Люблю загадки… Недавно меня попросили расшифровать сигнал телефонного вызова из фильма «The Wall» 1982 года, снятого по мотивам одноимённого альбома Pink Floyd. Услышать сигнал вызова можно в этой сцене, когда главный персонаж, Пинк, звонит в Лондон с таксофона в Лос-Анджелесе.

Вот этот пятисекундный аудиоклип:

Что мы слышим в этом клипе?


В начале клипа фоновая речь накладывается на гудок вызова, который, в свою очередь, сменяется серией быстрых тональных сигналов, сопровождаемых короткими гудками дозвона и, в конечном итоге ответом. На фоне мы также слышим какие-то щелчки и музыку.

Самой информативной частью клипа является номер телефона, закодированный в серии быстрых тональных сигналов. В 1980-х, когда снимали этот фильм, в разных странах использовали похожие, но несовместимые схемы передачи тональных сигналов. В основе всех этих схем лежал общий принцип представления каждой цифры номера комбинацией из двух тонов, которых всего существует шесть или восемь.

Посмотрим на спектрограмму


С помощью SoX, инструмента редактирования аудио для ПК, можно создавать графики, отражающие спектральные компоненты аудио во времени. Здесь горизонтальная ось представляет время, вертикальная — частоту, тёмные участки — бо́льшую звуковую мощность, а светлые — меньшую.


Тональные сигналы представлены в виде горизонтальных линий. Интересующие нас сигналы набора цифр находятся в промежутке от 0,7 до 1,8 секунды. Звучат эти сигналы примерно на частотах 700, 900, 1 100, 1 300, 1 500 и 1 700 Гц.

Какие стандарты тонального набора были тогда распространены?


▍ DTMF (ITU-T Q.23 AND Q.24)


Все слышали о DTMF (Dual Tone Multi Frequency, двухтональный многочастотный набор). Его звуки вы слышите при нажатии клавиш в ответ на предложения голосовой системы вроде: «Если вы новый клиент, нажмите 1. Если вас интересует информация по счёту, нажмите 2…» Многие стационарные телефоны до сих пор устанавливают связь именно с помощью DTMF.

В DTMF каждая цифра кодируется воспроизведением «высокого» тона и «низкого». Низкие могут иметь частоту 697, 770, 852 или 941 Гц, а высокие — 1 209, 1 336, 1 477 и 1 633 Гц.

Но в нашем аудиоклипе ни одна пара этим частотам не соответствует, значит, мы имеем дело не с DTMF. Вот как бы звучал наш фрагмент, если бы тот же номер был закодирован с использованием DTMF и примерно той же скорости тональных сигналов:


▍ CAS R2 (ITU-T Q.400—490)


Стандарт CAS R2 построен по схеме «два тона из шести». В нём частоты 1 380, 1 500, 1 620, 1 740, 1 860 и 1 980 Гц используются для одного направления вызова, а 1 140, 1 020, 900, 780, 660 и 540 Гц — для встречного. С нашим набором частот ни тот, ни другой вариант не совпадают. К тому же, Пинк находится в США, где CAS R2 не использовался.

В случае этого стандарта наш сигнал звучал бы так:


▍ SS5 (ITU-T Q.153 AND Q.154)


В SS5 также используется схема «два из шести» с частотами 700, 900, 1 100, 1 300, 1 500 и 1 700 Гц. Такой набор частот уже преимущественно совпадает с набором из нашей записи, плюс в начале 1980-х как раз стандарт SS5 чаще всего использовался для звонков из США в Великобританию.

Вот как звучал бы тональный набор в случае SS5, если его воспроизвести без посторонних шумов:


▍ SS7 (ITU-T Q.703—)


Сразу скажу, это точно не SS7. В системе связи №7 (signaling system No. 7, SS7) тональные сигналы не используются вовсе — она цифровая. SS7 передаётся отдельно от аудио-канала, так что звонящий этих сигналов не слышит. Да и использоваться эта система начала ближе к концу 1980-х.

Сравним спектрограммы


Я сгенерировал график, совмещающий все три типа сигналов. Разница между DTMF и SS5 невелика, но заметна. CAS же явно отличается.


Проверим аудиоклип на телеком-оборудовании


Я вставил вырезанный аудиоклип в таймслот потока E1, подключил этот поток к оборудованию Corelatus и запустил ss5_registersig_monitor.

В исходном аудио помимо тонального набора присутствует много шума, но это достаточно надёжные протоколы, чтобы оборудование посредством своих цифровых фильтров смогло декодировать и разметить по времени набираемые цифры. В итоге я выяснил, что тональный набор на записи соответствует номеру 044 1831. Следующим шагом нужно проанализировать частоты в начале каждого тона. Я повторно проверил аудиоклип с помощью SoX, который с помощью быстрого преобразования Фурье (FFT) определил реальные частоты сигналов:

sox input.wav -n trim 0.700 0.060 stat -freq

И вот результат:

Время Частота Расшифровка
0—1200 мс 483 Гц Сигнал вызова (гудок)
729 1105 + 1710 KP1 (начало)
891 1304 + 1507 0
999 1306 + 703 4
1107 1306 + 701 4
1215 703 + 888 1
1269 902 + 1503 8
1377 902 + 1101 3
1566 701 + 900 1
1674 1501 + 1705 ST (конец)
3800 2418 Сигнал ответа
Теперь я точно уверен, что мы имеем дело с SS5. В записи звучат соответствующие частоты для передачи цифр, а также используется соответствующий тайминг между ними. Кроме того, набор начинается с KP1, а заканчивает ST, что также соответствует правилам SS5. И ответ на вызов здесь обозначается сигналом с частотой в районе 2 400 Гц.

Я также указал в таблице сигнал вызова в начале и сигнал установки связи 2 400 Гц в конце. В SS5 тоже использовался скандально известный сигнал с частотой 2 600 Гц, который в 1980-х применяли для фрикинга, например, в устройствах «blue box».

Как была сделана запись звонка для фильма?


Думаю, в те годы в США при звонках с участием оператора звонящему были слышны тональные сигналы линии. Тогда звукоинженер мог бы записать какой-то реальный вызов в США и точно передать ощущение междугороднего звонка. Сам же номер, пожалуй, был фиктивным: он слишком короткий и имеет недействительный код региона.

После этого запись обрезали и наложили, чтобы изначальный гудок вызова пересекался с самим тональным набором. Получилось реалистичнее и вполне в духе того времени.

Дополнение от 18 декабря: эта запись также встречается в треке «Young Lust»


Оказалось, что расширенная версия того же вызова звучит ближе к концу трека Pink Floyd «Young Lust» с альбома «The Wall». Эту запись также проанализировал ещё один инженер, имеющий опыт работы с телефонными сетями 70-х. Почитать об этом можно в его статье, приправленной множеством интересных деталей и сведений, о которых я не знал, включая имена людей, которые участвовали в постановке звонка.

Приятно осознавать, что я правильно декодировал цифры номера. Мы оба сошлись на том, что это были 044 1831. Удивило же меня то, что набранный номер, похоже, был сокращением реального номера в Лондоне, а не выдумкой, как я решил сначала. Скорее всего, несколько цифр между 1 и 8 просто вырезали. Кит Монаган в своём анализе отметил присутствие «очень грубой точки склейки» в том месте, где я лишь мельком задумался, почему все сигналы происходят с одинаковым интервалом за исключением 8, которая чуть спешит, и 1, которая слегка отстаёт.

Дополнение от 2 января 2025: как выглядит эта грубая точка склейки?


Мне стало интересно разглядеть эту грубую точку склейки, о которой писал Монаган, и я открыл график звуковой волны ремастер-версии «Young Lust» от 2011 года (FLAC). Если увеличить этот график на отметке 193 секунды, то мы явно заметим отсутствие перерыва между цифрами 1 и 8, как и неожиданно большой разрыв между 3 и 1:


Вот приближенный график области волны от конца сигнала 1 и до начала сигнала 8:


Я ожидал, что будет хуже, но в 1979 году аудио-склейки наверняка делали путём буквального разрезания магнитной ленты бритвенным лезвием под углом 45° и последующего склеивания двух концов скотчем. Пожалуй, отсюда и явная грубость перехода, которой сегодня можно легко избежать при помощи цифрового монтажа. Или же просто на записи Кита момент перехода был более жёстким.

Telegram-канал со скидками, розыгрышами призов и новостями IT ?

Комментарии (11)


  1. AndyLem
    07.02.2025 17:39

    Сам же номер, пожалуй, был фиктивным: он слишком короткий и имеет недействительный код региона.

    Согласен, что номер фиктивный, но 044 это реальный country code для UK


  1. DevFx
    07.02.2025 17:39


  1. artptr86
    07.02.2025 17:39

    Я ожидал, что будет хуже, но в 1979 году аудио-склейки наверняка делали путём буквального разрезания магнитной ленты бритвенным лезвием под углом 45° и последующего склеивания двух концов скотчем.

    В 1973 году они вступление к Money как-то так собирали из магнитной ленты.


  1. artptr86
    07.02.2025 17:39

    Для записи телефонного звонка продюсер альбома The Wall, Джеймс Гатри, звонил из Нью-Йорка своему приятелю в Лондон Крису Фицморрису:

    «Мы были в Лос-Анджелесе на Producer’s Workshop, поэтому я позвонил своему соседу Крису Фицморрису в Лондон. У него были ключи от моей квартиры, и я попросил его пойти туда и сказал, что позвоню ему через оператора. «Неважно, сколько раз я буду звонить», — сказал я, — «просто снимай трубку, скажи «Алло», дай оператору поговорить и затем повесь трубку». Я поместил телефон в звуконепроницаемом месте, подключился к дополнительному телефону и начал записывать на ленту 1/4″. Потребовалось несколько операторов — первые два были немного резкими, но третий был идеальным. Я сказал ей, что хочу позвонить миссис Флойд за счет вызываемого абонента. «Кто звонит?» — спросила она. «Мистер Флойд», — ответил я. Крис рассчитал время великолепно, он снова и снова вешал трубку в нужный момент, и она стала искренне обеспокоена. «Там должен быть кто-то, кроме твоей жены?» Я подыгрывал ей, говоря что-то вроде «Нет! Я не знаю, кто это!» и «Что происходит?», и она снова пыталась позвонить. Невольно она помогала рассказывать историю. После этого я пропустил 1/4″ и вырезал свой голос, оставив только ее и Криса. Иногда я задаюсь вопросом, слышала ли она когда-нибудь себя на записи».

    Так что телефонный номер на записи скорее всего реальный и принадлежал Джеймсу Гатри, просто в целях конфиденциальности из него вырезали середину.


    1. Fedorkov
      07.02.2025 17:39

      Вряд ли Гатри думал о том, что кто-то может вычленить из песни номер телефона. Должна быть какая-то более прозаичная причина.


      1. artptr86
        07.02.2025 17:39

        А почему нет? DTFM-сигналы вполне различимы для человека, так что номер при должной заморочке можно было бы на слух подобрать. Уж кому, как не музыканту, понимать это.


        1. artptr86
          07.02.2025 17:39

          Да и вообще: просто подать отрывок в телефонную линию, и АТС сама наберёт номер.


  1. drVit
    07.02.2025 17:39

    А в "ВВС" из фильма "АССА" морзянкой идёт Хармс про Пушкина.


  1. VadimProfii
    07.02.2025 17:39

    Респект от фаната PF, комрад!


  1. Komrus
    07.02.2025 17:39

    Вспоминается (из отечественного)

    212-85-06 :)))


  1. primus2010
    07.02.2025 17:39

    Лет, примерно, 100500 назад попалась статья (может быть и здесь, на хабре) про расшифровку закадрового сигнала. Суть: полицейский вертолет летает и про что-то там рассказывает. Хакер обратила внимание на характерные (короткие посылки нескольких частот) шумы за кадром. Шумы были исследованы, декодированы. По полученным материалам стало возможно нарисовать траекторию полета вертолета над городом во время репортажа.