傳真機嗶嗶聲-原來是有意義的-通訊解密

各位一定有聽過傳真機與對方接通時候的嗶嗶聲，這些聲音其實並不是響好玩的，它們是真的有意義喔，今天就來帶各位了解這些聲音的秘密，以後或許各位就可以光靠聲音就能知道是哪台傳真機有問題。

建置電話錄音環境

為了將傳真機的聲音錄下來，我做了一個線路可以跨接在電話線的Tip/Ring兩端監聽電話線的聲音，也就是下圖中綠色電路板的裝置，它可以將電話線的訊號轉接到錄音設備裡面，如此我就可以把錄下來的聲音作分析，而圖中的黑色USB裝置，則是USB FAX，原本是想借一台傳統大台傳真機，但身邊的朋友早就不用傳真機，於是就買了這台迷你型USB傳真機，便宜又好用。

針對我自己做的電話錄音線路，若有興趣了解的朋友，可以看我另一篇文章，裡面有詳細介紹。

撥號與即時頻譜

既然要用傳真機，那就一定要撥號，那要撥給誰呢? 有鑑於目前傳真機用的人真的是越來越少，所以我選擇了公家單位的傳真機，基本上公家單位的傳真機還是處於服役的狀態，才能適用於各層面的需求，於是我鎖定了台北市信義區的戶政事務所傳真電話號碼，之後我會傳一張A4的英文說明文件，我想應該會被戶政事務所當成垃圾文件處理，下圖的右手邊就是我預計要傳出的文件。

那該怎麼將pdf文件用傳真送出去呢? 就是按下”列印”如下圖，在列印的選項裡面，有個裝置名稱Name的選項，原先可能是某台印表機，現在要手動將它改成Fax，如此一來列印功能就會將文件透過Fax列印到對方的傳真機上了。

但剛才的列印視窗，並沒有可以輸入對方傳真機號碼的欄位啊，電腦怎麼知道要印去哪裡呢? 原來它是要在你按下OK之後，才會跳出一個視窗，它長得很像email的對話框，裡面的”To”欄位就可以讓各位輸入傳真機號碼，然後按下Send就會開始撥號了。

接著耳機馬上就傳來撥號時的聲音，再來就是連線時的嗶嗶聲，我用軟體將這些聲音的頻率分布即時的顯示在螢幕上，同時也將這些聲音錄下來，後面就來說明這些嗶嗶聲的意義。

音頻分析-撥號

我把錄下來的聲音用音頻軟體打開，簡單介紹一下介面如下圖，它裡面有三個部分，最上面是Waveform波形，中間是Spectrum頻譜，下方是Spectrogram頻譜圖，有時也稱為時頻譜。

Waveform的部分較好理解，一般的音樂剪輯都會用這個模式來呈現；Spectrum的部分可以讓我們知道某個時間點上的聲音頻率分布，這個時間點是以位在波形視窗中央的所在位置作為分析的時間點，所以不同的時間點會有不同的頻率分布；Spectrogram時頻譜則是把所有的時間點上的頻譜按時間順序排列在一起，這樣就可以一眼認出頻率在時間軸上的變化。

接著就來觀察撥號的波形吧，上圖波形中的八個短波型，分別代表剛才電話號碼的8個數字，它稱為雙音複頻DTMF，每個數字都是由兩個不同的頻率所組成，各位可以在頻譜圖上發現確切的頻率組合。

音頻分析-呼叫音Calling Tone (CNG)

在DTMF之後出現的東西稱為CNG，它是一個1100Hz的弦波訊號，如下圖中間的波形，單純用來呼叫對方告知自己是一台傳真機或數據機，但前提是對方要把電話接起來，對方若沒有接，CNG會重複送個幾次才罷手。CNG定義於ITU T.30的文件裡面，直接就是以CNG來稱呼，並告訴大家這個叫做Calling tone，我看起來它應該只是個代號，並沒有與Calling tone有相對應的縮寫關係。

音頻分析-響鈴音Ringing Tone

對方若是沒有接電話，自己這端就會持續聽到響鈴音Ringing tone如下圖右方，它是一個由440Hz與480Hz組成的頻率，由於頻率很相近，所以會出現拍差，類似40Hz的調變訊號，聽起來會有震動的感覺，Ringing tone是由中華電信的系統送出來的訊號，由於訊號源是在遠端所以振幅較小。

音頻分析-應答音ANSam

若對方的傳真機有接電話的話，就會發出應答音ANSam，如下圖右方。ANSam的完整名稱是Modified answer tone，它是一個由2100Hz的弦波信號，外加15Hz振幅調變，所以聽起來聲音會有點忽大忽小的感覺。

音頻分析-協議速率DIS/DCS

當雙方已經確認彼此的存在之後，接下來就是要確認之後要用哪個速率來傳送資料，於是對方會傳送DIS(Digital identification signal)訊號，如下圖右邊前半部，這個訊號已經不再是單一頻率所組成了，它是一個由較複雜的數位調變所構成的訊號，目的是用來傳送更多的資訊，因為對方的傳真機必須要列舉自己支援那些速率，用來徵得本地端的同意，所以資料量較大，佔的頻寬也較多，各位看頻譜圖就知道。

本地的傳真機收到DIS之後，就要回應給對方DCS(Digital command signal)，如上圖右邊後半段，在這裡就確認了將來要用哪種速率傳輸，你會發現DCS所佔的頻寬又更寬了，因為出了傳輸速率之外，它們還有溝通其他事項，只不過我沒有再詳列出來。

音頻分析-通話品質調整Training

確認速率之後，就開始傳資料了嗎? 還沒呢，這裡還有一個步驟，就是要調整通道參數，因為每條電話線的通話品質不一，兩台傳真機之間必須要彼此互相做測試與調整，這部分稱為Training如下圖黃點的部分，Training裡面的細節想也知道很複雜所以我沒有深究，但它的目的就是要盡可能的讓通話品質提高，所以你會看到Training所佔的頻寬還滿寬的，基本上已經把電話線能用的頻寬都佔滿了，電話線的頻寬大約是3.4kHz，以現在的眼光來看當然不寬，但是以電話線的本質來說，這已經是它的物理極限了。所以各位大概就知道在實際傳送資料之前，這兩台傳真機其實已經默默做了很多事情了。