Skip to main content

צלילי חיוג

אחד הדברים היותר מעצבנים בעולם המודרני הוא מערכת ניתוב שיחות אוטומטית: "אם ברצונכם לעבור לשלוחה 3 לחצו 2, אם ברצונכם להמתין למזכירה לחצו 1, אם ברצונכם ללחוץ 0 לחצו 9" וכך הלאה.

ומה שמעצבן עוד יותר הוא שלא מדובר רק במערכות לניתוב שיחות. ניתן לקבל כיום שירותים רבים באופן אוטומטי דרך רשת הטלפונים: החל מהזמנת כרטיסי קולנוע או לחילופין השכמה בבוקר ועד תשלום חשבונות ובירור יתרה בבנק. המשותף לכל השירותים הללו הוא שהם מופעלים באמצעות לחיצה על לחצני החיוג של מכשיר הטלפון. אנו מקשיבים להוראות מוקלטות המושמעות מהצד השני של הקו, לוחצים על הלחצנים המתאימים והמערכת מזהה את הספרות עליהן לחצנו ופועלת בהתאם. התהליך מייגע ומעצבן, בפרט כאשר טועים ויש צורך לחייג מהתחלה, אך אי אפשר להתעלם מהיתרון שבשרות מסוג זה בהשוואה למענה אנושי: ניתן להפעילו 24 שעות ברציפות, הוא אינו מתעייף מתעצבן או טועה, ניתן להרחיבו ולהפעילו בו זמנית על גבי מספר קווי טלפון כך שלא נשמע צליל תפוס בכל פעם שמחייגים, ובנוסף, ניתן להפעילו במספר שפות.

במוזיאון המדע תוכלו לראות שלוש בובות המופעלות בעזרת צלילי חיוג אלו .כל אחת מהן מצוידת במכשיר טלפון סלולארי תרומת חברת סלקום אליו ניתן להתקשר (מכל מכשיר טלפון בעולם) ועל ידי לחיצה על לחצני הטלפון להפעילה. לחיצה על ספרה 1 מעלה את יד ימין , ספרה 4 מורידה אותה, ספרה 3 מעלה יד שמאל וכך הלאה.

איך זה פועל?

אחת התכונות החשובות בכל אותן מערכות אוטומטיות היא היכולת לזהות את המספרים שאנו מחייגים אליהן ולהבין מה אנו רוצים. זיהוי זה חייב להיות מדויק ואמין, אחרת אנו עלולים להזמין כרטיסים ל"שתי אנגליות" במקום ל"הנמלט 2" או לחילופין חשבון הבנק שלנו יחויב ב-6,000 ש"ח במקום ב-60.

זיהוי הספרות שאנו מחייגים מבוסס על זיהוי הצליל הנשמע כאשר לוחצים על כל אחד מלחצני מכשיר הטלפון. צליל זה, המכונה "צליל חיוג", נשמע באפרכסת אך גם מועבר בצורת אות חשמלי דרך קו הטלפון אל המנוי שאתו אנו מדברים. אם תקשיבו טוב תוכלו להבחין שלכל ספרה צליל ייחודי, שונה מכל אחד מהצלילים שמשמיעות הספרות האחרות. המיוחד בצלילים אלו הוא לא רק בכך שהם שונים זה מזה וכך ניתן להבחין בין הספרות השונות, אלא גם בכך שהם אחידים כמעט בכל העולם. בכל מכשיר טלפון בו תלחצו על הספרה 2 תשמעו את אותו הצליל. מערכת ניתוב השיחות מזהה את הצליל ופועלת בהתאם.

מה מיוחד בצלילי החיוג?

מכיוון שקו הטלפון מעביר לא רק את צלילי החיוג אלא בעיקר את הקולות והצלילים הנקלטים במיקרופון, עלולה שריקה או נגינה על פסנתר ברקע להיקלט כמו צליל חיוג ולשבש את ההזמנה או התשלום. כדי למנוע זאת מורכב כל צליל חיוג משילוב של שני צלילים בתדרים שונים. תדר אחד עבור השורה בה נמצא הלחצן ותדר שני עבור העמודה. כפי שתראו בטבלה הבאה:

  הרץ 1209   הרץ 1336   הרץ 1477  
123  הרץ 697
456  הרץ 770
789  הרץ 852
*0#  הרץ 941

לחצו על התדרים ומקשי הטלפון ותשמעו את הצלילים.
(הערה: יתכן ותצטרכו להמתין מעט לטעינת הצלילים, ולאשר את הפעלת הנגן.)

בכדי להקטין עוד יותר את הסיכוי לטעות בזיהוי, אף אחד משבעת הצלילים (4 לשורות ו-3 לעמודות) איננו תו מוזיקלי והם אינם הרמונים זה לזה, כלומר אף צליל אינו כפולה של צליל אחר. או בשפה של מוזיקאים, אף אחד מהצלילים איננו אוברטון של צליל אחר, כך שאין סיכוי שצליל מסוים יתפרש כצליל אחר.

כדי להשתכנע שאכן מדובר בצלילים ולא באותות אחרים העוברים דרך קו הטלפון תוכלו לנסות לחייג בצורה הבאה: הצמידו את המיקרופון של שפורפרת הטלפון לרמקול של המחשב ולחצו על לחצני החיוג בטבלה. הצלילים מהרמקולים של המחשב יקלטו במיקרופון הטלפון והמרכזייה שתקלוט את הצלילים "תחשוב" שהמכשיר חייג אליה. נסו בהתחלה לחייג 199 לשירות של בזק, והאזינו לתקליט המבקש ממכם להזדהות בעזרת חיוג צלילים!

המבוגרים שביננו זוכרים שהמשיבונים האוטומטים הראשונים נמכרו יחד עם קופסה קטנה (בגודל קופסת סיגריות). בעזרת הקופסה ניתן היה ל"שאוב" הודעות מהמשיבון מטלפון מרוחק, שלא פעל בשיטת חיוג צלילים. הקופסה פשוט ייצרה צלילי חיוג שהיו מועברים דרך קו הטלפון למשיבון המרוחק. עם הזמן עברו כל מכשירי הטלפון לשיטת חיוג הצלילים והפעלת המשיבון נעשתה על ידי לחיצה על לחצני החיוג.

למה בכלל צלילים שאנו שומעים?

אם כל כך חשוב להבטיח שצלילי החיוג יזוהו באופן מדויק ושצלילים אחרים לא יקלטו במיקרופון ויועברו בקו הטלפון, למה בכלל משתמשים בצלילים שאנו שומעים? למה לא לעביר בקו הטלפון אותות חשמליים בתדר גבוה יותר, כזה שאף כלי נגינה או שריקה מקרית לא יבלבלו.

הסיבה היא בקו הטלפון עצמו. רשת הטלפון מסוגלת להעביר צלילים בתחום תדרים שבין 300 תנודות בשניה (300 הרץ) ל-3300 תנודות (3.3 קילו הרץ). תחום זה קטן אפילו מהתחום שהאוזן האנושית מסוגלת לשמוע אך הוא מספיק להעברת קולות דיבור באיכות סבירה. כיום, כאשר רשת הטלפון משמשת גם להעברת מידע נוסף כמו פקסים ותקשורת מחשבים ברשת האינטרנט, הרבה אנשים מקללים את מגבלת תחום התדרים (המכונה "רוחב פס") של קווי הטלפון, אך אסור לשכוח שרשת זו החלה להיבנות לפני יותר מ-100 שנה ובכל פעם שהרחיבו אותה היה צורך לשמור על תאימות למכשירים ולציוד הקיים.

התוצאה היא שגם כיום, בכדי להעביר מידע באופן אמין דרך קווי טלפון הוא חייב להיות מקודד לצלילים בתחום התדרים שבים 300 ל-3300 הרץ. תחום שאנו שומעים. זו גם הסיבה שכאשר מרימים את אפרכסת הטלפון בזמן גלישה באינטרנט או שליחת פקס, שומעים את צלילי התקשורת בצורת שריקות והמהומים.

קצת היסטוריה

הסיבה המקורית לפיתוח צלילי חיוג הייתה אכן לצורך חיוג. מערכות החיוג האוטומטיות הראשונות פעלו בשיטת המתקפים (פולסים). סיבוב החוגה (העיגול עם החורים לאצבעות שבחזית מכשיר הטלפון למי שזוכר) גרם לסגירה ולפתיחה של המעגל החשמלי שחיבר את מכשיר הטלפון עם המרכזייה. סגירה ופתיחת מעגל זה גרמה לתנועה של זרועות אלקטרו-מכניות אשר חיבור את המוליכים החשמליים המתאימים במרכזיה כך שקו הטלפון ממנו חייגו חובר לקו אליו רצו להתקשר. שיטה זו פעלה לאט יחסית והיו בה טעויות רבות. כל מגע רופף במוליכים החשמליים שבין המנוי למרכזיה גרמו לטעות בחיוג. אך הבעיה העיקרית הייתה ששיטת חיוג המתקפים הייתה טובה רק כאשר היו חיבורים חשמליים בין המרכזיות. במערכות רדיו טלפון בהן השיחה הייתה מועברת בעזרת גלי רדיו אי אפשר היה להשתמש בחיוג זה. זו הסיבה שלפני שלושים שנה חיוג לחו"ל נעשה לרוב בסיוע מרכזנית אנושית.

בשיטת חיוג הצלילים, מספר הטלפון אליו אנו רוצים להתקשר מועבר למרכזיה בצלילים. צלילים העוברים דרך מוליכי חשמליים, שידורי רדיו, סיבים אופטיים או כל ערוץ פיזי דרכו עוברת השיחה עצמה. בצורה זו ניתן לחיוג מכל מכשיר טלפון לכל מכשיר אחר כאשר המספר עובר בין המרכזיות השונות שבדרך ללא תלות בערוץ המחבר אותם.

תחילת השימוש בחיוג צלילים הייתה רק להעברת מידע בין המרכזיות עצמן. מכשירי הטלפון היו מצוידים בחוגה שהעבירה מתקפים למרכזייה. המרכזייה תרגמה אותם לצלילים שהועברו למרכזיות הבאות וכך הלאה עד לחיבור השיחה. בנוסף למידע על המנוי אליו אנו רוצים להתקשר העבירו המרכזיות בעזרת אותם צלילים מידע על המנוי המחייג ועל שיטת חיוב החשבון (מכיוון שהשיחה עברה לפעמים מספר רב של מרכזיות במדינות שונות, היה צורך לדעת חשבון של איזה מכשיר טלפון לחייב ובאיזה תעריף). באותה התקופה (שנות ה-60 ותחילת ה-70) נהגו ההקרים של אז לייצר קופסאות כחולות ושחורות (Blue Box) שידעו לייצר את צלילי החיוג שעברו בין המרכזיות. בעזרת קופסאות אלו ניתן היה לרמות את המרכזיות ולגרום להן "לחשוב" ששיחה שחיוגה מקליפורניה ממספר טלפון אחד בוצעה מסן חוזה ממכשיר טלפון אחר. בצורה זו ניתן היה לבצע שיחות ללא תשלום ולחילופין לעקוב אחר מסלול שיחות ולצותת להן.

עם הזמן, כל מכשירי טלפון צוידו בחיוג צלילים (מתי בפעם האחרונה ראיתם חוגה על מכשיר טלפון) וגם החיוג למרכזיה עצמה התבסס על אותם צלילים. כתוצאה מכך, כל מכשיר טלפון הפך להיות מצויד באמצעי קידוד (אותם צלילי חיוג) המסוגל להעביר מידע מדויק דרך קווי הטלפון. מידע אותו ניתן לזהות באמצעות מעגלים אלקטרונים ללא צורך בגורם אנושי. מעגלים אלקטרונים אשר פותחו לצורך כך אפשרו זיהוי של אותם צלילים והפעלת ציוד מתאים. החל ממשיבונים ומכונות ממכר משקאות קלים ועד פצצות. שלושת הבובות שבמוזיאון מופעלות גם על ידי אותם צלילי חיוג. מול רמקול הדיבורית מותקן מיקרופון המחובר למעגל אלקטרוני מתאים. כאשר לוחצים על אחד מלחצני החיוג בטלפון שממנו מתקשרים לבובה, מושמע צליל החיוג ברמקול. המיקרופון קולט צליל זה והמעגל האלקטרוני מזהה אותו מציגו על צג ומפעיל את היד או הרגל המתאימים. ניתן "לרמות" את הבובה ולהשמיע למיקרופון צלילי חיוג ממקור אחר, כמו הקלטה מטייפ למשל. אם תבקשו ממדריכי המוזיאון, הם יוכלו להשמיע לכם הקלטה של צלילי חיוג אשר יפעילו את הבובה מבלי שתטלפנו אליה.

מה בעתיד? זיהוי קולי

למרות היתרונות הרבים של שיטת צלילי החיוג היא מעצבנת למדי ודורשת לחיצה קפדנית על הלחצנים השונים. האלטרנטיבה אליה מנסים החוקרים ואנשי הטכנולוגיה להגיע היא מערכת אשר תזהה את הקול האנושי ותפעל בהתאם. במקום ללחוץ על הלחצנים פשוט נדקלם לטלפון את המספר אליו אנו רוצים להתקשר או אפילו את שם המנוי, שם הסרט או בית הקולנוע וכולי. השיטה מצליחה בחלק מהמקרים, אך בגלל ההבדלים הרבים בין בקולות האנושיים (גובה הקול, עצמתו, מהירותו וכולי) קשה לבנות מערכת אשר תזהה באופן מדויק ואמין את כל הקולות ואת כל המילים. לרוב יש צורך בפשרה, זיהוי קול של דובר מסוים או זיהוי של מספר מצומצם של מילים (ספרות בלבד למשל).

נוצר בתאריך: 04/06/08
עודכן בתאריך: 14/02/11