Импульсный набор номера

Содержание:
Введение
История
Устройство и принцип действия дискового номеронабирателя
Развитие. Кнопочный номеронабиратель
В настоящее время
Недостатки
Литература

Введение

Импульсный набор (также распространена калька с английского пульсовый набор) — способ набора телефонного номера, при котором цифры набираемого номера передаются на АТС путём последовательного замыкания и размыкания телефонной линии, формируя таким образом импульсы. Количество импульсов соответствует передаваемому числу (при этом цифра «0» передаётся десятью импульсами). Паузы между цифрами должны быть больше, чем между импульсами внутри цифры.

История

Начиная с 1836 года сообщалось о различных предложениях и изобретениях циферблатов для отправки телеграфных сигналов. После того, как в 1878 году была установлена первая коммерческая телефонная станция, необходимость в автоматизированном, управляемом пользователем методе направления телефонного звонка стала очевидной. Устраняя технические недостатки, Элмон Браун Строуджер изобрел телефонный диск в 1891 году. До 1891 года многочисленные конкурирующие изобретения и 26 патентов на циферблаты, кнопки и аналогичные механизмы определяли методы сигнализации телефонной станции назначения, на которую абонент хотел позвонить. Большинство изобретений включали дорогостоящие, сложные механизмы и требовали от пользователя выполнения сложных манипуляций.

Первая коммерческая установка телефонного набора сопровождалась первой коммерческой установкой автоматической телефонной станции на 99 линий в 1892 году в Ла-Порте штата Индиана, которая была основана на конструкциях Строуджера 1891 года. Оригинальные циферблаты требовали сложной последовательности операций. Работоспособная, хотя и подверженная ошибкам система была изобретена компанией Automatic Electric Company с использованием трех кнопок на телефоне. Эти кнопки представляли сотни, десятки и единичные единицы телефонного номера. Например, при вызове абонентского номера 163 пользователь должен был один раз нажать кнопку "Сотни", затем шесть нажатий кнопки "десятки" и три нажатия кнопки "единицы". В 1896 году эта система была заменена автоматической машиной для установления контактов, или вызывным устройством. Дальнейшее развитие продолжалось в течение 1890-х и начале 1900-х годов в сочетании с усовершенствованиями в технологии коммутации.

Элмон Браун Строуджер был первым, кто 21 декабря 1891 года подал заявку на патент на поворотный циферблат, который был выдан 29 ноября 1892 года как патент США № 486 909. Ранние поворотные циферблаты использовали выступы на пальцевой пластине вместо отверстий и не выдавали линейную последовательность импульсов, а прерывали две независимые цепи для управления реле в коммутаторе телефонной станции. Последовательность импульсов генерировалась без управления действием пружины или регулятора поступательного движения колеса, что оказалось трудным для правильного управления.

Несмотря на отсутствие у них современных функций, поворотные циферблаты иногда находят особое применение, особенно в промышленном оборудовании. Например, антинаркотическая коалиция Fairlawn из района Анакостия в Вашингтоне округа Колумбия убедила телефонную компанию переустановить телефоны-автоматы с поворотным набором номера в 1980-х годах, чтобы помешать покупателям наркотиков слоняться без дела, поскольку у них не было телефонной клавиатуры, чтобы оставлять сообщения на пейджерах дилеров. Они также сохраняются для обеспечения аутентичности в исторических зданиях, таких как мотель Blue Swallow на шоссе 66 в США, который относится к эпохе обмена именами и импульсного набора номера.

Устройство и принцип действия дискового номеронабирателя

Общая информация

В старых телефонных аппаратах сигнал импульсного набора создавался электромеханическим номеронабирателем: специальным вращающимся диском.
Дисковый номеронабиратель — составная часть телефонного аппарата. Изобретён Элмоном Брауном Строуджером, «отцом всех АТС». Первый патент на поворотный циферблат был выдан Элмону Брауну Строуджеру 29 ноября 1892 года, но широко известная форма с отверстиями в пальцевом колесе не была представлена примерно до 1904 года. Несмотря на использование в телефонных системах независимых телефонных компаний, услуга ротационного набора номера в системе Bell в Соединенных Штатах не была распространена до начала 1920-х годов.

Вращающийся диск номеронабирателя представляет из себя циферблат с расположеными по кругу цифрами и отверстиями для пальцев для каждой цифры. Диск может быть прозрачным или непрозрачным, что позволяет видеть лицевую панель (номерной знак) либо целиком, либо только с указанием присвоенного номера для каждого отверстия для пальцев. На лицевой панели напечатаны цифры и иногда буквы, соответствующие каждому отверстию для пальцев. Цифра 1 обычно устанавливается в правом верхнем квадранте передней панели циферблата, последующие цифры располагаются против часовой стрелки.
Для набора цифры один палец помещается в соответствующее отверстие, и с помощью пальца колесо поворачивается против натяжения пружины в положение остановки, заданное механическим барьером — упор-ограничитель для пальца — изогнутый элемент, расположенный в правом нижнем квадранте. Некоторые механизмы набора номера допускали использование физических блокирующих механизмов для предотвращения дальнейшего прокручивания диска. Замок может быть встроен в сам номеронабиратель или представлять собой отдельное приспособление, вставляемое в отверстие для пальца, ближайшее к упору для пальца.
При отпускании пальца колесо возвращается в исходное положение, приводимое в движение пружиной со скоростью, регулируемой регулирующим устройством. Во время этого обратного вращения электрический выключатель прерывает постоянный ток телефонной линии (местного контура) необходимое количество раз, соответствующее набираемой цифре, и, таким образом, генерирует электрические импульсы, которые телефонная станция декодирует в каждую набранную цифру. Не рекомендуется дотрагиваться до диска номеронабирателя во время обратного хода, поскольку это может привести к изменению длительности импульсов и, как следствие, ошибкам в распознавании на АТС набираемой цифры номера.

Первые номеронабиратели работали при прямом вращении. Импульсы генерировались, когда диск поворачивался в положение остановки пальца. Неравномерное проворачивание диска рукой абонента могло привести к неправильному набору цифр. В конце 19 века номеронабиратель был усовершенствован для автоматического набора с помощью возвратной пружины. Абонент выбирал цифру для набора, поворачивал диск до упора пальца, затем отпускал его. Пружина заставила диск возвращаться в исходное положение, в течение которого с помощью центробежного регулятора поддерживалась постоянная скорость.
Номеронабиратели на абонентских аппаратах обычно выдавали импульсы со скоростью десять импульсов в секунду, в то время как номеронабиратели на пультах операторов на ручных коммутаторах или на электронных коммутаторах часто выдавали импульсы со скоростью 18 импульсов в секунду.
Регулятор вращающегося диска подвержен износу и старению, и может требовать периодической очистки, смазки и регулировки специалистом.
Механизм номеронабирателя имеет несколько групп контактов. Помимо переключающей группы, номеронабиратель содержит также замыкающую группу, при наборе номера шунтирующую телефонный капсюль — для подавления громких щелчков от импульсов пульсового набора в динамике.

Каждая из десяти цифр кодируется в последовательность импульсов количеством, соответствующим кодируемой цифре. Импульсный метод набора номера иногда называют декадическим набором. Набор с подсчетом импульсов — это система цифровой адресации, которая использует десятичную модуляцию подсчета импульсов. Типичная средняя скорость передачи данных в бодах составляет 10 бит в секунду, хотя система обычно пропускает от 9 до 13 импульсов в секунду, что необходимо из-за различий в скорости вращения регулятора механизма набора номера. Этот метод набора является первой в мире массовой системой цифровой адресации. Иногда ее ошибочно называют аналоговой системой из-за убеждения некоторых людей, что механическая и старая являются синонимами аналоговой. Однако, подобно телеграфу, который также является механическим и цифровым и который использует для связи как счетчик импульсов, так и широтно-импульсную модуляцию, импульсный набор номера является цифровым методом связи, используемым для обращения к телефонным абонентам.

В электронных аппаратах сигнал создаётся без использования механических деталей, но для полной совместимости со старыми аппаратами, как правило, используют электромагнитные или твердотельные реле.

Основные механизмы набора номера в Соединенных Штатах

В США в инженерных лабораториях крупнейших производителей Western Electric Company для системы Bell и Automatic Electric Company для автоматической электрической системы были разработаны два основных механизма номеронабирателя.

На номеронабирателе Western Electric для приведения в действие регулятора использовались цилиндрические шестерни, поэтому ось регулятора была параллельна оси номеронабирателя. Ось регулятора Automatic Electric Company была параллельна плоскости номеронабирателя под прямым углом к оси номеронабирателя. Управляющий вал имел червячную передачу, в которой, что весьма нетипично, шестерня приводила в движение червяк. Червяк, тщательно отполированный, имел экстремальный шаг, с зубьями, расположенными примерно под углом 45° к его оси. Это было то же самое, что и механизм для вентилятора с ограничением скорости в традиционных музыкальных шкатулках. Регулятор Western Electric представлял собой чашу, окруженную подпружиненными поворотными грузиками с фрикционными накладками. Регулятор Automatic Electric Company имел грузики в середине изогнутых пружин, изготовленных из полосового материала. Когда он ускорялся после отпускания шкалы, грузики перемещались наружу, стягивая концы своих пружин вместе. Пружины были прикреплены к буртику на валу с одного конца и к ступице скользящего тормозного диска с другого конца. На скорости тормозной диск соприкасался с фрикционной накладкой. Этот регулятор был похож на тот, что использовался в заводных проигрывателях фонографов с пружинным приводом начала 20-го века.

Оба типа имели пружинные муфты для приведения в действие регуляторов. При заводке возвратной пружины номеронабирателя эти муфты отсоединялись, позволяя номеронабирателю быстро поворачиваться. Когда диск был отпущен, пружина сцепления плотно сжималась, приводя в действие регулятор.

При заводке номеронабирателя пружинная защелка в циферблате Western Electric смещалась от центра под действием кулачка на оси циферблата. Зубья на этом кулачке были разнесены на тот же угол, что и расстояние между отверстиями номеронабирателя. Во время намотки собачка сместилась не по центру от нормально замкнутых пульсирующих контактов. Когда диск был отпущен, зубья кулачка переместили собачку в другую сторону, чтобы размыкать и отпускать контакты диска. В автоматическом электрическом номеронабирателе пульсирующий кулачок и регулятор приводились в движение пружинной муфтой при возврате номеронабирателя. При заводке эта муфта отсоединяла и кулачок, и регулятор.

Номеронабиратели на телефонных трубках

В некоторых телефонах в трубку встроен небольшой номеронабиратель с подвижным ограничителем для пальца. Абонент поворачивает диск номеронабирателя по часовой стрелке до тех пор, пока ограничитель для пальцев не перестанет двигаться, затем отпускает диск. В этой конструкции отверстия под палец расположены по всей окружности диска номеронабирателя, что позволяет уменьшить его диаметр. Это было введено компанией Western Electric в компактном телефоне Trimline, который первым разместил номеронабиратель на телефонной трубке. В Испании такие телефоны были изготовлены для CTNE (Национальной компании телефонии Испании) фабрикой CITESA, расположенной в Малаге, и были названы телефонами "Гондола" из-за их особой формы. Испанские трубки Góndola с самого начала оснащались серией красных светодиодов, подключенных к линии, что позволяло подсвечивать номеронабиратель во время набора номера. Для этого светодиод был соединен с помощью антипараллельного стабилитрона, чтобы пропускать постоянный ток, даже если полярность линии была изменена на противоположную. В случае изменения полярности линии светодиод не загорался, но телефон все равно работал. Светодиод и стабилитрон размещались в одном корпусе для простоты сборки при изготовлении.

В Британии

В Соединенном Королевстве буква "O" сочеталась с цифрой "0", а не "6". В крупных городах семизначные номера состояли из трех букв названия телефонной станции, за которыми следовали четыре цифры.

В Австралии

До 1960 года в австралийских телефонах с поворотным набором номера соответствующая буква каждого номера была напечатана на бумажном диске в центре пластины, с пробелом, где абонент мог добавить телефонный номер. Бумага была защищена прозрачным пластиковым диском, удерживаемым на месте с помощью своеобразного стопорного кольца, которое также служило для радиального расположения диска. Австралийское соответствие букв цифрам было A=1, B=2, F=3, J=4, L=5, M=6, U=7, W=8, X=9, Y=0, так что телефонным номером BX 3701 на самом деле был 29 3701. Когда Австралия примерно в 1960 году перешла на полностью циферные телефонные номера (т.е. состоящие полностью только из цифр, без букв), мнемоническим средством, помогающим людям ассоциировать буквы с цифрами, было предложение: "Все крупные рыбы прыгают как сумасшедшие под водой, кроме Ябби" (англ. All Big Fishes Jumps Like Mad Under Water eXcept Yabbies).

На территории СССР

На территории СССР изначально были распространены пятипроводные номеронабиратели, позднее им на смену пришли трёхпроводные, с упрощённой и улучшенной конструкцией.
Согласно ГОСТ 23595-79, длительность одного импульса должна быть: 39—75мс (разрыв линии) / 30—50 мс (последующее замыкание линии). Серия импульсов (соответствующая передаваемой цифре) должна заканчиваться межзнаковой паузой (замыканием линии) на время не менее 200 мс. Для надёжной работы приборов АТС импульсы, посылаемые номеронабирателем, должны иметь частоту менее 25 Гц. Однако, большинство АТС имеют намного более широкие допуски при приёме сигнала импульсного набора, что делает относительно лёгким даже ручной набор номера, при помощи прерывателя цепи.
В Советском Союзе алфавитное обозначение телефонных станций буквами кириллицы (А, Б, В, Г, Д, Е, Ж, И, К, Л для каждой из цифр от 1 до 0 соответственно) использовалось в течение короткого периода — в 1950-х и 1960-х годах. К следующему десятилетию эта практика была в значительной степени прекращена.
Буквенные коды использовались не во всех восточноевропейских странах.

Экстренные вызовы

Пережиток этих различий можно найти в телефонных номерах экстренных служб, используемых в разных странах.
Соединенное Королевство выбрало 999 из-за простоты преобразования номеров служб экстренной помощи для совершения бесплатных звонков. "0" для оператора уже было свободно, и кулачок, который снимал шунт на линии, когда диск поворачивался в положение "0", можно было изменить, включив соседнюю цифру "9" (и "8", если требуется), чтобы звонки на "0" и "999" можно было бы сделать, не вставляя монеты.
В Новой Зеландии был выбран номер 111, поскольку новозеландские номеронабиратели с обратной нумерацией заставляли каждую цифру "1" передавать 9 импульсов (как "9" в Великобритании), что позволяет использовать готовое оборудование британской телефонной станции.

Буквенно-циферный набор

В 1917 году У. Г. Блаувельт из AT&T разработал комбинацию букв, присвоенных каждой цифре, которая стала стандартом в Северной Америке. В крупных городах, таких как Нью-Йорк, в конечном итоге потребовался бы семизначный телефонный номер. Некоторые тесты, проведенные в начале 1900-х годов, показали, что объем кратковременной памяти многих людей был недостаточен для семи цифр, что приводило к ошибкам набора номера (документация по этим тестам утеряна). Поскольку в крупных городах в течение многих лет использовались как ручные, так и автоматические телефонные станции, номера для ручных или автоматических коммутаторов использовали один и тот же формат, который можно было либо произнести вслух, либо набрать.
Так в Северной Америке на дисковых номеронабирателях телефонных аппаратов появились буквенные коды с цифрами под отверстиями для пальца и закрепились в следующем порядке: 1, 2 ABC, 3 DEF, 4 GHI, 5 JKL, 6 MNO, 7 PRS, 8 TUV, 9 WXY и 0 (иногда QZ) OPERATOR. Буквы использовались для обозначения телефонных станций за которыми был закреплен телефонный номер. Например, "RE7-3456" означало "REgent 7-3456".
В конце 1940-х годов дизайн телефонов был изменен, цифры и буквы были выведены на кольцо снаружи диска номеронабирателя, чтобы обеспечить лучшую видимость.

Развитие. Кнопочный номеронабиратель

В переходный период с импульсного набора на тональный набор (в США начиная с 1960-х годов после представления широкой публике на Всемирной выставке 1962 года системы DTMF под торговым названием "Touch-Tone"), а также в процессе интенсивного удешевления электроники, имел место выпуск кнопочных номеронабирателей, выполненных в форм-факторе их дисковых предшественников, что позволяло заменить ими механический номеронабиратель в имеющемся телефонном аппарате. Для этого можно применить выпускаемые промышленностью номеронабиратели «Электроника НК-01», «Электроника НК-02» и «Электроника НК-03».

Эти номеронабиратели полностью удовлетворяют требованиям и обеспечивают выполнение следующих функций:

• набор номера значностью до 22 цифр;
  
• неоднократное повторение набранного номера нажатием кнопки «*» (повтор);
  
• прерывание набора номера на любом его этапе и последующее его повторение, начиная с первой цифры;
  
• прослушивание сигналов АТС в паузах между цифрами набираемого номера;
  
• программирование паузы увеличенной длительности (2,7 сек. на одно нажатие кнопки «*») между любыми последовательными цифрами номера;
  
• отбой АТС нажатием кнопки «#» (отбой).
  

Отечественной и зарубежной промышленностью выпускается огромное количество ИМС электронного номеронабирателя, поддерживающих как тональный, так и импульсный режимы набора номера: CIC9192BE, FT58C51, HD970040D, HM9100A1, HM9100B, HM9102, HM9110D, KS5804, KS5805A, KS5805B, KS5820, KS5851, KS5853, KS5861, KS58C05, KS68006, KS6804, KS6805A, KS6805B, KS6820, KS6861, KS68C20N, LC7350, LC7360, LR40981A, LR40992, LR40993, M2561AB, M2661AB, MK50981, MK50992N, MK50993, MK5173AN, MK60981, MK60992N, MK6173AN, S25610, S26610, STC52660C, STC62660C, T40992, T40993, TB60981AN, TR50981AN, UM91210C, UM91260C, UM91610A, UM91611, VT91611, WE9110, WE9192B, ЕТ40982, ЕТ40992, КР1008ВЖ1, КР1008ВЖ10, КР1008ВЖ11, КР1008ВЖ14, КР1008ВЖ16, КР1008ВЖ5, КР1008ВЖ6, КР1008ВЖ7, КР1064ВЖ5, КР1064ВЖ6, КР1064ВЖ7, КР1084ВЖ5, КР1089ВЖ1, КР1089ВЖ2, КР1091ВЖ1.

В настоящее время

Телефоны с дисковым номеронабирателем выходят из употребления, как и сам импульсный набор. Такой телефон обычно можно встретить либо в служебных помещениях, где редко требуется телефонная связь, либо у пожилых консервативных людей, либо у любителей винтажной и ретро-техники. Главный недостаток импульсного номеронабирателя заключается в сравнительно долгом и неудобном наборе номера. Кроме того, посредством импульсного набора обычно невозможно перемещаться по голосовым меню, поскольку импульсы от импульсного номеронабирателя, в отличие от двухчастотных сигналов тонального набора, не передаются по голосовому тракту. Ввиду вышеперечисленного производители офисных АТС постепенно перестают включать поддержку импульсного набора в свои изделия.

По мере превращения телефонных аппаратов из электромеханических устройств в электронные, номеронабиратели перестают быть отдельным узлом; их функции разносятся между другими узлами аппарата: для набора номера используется клавиатура, конструктивно выполняемая, как правило, в составе его корпуса, а выдачей в линию тональных сигналов либо импульсов управляет микропрограмма.

Недостатки

Поворотные циферблаты не имеют функции повторного набора. При каждой попытке вызова необходимо набирать весь телефонный номер заново.
Время, затрачиваемое на набор номера, зависело от набираемых цифр. Т.е. от того, как далеко нужно прокручивать диск номеронабирателя при наборе каждой цифры, увеличивалось время для самостоятельного возврата диска в исходное положение.
Импульсный набор сильно подвержен помехам на линии и раньше не годился для набора номеров сильно удалённых абонентов.

Литература

https://ru.wikipedia.org/wiki/Импульсный_набор

https://ru.wikipedia.org/wiki/Номеронабиратель

https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_dial