Сравнительный анализ скорости и эффективности импульсного и тонального набора номера

Двухтональный многочастотный набор (DTMF) демонстрирует значительное превосходство в скорости по сравнению с устаревшим импульсным набором как на теоретическом, так и на практическом уровне. Ключевое преимущество заключается в фиксированном времени передачи одной цифры. Для распознавания любой цифры методом DTMF оборудованию АТС требуется всего около 50 мс, а с учетом стандартного межцифрового интервала в 50 мс общее время передачи одной цифры составляет приблизительно 100 мс. Эта постоянная величина не зависит от значения самой цифры, что делает процесс предсказуемым и чрезвычайно быстрым.

В противоположность этому, импульсный набор характеризуется переменным и значительно большим временем передачи. Каждая цифра кодируется серией импульсов, где один полный цикл (размыкание на 60 мс и замыкание на 40 мс) занимает около 100 мс. Таким образом, для передачи цифры 1 требуется примерно 100 мс, а для цифры 9 – уже 900 мс, не учитывая обязательный межцифровой интервал длительностью 700 мс. На примере номера 555-555-5555 расчет наглядно демонстрирует разницу: при импульсном наборе общее время составляет 11.3 секунды, в то время как при тональном наборе тот же номер передается всего за 1 секунду.

Экономия времени на уровне абонентского устройства напрямую трансформируется в повышение эффективности работы оборудования Автоматической Телефонной Станции (АТС). Высокая скорость DTMF означает существенное сокращение времени занятия линии – промежутка, в течение которого станционные ресурсы, такие как цифроприемники и запоминающие регистры, зарезервированы для обработки одного вызова. Уменьшение этого времени позволяет одному и тому же количеству оборудования обслуживать большее число вызовов в единицу времени, реализуя принцип совместного использования ресурсов (resource sharing).

Конечным результатом этого технологического превосходства является снижение капитальных затрат на строительство и модернизацию телефонных сетей. Для обслуживания одинаковой абонентской емкости станции, работающей исключительно с DTMF, требуется меньшее количество дорогостоящего коммутационного и управляющего оборудования, что в итоге снижает общую стоимость инфраструктуры. Это фундаментальное экономическое преимущество стало одной из главных причин повсеместного перехода на тональную сигнализацию.

Технические требования к согласованию генератора DTMF с линией связи. Для обеспечения корректной и надежной работы генератора двухтонального многочастотного сигнала (DTMF) в составе телефонного аппарата необходимо строгое соблюдение ряда критически важных параметров его сопряжения с линией связи. Первое требование касается обеспечения стабильных значений напряжения постоянного тока и тока шлейфа при любой возможной длине абонентской линии, которая может варьироваться от сотен метров до нескольких километров. Генератор должен сохранять работоспособность несмотря на значительное падение напряжения на длинных линиях, что требует применения специальных схем стабилизации и компенсации.

Второе фундаментальное требование регламентирует качество самого генерируемого сигнала. Выходные тональные сигналы должны иметь строго определенную амплитуду, достаточную для надежного распознавания на станции, но не вызывающую перегрузку линии. Не менее важным параметром является уровень нелинейных искажений сигнала, который не должен превышать установленных стандартами значений, так как высокий уровень гармоник может привести к ошибочному распознаванию кода оборудованием АТС.

Третье ключевое условие – это обеспечение правильного согласования полного комплексного сопротивления (импеданса) выходной цепи генератора с волновым сопротивлением линии связи. Правильное согласование по импедансу минимизирует отражения сигнала и обеспечивает максимальную передачу мощности в линию, что особенно важно для сохранения стабильной амплитуды на больших расстояниях. Совокупность этих требований гарантирует, что DTMF-генератор будет функционировать надежно в условиях реальных эксплуатационных изменений, таких как колебания напряжения питания и вариации параметров линии, обеспечивая быстрое и безошибочное установление соединения.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Бигелоу С.Д., Карр Д.Д., Виндер С..

Источник: Энциклопедия телефонной электроники.

Данные публикации будут полезны студентам и специалистам в области телекоммуникаций и сетевых технологий, инженерам, изучающим принципы передачи данных, а также всем, кто интересуется историей и эволюцией модемной связи и базовыми сетевыми протоколами.