目前流行于世界各国的来话号码显示，即为其中一项新的电信局通信业务，台湾中华电信自公元2000年一月起已正式启用「来话号码显示」此项电信服务，随着台湾电信的自由化，此项业务目前在台湾开放，除了给用户方便外，更为所有的通信制造商及通信半导体业带来无限的商机。

来话号码显示的功能，主要是透过电信局之局用交换机做信号传递，将传送数据讯息送到用户的终端设备上，也就是把拨电话这端的电话号码数据，送到接听电话的那一端。它提供给接听电话者可以事先得知电话来源的方便性，然后给接听电话者有更多选择接与不接听电话的权利。

来话号码显示的原文为「Caller ID」，如果按照字面常见的有下列几种表示方式：Caller ID＝CID＝CLID

＝Calling Line Identification

其实简单的讲，Caller ID就是可以让电话机客户端于电话机铃响或电话机使用中，如有第三者打电话进来时，即可预知对方来电者的电话号码及身份人名！最早先的Caller ID服务是由美国及加拿大风行起来的Caller ID的服务方式在Bellcore(Bellcore Client Company)把它们分别定义为TypeI和TypeII以及TypeIII三种不同的类别方式。现在全世界已经有五十多个国家有这项电信服务，预计在五年内全世界绝大部分的电话交换机系统都会有此项功能的提供。

来话号码显示Caller ID的三种不同类别Type1、2、3，依其服务功能范围我们可以大概区分如下所述(表一):

《表一 Caller ID三种不同类别》

目前台湾市内电话开放具备来话号码显示的功能是采渐进式的，2000年六月后可以增加至七或八成，全部完成须视电话交换机汰旧更新进度而定。用户可以利用自己家里的电话机，自行操作设定发话号码是否显示，如果用户未申请即被视为愿意「显示发话号码」！

来话号码显示的规格

Caller ID的服务方式目前一般会有两种方式，分别为电话机挂机的状态 (ON HOOK)和电话机通话中的状态(OFF HOOK)。挂机(ON HOOK)下的Caller ID服务定义是，当甲方用户打电话呼叫乙方时，乙方于使用Caller ID的终端设备(adjunct box，CID phone)，将甲方的来电时间、日期、电话号码、人名等讯息显示出来，供给乙方参考。此即为Caller ID Type1的功能服务。

而通话中(OFF HOOK)的Caller ID服务是指甲、乙方已于通话当中，此时丙方打电话呼叫乙方。乙方此时于通话当中接收丙方的来话讯息包含日期、时间、电话号码、人名等并显示于终端上面，供乙方参考。并由乙方决定是否允许插播接听丙方之电话。这就是一般所讲的「话中插播服务」(Call Waiting)，也就是Type2的服务功能之一。

在来话号码显示的信息方面，目前世界上会有两种不同的信号方式。一种为较简易的双音复频(DTMF：Dual Tone Multi-Frequency)和另一种速度快、传输数据较复杂的移频键控(FSK：Frequency Shift Keying)的方式。

DTMF是一种复频调变信号的传输，也就是目前电话机所使用的矩阵式的Hi/Lo频率编码。由不同的高低频率组成不同的数字及英文字代表，但此种方式只能表现出「1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、0、#、A、B、C、D」这几个字符，所以此种方式电信局交换机只能提供给用户来电对方的电话号码而已(表二)。

《表二 DTMF 频率组合矩阵表》

而FSK信息为一种移频键控的方式，是用两个频率「FH」和「FL」来代表「0」and「1」。在Caller ID接收到FSK的信号，必须经过译码后把它转换为数字讯号，并比对ASC II码，转换成一般用户可以认知的讯息，显示在终端设备上FSK的讯息可以包括来话号码、来话者姓名、来话时间、特殊讯息及语音留言讯息等等(表三)。

《表三 FSK Bell 202A规格表》

双音复频DTMF目前所使用的国家只有小部份国家如瑞典、荷兰、中国大陆等。因为DTMF此种方式的传递数据有限，目前各国的规格趋势都已慢慢改成FSK的方式，例如中国大陆官方的正式规格就已定成FSK的方式。而目前普遍使用FSK方式的国家规格则有美国、加拿大、英国、日本及香港等。现在台湾之Caller ID系统，首先开通的为DTMF系统，然后才会因为交换机的逐渐汰换，而逐步开通FSK系统。所以现在台湾所使用的终端设备必须以DTMF＆FSK双系统兼容为考(图一)。

《图一 来话号码显示服务Type1及Type2及Type3》

来话号码显示的传送时序方式

来话号码显示Caller ID的通讯协议时序与格式，会因为不同的国家而有所不同通讯规范，好比电话机通讯协议一样。Caller ID在同样是FSK或同样是DTMF的接收信息中，但因不同的国家有不同通讯协议。所以工程师于设计过程中，应必须了解来话显示机种将是所使用的市场用地在那边，然后才能依据规格协议搭配不同硬件和软件的设计。

On_Hook TypeI为电话机于挂机的状态下传输来电号码显示数据，美国规格的数据信息形态为FSK讯号方式，所有数据的讯息都是跟随第一声铃响进来的。美国电话声铃响的长度约为 0.2～3sec(A)于铃响之后大约会有一段约0.5～1.5sec(B)的静止状态。紧接着后面才会有Caller ID的讯息数据传送。

其中这段大约会有2.9～3.7sec(C)的时间。在数据讯息传送后会再有一段静止时间，约为=200ms(D)再跟着才是第二声铃响声1.8~3sec(E)再后面则是第三和第四铃响声。其中要注意的是FSK数据讯息，只有在第一和第二声铃响之间才有，而后面的几个铃响间，交换机是没有送任何数据讯息的(图二)。

《图二 美国FSK TypeI On Hook的数据传输》

目前台湾的Caller ID FSK传送方式主要开放的是On_Hook TypeI传送数据格式，但是不同于美加地区之后铃响声的数据传送，却使用比较特殊的Before Ringer的方法做数据的传送！

美国Caller ID TypeII的送信方式包含有TypeI的送信方式外，并增加了通话中(OFF HOOK)传送数据的方式，一般称为话中插播(Call waiting)。当用户于通话当中接收到第三者的讯息后，用户可以利用FLASH(暂切)Key来切换通话对像。

美国Caller ID TypeII的传输方式一开始会有0～300ms OSI(中断)讯号，此时局用交换机会暂时静止你的远程的声音送入约0～60ms (W)，并送出一个插播声音SAS(X)250ms～1sec。并经过0～50ms的间断时间(X1)，局用交换机会送出一CAS Tone2130+2750Hz约80～85ms的复频Tone音(Y)。

一般的来话显示终端设备必须去侦测此CAS Tone来做准备接收Caller ID的讯号。此时终端设备于承认此CAS Tone后。应先做一次并机测试，查看是否有无并联的分机占线，如果没有才会发出一个"D" Tone(941+1633Hz)给局用交换机即所谓的ACK响应讯号。

此时局用交换机会在那边等待你的ACK约有160+-5ms的时间(t1)。在局用交换机等到ACK响应后会于数据送出前有50～500ms的间隔时间(Q)。然后再传送出数据(Z)。紧接又是OSI和间隔(S)，0～320ms，最后回到通话状态(图三)。

《图三 美国FSK TypeII数据的传输》

台湾规格的来话号码显示主要是依据ETSI修改而来，其Caller ID通讯协议会分为DTMF和FSK两种通讯协议。目前正在使用的大部份为DTMF为主，DTMF之通讯协议目前所送的数据为单一电话号码传送。当用户接收到来话显示数据时，只能在终端产品上看到来话者的电话号码。

来话号码显示DTMF的信息传送，台湾规格是在电话机铃声响前传送数据的。数据传送时以开始码(Start Bit)"D"为开头，数据结束以结束码(Stop Bit)"C"为结尾。当在数据传送状态下(NIT：Number Information Transfer State)介于电话线路两端之间直流阻抗必须大于9M ohm以上。

于数据信息传送完成后，终端设备应脱离数据接收状态并随着电话响铃而回到静止状况。来话号码显示的DTMF数据格式传送时会有一定相关的时序与时间，其状态Ta为DTMF送讯结束后到第一声响铃之间的中断时间，其长度大约为150～700ms。Tb为传送发讯结束时，由传送数据状态回到静止状态的时间，此时间长度必须小于等于150ms。

DTMF数据码的总传送时间长度约小于等于3Sec。DTMF数据码中每码的长度与间格皆大约会大于等于50ms，发讯时，在开始码"D"之前会有一间格时间约为500～400ms(图四)。

《图四 台湾Caller ID DTMF数据的传输》

来话号码显示设备的实现形式

Caller ID 有二种的实现形式：

1.Caller ID Adjunct Box：

Caller ID的Adjunct Box就是来话号码显示附加盒。它的主要组成为一含有LCD Display的控制附加盒，可以加装在一般没有Caller ID功能的终端设备上，由此来使用Caller ID的服务。现在市场上所看到的Adjunct Box可依照其功能分类，大概可以分为"TypeI"3key或4key和"TypeII"3key、4key、5key、6key等不一的来话号码显示附加盒机种。

一般的3key就是指有Up review、Down review及Remove，3个功能键，而4key除了上述3个key外，又加上Call back(回拨)。此外4key、5key就是又多加了Flash和Option两个按键。目前市面上一般的机种大都以3key和4key为主流机种。除了key的多寡外，另一个决定市场售价的因素为Adjunct Box的记忆通数多寡，最常见的机种大概有分为30、60、90及99等不同的记忆组(图五)。

《图五 Caller ID Adjunct Box方块图》

2.Caller ID Phone：

除了上述的Caller ID Adjunct Box以外，Caller ID的另外一项常见到的产品就是Caller ID Phone，也就是把Caller ID终端结合于一般的电话产品上，现在有大概以下几种类型的产品出现：CID Phone、CID Cordless phone和CID 900MHz Cordless phone等，Caller ID在加上电话产品后其功能又可有多样性的变化如来电直接储存在电话机的记忆组当中，电话号码过滤，电话号码银行等等。

来话号码显示功能的通讯协议在各国的规范中并不一致，所以在电路的设计上自然会因为不同的国家需求有所不一。在某些地区的来话号码显示设计，因为将会有 DTMF 和 FSK 两种不同的讯号数据出现，所以在来话号码显示终端的电路上，一定要有容许两种不同系统之讯息接收，我们称它为双系统来话号码显示(Dual-System Caller ID)，例如目前的台湾和大陆地区。

Caller ID Adjunct Box主要的电路组成大致会分为几个部分：

1.电话局线接口(Co.Line Interface)

2.外线侦测(Ext.Off Hook)

3.铃声侦测(Ringer DET.)

4.音频信号侦测(CAS Tone DET)

5.FSK讯号接收(FSK Receiver)

6.DTMF拨号(DTMF Dialer)

7.占线电路(Off Hook CKT)

8.微处理器(uP)

9.液晶显示器(LCD)

10.电池电路(Battery)

来话显示芯片分析

DTMF Decoder

在Caller ID的双系统中或是DTMF的Caller ID系统，DTMF的译码是必要的。DTMF双音复频讯号的译码芯片，主要的功用是必须在来话显示数据传送时，从48Vdc的电话局在线取出正确的双音复频数据转换成BCD的编码方式并输出给终端的微处理器。

此时微处理器再做成最后的判断，使正确的来话号码显示数据呈现于LCD显示屏上。DTMF Decoder大致可分为一般译码和全译码两种芯片，此两种芯片差别在一般译码的芯片只能解出「1、2、3、4～9、*、0、#」这些常用的数字码，此种芯片只能适用于电话答录(DAM)及按键式电话系统(Key Phone System)使用，而全译码芯片则除了上述的一般数字码译码外，还能解出特殊用途的特殊码「A、B、C、D」。此种芯片才能真正使用到来话号码显示系统的终端设备上，以便译码判断来话显示数据中的开始码(Start Bit)和结束码(Stop Bit)。目前DTMF的译码芯片，都是CMOS IC(图六)。

《图六 DTMF Decoder Block & DTMF译码》

FSK Decoder

FSK译码电路，为Caller ID必要译码的一个线路部份，尤其是美国、加拿大这些以FSK为主要规格的地区。Caller ID的FSK信号为一种两个频率组合的正弦波调制讯号数据，FSK Decoder主要是把此正弦波调制讯号转换译码成一连串的数字Hi/Lo数据做输出。而FSK Decoder在初期的电路设计中，大都由单一独立的集成电路IC来完成。

CAS Tone/Call Waiting Decoder

CAS(CPE Alerting Signal)Tone为一种2130Hz+2750Hz双音复频的告警音，其另外一种名称为TAS(TE Alerting Signal)。在美国的通讯规格中是用于Off_Hook Call Waiting数据传送中的一种唤醒讯号，因为是必须要在用户通话当中，传送来话显示插播信息，所以在Call Waiting通讯协议中会对它有特别严谨的要求，CAS Tone测试会有分成三类不同的测试步骤，分别为A信号辨识测试(Signal recognition tests)、B信号加声音测试(Talk down tests)和C声音测试(Talk off tests)。

并且在这三类不同的测试中，每一类的测试又可分为三种不同的条件测试。此外TAS也出现在台湾来话显示的规范当中，但是在这个地方，TAS只是一个On_Hook FSK讯号传递的启始讯号，于目前的产品设计当中，电路上往往把此讯号的侦测忽略(图七)。在CAS Tone侦测芯片方面，于国内的半导体厂都欲极力的想发展其芯片技术，但由于CAS Tone的测试要求严格，大部份的厂商都在测试阶段就遇到了失败。

《图七 CAS Tone Decoder之应用》

Micro Processor(uP) and SOC

来话显示附加盒或来话显示电话机的电路设计当中，微处理器uP部份的电路是整部终端产品的主宰。此部份的电路除了要负责所有电路的控制外还必须做所有电话终端流程的处理。

uP微处理器于来话显示的应用中，必须要有足够的LCD显示点数以及足够的Memory空间和低耗电流的特性，在内部软件部份则须配合来话显示的国家规范做出协议流程的控制安排。现在专用于Caller ID的微处理器都已内含FSK Decoder和DTMF Dialer部份，这样的作法不仅节省成本也简化了硬件线路的设计。

当然微处理器还必须负责LCD的驱动及按键的处理。除此必须接受Ringer和CAS等唤醒讯号的触发，并且控制Off_Hook CKT和Hand Free等电话电路的部份。目前较常用于来话显示的微处理器而言，在国内台湾已发展的相当成熟，其中最具代表性的厂商有瑞昱、义隆、联咏等。

来话号码显示的发展

台湾可以说是全世界供应Caller ID此类产品数量最多的国家，只是在台湾2000年一月才正式的开发此项服务。因此大部分的业者对这项电信服务及产品都不是很清楚。因此希望能藉此篇介绍，让国内的消费大众了解这项服务的用途，以及现在及将来在来话号码显示器时的研发与设计有所帮助！

北美地区Caller ID系统服务拥有多样的优点，各地的电信公司势必会更新交换机系统以符合市场的需求，到时Caller ID的终端设备产品将是各个家庭或公司不可或缺的装备。

而国内半导体大厂ELAN与其代理厂商对来话号码显示Caller ID系统所发展的一系列的芯片组，不仅可提供者强大的Caller ID 8bit微处理器功能以及SOC产品并且拥有方便的作业环境。所以对Caller ID产品设计者来说，不管是利用标准的Caller ID产品来设计以争取时效，或者是利用发展系统来设计自己独特的Caller ID产品，在软硬件的设计皆可满足来话号码显示终端制造与设计商的需要。

电信事业技术不断的发展，用户一般对电信的服务的要求也会越来越高，相对的也带来国内各大厂商的致力研究发展，此Caller ID技术台湾半导体业目前对此类产品的研发已进入有相当成熟的阶段。