Proč modem Bell 103 použil datovou rychlost 300 b / s?

10 CPS / 110 Baud byla maximální rychlost, kterou tyto signály mohly být vysílány s přijatelnými postranními pásmy pomocí mechanického systému. 300 bylo 3násobek rychlosti dálnopisu a tento limit je dán maximální šířkou pásma 4 kHz telefonní linky a povolenými harmonickými.

300 baudů je přesně 3krát 110 baudů, měřeno ve znacích. Standard dálnopisu byl 110 bps s 1 start a 2 stop bity. To plus 8 datových bitů (7 plus parita) se rovná 11 bitům na znak. 110/11 = 10 CPS. 300 baudů použito 1 spuštění a 1 zastavení plus 8 dat = 10 bitů na znak. 300/10 = 30 a 30 cps je 3krát 10 cps.

Mechanické dálnopisy, jako je ASR33, posílaly 10 CPS. Měli otočné kolečko, které se točí, když stisknete klávesu. Měl 11 kontaktů. První byl zapojen, aby přerušil tok proudu v komunikačním drátu. Jednalo se o proudovou smyčku zaslanou po telefonní lince zpět do ústředny napájenou 48V DC baterií. Poslední jeden nebo dva kontakty byly zapojeny tak, aby byl proud vždy zapnutý.

2. až 8. kontakt byly připojeny k 8 přepínačům, které byly tlačeny maticí, která kódovala ASCII z klávesy TTY, která byla stisknuta. Stisknutím klávesy uvolníte motorovou spojku, otočné kolo se otočí a zapnutí / vypnutí otočného spínače pošle signál přes kilometry drátu zpět do ústředny při rychlosti 110 Baud. Tím se získá přesně 10 CPS. To mělo počáteční bit, stop bit a jeden nebo dva další stop bit (y), mezerník, aby bylo možné znovu aktivovat systémové relé, když již nebyly odeslány žádné další znaky.

Pozdější systémy FSK mohly běžet na 300 baudech a nebyly mechanické, nepotřebovaly 11. bit (druhý stop bit).

300 baudové systémy byly první elektronické systémy a mohly se zastavit bez dalšího stop bitu, což zvýšilo rychlost téměř o 10%. Signály byly modulovány FSK mezi dvěma frekvencemi pro vysílání a dvěma pro příjem. Přepínání signálů mezi těmito frekvencemi generuje harmonické, které je třeba udržovat v pásmu 4kHz telefonního systému, aby nedocházelo k přeslechům.
Zvláštní lichoběžníkový standard 100 baudů oproti všem ostatním baudům násobky 10, (300, 1200 2400) jsou způsobeny rozdíly v mechanických a elektronických systémech FSK / PSK, které se vyvinuly.

S PSK (Phase Shift Keying) byly změněny amplituda a fáze. To zapadá do stejné šířky pásma signálu 4KHz se stejnými bočními pásmy. Každá další amplituda nebo fázový posun zdvojnásobuje počet bitů odeslaných na Baud, takže jsme skončili s 300, 1200, 2400, 4800, 9600 atd.

Komentáře

• Existuje nějaký důvod, proč víte proč vybrali “ trojnásobek rychlosti teletype “ však? Pokud byste to mohli rozšířit, bylo by to dlouhou cestu k úplnému zodpovězení původní otázky.
• Obvykle bylo možné, aby si komunikační program vybral, kolik (pokud existuje) startovacích, stopových a paritních bitů používat, dokonce i při 300 baudech.
• @mnem: Nevím, ‚ proč byla zvolena rychlost 30 znaků za sekundu, ale pravděpodobně byla zvolena jako kompromis mezi rychlostí, spolehlivostí a náklady na vybavení budovy něco užitečného s daty vyšší rychlostí (např. děrováním na pásku). Z toho, co jsem ‚ četl, je také ‚ možné použít “ hloupý “ 300 baudový modem při něco přes 400 baudů, ale spolehlivost má tendenci klesat z vyšších rychlostí. Rychlost 300 baudů nabízí celkem slušnou bezpečnostní rezervu oproti 400, a měla by tedy nabídnout spolehlivý přenos.
• Zvolili trojnásobnou rychlost jako 3 x 110 = 3300, což byl nejvyšší celočíselný multiplikátor, který je pod 4 000, šířka pásma odkazu. .
• “ abyste zabránili přeslechům „: mohli byste to trochu rozšířit? Nebyl ‚ telefonní systém vybaven filtrem, který vylučuje všechny signály nad 3 400 Hz?

Rychlost signalizace (baud) je omezena několika věcmi.Pravděpodobně nejdůležitější je maximální rychlost signalizace (zhruba, kolik změn za sekundu) cesty, kterou signál trvá (tj. POTS vodiče). Kolik bitů lze reprezentovat jednou změnou signalizace, nám dává bitů za sekundu.

Myslím, že první Bell modemy byly 110 baudů a používaly klíčování s frekvenčním posunem (FSK). To nám dává jeden bit na změnu signálu nebo 110 bps. Podobně Bell 103 měl signalizační rychlost 300 baudů, přičemž FSK nám poskytoval 300 bps.

V té době bylo vybráno 110 a 300 baudů hlavně proto, že oba modemy byly určeny k použití přes měděný drát a „nepodmíněné“ telefonní linky, přičemž alespoň jedna část spojení prochází akustickým vazebním členem. Nejhorší případ pro akustické vazební členy hovořící s uhlíkovými mikrofony je někde kolem 300 baudů. Jelikož se jedná o nejhorší případ, toto je to, co dostaneme.

(Vzpomínám si, že 110 baudů souviselo se spolehlivými poloduplexními komunikačními teletype, ale asi se mýlím. @Jameslarge poukazuje na to, že 110 baud / bps byla podporována běžná teletypová koncová zařízení s pevnou rychlostí bez vyrovnávací paměti. 110 bylo pravděpodobně vybráno z mnoha stejných důvodů, které jsou zde diskutovány. např. robustnost a spolehlivost na riskantních připojeních mědi a uhlíku.)

To by teoreticky mohlo být zvýšeno, ale spolehlivost tím trpí.

Přirozeným zlepšením je zvýšení počtu bitů, které lze přenést pro každou rychlost signalizace, což je novější modulační techniky jako PSK, Trellis atd. Přenosová rychlost může zůstat stejná, takže je v bezpečných parametrech pro nepodmíněné linky, a bitovou rychlost lze zvýšit.

Jak se telefonní linky zlepšily a linky lze počítat, že budou podmíněny (a my věděl, že tam někde nebude uhlíkový mikrofon) a díky pokrokům v korekci a detekci chyb modulace se zvýšila přenosová rychlost. To vedlo ke zvýšení přenosové rychlosti. Myslím, že poslední telefonní modemy měly přenosovou rychlost 8000 a modulace, které ve výsledku umožnily 56/46 kB.

Komentáře

• Re, “ 110 baudů souviselo se spolehlivým poloduplexním dálnopisem typu comms „. Tyto staré modemy FSK ‚ t neukládaly data. Přenosová rychlost , což byla také bitová rychlost, bylo přímo řízeno jakýmkoli zařízením připojeným k modemu. Teletyp Model 33 (v té době všudypřítomný) přenášený pevně 110 bitů za sekundu.
• Výroba dálnopisu nebo děrovačka pásky, která by mohla vysílat 30 znaků za sekundu spíše než deset, byla obtížná, ale ne nepraktická a ušetřila by 2/3 na vysílacích časech vs 10. Možnost rychleji odesílat data po drátu je užitečná, pouze pokud věci na obou koncích mohou udržet nahoru.
• @supercat: Vzpomínám si na dálnopisné typy, které se začaly používat kolem roku 1974, zatímco lidé používali telefonní modemy s akustickými spojkami ca. 1978.
• @BenCrowell: ‚ jsem několikrát použil akustické vazební členy, i když pochybuji, že to bylo před rokem 1980. Jde mi o to, že zlepšení rychlosti přenosu dat z 10cps až 30cps bylo užitečné; přechod na 30 cps až 300 000 cps by byl, relativně vzato, mnohem méně užitečný. Nevím ‚ nevím, jak byly interně implementovány dekodéry 30cps, ale dovedl jsem si představit praktický způsob implementace elektroniky i jen s pouhými tranzistory a diodami (logika 7400 by samozřejmě byla užitečná) . Jít nad to by začalo vyžadovat mnohem chytřejší elektroniku.

300 bitů za sekundu má tu výhodu, že je nejnižší společný násobek 50 i 60. Díky tomu bylo snazší použít frekvenci elektrického vedení (50 Hz v Evropě, 60 Hz v USA) k synchronizaci bitových časovacích obvodů. To bylo dlouho předtím, než se obvody s Quartzovým zámkem staly dostatečně levnými na to, aby mohly být zahrnuty do dálnopisného vybavení.

Komentáře

• Vítejte na Retrocomputing Stack Exchange. Toto je dobrá první odpověď; děkuji za sdílení těchto informací. Mohlo by vás zajímat tyto související otázky .

Velmi dobrá první odpověď, ale rád bych také poznamenal, že jakékoli datové rychlosti nad 300 bps nelze akusticky spojit a jedná se pouze o přímé modemy připojení. A cokoli 33,6 kB a vyšší vyžaduje v zásadě alespoň jeden digitální koncový bod. Tím mám na mysli, že se koncentrátor přístupu k modemu připojí k veřejné komutované telefonní síti přes datové kmeny T-1 nebo větší (viz také AT & T T-Carrier) datové kmeny. DS-1, který jezdí na T-1, je kanálován a DS-0 jsou 64K čisté kanály, a proto jsou vhodné pro datové rychlosti až 57,6K plus některé režijní náklady a korekce chyb. Koncový uživatel má podstatně nižší rychlosti nahrávání, protože používá analogové (hlasové) linky. To je také původ dnešního asymetrického datového modelu pro domácnosti.

Ale vše se vrací k přenosové rychlosti.Bitová rychlost je měřítkem počtu datových bitů přenášených za jednu sekundu. Přenosová rychlost je počet, kolikrát signál v komunikačním kanálu může změnit stav za sekundu. Bez ohledu na techniky použité ke kódování bitů v nosiči byla přenosová rychlost vždy limitujícím faktorem a byla určena dynamickým rozsahem signálových procesorů dostupných v té době v PSTN. 110 Baud byl v bezpečí. 300 Baud tlačil na hranice zpracování signálu dostupné v 60. a 70. letech. A odtud jsme byli schopni naskládat nové metody kódování a rámování řádků na tuto 300 Baud, aby to bylo téměř až 64 Kbps. Úžasné, co?

Komentáře

• Jste si jisti, že akustické vazební členy byly omezeny na 300 bps a ne 300 baudů? I ‚ m 99% jistá pozdější schémata kódování umožňovala maximální rychlost 9600 bps prostřednictvím vazebního členu.
• Všimněte si také, že existovaly také asymetrické rychlosti; 1200/75 bylo běžné v systémech viewtext
• Nevidím žádný základní technický důvod, proč by akustické vazební členy nemohly být ‚ t teoreticky použity jako signály při jakékoli rychlosti jsou zakódovány jako zvuky ve slyšitelném rozsahu. Existuje jednoznačné riziko vniknutí dalších chyb s příslušným doplňkovým vybavením a vzduchovou mezerou, ale nejsou zahrnuty žádné další převody A / D. Nicméně , Hayes Smartmodem a jeho nástupci povolili automatické vytáčení a další funkce, které vyžadovaly pevné připojení. Hardwarové připojení obecně umožnilo Carterfoneovo rozhodnutí z roku 1968 – v kombinaci s progresí mikroelektroniky a vyššími rychlostmi převzalo pevné připojení.

Mírná tečna, ale můj první počítač, klon Ohio Superboard II s názvem UK101, měl rozhraní kazety, které bylo 300 b / s pomocí metody „Kansas City“ FSK. Počítač měl jednoduchý UART, jehož TX se připojil k ovládání frekvence jednoduchého modulátoru, a RX se připojil k detektoru hrubé frekvence, a tak odvodil binární proud z „warble“ FSK.

S kvalitnější kazetový magnetofon bylo možné spustit páskové rozhraní při 600 baudech (v tomto kontextu mohu použít baud a bps zaměnitelně) nebo dokonce 1200, ale to druhé bylo velmi sebevědomé pro sebemenší závadu pásky.

Nebo můžete sestavit převodník úrovní RS232 a připojit UART k 300 baudovému modemu.