2013). Zwielichtige Zeichen: Das geheime Leben von Satzzeichen, Symbolen und anderen typografischen Zeichen . WW Norton. s. 45. ISBN 978-0-393-24154-9.
- ^ "Was sind die ABCD-Töne?" — Tech-FAQ
- ^ Rundfunktechnik . Intertec Publishing Corporation], $ 4c 1959. 1983.
- ^ a b Don Lancaster. "TV-Schreibmaschinen-Kochbuch" . ( TV-Schreibmaschine ). Abschnitt "400-Style (Touch-Tone) Modems". s. 177-178.
- ^ WD Reeves, Subscriber Loop Signaling and Transmission Handbook – Analog , IEEE (1992), S. 27
- ^ AT&T, Hinweise zur Fernwahl , 1968
Weiterlesen
- Empfehlungen der ITU zur Implementierung von DTMF-Diensten
- 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 of the Design and Use of Pushbutton Telephone Sets" . Bell System Fachzeitschrift . 39 (4): 995 –1012. doi : 10.1002/j.1538-7305.1960.tb04447.x .
- Frank Durda, Dual Tone Multi-Frequency (Touch-Tone®) Referenz , 2006.
- ITU-T-Empfehlung Q.24 - Mehrfrequenz-Drucktastensignalempfang