目前流行於世界各國的來話號碼顯示，即為其中一項新的電信局通信業務，台灣中華電信自西元2000年一月起已正式啟用「來話號碼顯示」此項電信服務，隨著台灣電信的自由化，此項業務目前在台灣開放，除了給使用者方便外，更為所有的通信製造商及通信半導體業帶來無限的商機。

來話號碼顯示的功能，主要是透過電信局之局用交換機做信號傳遞，將傳送資料訊息送到用戶的終端設備上，也就是把撥電話這端的電話號碼資料，送到接聽電話的那一端。它提供給接聽電話者可以事先得知電話來源的方便性，然後給接聽電話者有更多選擇接與不接聽電話的權利。

來話號碼顯示的原文為「Caller ID」，如果按照字面常見的有下列幾種表示方式：Caller ID＝CID＝CLID

＝Calling Line Identification

其實簡單的講，Caller ID就是可以讓電話機用戶端於電話機鈴響或電話機使用中，如有第三者打電話進來時，即可預知對方來電者的電話號碼及身份人名！最早先的Caller ID服務是由美國及加拿大風行起來的Caller ID的服務方式在Bellcore(Bellcore Client Company)把它們分別定義為TypeI和TypeII以及TypeIII三種不同的類別方式。現在全世界已經有五十多個國家有這項電信服務，預計在五年內全世界絕大部分的電話交換機系統都會有此項功能的提供。

來話號碼顯示Caller ID的三種不同類別Type1、2、3，依其服務功能範圍我們可以大概區分如下所述(表一):

《表一　Caller ID三種不同類別》

目前台灣市內電話開放具備來話號碼顯示的功能是採漸進式的，2000年六月後可以增加至七或八成，全部完成須視電話交換機汰舊更新進度而定。使用者可以利用自己家裡的電話機，自行操作設定發話號碼是否顯示，如果用戶未申請即被視為願意「顯示發話號碼」！

來話號碼顯示的規格

Caller ID的服務方式目前一般會有兩種方式，分別為電話機掛機的狀態 (ON HOOK)和電話機通話中的狀態(OFF HOOK)。掛機(ON HOOK)下的Caller ID服務定義是，當甲方用戶打電話呼叫乙方時，乙方於使用Caller ID的終端設備(adjunct box，CID phone)，將甲方的來電時間、日期、電話號碼、人名等訊息顯示出來，供給乙方參考。此即為Caller ID Type1的功能服務。

而通話中(OFF HOOK)的Caller ID服務是指甲、乙方已於通話當中，此時丙方打電話呼叫乙方。乙方此時於通話當中接收丙方的來話訊息包含日期、時間、電話號碼、人名等並顯示於終端上面，供乙方參考。並由乙方決定是否允許插播接聽丙方之電話。這就是一般所講的「話中插播服務」(Call Waiting)，也就是Type2的服務功能之一。

在來話號碼顯示的信息方面，目前世界上會有兩種不同的信號方式。一種為較簡易的雙音複頻(DTMF：Dual Tone Multi-Frequency)和另一種速度快、傳輸資料較複雜的移頻鍵控(FSK：Frequency Shift Keying)的方式。

DTMF是一種複頻調變信號的傳輸，也就是目前電話機所使用的矩陣式的Hi/Lo頻率編碼。由不同的高低頻率組成不同的數字及英文字代表，但此種方式只能表現出「1、2、3、4、5、6、7、8、9、*、0、#、A、B、C、D」這幾個字元，所以此種方式電信局交換機只能提供給使用者來電對方的電話號碼而已(表二)。

《表二　DTMF 頻率組合矩陣表》

而FSK信息為一種移頻鍵控的方式，是用兩個頻率「FH」和「FL」來代表「0」and「1」。在Caller ID接收到FSK的信號，必須經過解碼後把它轉換為數位訊號，並比對ASC II碼，轉換成一般使用者可以認知的訊息，顯示在終端設備上FSK的訊息可以包括來話號碼、來話者姓名、來話時間、特殊訊息及語音留言訊息等等(表三)。

《表三　FSK Bell 202A規格表》

雙音複頻DTMF目前所使用的國家只有小部份國家如瑞典、荷蘭、中國大陸等。因為DTMF此種方式的傳遞資料有限，目前各國的規格趨勢都已慢慢改成FSK的方式，例如中國大陸官方的正式規格就已定成FSK的方式。而目前普遍使用FSK方式的國家規格則有美國、加拿大、英國、日本及香港等。現在台灣之Caller ID系統，首先開通的為DTMF系統，然後才會因為交換機的逐漸汰換，而逐步開通FSK系統。所以現在台灣所使用的終端設備必須以DTMF＆FSK雙系統兼容為考(圖一)。

《圖一　來話號碼顯示服務Type1及Type2及Type3》

來話號碼顯示的傳送時序方式

來話號碼顯示Caller ID的通訊協定時序與格式，會因為不同的國家而有所不同通訊規範，好比電話機通訊協定一樣。Caller ID在同樣是FSK或同樣是DTMF的接收信息中，但因不同的國家有不同通訊協定。所以工程師於設計過程中，應必須了解來話顯示機種將是所使用的市場用地在那邊，然後才能依據規格協定搭配不同硬體和軟體的設計。

On_Hook TypeI為電話機於掛機的狀態下傳輸來電號碼顯示資料，美國規格的資料信息形態為FSK訊號方式，所有資料的訊息都是跟隨第一聲鈴響進來的。美國電話聲鈴響的長度約為 0.2～3sec(A)於鈴響之後大約會有一段約0.5～1.5sec(B)的靜止狀態。緊接著後面才會有Caller ID的訊息資料傳送。

其中這段大約會有2.9～3.7sec(C)的時間。在資料訊息傳送後會再有一段靜止時間，約為>=200ms(D)再跟著才是第二聲鈴響聲1.8~3sec(E)再後面則是第三和第四鈴響聲。其中要注意的是FSK資料訊息，只有在第一和第二聲鈴響之間才有，而後面的幾個鈴響間，交換機是沒有送任何資料訊息的(圖二)。

《圖二　美國FSK TypeI On Hook的資料傳輸》

目前台灣的Caller ID FSK傳送方式主要開放的是On_Hook TypeI傳送資料格式，但是不同於美加地區之後鈴響聲的資料傳送，卻使用比較特殊的Before Ringer的方法做資料的傳送！

美國Caller ID TypeII的送信方式包含有TypeI的送信方式外，並增加了通話中(OFF HOOK)傳送資料的方式，一般稱為話中插播(Call waiting)。當使用者於通話當中接收到第三者的訊息後，使用者可以利用FLASH(暫切)Key來切換通話對像。

美國Caller ID TypeII的傳輸方式一開始會有0～300ms OSI(中斷)訊號，此時局用交換機會暫時靜止你的遠端的聲音送入約0～60ms (W)，並送出一個插播聲音SAS(X)250ms～1sec。並經過0～50ms的間斷時間(X1)，局用交換機會送出一CAS Tone2130+2750Hz約80～85ms的複頻Tone音(Y)。

一般的來話顯示終端設備必須去偵測此CAS Tone來做準備接收Caller ID的訊號。此時終端設備於承認此CAS Tone後。應先做一次並機測試，查看是否有無並聯的分機佔線，如果沒有才會發出一個"D" Tone(941+1633Hz)給局用交換機即所謂的ACK回應訊號。

此時局用交換機會在那邊等待你的ACK約有160+-5ms的時間(t1)。在局用交換機等到ACK回應後會於資料送出前有50～500ms的間隔時間(Q)。然後再傳送出資料(Z)。緊接又是OSI和間隔(S)，0～320ms，最後回到通話狀態(圖三)。

《圖三　美國FSK TypeII資料的傳輸》

台灣規格的來話號碼顯示主要是依據ETSI修改而來，其Caller ID通訊協定會分為DTMF和FSK兩種通訊協定。目前正在使用的大部份為DTMF為主，DTMF之通訊協定目前所送的資料為單一電話號碼傳送。當使用者接收到來話顯示資料時，只能在終端產品上看到來話者的電話號碼。

來話號碼顯示DTMF的信息傳送，台灣規格是在電話機鈴聲響前傳送資料的。資料傳送時以開始碼(Start Bit)"D"為開頭，資料結束以結束碼(Stop Bit)"C"為結尾。當在資料傳送狀態下(NIT：Number Information Transfer State)介於電話線路兩端之間直流阻抗必須大於9M ohm以上。

於資料信息傳送完成後，終端設備應脫離資料接收狀態並隨著電話響鈴而回到靜止狀況。來話號碼顯示的DTMF資料格式傳送時會有一定相關的時序與時間，其狀態Ta為DTMF送訊結束後到第一聲響鈴之間的中斷時間，其長度大約為150～700ms。Tb為傳送發訊結束時，由傳送資料狀態回到靜止狀態的時間，此時間長度必須小於等於150ms。

DTMF資料碼的總傳送時間長度約小於等於3Sec。DTMF資料碼中每碼的長度與間格皆大約會大於等於50ms，發訊時，在開始碼"D"之前會有一間格時間約為500～400ms(圖四)。

《圖四　台灣Caller ID DTMF資料的傳輸》

來話號碼顯示設備的實現形式

Caller ID 有二種的實現形式：

1.Caller ID Adjunct Box：

Caller ID的Adjunct Box就是來話號碼顯示附加盒。它的主要組成為一含有LCD Display的控制附加盒，可以加裝在一般沒有Caller ID功能的終端設備上，由此來使用Caller ID的服務。現在市場上所看到的Adjunct Box可依照其功能分類，大概可以分為"TypeI"3key或4key和"TypeII"3key、4key、5key、6key等不一的來話號碼顯示附加盒機種。

一般的3key就是指有Up review、Down review及Remove，3個功能鍵，而4key除了上述3個key外，又加上Call back(回撥)。此外4key、5key就是又多加了Flash和Option兩個按鍵。目前市面上一般的機種大都以3key和4key為主流機種。除了key的多寡外，另一個決定市場售價的因素為Adjunct Box的記憶通數多寡，最常見的機種大概有分為30、60、90及99等不同的記憶組(圖五)。

《圖五　Caller ID Adjunct Box方塊圖》

2.Caller ID Phone：

除了上述的Caller ID Adjunct Box以外，Caller ID的另外一項常見到的產品就是Caller ID Phone，也就是把Caller ID終端結合於一般的電話產品上，現在有大概以下幾種類型的產品出現：CID Phone、CID Cordless phone和CID 900MHz Cordless phone等，Caller ID在加上電話產品後其功能又可有多樣性的變化如來電直接儲存在電話機的記憶組當中，電話號碼過濾，電話號碼銀行等等。

來話號碼顯示功能的通訊協定在各國的規範中並不一致，所以在電路的設計上自然會因為不同的國家需求有所不一。在某些地區的來話號碼顯示設計，因為將會有 DTMF 和 FSK 兩種不同的訊號資料出現，所以在來話號碼顯示終端的電路上，一定要有容許兩種不同系統之訊息接收，我們稱它為雙系統來話號碼顯示(Dual-System Caller ID)，例如目前的台灣和大陸地區。

Caller ID Adjunct Box主要的電路組成大致會分為幾個部分：

1.電話局線介面(Co.Line Interface)

2.外線偵測(Ext.Off Hook)

3.鈴聲偵測(Ringer DET.)

4.音頻信號偵測(CAS Tone DET)

5.FSK訊號接收(FSK Receiver)

6.DTMF撥號(DTMF Dialer)

7.佔線電路(Off Hook CKT)

8.微處理器(uP)

9.液晶顯示器(LCD)

10.電池電路(Battery)

來話顯示晶片分析

DTMF Decoder

在Caller ID的雙系統中或是DTMF的Caller ID系統，DTMF的解碼是必要的。DTMF雙音複頻訊號的解碼晶片，主要的功用是必須在來話顯示資料傳送時，從48Vdc的電話局線上取出正確的雙音複頻資料轉換成BCD的編碼方式並輸出給終端的微處理器。

此時微處理器再做成最後的判斷，使正確的來話號碼顯示資料呈現於LCD顯示幕上。DTMF Decoder大致可分為一般解碼和全解碼兩種晶片，此兩種晶片差別在一般解碼的晶片只能解出「1、2、3、4～9、*、0、#」這些常用的數字碼，此種晶片只能適用於電話答錄(DAM)及按鍵式電話系統(Key Phone System)使用，而全解碼晶片則除了上述的一般數字碼解碼外，還能解出特殊用途的特殊碼「A、B、C、D」。此種晶片才能真正使用到來話號碼顯示系統的終端設備上，以便解碼判斷來話顯示資料中的開始碼(Start Bit)和結束碼(Stop Bit)。目前DTMF的解碼晶片，都是CMOS IC(圖六)。

《圖六　DTMF Decoder Block & DTMF解碼》

FSK Decoder

FSK解碼電路，為Caller ID必要解碼的一個線路部份，尤其是美國、加拿大這些以FSK為主要規格的地區。Caller ID的FSK信號為一種兩個頻率組合的正弦波調制訊號資料，FSK Decoder主要是把此正弦波調制訊號轉換解碼成一連串的數位Hi/Lo資料做輸出。而FSK Decoder在初期的電路設計中，大都由單一獨立的積體電路IC來完成。

CAS Tone/Call Waiting Decoder

CAS(CPE Alerting Signal)Tone為一種2130Hz+2750Hz雙音複頻的告警音，其另外一種名稱為TAS(TE Alerting Signal)。在美國的通訊規格中是用於Off_Hook Call Waiting資料傳送中的一種喚醒訊號，因為是必須要在使用者通話當中，傳送來話顯示插播資訊，所以在Call Waiting通訊協定中會對它有特別嚴謹的要求，CAS Tone測試會有分成三類不同的測試步驟，分別為A信號辨識測試(Signal recognition tests)、B信號加聲音測試(Talk down tests)和C聲音測試(Talk off tests)。

並且在這三類不同的測試中，每一類的測試又可分為三種不同的條件測試。此外TAS也出現在台灣來話顯示的規範當中，但是在這個地方，TAS只是一個On_Hook FSK訊號傳遞的啟始訊號，於目前的產品設計當中，電路上往往把此訊號的偵測忽略(圖七)。在CAS Tone偵測晶片方面，於國內的半導體廠都欲極力的想發展其晶片技術，但由於CAS Tone的測試要求嚴格，大部份的廠商都在測試階段就遇到了失敗。

《圖七　CAS Tone Decoder之應用》

Micro Processor(uP) and SOC

來話顯示附加盒或來話顯示電話機的電路設計當中，微處理器uP部份的電路是整部終端產品的主宰。此部份的電路除了要負責所有電路的控制外還必須做所有電話終端流程的處理。

uP微處理器於來話顯示的應用中，必須要有足夠的LCD顯示點數以及足夠的Memory空間和低耗電流的特性，在內部軟體部份則須配合來話顯示的國家規範做出協定流程的控制安排。現在專用於Caller ID的微處理器都已內含FSK Decoder和DTMF Dialer部份，這樣的作法不僅節省成本也簡化了硬體線路的設計。

當然微處理器還必須負責LCD的驅動及按鍵的處理。除此必須接受Ringer和CAS等喚醒訊號的觸發，並且控制Off_Hook CKT和Hand Free等電話電路的部份。目前較常用於來話顯示的微處理器而言，在國內台灣已發展的相當成熟，其中最具代表性的廠商有瑞昱、義隆、聯詠等。

來話號碼顯示的發展

台灣可以說是全世界供應Caller ID此類產品數量最多的國家，只是在台灣2000年一月才正式的開發此項服務。因此大部分的業者對這項電信服務及產品都不是很清楚。因此希望能藉此篇介紹，讓國內的消費大眾了解這項服務的用途，以及現在及將來在來話號碼顯示器時的研發與設計有所助益！

北美地區Caller ID系統服務擁有多樣的優點，各地的電信公司勢必會更新交換機系統以符合市場的需求，到時Caller ID的終端設備產品將是各個家庭或公司不可或缺的裝備。

而國內半導體大廠ELAN與其代理廠商對來話號碼顯示Caller ID系統所發展的一系列的晶片組，不僅可提供者強大的Caller ID 8bit微處理器功能以及SOC產品並且擁有方便的作業環境。所以對Caller ID產品設計者來說，不管是利用標準的Caller ID產品來設計以爭取時效，或者是利用發展系統來設計自己獨特的Caller ID產品，在軟硬體的設計皆可滿足來話號碼顯示終端製造與設計商的需要。

電信事業技術不斷的發展，使用者一般對電信的服務的要求也會越來越高，相對的也帶來國內各大廠商的致力研究發展，此Caller ID技術台灣半導體業目前對此類產品的研發已進入有相當成熟的階段。