Mengapa telepon tombol tekan menggunakan nada ganda untuk pensinyalan?


23

Berikut ini informasi terkait dari wikipedia:

Untuk layanan touchtone, sinyal adalah nada pensinyalan multi-nada ganda-frekuensi yang terdiri dari dua frekuensi sinusoidal murni nada simultan.

masukkan deskripsi gambar di sini

Di atas menunjukkan bahwa jika seseorang menekan angka 1 ia mengirim campuran 697Hz dan 1209Hz ke stasiun telepon / pusat melalui kabel.

Pertanyaan saya adalah:

  1. Apa alasan praktis atau keuntungan untuk mencampur dua sinyal daripada satu nada murni?

  2. Apakah ada alasan untuk menggunakan frekuensi seperti 1209Hz yang tidak termasuk nada musik apa pun (temperamen sama dengan nada barat dua belas nada modern)?


Komentar bukan untuk diskusi panjang; percakapan ini telah dipindahkan ke obrolan .
Dave Tweed

Anda meninggalkan nada pensinyalan yang paling penting, sesuatu yang akrab bagi semua peretas: 2600 Hz.
richard1941

Jawaban:


54

Dua alasannya sederhana:

  • Delapan frekuensi lebih mudah untuk dibedakan dengan elektronik analog sederhana - tepi filter bandpass atau bahkan alang-alang yang bergetar - daripada enam belas frekuensi.

  • Skala sama-sama marah terlalu dekat dengan skala alami, yang memiliki hubungan fraksional sederhana antara frekuensi.

Pertimbangkan bahwa saluran telepon mungkin sangat terdistorsi: harmonik kedua adalah satu oktaf di atas yang mendasar, dan harmonik ketiga dari catatan adalah satu oktaf ditambah yang kelima. Jika Anda menggunakan lebih banyak interval musik di antara nada-nada panggilan, distorsi harmonik dapat mengakibatkan menekan nomor yang salah.

Frekuensi dipilih (kutipan diperlukan, tidak diragukan - di sini misalnya ) untuk mengurangi atau menghilangkan kemungkinan distorsi harmonik atau intermodulasi antara nada yang salah terdeteksi sebagai angka yang salah.

Frekuensi nada, sebagaimana ditentukan oleh Rencana Nada Tepat, dipilih sedemikian rupa sehingga produk harmonik dan intermodulasi tidak akan menyebabkan sinyal yang tidak dapat diandalkan. Tidak ada frekuensi yang merupakan kelipatan dari yang lain, perbedaan antara dua frekuensi tidak sama dengan frekuensi mana pun, dan jumlah dari dua frekuensi tidak sama dengan frekuensi mana pun. Frekuensi awalnya dirancang dengan rasio 21/19, yang sedikit kurang dari keseluruhan nada. Frekuensi mungkin tidak bervariasi lebih dari ± 1,5% dari frekuensi nominalnya, atau pusat switching akan mengabaikan sinyal.


1
Saya benar-benar tidak mendapatkan jawaban Anda untuk pertanyaan pertama. 8 frekuensi? Membedakan?
user16307

16
Sistem memiliki satu nada per baris dan satu nada per kolom. 4 baris + 4 kolom = 8 nada. Seperti kata Brian, ini lebih efisien daripada memiliki satu nada per tombol (16 nada) dan penerima hanya akan memberikan output ketika satu baris dan satu nada kolom diterima secara simultan mengurangi kemungkinan ucapan, suara atau musik ditafsirkan sebagai nada sinyal . Nada harus dalam bandwidth telepon (300 Hz - 3 kHz). Lebih mudah untuk memasukkan delapan filter ke dalam pita itu daripada 16.
Transistor

7
@ user16307, diskrimasi = beri tahu perbedaan antara
TonyM

DTMF mirip dengan pensinyalan ITU R2 (sering disebut MFC) yang diadopsi pada ~ 1950. R2 sedikit lebih kompleks, dengan rangkaian frekuensi berbeda yang digunakan untuk pensinyalan mundur. Amerika Utara memiliki standar R1 terkait. Ini diadopsi untuk pensinyalan in-band untuk mendukung telepon otomatis internasional sebagai pengganti dari pensinyalan band (pulsa dan saluran) yang lambat. Sekarang digantikan oleh Pensinyalan Saluran Umum digital.
Milliways

19

Jika Anda menggunakan nada tunggal dan bukan nada ganda, Anda akan membutuhkan 16 nada daripada hanya 8 nada dalam sistem DTMF.

Mengingat bahwa mereka harus ditempatkan cukup jauh terpisah untuk deteksi yang andal, dan bahwa Anda hanya memiliki kisaran 300 hingga 2700 Hz untuk bekerja dengan, Anda mungkin akan merasa sulit untuk memecahkan kode bahwa banyak nada berbeda andal menggunakan teknologi yang tersedia antara tahun 1950 dan 1963 (saat panggilan nada sentuh tersedia.)

Dua nada juga membantu mengurangi deteksi palsu. Jika Anda hanya mengambil satu nada, abaikan saja. Jika Anda mengambil dua nada yang valid sekaligus maka itu kemungkinan besar merupakan perintah panggilan yang disengaja.

Mengenai mengapa mereka tidak menggunakan catatan musik, saya kira karena mereka lebih peduli dengan mendapatkan nada dalam rentang dan jarak yang baik untuk deteksi dan mudah untuk menghasilkan. Selain itu, Anda tidak ingin harmonik dengan satu nada sama dengan nada Anda yang lebih tinggi. Jika Anda menggunakan not musik, itulah masalahnya. Lihatlah frekuensi yang digunakan. Tak satu pun dari nada tinggi adalah kelipatan dari nada yang lebih rendah.


6
Mereka juga tidak ingin orang memanggil telepon mereka dengan piano.
Harper - Pasang kembali Monica

4
@ Harper, mereka tidak ingin orang memanggil telepon mereka dengan peluit, baik ... oops .
Mark

Lebih lanjut tentang mengapa menghindari nada musik: Nada apa pun yang bukan gelombang sinus sempurna memiliki harmonik, dan Anda harus menghindari harmonik yang cocok dengan nada lain yang Anda deteksi. Bahkan ketika menggunakan gelombang sinus sempurna, distorsi apa pun pada saluran telepon akan menghasilkan harmonik. Sebaliknya, skala musik kami dari 12 semiton dirancang khusus sehingga sebanyak mungkin nada yang cocok dengan harmonik nada lainnya, agar terdengar musikal. Jadi nada DTMF harus dirancang dengan tujuan yang sangat berbeda.
tom r.

7

Itu karena sistem telepon dirancang dengan pensinyalan in-band karena keterbatasan teknis pada saat itu.

Pemberian sinyal berfungsi pada infrastruktur telepon yang ada yang sebelumnya dioperasikan dengan tangan, alias operator halo, sambungkan saya ke 4562 .

Nada ganda yang diperlukan memungkinkan untuk membedakan nada dari ucapan normal yang bisa memiliki frekuensi yang sama, tetapi tidak akan memiliki keduanya pada saat yang sama.

Frekuensi yang digunakan disebarkan untuk memudahkan sistem pensinyalan untuk membedakannya bahkan ketika noise hadir di telepon. Saya ragu itu ada hubungannya dengan nada musik.


5
Itu ada hubungannya dengan tidak menjadi nada musik.
Transistor

8
DTMF dikembangkan sebagai pengganti panggilan pulsa, bukan untuk panggilan yang dibantu operator.
duskwuff

2

Lebih sedikit frekuensi yang dibutuhkan => lebih mudah untuk menghasilkan secara digital, osilator pewaktuan basis analog bisa cukup akurat karena kesalahan yang diizinkan lebih besar, lebih sedikit detektor yang dibutuhkan: 8 vs 16.

2 frekuensi pada saat yang sama (dipilih dengan cermat untuk mencegah distorsi untuk membuat produk campuran palsu) => sangat tidak mungkin diproduksi secara tidak sengaja dalam suara biasa.

Sebuah legenda yang saya dengar : Pengodean nada tunggal telah digunakan sebagai metode pensinyalan sistem telepon internal sampai seorang bocah dengan otak yang cakap, pikiran kriminal, dan telinga yang sempurna belajar bagaimana bersiul panggilan bebas antar benua dan bagaimana meletakkan pusatnya.


11
Itu adalah hack terkenal "Kapten Crunch", dan itu bukan mitos. Itu disebut "Kapten Crunch" karena ada merek sereal sarapan dengan nama itu. Pada tahun 1970-an, mereka membagikan peluit di dalam kotak yang mengenai salah satu nada tunggal internal yang dapat membuat Anda mendapatkan layanan gratis seperti pria dengan nada pitch coukd yang sempurna.
JRE

2
@ JRE dan jangan sampai kita lupa, nada ajaib itu 2600 Hz.
Casey

Kakak laki-laki saya memberi tahu saya tentang "kotak biru" yang akan memberi Anda panggilan jarak jauh gratis, pada tahun 70-an.


@ BobJvis: Ya, dan dia mendapat julukannya dari hack Kapten Crunch.
JRE
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.