旋轉式撥號盤,撥號時要依賴發條、齒輪、蝸杆、簧片接點等機械結構的動作。這些機械結構要經常檢測維修,否則就容易失靈,發出錯誤脈衝,導致串號,也就是打錯電話。
隨著電子技術的廣泛應用,按鍵脈衝式電話機開始普及。這種電話機,以按鍵代替機械轉盤,用電子電路來控制電流通斷,發出脈衝信號,比機械結構可靠和準確得多。
但是,可靠性雖然得到顯著改善,撥號速度卻毫無進步。撥號仍然要依賴一串串的脈衝,用脈衝數量代表相應的數字。這很難適應電話快速普及的新形勢。
電話網絡快速擴大,用戶數量劇增,電話號碼越來越長。以國內為例,電話號碼的位數,從80年代普遍的5位數開始,經歷了多次升位,增加到了後來的7位數或8位數。如果還用脈衝撥號,那就太費時間了。
假如你要打的號碼是0865-5643358(此號碼並非真實存在,只是便於講解),完成撥號最快需要如下時間:
100×10+100×8+100×6+100×5+100×5+100×6+100×4+100×3+100×3+100×5+100×8+500×10=10800毫秒
也就是10.8秒——太慢了。
雙音頻電話機的出現,徹底解決了撥號慢的問題。
每一個數字,都不再用一串脈衝來表示,而是改用一個聲音信號來表示。這個聲音信號,是由一個頻率較高的聲音與一個頻率較低的聲音疊加而成的。
用戶每按一個鍵就發送一個高頻和低頻的正弦信號組合,比如按「1」鍵,就會發送一個697Hz和1209Hz的組合信號。因此,每一個按鍵發出的頻率組合都不同,電話公司的交換機可以接收這些頻率組合併確定用戶所按的按鍵。這樣,撥號時間大大縮短。撥任何數字,所需時間也不過就是按下那個按鍵的時間而已。
按照標準,每秒鐘最多允許你按10個鍵,那麼剛才說的這個號碼(0865-5643358),就可以在一秒多鐘的時間內撥完,只要你的手速足夠快。當然了,普通人沒那麼快,但撥號所需時間只取決於你自己的手速。
這個撥號的聲音,不僅你聽得到,交換機也聽得到。實際上,主要就是給交換機聽的。交換機收到這種雙音多頻信號,就知道你要打電話給誰了。
PSTN(公用電話交換網)是以模擬技術為基礎的電路交換網絡。用戶撥號所產生的雙音多頻信號,是直接通過語音通話信道傳送給交換機的。雖然現在PSTN普遍實現了數位化,但大多數用戶電話機發出的仍然是模擬信號,只是在傳送給數字程控交換機時經過了模數轉換。正因為如此,你拿起座機話筒,播放撥號音的錄音,仍然能讓座機打出電話。
在動畫片裡有很誇張的情節:柯南和女歌唱家用嗓子發聲,聲音傳到了電話話筒,就打出了報警電話。這從理論上說,是可行的。只不過普通人要發出頻率這麼精確的聲音,難度太大。
在電話費不便宜的年代,人們常常把電話機裝在盒子裡,撥號盤鎖著,只能拿起聽筒接電話。要打電話,得先把盒子打開。
如果了解雙音頻電話機的撥號原理,就無需打開盒子,只要拿起電話機話筒,播放撥號音的錄音,就能打出電話。
幾十年前的飛客(早期的黑客)很喜歡這麼幹。他們利用這些原理,騙過了美國的電話網絡,免費打電話——用塑料哨子發出的2600赫茲的聲波,讓電話交換機以為通話結束,從而停止計費,而飛客們卻繼續歡快地煲著電話粥。有些飛客還設計了專門的設備,可更便捷地破解電話交換系統。蘋果的創始人賈伯斯和沃茲尼克年輕時製造並販售的「藍盒子」,就是這類用於盜打電話的非法設備的改進版。
現在的電話機,普遍都支持脈衝和雙音頻兩種撥號方式,因此也都有P/T轉換鍵,而且大多數地區的程控交換機也都能識別脈衝信號。P和T兩種模式,P就是Pulse,也就是脈衝撥號方式,用按鍵模擬機械旋轉號盤發出脈衝信號;T就是Tone,也就是雙音頻撥號方式。
當你快速按下電話機的叉簧(掛機鍵),也可以發出脈衝撥號信號,打出電話。
當然了,現在固話話費便宜,不會再有人有動力如此繁瑣地用拍叉簧或播放撥號音的方式打電話。可這些作為常識,了解一下也無妨。
不了解這些關於電話機的常識,可能會造成尷尬的後果。幾年前,有記者用座機撥打某名人的手機號碼,由於開著免提,其撥號音也被記錄在節目裡,所有觀眾都聽得清清楚楚。有個在校大學生根據撥號音,就推測出了那位名人的手機號碼。
說到手機,大家會注意到,手機撥號時也能發出類似座機那樣的撥號音。但是,這個聲音,只是照顧你多年來使用座機的習慣而放給你聽,並不會給交換機聽。說白了就是哄你開心的,沒有實際作用。因為現在的手機,語音和信令流是分開傳輸的。手機將你撥的號碼生成數位訊號,由帶外傳送給交換機。