Warum verwenden Tastentelefone Doppeltöne zur Signalisierung?

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Hier ist eine verwandte Information aus Wikipedia:

Für den Tonwahldienst ist das Signal ein Mehrfrequenz-Zweifrequenz-Signalton, der aus zwei gleichzeitig sinusförmigen Reintonfrequenzen besteht.

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Oben ist zu sehen, dass, wenn man die Nummer 1 drückt, der Mix aus 697 Hz und 1209 Hz über ein Kabel an die Telefonstation / Zentrale gesendet wird.

Meine Fragen sind:

  1. Was ist der praktische Grund oder Vorteil, zwei Signale anstelle eines einzigen reinen Tons zu mischen?

  2. Gibt es einen Grund, solche Frequenzen wie 1209Hz zu verwenden, die zu keinem Musikton gehören (modernes westliches Zwölfton-Temperament)?

user16307
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Dave Tweed
Sie haben den wichtigsten Signalton ausgelassen, den jeder Hacker kennt: 2600 Hz.
Richard1941

Antworten:

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Die zwei Gründe sind einfach:

  • Acht Frequenzen lassen sich mit einfacher Analogelektronik - Bänken von Bandpassfiltern oder sogar vibrierenden Stimmzungen - leichter unterscheiden als sechzehn Frequenzen.

  • Die gleich temperierte Skala liegt zu nahe an der natürlichen Skala, die einfache gebrochene Beziehungen zwischen den Frequenzen aufweist.

Bedenken Sie, dass eine Telefonleitung stark verzerrt sein kann: Die zweite Harmonische liegt eine Oktave über der Grundwelle und die dritte Harmonische einer Note ist eine Oktave plus eine Fünftel. Wenn Sie mehr musikalische Intervalle zwischen den Wähltönen verwenden, kann die harmonische Verzerrung dazu führen, dass Sie die falsche Nummer wählen.

Die Frequenzen wurden gewählt (Zitierung erforderlich, zweifellos - hier zum Beispiel ), um die Möglichkeit einer harmonischen Verzerrung oder Intermodulationsverzerrung zwischen Tönen zu verringern oder zu beseitigen, die als falsche Zahl falsch erkannt wurden.

Die im Precise Tone Plan definierten Tonfrequenzen werden so gewählt, dass Oberschwingungen und Intermodulationsprodukte kein unzuverlässiges Signal verursachen. Keine Frequenz ist ein Vielfaches einer anderen, der Unterschied zwischen zwei Frequenzen entspricht keiner der Frequenzen, und die Summe von zwei Frequenzen entspricht keiner der Frequenzen. Die Frequenzen wurden ursprünglich mit einem Verhältnis von 21/19 ausgelegt, was etwas weniger als ein ganzer Ton ist. Die Frequenzen dürfen nicht mehr als ± 1,5% von ihrer Nennfrequenz abweichen, da sonst die Vermittlungsstelle das Signal ignoriert.

Brian Drummond
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Ich habe wirklich nicht die Antwort von Ihnen auf die erste Frage bekommen. 8 Frequenzen? Diskriminieren?
user16307
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Das System hat einen Ton pro Zeile und einen Ton pro Spalte. 4 Zeilen + 4 Spalten = 8 Töne. Laut Brian ist dies effizienter als ein Ton pro Taste (16 Töne), und der Empfänger gibt nur dann eine Ausgabe aus, wenn ein Zeilen- und ein Spaltenton gleichzeitig empfangen werden, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass Sprache, Rauschen oder Musik als Signaltöne interpretiert werden . Die Töne müssen innerhalb der Telefonbandbreite (300 Hz - 3 kHz) liegen. Es ist einfacher, acht Filter in diese Band zu bekommen als 16.
Transistor
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@ user16307, discrimate = Unterscheidung zwischen
TonyM
DTMF ähnelt der ITU R2-Signalisierung (oft als MFC bezeichnet), die 1950 eingeführt wurde. R2 ist etwas komplexer, mit einem anderen Satz von Frequenzen, die für die Rückwärtssignalisierung verwendet werden. Nordamerika hatte einen verwandten R1-Standard. Diese wurden für die In-Band-Signalisierung übernommen, um die internationale automatische Telefonie als Ersatz für die langsame Außerband-Signalisierung (Impuls- und Leitungssignalisierung) zu unterstützen. Jetzt ersetzt durch digitale Common Channel Signaling.
Milliways
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Wenn Sie Einzeltöne anstelle von Doppeltönen verwenden, benötigen Sie 16 statt nur 8 wie im DTMF-System.

Angesichts der Tatsache, dass sie weit genug voneinander entfernt sein müssen, um zuverlässig erkannt zu werden, und dass nur ein Bereich von 300 bis 2700 Hz zur Verfügung steht, fällt es Ihnen wahrscheinlich schwer, mit der zwischen 1950 verfügbaren Technologie so viele verschiedene Töne zuverlässig zu dekodieren und 1963 (als die Tonwahl verfügbar wurde.)

Zwei Töne tragen auch dazu bei, Fehlerkennungen zu reduzieren. Wenn Sie nur einen Ton aufnehmen, ignorieren Sie ihn. Wenn Sie zwei gültige Töne gleichzeitig empfangen, ist es sehr viel wahrscheinlicher, dass es sich um einen absichtlichen Wählbefehl handelt.

Ich würde vermuten, warum sie keine Noten verwendeten, weil sie mehr darauf bedacht waren, Töne in einem Bereich und Abstand zu erzeugen, der für die Erkennung gut und leicht zu erzeugen war. Außerdem möchten Sie nicht, dass eine Harmonische eines Tons mit einem Ihrer höheren Töne übereinstimmt. Wenn Sie Noten verwenden würden, wäre dies der Fall. Schauen Sie sich die verwendeten Frequenzen an. Keiner der höheren Töne ist ein Vielfaches der niedrigeren.

JRE
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Sie wollten auch nicht, dass Leute ihr Telefon mit einem Klavier anwählen.
Harper - Reinstate Monica
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@Harper, sie wollten auch nicht, dass Leute ihr Telefon mit einer Pfeife anwählen ... Hoppla .
Mark
Weitere Gründe für das Vermeiden von Noten: Jeder Ton, der keine perfekte Sinuswelle ist, hat Harmonische, und Sie müssen Harmonische vermeiden, die mit den anderen erkannten Tönen übereinstimmen. Selbst wenn perfekte Sinuswellen verwendet werden, führt jede Verzerrung in der Telefonleitung zu Oberschwingungen. Unsere Musikskala mit 12 Halbtönen wurde dagegen so konzipiert, dass möglichst viele der Noten eng mit den Harmonischen anderer Noten übereinstimmen, um musikalisch zu klingen. Daher mussten DTMF-Töne mit einem ganz anderen Ziel gestaltet werden.
Thomasrutter
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Dies liegt daran, dass Telefonsysteme aus technischen Gründen zu diesem Zeitpunkt mit In-Band-Signalisierung ausgestattet waren.

Die Signalisierung funktionierte über die vorhandene Telefoninfrastruktur, die zuvor von Hand betrieben wurde, aka Hallo Betreiber, verbinden Sie mich mit 4562 .

Die erforderlichen Doppeltöne ermöglichen es, die Töne von normaler Sprache zu unterscheiden, die dieselbe Frequenz haben könnte, aber nicht beide zur selben Zeit haben würde.

Die verwendeten Frequenzen wurden verteilt, um es dem Signalsystem zu erleichtern, sie selbst dann zu unterscheiden, wenn über der Leitung Rauschen vorhanden war. Ich bezweifle, dass es irgendetwas mit musikalischen Tönen zu tun hat.

Passant
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Es hatte damit zu tun, keine Musiktöne zu sein.
Transistor
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DTMF wurde als Ersatz für die Impulswahl und nicht für die Wahl mit Bedienerunterstützung entwickelt.
Duskwuff
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Weniger Frequenzen erforderlich => Einfacher digital zu erzeugen. Analoger Basis-Timing-Oszillator kann genau genug sein, da der zulässige Fehler größer ist und weniger abgestimmte Detektoren benötigt werden: 8 gegenüber 16.

2 Frequenzen gleichzeitig (sorgfältig ausgewählt, um Verzerrungen zu vermeiden, um falsche Mischprodukte zu erzeugen) => Es ist nicht sehr wahrscheinlich, dass dies versehentlich bei normalen Klängen auftritt.

Eine Legende, die ich gehört habe : Die Single-Tone-Codierung wurde als Signalisierungsmethode für das interne Telefonsystem verwendet, bis ein Junge mit einem fähigen Gehirn, kriminellem Verstand und einem perfekten Ohr lernte, wie man transkontinentale kostenlose Anrufe pfeift und die Zentrale abstellt.

user287001
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Das war der berühmte "Captain Crunch" -Hack, und es ist kein Mythos. Es heißt "Captain Crunch", weil es eine Marke von Frühstücksflocken mit diesem Namen gibt. In den 1970er Jahren verteilten sie eine Pfeife in der Box, die genau einen der internen Einzeltöne traf, die Sie kostenlos bedienen konnten, wie der Typ mit der perfekten Tonhöhe.
JRE
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@JRE und damit wir nicht vergessen, ist dieser magische Ton 2600 Hz.
Casey
Mein älterer Bruder erzählte mir von der "Blue Box", mit der man in den 70er Jahren kostenlose Ferngespräche führen konnte.
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Captain Crunch ist eine echte Person
Bob Jarvis - Reinstate Monica
@ BobJarvis: Ja, und er hat seinen Spitznamen vom Captain Crunch Hack bekommen.
JRE