DTMF

DTMF

Das Mehrfrequenzwahlverfahren (MFV, auch Tonwahlverfahren) ist die bei der analogen Telefontechnik gebräuchliche Wähltechnik und ist das heute überwiegend in der Telefonvermittlungstechnik genutzte Verfahren zur Übermittlung der Rufnummer an das Telefonnetz oder eine Telefonanlage.

Inhaltsverzeichnis

Alternative Bezeichnungen

Seltener ist im deutschsprachigen Raum die Bezeichnung MFC für Mehrfrequenzcode zu finden.

Weitere Bezeichnungen für MFV sind DTMF (Dual-tone multi-frequency: „Doppeltonmehrfrequenz“) sowie Touch Tone, die beide eher im englischen Sprachraum gebräuchlich sind.

Technik

Ziffern, beziehungsweise Tasten, die gewählt wurden, stellen auf der analogen Anschlussleitung des Telefons Wählsignale dar. Ein Wählsignal wird in MFV durch eine Überlagerung zweier sinusförmiger Tonsignale repräsentiert, die von der Vermittlungsstelle erkannt werden.

Mit der Einführung von Touch Tone in den USA in den 1960er-Jahren wurde auch das heute bekannte standardisierte Tastenlayout eingeführt. Aus der Position der Tasten ergeben sich die beiden Tonfrequenzen.

MFV-Tastenbelegung
1209 Hz 1336 Hz 1477 Hz 1633 Hz
697 Hz 1 2 3 A
770 Hz 4 5 6 B
852 Hz 7 8 9 C
941 Hz * 0 # D

Jede Zeile repräsentiert einen tiefen Ton, jede Spalte einen hohen. Wenn die Taste „5“ gedrückt wird, ergibt sich also ein Ton aus der Überlagerung der Tonfrequenzen 1336 Hz und 770 Hz.

Eine Abfolge mit allen Tönen der Tabelle findet sich  hier?/i. Es werden erst die vier Zeilen, dann die vier Spalten abgespielt.

Ist der Spannungswert des hohen Tons kleiner als der des tiefen spricht man von einem Twist. Ist der Pegel des hohen Tons größer als der des tiefen handelt es sich um einen Reverse Twist.

Es gelten folgende Werte für Frequenztoleranz (in %), Signaldauer (in Millisekunden), Twist (in deziBel) und Signalunterbrechung (in ms) nach ITU-T Q.23 und Q.24[1][2].

Funktion verweigert Funktion
Frequenztoleranz <= 1,5% >= 3,5%
Signaldauer > 40 ms < 23 ms
Twist < 8 dB > 8 dB
Reverse Twist < 4 dB > 4 dB
Als eine Zahl erkannt Als zwei Zahlen erkannt
Signalunterbrechung < 10 ms > 10 ms

Bei der Wahl der Dauer eines Tones wird meist 70 Millisekunden wie bei ZVEI-Tönen gewählt, damit die Vermittlungseinrichtung den empfangenen Ton sicher erkennen kann. Empfohlen wird eine Dauer von 50 ms - 100 ms mit Pausen von 20 ms - 50 ms zwischen den Tönen bei Ton- beziehungsweise Ziffernfolgen.

Die Generierung der MFV-Töne mittels zweier Sinus-Oszillatoren für die Spalten- und Zeilenfrequenz ist verhältnismäßig einfach. Zur Detektion der einzelnen Frequenzen wird meist der Goertzel-Algorithmus angewendet, ein Algorithmus zum Erkennen einzelner Tonfrequenzen (Spektralkomponenten) basierend auf der diskreten Fourier-Transformation.

MFV ist ein In-Band-Signalisierungsverfahren, das heißt, die Signale befinden sich innerhalb des normalen Sprachfrequenzbandes und können vom Telefonierenden mitgehört werden. Daher könnten natürliche Geräusche (zum Beispiel Musik) von der Vermittlungsstelle ebenfalls als Signal aufgefasst werden. Die Frequenzen von MFV-Signalen wurden daher so gewählt, dass sie Dissonanzen erzeugen, die mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit in der Umgebung eines Telefons auftreten.

Manche Vermittlungsstellen mit einfacher Technik, insbesondere von nordamerikanischen Herstellern, nehmen während einer bestehenden Verbindung keine Mehrfrequenzkommandos mehr entgegen. Zur Steuerung netzseitiger Dienstmerkmale (wie zum Beispiel Dreierkonferenz oder Makeln) muss dann zuvor die bestehende Verbindung durch eine definierte Unterbrechung, die als Flash oder Hook-Flash bezeichnet wird, in den Steuerungsmodus gewechselt werden. Für die definierte Unterbrechung ist häufig die Rückfragetaste vorgesehen. ISDN-Anschlüsse und andere digitale Telefonsysteme wie VoIP benötigen kein MFV zur Übertragung der Rufnummer an die Vermittlungsstelle, da bei diesen Systemen die einzelnen Ziffern der Telefonnummer als eine Bitfolge und nicht im Audioband übertragen werden.

Die Tasten „A“ bis „D“ werden heutzutage kaum noch genutzt. Sie wurden innerhalb spezieller Telefonanlagen, z.B. von Telefonbau und Normalzeit, für die Steuerung von anlageninternen Sonderfunktionen (u.a. 'automatischer Rückruf', 'Rufumleitung' und 'Softwareschloss') genutzt, darüber hinaus auch zur Festsetzung der Priorität eines Gespräches im mittlerweile abgeschafften Telefonsystem Autovon des US-Militärs verwendet.

Geschichtliches

Das im deutschen Sprachraum als MFV bekannte System wurde als Ersatz für das vergleichsweise langsame Impulswahlverfahren (IWV) in den Bell Laboratories entwickelt. Die für das Impulswahlverfahren nötigen Impulse konnten auf einfache Weise von einem Wählscheibenmechanismus erzeugt und von relativ einfachen elektromechanischen Baugruppen, den Wählern (später durch elektronische Schaltungen) interpretiert werden; für das MFV werden zwingend elektronische Schaltungen benötigt (siehe dazu auch Tastenwahlblock).

In Deutschland wurden in den 1990er Jahren alle öffentlichen analogen Vermittlungsstellen durch digitale Vermittlungsstellen ersetzt. Diese unterstützen sowohl MFV als auch IWV und können erkennen, mit welchem Wahlverfahren ein angeschaltetes Telefon wählt. Andere Länder haben aber noch ältere Vermittlungsanlagen, so dass auch neue Telefone, die für einen internationalen Markt produziert werden, das alte IWV weiter unterstützen, damit sie auch dort angeschaltet werden können.

Moderne private Telefonanlagen für analoge Endgeräte unterstützen aus Gründen der Abwärtskompatibilität ebenfalls beide Wahlverfahren, zumindest bei größeren Anlagen, während kleine TK-Anlagen oft nur das Mehrfrequenzwahlverfahren beherrschen. Es sind jedoch weiterhin veraltete private Telefonanlagen in Betrieb, die nur das IWV oder auch nur das Dioden-Erd-Verfahren unterstützen.

Siehe auch

Quellen

  1. http://www.vanity-rechner.de/dtmf.html
  2. http://web.ukonline.co.uk/freshwater/dtmf.htm

Weblinks


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