Perché il modem Bell 103 utilizza una velocità dati di 300 bps?

10 CPS / 110 Baud era la velocità massima che questi segnali potevano essere inviati con bande laterali accettabili utilizzando un sistema completamente meccanico. 300 era il triplo della velocità di telescrivente e tale limite è fissato dalla larghezza di banda massima di 4 kHz di una linea telefonica e dalle armoniche consentite.

300 baud sono esattamente 3 volte 110 baud, misurati in caratteri. Lo standard di telescrivente era di 110 bps con 1 bit di avvio e 2 bit di arresto. Questo, più 8 bit di dati (7 più parità) equivale a 11 bit per carattere. 110/11 = 10 CPS. 300 Baud utilizzati 1 Start e 1 Stop, più 8 dati = 10 bit per carattere. 300/10 = 30 e 30 cps è 3 volte 10 cps.

I telescriventi meccanici come lASR33 hanno inviato 10 CPS. Avevano una ruota rotante che gira quando viene premuto un tasto. Aveva 11 contatti. Il primo è stato cablato per interrompere il flusso di corrente nel cavo di comunicazione. Questo era un loop di corrente, inviato tramite una linea telefonica allufficio centrale, alimentato da una batteria da 48 V CC. Gli ultimi uno o due contatti sono stati cablati in modo che la corrente fosse sempre attiva.

Dal 2 ° all8 ° contatto sono stati collegati a 8 interruttori che sono stati spinti da una matrice che codifica ASCII dal tasto TTY che è stato premuto. Premendo un tasto rilasciato la frizione del motore, la ruota di contatto rotante girava e la chiusura / interruzione dellinterruttore rotante inviava il segnale allufficio centrale a 110 Baud su miglia di cavo. Questo produce esattamente 10 CPS. Aveva un bit di inizio, un bit di stop e uno o due bit di stop extra, uno spaziatore, per consentire al relè di sistema di riattivarsi quando non venivano inviati più caratteri.

I successivi sistemi FSK potevano funzionare a 300 Baud e, non essendo meccanici, non avevano bisogno dellundicesimo bit (il secondo bit di stop).

I sistemi a 300 baud sono stati i primi sistemi elettronici e potevano fermarsi senza un bit di stop aggiuntivo, aumentando la velocità di quasi il 10%. I segnali sono stati modulati da FSK tra due frequenze per la trasmissione e due per la ricezione. La commutazione dei segnali tra queste frequenze genera armoniche, che devono essere mantenute entro la larghezza di banda di 4Khz del sistema telefonico per evitare il crosstalk.
Lo standard dispari di 11 bit e 100 baud rispetto a tutti gli altri baud è multipli di 10, 2400) sono causati dalle differenze nei sistemi FSK / PSK meccanici ed elettronici che si sono evoluti.

Con PSK (Phase Shift Keying) lampiezza e la fase sono state modificate. Questo si adatta alla stessa larghezza di banda del segnale 4KHz con le stesse bande laterali. Ogni ampiezza o sfasamento aggiuntivo raddoppia il numero di bit inviati per Baud, quindi siamo arrivati a 300, 1200, 2400, 4800, 9600 e così via.

Commenti

• Cè qualche motivo per cui conosci perché hanno scelto ” 3 volte la velocità di telescrivente “? Se potessi espandere questo aspetto, sarebbe molto utile per rispondere completamente alla domanda originale.
• Di solito era possibile per il programma di comunicazione scegliere quanti (se ce ne sono) i bit di inizio, fine e parità utilizzare, anche a 300 baud.
• @mnem: Non ‘ non so perché è stata scelta una velocità di 30 caratteri / secondo, ma probabilmente è stata scelta come un compromesso tra velocità, affidabilità e costo della costruzione di apparecchiature per fare qualcosa di utile con i dati a velocità più elevata (ad esempio, perforarli su nastro). Inoltre, da quello che ‘ ho letto, ‘ è possibile utilizzare un ” stupido ” modem a 300 baud a poco più di 400 baud, ma laffidabilità tende a diminuire a velocità più elevate. Una velocità di 300 baud offre un margine di sicurezza abbastanza decente rispetto a 400, e dovrebbe quindi offrire una trasmissione affidabile.
• Hanno scelto 3 volte la velocità di 3 X 110 = 3300, che era il moltiplicatore intero più alto sotto 4.000, la larghezza di banda del collegamento. .
• ” per prevenire il crosstalk “: potresti approfondire un po questo? ‘ il sistema telefonico non includeva un filtro per escludere tutti i segnali superiori a 3400 Hz?

La velocità di segnalazione (baud) è limitata da alcune cose.Probabilmente la cosa più importante è la velocità di segnalazione massima (allincirca, quante modifiche al secondo) del percorso intrapreso dal segnale (cioè, fili POTS). Quanti bit possono essere rappresentati da un cambio di segnalazione ci dà i bit al secondo.

Penso che i primi modem Bell fossero a 110 baud e usassero la chiave di spostamento di frequenza (FSK). Questo ci dà un bit per cambio di segnale, o 110 bps. Allo stesso modo il Bell 103 aveva una velocità di segnalazione di 300 baud con FSK che ci dava 300 bps.

110 e 300 baud furono scelti allepoca principalmente perché entrambi i modem erano destinati ad essere utilizzati su filo di rame e “incondizionati” linee telefoniche, con almeno una parte del collegamento passante per accoppiatore acustico. Il caso peggiore per gli accoppiatori acustici che parlano con microfoni in carbonio è intorno ai 300 baud. Poiché questo è il caso peggiore, questo è ciò che otteniamo.

(Ricordo che 110 baud era correlato a comunicazioni telescriventi half-duplex affidabili, ma potrei sbagliarmi su questo. @Jameslarge sottolinea che 110 baud / bps era il terminale telescrivente comune a velocità fissa e senza buffer supportati. 110 è stato probabilmente scelto per molti degli stessi motivi discussi qui, ad esempio, robustezza e affidabilità su connessioni in rame e carbonio poco affidabili.)

Questo potrebbe teoricamente essere aumentato, ma laffidabilità ne risente.

Un miglioramento naturale è aumentare il numero di bit che possono essere trasferiti per ciascuna velocità di segnalazione, che è ciò che le nuove tecniche di modulazione come PSK, Trellis , ecc. ci ha dato. La velocità in baud può rimanere la stessa in modo che rientri nei parametri sicuri per le linee incondizionate e la velocità in bit può essere aumentata.

Man mano che le linee telefoniche miglioravano e si poteva contare sulle linee per essere condizionate (e noi sapevo che non ci sarebbe stato un passaggio del microfono a carbone da qualche parte) e nei progressi nella correzione degli errori di modulazione e nel rilevamento degli errori, i baud rate sono aumentati. Ciò ha portato ad un aumento del bit rate. Penso che gli ultimi modem telefonici avessero un baud rate di 8000 e modulazioni che consentivano di conseguenza 56/46 kbs.

Commenti

• Re, ” 110 baud erano correlati a comunicazioni teletype half-duplex affidabili “. Quei vecchi modem FSK non ‘ bufferizzano i dati. La velocità di trasmissione , che era anche il bit rate, era controllato direttamente da qualunque dispositivo fosse collegato al modem. Un Teletype Modello 33 (onnipresente a quei tempi) trasmesso a una velocità fissa di 110 bit al secondo.
• Fare una telescrivente o la perforazione del nastro che poteva produrre 30 caratteri al secondo invece di dieci era difficile ma non poco pratica, e risparmierebbe 2/3 sui tempi di trasmissione rispetto a 10. Essere in grado di inviare dati più velocemente via cavo è utile solo se le cose su entrambe le estremità possono mantenere su.
• @supercat: Ricordo che i telescriventi andarono fuori uso intorno al 1974, mentre le persone usavano modem telefonici con accoppiatori acustici ca. 1978.
• @BenCrowell: ‘ ho usato accoppiatori acustici alcune volte, anche se dubito che fosse prima del 1980. Il mio punto era che migliorare la velocità dei dati da Da 10 cps a 30 cps erano utili; andare da 30 cps a 300.000 cps sarebbe stato, relativamente parlando, molto meno utile. Non ‘ non so come siano stati implementati internamente i Decwriter a 30cps, ma potrei immaginare un modo pratico per implementare lelettronica anche solo con transistor e diodi (la logica 7400 sarebbe utile, ovviamente) . Andare oltre inizierebbe a richiedere unelettronica molto più elaborata.

300 bit al secondo hanno il vantaggio che è il minimo comune multiplo di 50 e 60. Questi hanno reso più facile utilizzare la frequenza della linea di alimentazione (50 Hz in Europa, 60 Hz negli Stati Uniti) per sincronizzare i circuiti di temporizzazione dei bit. Questo è successo molto prima che i circuiti bloccati al quarzo diventassero abbastanza economici da essere inclusi nelle apparecchiature di telescrivente.

Commenti

• Benvenuto in Retrocomputing Stack Exchange. Questa è una buona prima risposta; Grazie per la condivisione di queste informazioni. Potresti essere interessato a queste domande correlate .

Una prima risposta molto buona , tuttavia vorrei anche notare che qualsiasi velocità di trasmissione dati superiore a 300bps non poteva essere accoppiata acusticamente ed era solo modem a connessione diretta. E qualsiasi cosa 33.6K e superiore richiede fondamentalmente almeno un endpoint digitale. Con questo intendo che il concentratore di accesso al modem si connetterebbe alla rete telefonica pubblica commutata tramite linee dati T-1 o più grandi (vedere anche AT & T T-Carrier). Il DS-1 che cavalca il T-1 è canalizzato e il DS-0 sono canali chiari da 64K e quindi adatti per velocità di dati fino a 57,6K più alcuni overhead di protocollo e correzione degli errori. Lutente finale ha velocità di upload significativamente inferiori perché “utilizza linee analogiche (voce). Questa è anche la genesi del modello di dati residenziali asimmetrico di oggi.

Ma tutto torna alla velocità di trasmissione.La velocità in bit è una misura del numero di bit di dati trasmessi in un secondo. La velocità di trasmissione è il numero di volte in cui un segnale in un canale di comunicazione può cambiare stato in un secondo. Indipendentemente dalle tecniche utilizzate per codificare i bit in una portante, il baud rate era sempre un fattore limitante ed era determinato dalla gamma dinamica dei processori di segnale disponibili in quel momento nella PSTN. 110 Baud era al sicuro. 300 Baud stava spingendo i limiti dellelaborazione del segnale disponibile negli anni 60 e 70. E da lì siamo stati in grado di impilare nuovi metodi di codifica di linea e framing oltre a quei 300 Baud per arrivare quasi a 64 Kbps. Incredibile, eh?

Commenti

• Sei sicuro che gli accoppiatori acustici fossero limitati a 300 bps e non a 300 baud? ‘ m 99% di alcuni schemi di codifica successivi consentivano una velocità massima di 9600 bps tramite un accoppiatore.
• Si noti inoltre che cerano anche velocità asimmetriche; 1200/75 era comune sui sistemi viewtext
• Non vedo alcuna ragione tecnica di base per cui gli accoppiatori acustici non potessero ‘ t, in teoria, essere utilizzati a qualsiasi velocità come segnali sono codificati come suoni nella gamma udibile. Esiste il rischio preciso di ulteriori errori che si insinuano con le apparecchiature aggiuntive coinvolte e il traferro, ma non sono necessarie conversioni A / D aggiuntive. Tuttavia , lo Smartmodem Hayes e i successori consentivano la composizione automatica e altre funzionalità che richiedevano una connessione cablata. Le connessioni cablate in generale sono state abilitate dalla sentenza Carterfone nel 1968 – combinate con la progressione della microelettronica e velocità più elevate, le connessioni cablate hanno preso il sopravvento.

Una leggera tangente ma il mio primo computer, un clone dellOhio Superboard II chiamato UK101, aveva uninterfaccia a cassetta che era 300 b / s utilizzando il metodo “Kansas City” di FSK. Il computer aveva un semplice UART il cui TX si collegava al controllo di frequenza di un semplice modulatore e RX si collegava a un grezzo rilevatore di frequenza e quindi derivò il flusso binario dal “trillo” dellFSK.

Con un registratore di cassette di qualità superiore era possibile far funzionare linterfaccia del nastro a 600 baud (posso usare baud e bps in modo intercambiabile in questo contesto) o anche 1200, ma questultimo era molto sensibile al minimo glitch del nastro.

Oppure puoi costruire un convertitore di livello RS232 e collegare lUART a un modem a 300 baud.