Pourquoi le modem Bell 103 a-t-il utilisé un débit de données de 300 bps?

10 CPS / 110 bauds était le débit maximum auquel ces signaux pouvaient être envoyés avec des bandes latérales acceptables en utilisant un système entièrement mécanique. 300 était 3 fois la vitesse du télétype, et cette limite est fixée par la bande passante maximale de 4 kHz dune ligne téléphonique et les harmoniques admissibles.

300 bauds équivaut exactement à 3 fois 110 bauds, mesurés en caractères. La norme de télétype était de 110 bps avec 1 bit de démarrage et 2 bits darrêt. Cela, plus 8 bits de données (7 plus la parité) équivaut à 11 bits par caractère. 110/11 = 10 CPS. 300 bauds utilisés 1 démarrage et 1 arrêt, plus 8 données = 10 bits par caractère. 300/10 = 30 et 30 cps est 3 fois 10 cps.

Les télétypes mécaniques tels que lASR33 envoyaient 10 CPS. Ils avaient une roue rotative qui tourne lorsquune touche est enfoncée. Il avait 11 contacts. Le premier était câblé pour interrompre le flux de courant dans le fil de communication. Il sagissait dune boucle de courant, renvoyée sur une ligne téléphonique au bureau central, alimentée par une batterie 48V DC. Les un ou deux derniers contacts ont été câblés de manière à ce que le courant soit toujours activé.

Les contacts du 2e au 8e ont été câblés à un 8 commutateurs qui ont été poussés par une matrice qui encodait ASCII à partir de la touche TTY qui a été enfoncée. Le fait dappuyer sur une touche relâchait lembrayage du moteur, la roue de contact rotative tournait et la fermeture / coupure du commutateur rotatif renvoyait le signal sur des kilomètres de fil au bureau central à 110 bauds. Cela donne exactement 10 CPS. Il y avait un bit de démarrage, un bit darrêt et un ou deux bit (s) darrêt supplémentaire (s), un espaceur, pour permettre au relais du système de se remettre sous tension quand plus aucun caractère nétait envoyé.

Les systèmes FSK ultérieurs pouvaient fonctionner à 300 bauds, et nétant pas mécaniques, ils navaient pas besoin du 11e bit (le deuxième bit darrêt).

Les systèmes à 300 bauds étaient les premiers systèmes électroniques et pouvaient sarrêter sans un bit darrêt supplémentaire, ce qui augmentait la vitesse de près de 10%. Les signaux étaient modulés par FSK entre deux fréquences pour lémission et deux pour la réception. La commutation des signaux entre ces fréquences génère des harmoniques, qui doivent être maintenues dans la bande passante de 4Khz du système téléphonique pour éviter la diaphonie.
Létrange norme 11 bits 100 bauds par rapport à tous les autres bauds est des multiples de 10, (300, 1200, 2400) sont causés par les différences entre les systèmes FSK / PSK mécaniques et électroniques qui ont évolué.

Avec PSK (Phase Shift Keying), lamplitude et la phase ont été modifiées. Cela sinscrit dans la même bande passante de signal 4KHz avec les mêmes bandes latérales. Chaque amplitude ou déphasage supplémentaire double le nombre de bits envoyés par Baud, ainsi nous nous sommes retrouvés avec 300, 1200, 2400, 4800, 9600 et ainsi de suite.

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• Y a-t-il une raison pour laquelle vous savez pourquoi ils ont choisi  » 3 fois la vitesse du télétype « ? Si vous pouviez développer cela, cela contribuerait grandement à répondre pleinement à la question initiale.
• Il était généralement possible pour le programme de communication de choisir le nombre (le cas échéant) de bits de démarrage, darrêt et de parité à utiliser, même à 300 bauds.
• @mnem: Je ne ‘ ne sais pas pourquoi une vitesse de 30 caractères / seconde a été choisie, mais elle a probablement été choisie comme un compromis entre la vitesse, la fiabilité et le coût de l’équipement de construction pour faire quelque chose d’utile avec des données à une vitesse plus élevée (par exemple, les mettre sur bande). De plus, daprès ce que jai ‘ lu, il est ‘ possible dutiliser un  » dumb  » Modem 300 bauds à un peu plus de 400 bauds, mais la fiabilité a tendance à diminuer à des vitesses plus rapides. Une vitesse de 300 bauds offre une marge de sécurité assez décente par rapport à 400, et devrait donc offrir une transmission fiable.
• Ils ont choisi 3 fois la vitesse comme 3 X 110 = 3300, qui était le multiplicateur entier le plus élevé en dessous 4 000, la bande passante du lien. .
•  » pour éviter la diaphonie « : pourriez-vous en dire plus? ‘ t le système téléphonique na-t-il pas inclus un filtre pour exclure tous les signaux au-dessus de 3400 Hz?

Le débit de signalisation (en bauds) est limité par plusieurs facteurs.Le plus important est probablement le débit de signalisation maximal (en gros, combien de changements par seconde) du chemin emprunté par le signal (cest-à-dire les fils POTS). Combien de bits peuvent être représentés par un changement de signalisation nous donne les bits par seconde.

Je pense que les premiers modems Bell étaient à 110 bauds et utilisaient une modulation par décalage de fréquence (FSK). Cela nous donne un bit par changement de signal, soit 110 bps. De même, le Bell 103 avait un débit de signalisation de 300 bauds avec FSK nous donnant 300 bps.

110 et 300 bauds ont été choisis à lépoque principalement parce que les deux modems étaient destinés à être utilisés sur du fil de cuivre et « non conditionnés » lignes téléphoniques, avec au moins une partie de la connexion passant par un coupleur acoustique. Le pire des cas pour les coupleurs acoustiques parlant à des microphones en carbone se situe autour de 300 bauds. Puisque cest le pire des cas, cest ce que nous obtenons.

(Je me souviens que 110 bauds était lié à des communications de télétype semi-duplex fiables, mais je me trompe peut-être à ce sujet. @Jameslarge fait remarquer que 110 baud / bps était le terminal de télétype commun à débit fixe et sans tampon pris en charge. 110 a été probablement choisi pour plusieurs des mêmes raisons évoquées ici. Par exemple, la robustesse et la fiabilité sur les connexions douteuses en cuivre et en carbone.)

Cela pourrait théoriquement être augmenté, mais la fiabilité en souffre.

Une amélioration naturelle consiste à augmenter le nombre de bits pouvant être transférés pour chaque débit de signalisation, ce qui correspond aux nouvelles techniques de modulation telles que PSK, Trellis , etc. nous a donné. Le débit en bauds peut rester le même afin quil soit dans les paramètres sûrs pour les lignes non conditionnées, et le débit binaire peut être augmenté.

Au fur et à mesure que les lignes téléphoniques samélioraient et que les lignes pouvaient être conditionnées (et nous Je savais quil ny aurait pas détape de microphone en carbone quelque part) et les progrès dans la correction des erreurs de modulation et la détection des erreurs, les vitesses de transmission ont augmenté. Cela a conduit à une augmentation du débit binaire. Je pense que les derniers modems téléphoniques avaient un débit en bauds de 8000 , et des modulations qui ont permis pour 56/46 kbs en conséquence.

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• Re,  » 110 bauds étaient liés à des communications de télétype semi-duplex fiables « . Ces anciens modems FSK nont ‘ t tamponner les données. Le débit en bauds , qui était également le débit binaire, était directement contrôlé par tout appareil connecté au modem. Un télétype modèle 33 (omniprésent à lépoque) transmis à une vitesse fixe de 110 bits par seconde.
• Fabrication dun téléimprimeur ou la perforation de bande qui pouvait produire 30 caractères par seconde au lieu de dix était difficile mais pas irréalisable, et permettrait déconomiser 2/3 sur les temps de transmission par rapport à 10. Pouvoir envoyer des données plus rapidement sur le fil nest utile que si les éléments à chaque extrémité peuvent vers le haut.
• @supercat: Je me souviens que les télétypes étaient hors dusage vers 1974, alors que les gens utilisaient des modems téléphoniques avec des coupleurs acoustiques ca. 1978.
• @BenCrowell: Jai ‘ utilisé des coupleurs acoustiques à quelques reprises, même si je doute que cétait avant 1980. Mon point était daméliorer le débit de données de 10 cps à 30 cps était utile; passer de 30 cps à 300 000 cps aurait été, relativement parlant, beaucoup moins utile. Je ne ‘ ne sais pas comment 30cps Decwriters ont été implémentés en interne, mais je pourrais imaginer un moyen pratique dimplémenter lélectronique même avec juste des transistors et des diodes (une logique de 7400 serait utile, bien sûr) . Aller au-delà de cela nécessiterait des appareils électroniques beaucoup plus sophistiqués.

300 bits par seconde présente lavantage de est le plus petit commun multiple de 50 et 60. Cela a facilité lutilisation de la fréquence de la ligne électrique (50 Hz en Europe, 60 Hz aux États-Unis) pour synchroniser les circuits de synchronisation de bits. Cétait bien avant que les circuits verrouillés par Quartz ne deviennent suffisamment bon marché pour être inclus dans léquipement de télétype.

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• Bienvenue sur Retrocomputing Stack Exchange. Cest une bonne première réponse; Merci de partager cette information. Vous pourriez être intéressé par ces questions connexes .

Une première réponse très bonne mais je voudrais également noter que tout débit de données supérieur à 300 bps ne pouvait pas être couplé acoustiquement et était uniquement des modems à connexion directe. Et tout ce qui est 33,6K et plus nécessite essentiellement au moins un point de terminaison numérique. Jentends par là que le concentrateur daccès par modem se connecterait au réseau téléphonique public commuté via des lignes de réseau de données de qualité T-1 ou plus (voir aussi AT & T T-Carrier). Le DS-1 qui chevauche le T-1 est canalisé et les DS-0 sont des canaux clairs de 64K et conviennent donc à des débits de données allant jusquà 57,6K plus une surcharge de protocole et une correction derreurs. Lutilisateur final a des vitesses de téléversement nettement inférieures parce quil utilise des lignes analogiques (vocales). Cest aussi la genèse du modèle de données résidentiel asymétrique daujourdhui.

Mais tout revient au débit en bauds.Le débit binaire est une mesure du nombre de bits de données transmis en une seconde. Le débit en bauds est le nombre de fois quun signal dans un canal de communication peut changer détat en une seconde. Indépendamment des techniques utilisées pour coder les bits dans une porteuse, la vitesse de transmission était toujours un facteur limitant et était déterminée par la plage dynamique des processeurs de signaux disponibles dans le RTPC à lépoque. 110 Baud était sûr. 300 Baud repoussait les limites du traitement du signal disponible dans les années 60 et 70. Et à partir de là, nous avons pu empiler de nouvelles méthodes de codage et de cadrage de ligne en plus de ces 300 bauds pour atteindre presque 64 Kbps. Incroyable, hein?

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• Etes-vous sûr que les coupleurs acoustiques étaient limités à 300 bps et non à 300 bauds? Je ‘ m 99% certains schémas dencodage ultérieurs permettaient un débit maximum de 9600 bps via un coupleur.
• Notez également quil y avait également des débits asymétriques; 1200/75 était courant sur les systèmes viewtext
• Je ne vois aucune raison technique fondamentale pour laquelle les coupleurs acoustiques ne pourraient ‘ t, en théorie, être utilisés à nimporte quelle vitesse comme signaux sont codés sous forme de sons dans la plage audible. Il existe un risque certain que davantage derreurs sinfiltrent avec léquipement supplémentaire impliqué et lentrefer, mais aucune conversion A / N supplémentaire nest impliquée. Cependant , le Smartmodem Hayes et ses successeurs permettaient la numérotation automatique et dautres fonctionnalités nécessitant une connexion câblée. Les connexions câblées en général ont été activées par larrêt Carterfone en 1968 – combinées à la progression de la microélectronique et des vitesses plus élevées, les connexions câblées ont pris le relais.

Une légère tangente mais mon premier ordinateur, un clone de lOhio Superboard II appelé UK101, avait une interface cassette qui était de 300b / s en utilisant la méthode « Kansas City » de FSK. Lordinateur avait un UART simple dont TX connecté au contrôle de fréquence dun modulateur simple, et RX connecté à un détecteur de fréquence brute et ainsi dérivé le flux binaire du « gazouillis » du FSK.

Avec un enregistreur de cassette de meilleure qualité, il était possible de faire fonctionner linterface bande à 600 bauds (je peux utiliser les bauds et les bps de manière interchangeable dans ce contexte) ou même 1200, mais ce dernier était très sensible au moindre problème de bande.

Ou, vous pouvez construire un convertisseur de niveau RS232 et connecter lUART à un modem 300 bauds.