home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Telecom / 1996-04-telecom-walnutcreek.iso / technical / auto.coin.collection < prev    next >
Internet Message Format  |  1993-09-24  |  19KB

  1. Date:  4 May 1982 0943-PDT
  2. From: Ian H. Merritt <MERRITT at USC-ISIB>
  3. Subject: ACTS
  4. To: telecom at USC-ECLB
  5.  
  6. I receved the following documment from a friend who was then a TSPS
  7. operator, one year ago -- just before LA cut over to the ACTS/SSAS
  8. system.  In light of some recent discussion over automated coin
  9. telephone service, and automatic calling card service as well, I am
  10. submitting it to the list.
  11.  
  12. ><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><><
  13.  
  14.                HANDLING COIN TOLL CALLS  --AUTOMATICALLY
  15.     -    -    -    -    -    -    -    -
  16.                   Automated Coin Toll Service handles
  17.      the routine aspects of coin-paid toll calls, freeing operators
  18.             to deal with more complex customer interactions.
  19.  
  20.    By James O. Hardy, Dattatraya G. Raj-karne, and Kenneth A. Raschke
  21.  
  22.  
  23.   "Sixty cents, please. Please  deposit 60 cents  for the first  three
  24. minutes".  The message is familiar,  the voice is invariably  pleasant
  25. and cheerful.  What you may not know, however, is that the  "operator"
  26. at the other end is  not human-- it's a  machine.  By taking over  the
  27. routine tasks associated with handling  coin toll calls, this  machine
  28. frees operators to concentrate on more complex calls, such as  collect
  29. or third party  billing, and  to help  any customers  who may  require
  30. assistance.
  31.  
  32.   Automated Coin Toll Service (ACTS) is the feature that makes it  all
  33. possible.  ACTS  automatically computes  charges on  coin toll  calls,
  34. announces charges to the customer,  counts coin deposits, and sets  up
  35. coin calls--all without the need for an operator.
  36.  
  37.   ACTS was  developed  for  use  with  the  Traffic  Service  Position
  38. System--an "electronic switchboard" that, since 1969, has been helping
  39. operators handle toll and other calls requiring assistance. Today, The
  40. Traffic  Service  Position  System--known  as  TSPS--serves  about  90
  41. percent of  the  Bell System's  coin-paid  toll calls  on  an  average
  42. business  day.   Automated  Coin  Toll  Service  works  with  TSPS  to
  43. eliminate or reduce operator tasks on many of the coin-paid calls.
  44.  
  45.   ACTS can also make announcements for some non-coin operator-assisted
  46. calls.  For  instance,  when  a  customer  requests  time  and  charge
  47. quotations, the operator indicates this to the TSPS processor; then at
  48. the end  of the  call, TSPS  instructs ACTS  to make  the  appropriate
  49. announcement--for example, "The charges are three dollars and 30 cents
  50. plus tax for seven minutes". Also,  if a customer asks to be  notified
  51. after a specified amount  of time, the  operator inputs the  specified
  52. time to the TSPS processor. Then, at the correct time, TSPS  instructs
  53. ACTS to make an announcement, such as "Six minutes has ended".
  54.  
  55.   When a customer  makes a  station-to-station toll call  from a  coin
  56. telephone, the local central office routes the call to its  associated
  57. TSPS. In areas served by Automated Coin Toll Service, the TSPS central
  58. processor connects the call to the Station Signaling and  Announcement
  59. Subsystem (SSAS) hardware that  provides Automated Coin Toll  Service.
  60. SSAS is an "intelligent peripheral" subsystem, receiving  instructions
  61. from and sending data to the TSPS central processor.
  62.  
  63.                             SSAS TAKES OVER
  64.  
  65.   TSPS provides information to SSAS about call charges and the  length
  66. of the  initial period  for  the call.  Using this  information,  SSAS
  67. constructs and sends a  series of announcements  to the customer.  The
  68. first gives The initial charge for the call.  The customer might hear,
  69. for example, "One dollar and 20 cents please [two second pause] please
  70. deposit one dollar and 20 cents for the first three minutes".
  71.  
  72.   If the  customer deposits  a coin  during the  initial request,  the
  73. announcement is  truncated immediately.   This announcement  allows  a
  74. customer to  deposit  the required  amount  without listening  to  the
  75. entire deposit request.  As the customer deposits money, SSAS  detects
  76. each coin signal, and totals  the amount deposited.  When the  correct
  77. amount has  been  deposited,  SSAS  returns  control  to  TSPS,  which
  78. completes the call  connection.  If  the customer  deposits too  much,
  79. SSAS tells the customer that  the additional money is credited  toward
  80. overtime.  Should the customer fail  to deposit enough money within  a
  81. reasonable time, SSAS generates a prompting announcement.  If no money
  82. is deposited after the prompting  announcement, TSPS adds an  operator
  83. to the connection.  A customer can also reach an operator by  flashing
  84. the switchhook.
  85.  
  86.   If the customer is still using the  phone at the end of the  initial
  87. period-- usually three minutes--TSPS again connects SSAS to the  call,
  88. and orders it to tell the customer that the initial period has  ended.
  89. If the customer  talks beyond the  initial period and  then hangs  up,
  90. TSPS rings back. When  the customer picks up,  TSPS instructs SSAS  to
  91. request overtime  charges,  and  to  monitor  coin  deposits.  If  the
  92. customer talks  for  a  long  time  after  the  initial  period,  TSPS
  93. periodically instructs SSAS to request and collect interim deposits as
  94. well.
  95.  
  96.   In short, with Automated Coin Toll Service, SSAS performs two  major
  97. functions previously requiring operators: It provides announcements to
  98. the  customer,  and  it  monitors  coin  deposits.  To  provide  these
  99. functions, SSAS relies on three principal components: a number of Coin
  100. Detection and Announcement  circuits to connect  customers to SSAS;  a
  101. control unit to  coordinate the  sending of voice  signals over  those
  102. circuits and to interface with  the TSPS processor; and a  solid-state
  103. announcement store to hold digitized voice signals.
  104.  
  105.                              Sample dialog
  106.  
  107.         Customer                                ACTS/TSPS
  108. Picks up handset                        Dial-tone (from local office)
  109.  
  110. Dials number                            "One dollar and 20 cents
  111.                                         please. [pause] Please
  112.                                         deposit one dollar and
  113.                                         20 cents for the first
  114.                                         three minutes".
  115.  
  116. Deposits $1.10. Drops dime              "Please deposit 10 cents
  117. on floor and searches for               more".
  118. six seconds.
  119.  
  120. Gives up search and                     "Thank you. You have 15
  121. deposits quarter.                       cents credit toward
  122.                                         overtime".
  123.  
  124. Talks for three minutes.                "Three minutes has ended.
  125.                                         Please signal when
  126.                                         through".
  127.  
  128. Talks for two more                      Ringback of calling phone.
  129. minutes and hangs up.
  130.  
  131. Picks up handset.                       "Twenty-five cents please.
  132.                                         [pause] You have 15 cents
  133.                                         credit. Please deposit
  134.                                         25 cents more for the
  135.                                         past two minutes".
  136.  
  137. Deposits 25 cents.                      "Thank you".
  138.  
  139. Hangs up.
  140.  
  141.  
  142.                               CONNECTIONS
  143.  
  144.   Coin Detection  and Announcement  (CDA)  circuits provide  the  link
  145. between the customer at the coin station, and the control unit of  the
  146. Station Signalling and Announcement  Subsystem.  Each CDA circuit  can
  147. convert digitized speech from the announcement store into analog voice
  148. announcements. In addition, each CDA circuit contains a data  receiver
  149. to  detect  coin-deposit  signals  generated  by  the  coin   station;
  150. different signals distinguish nickel, dime and quarter deposits.
  151.  
  152.   An individual  CDA circuit  handles just  one call  at a  time.  The
  153. number of CDA  circuits needed to  handle coin toll  calls for a  TSPS
  154. office can  therefore  vary  widely  from  one  location  to  another.
  155. Presently,  each  SSAS  can  handle  a  maximum  of  239  announcement
  156. circuits. Normally, though, only 30 to 100 CDA circuits are needed  to
  157. handle coin toll  traffic, even  in large  metropolitan offices.   The
  158. additional circuit  capacity is  available for  use in  the future  to
  159. provide new automated TSPS services.
  160.  
  161.                          MICROPROCESSOR CONTROL
  162.  
  163.   The  SSAS  control   unit  contains  its   own  microprocessor,   or
  164. programmable  controller--the   "intelligent"  part   of  SSAS.    The
  165. programmable controller handles  the internal control-unit  operations
  166. and, together with other circuitry, transfers voice data bits from the
  167. announcement store to the CDA circuits, and communicates with the TSPS
  168. processor.  Because  of its  central  role in  the control  unit,  the
  169. programmable controller has several self-checking capabilities.   Some
  170. functions within the controller are duplicated, so that errors can  be
  171. detected by comparing the controller  outputs.  The control unit  also
  172. checks for errors  in the  program instructions  by examining  special
  173. binary digits  called "parity  bits"  at the  end  of each  "word"  of
  174. instruction. Wherever  a programmable  controller error  is  detected,
  175. TSPS is notified so that the appropriate fault recovery actions can be
  176. taken.
  177.  
  178.   When a customer starts to  make a coin-station call, TSPS  instructs
  179. the control unit to make an initial announcement to the customer  over
  180. a  specified  CDA  circuit.  TSPS  provides  the  control  unit   with
  181. information about the required deposit  and the length of the  initial
  182. call period.  Using this information, the control unit determines  the
  183. appropriate announcement, and  begins to  retrieve, sequentially,  the
  184. required data  from the  announcement store.   The announcement  store
  185. data are converted into a digital serial bit stream and transmitted to
  186. the specified CDA circuit.  Here, the serial  bit stream is  converted
  187. into an analog signal,  and the resulting  announcement routed to  the
  188. customer.
  189.  
  190.   As the customer  deposits coins  in response  to announcements,  the
  191. control  unit   interrogates   the  CDA   circuit   for   coin-deposit
  192. information.  The control  unit totals the  coins deposited and,  when
  193. the amount paid matches the amount required, acknowledges the  correct
  194. deposit with  a  "Thank  you".  When  appropriate,  the  control  unit
  195. initiates an announcement requesting additional money or  acknowledges
  196. credit for overdeposits.  Finally, the control unit notifies TSPS when
  197. the deposit is satisfactory--or, if the customer has not deposited the
  198. coins quickly  enough, that  TSPS should  connect the  customer to  an
  199. operator.
  200.  
  201.   To ensure that ACTS  will serve customers  most effectively, and  to
  202. encourage customers to deposit coins  promptly and accurately, a  good
  203. deal of  attention  has  been  directed  toward  the  customer-machine
  204. interaction.  Announcements  must be  intelligible, carefully  worded,
  205. and appropriately timed.  So a  human factors study  was conducted  in
  206. 1975 with  the cooperation  of Illinois  Bell in  Chicago, to  aid  in
  207. determining  an  efficient  set  of  phrases,  sentences,  and  timing
  208. parameters for the machine-generated ACTS announcements.
  209.  
  210.                             SPEECH SEGMENTS
  211.  
  212.   ACTS announcements  are constructed  from a  set of  512-millisecond
  213. "speech segments". Each segment is equivalent to about one word of the
  214. ACTS vocabulary.  Under the direction of the control unit,  individual
  215. words or word segments are  retrieved from the announcement store  and
  216. strung together  to  form  announcement phrases  and  sentences.  Most
  217. words, such as "cents" or  "minutes" require a single speech  segment;
  218. some words,  such as  "fifteen"  and common  phrases such  as  "Please
  219. deposit" require two speech  segments. A few  phrases such as  "Please
  220. signal when  through"  require  three speech  segments.   Each  phrase
  221. involving two  or three  speech  segments could  have been  formed  by
  222. stringing together the appropriate individual words, each encoded as a
  223. separate 512-millisecond speech segment. More natural sounding  speech
  224. results, however,  if  the  phrase  is  treated  as  a  complete  unit
  225. requiring one or one-and-a-half seconds of encoded speech--that is two
  226. or three contiguous speech segments.
  227.  
  228.   The vocabulary  of  about  80  words  presently  required  for  ACTS
  229. announcements was initially recorded by a professional announcer.  The
  230. words were  then digitally  encoded using  a process  called  Adaptive
  231. Delta Modulation and organized  into eighty 512-millisecond  segments.
  232. Each segment (word)  or group of  segments (long word  or phrase)  was
  233. adjusted to a consistent level and pitch with silent periods  inserted
  234. where needed.   This  results  in  natural-sounding  speech  when  the
  235. segments  are  joined  together   in  various  combinations  to   form
  236. sentences.
  237.  
  238.   To store announcement speech  segments, SSAS uses  the same type  of
  239. semiconductors memory  that  is currently  used  by the  TSPS  central
  240. processor.  Each 512 millisecond  speech segment requires that  16,000
  241. bits of  information  be stored,  grouped  into 400  individual  "data
  242. words".  A data word  contains 47 binary digits  or bits; 40 of  these
  243. are for announcement data, and seven for error checks.
  244.  
  245.   The announcement  store must  serve a  maximum of  239 CDA  circuits
  246. simultaneously- even releasing the same speech segment to all circuits
  247. at the same time if necessary. But the store is equal to the task:  It
  248. can  release  the  data  at  the  rate  of  eight  million  bits   per
  249. second--equivalent to 40 bits of  data every five microseconds.   This
  250. rate ie 256  times the speed  at which digitized  speech segments  are
  251. decoded  by  each  CDA  circuit   and  converted  to  analog   speech.
  252. Consequently,  designers  devised  a  "time  multiplexed"  arrangement
  253. whereby the announcement  store retrieves one  40-bit data word  every
  254. five microseconds, and distributes  that data word to  any one of  256
  255. circuits.  Of these, 239 are for CDA service to customers, and 17  are
  256. for diagnostic and fault testing.
  257.  
  258.   It takes 1.28 milliseconds to distribute a data word to each of  the
  259. 256 circuits in sequence. Four hundred repetitions of the distribution
  260. sequence release  400 40  bit data  words to  each circuit  every  512
  261. milliseconds.   This  is  precisely  the  rate  required  to   produce
  262. simultaneous, uninterrupted announcements, each consisting of  several
  263. 512-millisecond segments joined together.
  264.  
  265.   Although the vocabulary required for coin traffic might appear to be
  266. constant, it  can  in  fact change.   This  is  because  call-handling
  267. practices sometimes change,  and because any  future developments  for
  268. Automated  Coin  Toll  Service  may  require  vocabulary  changes   or
  269. additions.  Also a significant number of  words will be needed as  new
  270. automated features are  added to  TSPS. The capabilities  of the  SSAS
  271. random access  memory permit  vocabulary  changes to  be  incorporated
  272. readily, and permit expansion of the  vocabulary to include up to  480
  273. speech segments.
  274.  
  275.                               RELIABILITY
  276.  
  277.   Because Automated Coin Toll Service  must be highly reliable,  parts
  278. of the SSAS hardware are duplicated.  Several sophisticated techniques
  279. detect faulty operation, evaluate its seriousness, and then bypass  or
  280. remove the faulty part from service at the most appropriate time.
  281.  
  282.   For backup in case of failure, SSAS has two identical control  units
  283. and  announcement  stores.   One   control  unit  and  its   dedicated
  284. announcement store constitute the "active" side and handle all  calls;
  285. the other control unit and announcement store are called the "standby"
  286. side.  The standby side is made active when the other side fails.
  287.  
  288.   Extensive self-checking and fault-detecting capabilities within each
  289. side  allow  many  operations   to  occur  independently,   minimizing
  290. interaction and common circuitry between the two sides.  Consequently,
  291. there are very few single hardware faults that can cause both sides of
  292. SSAS to fail simultaneously.  If such  a fault does occur, only  those
  293. calls currently  being  handled  by  ACTS  are  lost  or  interrupted;
  294. subsequent coin calls are routed to operators until ACTS is  restored.
  295.  
  296.   Although only the  active side  of SSAS handles  calls, the  standby
  297. side must keep an  up-to-date copy of data  associated with each  Coin
  298. Detection and Announcement  circuit. Should a  problem develop on  the
  299. active side, the standby side will need this information to take  over
  300. call processing.   The  active  side,  therefore,  continuously  sends
  301. updated call-related information to the standby side.
  302.  
  303.   TSPS's basic fault-recovery  mechanism is  a switch  to the  standby
  304. side when a fault is detected. There are three ways to do this: with a
  305. smooth switch, an immediate switch, and a rough switch.
  306.  
  307.   A smooth switch is used when the  active side has a fault that  does
  308. not seriously  affect  call  processing. For  example,  a  single  bit
  309. failure in the announcement store can be tolerated until the switch to
  310. standby is convenient,  since its  impact on  announcement quality  is
  311. insignificant.  Before switching, TSPS first brings the two sides into
  312. approximate synchronization, with the standby side running just behind
  313. the active side.  The switch is then imperceptible to customers.
  314.  
  315.   An immediate  switch is  made whenever  the active  side develops  a
  316. serious fault, such as control-unit  failure, while the other side  is
  317. on standby.   Since  the  standby memory  is  up-to-date,  only  minor
  318. disruptions in call handling can result.  For example, an announcement
  319. might be interrupted and, after approximately half a second,  repeated
  320. in full.
  321.  
  322.   A rough  switch is  necessary whenever  the active  side develops  a
  323. fault  while  the  other  side,   normally  on  standby,  is   running
  324. diagnostics.  When TSPS detects a serious fault with the active  side,
  325. it immediately takes that side out of service, halts the  diagnostics,
  326. and forces the standby side to become active.  Since the memory of the
  327. newly active  side is  not up-to-date,  any calls  being handled  when
  328. switching occurred are lost or interrupted. The chance that this might
  329. happen, though is very small.
  330.  
  331.                                 BENEFITS
  332.  
  333.   Automated Coin  Toll  Service is  helping  to reduce  the  Operating
  334. Company cost of  handling routine  toll calls. It  also monitors  coin
  335. deposits with  greater  accuracy  than  before,  and  helps  Operating
  336. Companies detect trouble at coin stations.
  337.  
  338.   Automated Coin Toll Service was first installed in Phoenix  Arizona,
  339. in 1977.  Since then,  a rapidly growing number  of the Bell  System's
  340. 146 TSPS sites have introduced ACTS.  By the mid-1980s, Automated Coin
  341. Toll Service is expected to be  available for more than 95 percent  of
  342. all Bell System coin statios. At that time, freed from handling  more
  343. than two million  routine coin  toll calls  a day,  operators will  be
  344. better able to help  those customers with  more demanding and  complex
  345. problems--problems that truly require human skills..
  346.