Warum verwendete das Bell 103-Modem eine Datenrate von 300 Bit / s?

10 CPS / 110 Baud war die maximale Rate, mit der diese Signale mit akzeptablen Seitenbändern unter Verwendung eines rein mechanischen Systems gesendet werden konnten. 300 war das Dreifache der Teletypgeschwindigkeit, und diese Grenze wird durch die maximale Bandbreite von 4 kHz einer Telefonleitung und die zulässigen Oberwellen festgelegt.

300 Baud sind genau 3 mal 110 Baud, gemessen in Zeichen. Der Teletyp-Standard war 110 Bit / s mit 1 Start- und 2 Stoppbits. Das plus 8 Datenbits (7 plus Parität) entspricht 11 Bits pro Zeichen. 110/11 = 10 CPS. 300 Baud verwendet 1 Start und 1 Stopp plus 8 Daten = 10 Bits pro Zeichen. 300/10 = 30 und 30 cps sind 3 mal 10 cps.

Mechanische Teletypen wie der ASR33 haben 10 CPS gesendet. Sie hatten ein Drehrad, das sich dreht, wenn eine Taste gedrückt wird. Es hatte 11 Kontakte. Die erste wurde verdrahtet, um den Stromfluss in der Kommunikationsleitung zu unterbrechen. Dies war eine Stromschleife, die über eine Telefonleitung mit einer 48-V-Gleichstrombatterie an die Zentrale zurückgesendet wurde. Die letzten ein oder zwei Kontakte wurden so verdrahtet, dass der Strom immer an war.

Der 2. bis 8. Kontakt wurden mit 8 Schaltern verbunden, die von einer Matrix gedrückt wurden, die ASCII von der gedrückten TTY-Taste codierte. Durch Drücken einer Taste wurde die Motorkupplung freigegeben, das Drehkontaktrad würde sich drehen, und das Einschalten des Drehschalters würde das Signal über kilometerlange Kabel an die Zentrale bei 110 Baud zurücksenden. Dies ergibt genau 10 CPS. Dies hatte ein Startbit, ein Stoppbit und entweder ein oder zwei zusätzliche Stoppbits, einen Abstandshalter, damit das Systemrelais wieder eingeschaltet werden konnte, wenn keine weiteren Zeichen gesendet wurden.

Spätere FSK-Systeme konnten mit 300 Baud betrieben werden und waren nicht mechanisch. Das 11. Bit (das zweite Stoppbit) war nicht erforderlich.

300 Baud-Systeme waren die ersten elektronischen Systeme und konnten ohne zusätzliches Stoppbit anhalten, wodurch die Geschwindigkeit um fast 10% erhöht wurde. Die Signale wurden von FSK zwischen zwei Frequenzen zum Senden und zwei zum Empfangen moduliert. Das Umschalten von Signalen zwischen diesen Frequenzen erzeugt Oberwellen, die innerhalb der 4-kHz-Bandbreite des Telefonsystems gehalten werden müssen, um ein Übersprechen zu verhindern.
Der ungerade 11-Bit-100-Baud-Standard im Vergleich zu allen anderen Bauds ist ein Vielfaches von 10 (300, 1200, 2400) werden durch die Unterschiede in den entwickelten mechanischen und elektronischen FSK / PSK-Systemen verursacht.

Mit PSK (Phase Shift Keying) wurden Amplitude und Phase geändert. Dies passt in dieselbe 4KHz-Signalbandbreite mit denselben Seitenbändern. Jede zusätzliche Amplitude oder Phasenverschiebung verdoppelt die Anzahl der pro Baud gesendeten Bits, sodass wir 300, 1200, 2400, 4800, 9600 usw. erhalten haben.

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• Gibt es einen Grund, warum Sie wissen, warum sie “ 3 mal die Teletypgeschwindigkeit “ obwohl? Wenn Sie das erweitern könnten, würde dies einen großen Beitrag zur vollständigen Beantwortung der ursprünglichen Frage leisten.
• Normalerweise konnte das Kommunikationsprogramm auswählen, wie viele (falls vorhanden) Start-, Stopp- und Paritätsbits verwendet werden sollen verwenden, auch bei 300 Baud.
• @mnem: Ich weiß nicht, warum eine Geschwindigkeit von 30 Zeichen / Sekunde gewählt wurde, aber es wurde wahrscheinlich als gewählt Ein Kompromiss zwischen Geschwindigkeit, Zuverlässigkeit und den Kosten für die Gebäudeausrüstung, um etwas Nützliches mit Daten mit höherer Geschwindigkeit zu tun (z. B. auf Band zu stanzen). Nach dem, was ich ‚ gelesen habe, ist es ‚ möglich, eine “ zu verwenden dummes “ 300-Baud-Modem bei etwas mehr als 400 Baud, aber die Zuverlässigkeit geht bei höheren Geschwindigkeiten tendenziell bergab. Eine Geschwindigkeit von 300 Baud bietet einen recht anständigen Sicherheitsspielraum gegenüber 400 und sollte daher eine zuverlässige Übertragung bieten.
• Sie wählten die dreifache Geschwindigkeit als 3 x 110 = 3300, was der höchste ganzzahlige Multiplikator war, der darunter liegt 4.000, die Bandbreite der Verbindung. .
• „, um ein Übersprechen zu verhindern „: Können Sie das etwas erweitern? Hat ‚ das Telefonsystem keinen Filter zum Ausschließen aller Signale über 3400 Hz enthalten?

Die Signalisierungsrate (Baud) wird durch einige Dinge eingeschränkt.Am wichtigsten ist wahrscheinlich die maximale Signalisierungsrate (ungefähr wie viele Änderungen pro Sekunde) des Pfades, den das Signal nimmt (d. H. POTS-Drähte). Wie viele Bits durch eine Signalisierungsänderung dargestellt werden können, gibt uns die Bits pro Sekunde.

Ich denke, die frühen Bell-Modems hatten 110 Baud und verwendeten Frequenzumtastung (FSK). Dies ergibt ein Bit pro Signaländerung oder 110 Bit / s. In ähnlicher Weise hatte die Bell 103 eine Signalisierungsrate von 300 Baud, wobei FSK 300 bps ergab.

110 und 300 Baud wurden zu dieser Zeit hauptsächlich ausgewählt, weil beide Modems über Kupferdraht und „unkonditioniert“ verwendet werden sollten. Telefonleitungen, wobei mindestens ein Teil der Verbindung über einen akustischen Koppler verläuft. Der schlimmste Fall für akustische Koppler, die mit Kohlenstoffmikrofonen sprechen, liegt bei etwa 300 Baud. Da dies der schlimmste Fall ist, erhalten wir Folgendes.

(Ich erinnere mich, dass 110 Baud mit zuverlässigen Halbduplex-Fernschreibkommunikationen in Verbindung standen, aber ich könnte mich darin irren. @Jameslarge weist darauf hin, dass 110 Baud / Bps waren die unterstützten gängigen Teletyp-Terminals mit fester, ungepufferter Rate. 110 wurde wahrscheinlich aus vielen der hier diskutierten Gründe ausgewählt, z. B. Robustheit und Zuverlässigkeit bei zweifelhaften Kupfer- und Kohlenstoffverbindungen.)

Dies könnte theoretisch erhöht werden, aber die Zuverlässigkeit leidet.

Eine natürliche Verbesserung besteht darin, die Anzahl der Bits zu erhöhen, die für jede Signalisierungsrate übertragen werden können, was neuere Modulationstechniken wie PSK, Trellis usw. gab uns. Die Baudrate kann gleich bleiben, so dass sie innerhalb sicherer Parameter für nicht konditionierte Leitungen liegt, und die Bitrate kann erhöht werden.

Wenn sich die Telefonleitungen verbessern und die Leitungen als konditioniert angesehen werden können (und wir) Ich wusste, dass es dort irgendwo keinen Carbon-Mikrofon-Schritt geben würde) und Fortschritte bei der Modulationsfehlerkorrektur und Fehlererkennung, die Baudraten nahmen zu. Dies führte zu einer Erhöhung der Bitrate. Ich denke, die letzten Telefonmodems hatten eine Baudrate von 8000 und Modulationen, die als Ergebnis 56/46 kbs zuließen.

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• Re, “ 110 Baud war mit zuverlässigen Halbduplex-Teletyp-Kommunikationen verbunden „. Diese alten FSK-Modems haben die Daten nicht ‚ gepuffert. Die Baudrate Die Bitrate, die auch die Bitrate war, wurde direkt von dem an das Modem angeschlossenen Gerät gesteuert. Ein Teletyp Modell 33 (damals allgegenwärtig), der mit festen 110 Bit pro Sekunde übertragen wurde.
• Herstellung eines Fernschreibers oder Ein Bandstempel, der 30 statt zehn Zeichen pro Sekunde ausgeben konnte, war schwierig, aber nicht unpraktisch und sparte 2/3 der Übertragungszeiten gegenüber 10. Die Möglichkeit, Daten schneller über das Kabel zu senden, ist nur dann hilfreich, wenn die Dinge an beiden Enden erhalten bleiben up.
• @supercat: Ich erinnere mich an Teletypen, die um 1974 nicht mehr verwendet wurden, als Leute Telefonmodems mit akustischen Kopplern verwendeten. 1978.
• @BenCrowell: Ich ‚ habe einige Male akustische Koppler verwendet, obwohl ich bezweifle, dass dies vor 1980 war. Mein Punkt war, dass die Datenrate von verbessert wurde 10 cps bis 30 cps waren nützlich; Ein Anstieg auf 30 bis 300.000 cps wäre relativ gesehen weitaus weniger nützlich gewesen. Ich ‚ weiß nicht, wie 30cps-Decwriter intern implementiert wurden, aber ich könnte mir einen praktischen Weg vorstellen, die Elektronik auch nur mit Transistoren und Dioden zu implementieren (7400-Logik wäre natürlich hilfreich). . Darüber hinaus würde viel schickere Elektronik erforderlich sein.

300 Bit pro Sekunde hat den Vorteil, dass dies der Fall ist ist das niedrigste gemeinsame Vielfache von 50 und 60. Dies machte es einfacher, die Netzfrequenz (50 Hz in Europa, 60 Hz in den USA) zum Synchronisieren der Bitzeitschaltungen zu verwenden. Dies war lange bevor Quarz-gesperrte Schaltkreise billig genug wurden, um in Teletyp-Geräte aufgenommen zu werden.

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• Willkommen bei Retrocomputing Stack Exchange. Dies ist eine gute erste Antwort; Vielen Dank für die Weitergabe dieser Informationen. Sie könnten an diesen verwandten Fragen interessiert sein.

Eine leichte Tangente, aber mein erster Computer, ein Klon des Ohio Superboard II namens UK101, hatte eine Kassettenschnittstelle von 300 b / s nach der „Kansas City“ -Methode von FSK. Der Computer hatte einen einfachen UART, dessen TX mit der Frequenzsteuerung eines einfachen Modulators verbunden war, und RX, der mit einem rohen Frequenzdetektor verbunden war, und leitete so den Binärstrom aus dem „Warble“ des FSK ab.

Mit a Bei einem Kassettenrekorder mit höherer Qualität war es möglich, die Bandschnittstelle mit 600 Baud (ich kann in diesem Zusammenhang Baud und Bit / s austauschbar verwenden) oder sogar 1200 zu betreiben, aber letzteres war für den geringsten Bandfehler sehr überfällig Sie können auch einen RS232-Pegelwandler bauen und den UART an ein 300-Baud-Modem anschließen.