Hvorfor brukte Bell 103-modemet en datahastighet på 300 bps?

10 CPS / 110 Baud var den maksimale hastigheten disse signalene kunne sendes med akseptable sidebånd ved hjelp av et helmekanisk system. 300 var 3 ganger teletypehastigheten, og den grensen er satt av maksimal båndbredde på 4 kHz på en telefonlinje og tillatte harmoniske.

300 baud er nøyaktig 3 ganger 110 Baud, målt i tegn. Teletypestandarden var 110 bps med 1 start og 2 stoppbiter. Det, pluss 8 databiter (7 pluss paritet) tilsvarer 11 bits per tegn. 110/11 = 10 CPS. 300 Baud brukte 1 Start og 1 Stop, pluss 8 data = 10 bits per tegn. 300/10 = 30, og 30 cps er tre ganger 10 cps.

Mekaniske teletyper som ASR33 sendte 10 CPS. De hadde et roterende hjul som snurrer når du trykker på en tast. Den hadde 11 kontakter. Den første ble koblet til for å bryte strømmen i kommunikasjonskabelen. Dette var en strømsløyfe, sendt over en telefonlinje tilbake til hovedkontoret, drevet av et 48V DC-batteri. Den siste eller to kontaktene ble koblet slik at strømmen alltid var på.

Den 2. til den 8. kontakten ble koblet til 8 brytere som ble presset av en matrise som kodet ASCII fra TTY-tasten som ble trykket. Ved å trykke på en nøkkel slippes motorkoblingen, det roterende kontakthjulet ville dreie seg, og rotasjonsbryterens merke / brudd ville sendt signalet over miles ledning tilbake til hovedkontoret på 110 Baud. Dette gir nøyaktig 10 CPS. Dette hadde en startbit, en stoppbit, og enten en eller to ekstra stoppbit (er), en avstandsstykke, for å tillate at systemreléet aktiveres når ingen flere tegn ble sendt.

Senere kunne FSK-systemer kjøre ved 300 Baud, og ikke være mekaniske, hadde ikke noe behov for 11. bit (den andre stopp-biten).

300 Baud-systemer var de første elektroniske systemene, og kunne stoppe uten en ekstra stoppbit, noe som økte hastigheten med nesten 10%. Signalene ble modulert av FSK mellom to frekvenser for sending, og to for mottak. Bytte av signaler mellom disse frekvensene genererer harmoniske, som må holdes innenfor 4Khz-båndbredden til telefonsystemet for å forhindre overhør.
Den odde 11-biters 100 baud-standarden versus alle andre bauds er multipler på 10, (300, 1200, 2400) er forårsaket av forskjellene i mekaniske og elektroniske FSK / PSK-systemer som utviklet seg.

Med PSK (Phase Shift Keying) ble amplitude og fase endret. Dette passer innenfor samme 4KHz signalbåndbredde med de samme sidebåndene. Hver ekstra amplitude eller faseforskyvning dobler antall sendte bits per Baud, og dermed endte vi med 300, 1200, 2400, 4800, 9600 og så videre.

Kommentarer

• Er det noen grunn til at du vet om hvorfor de valgte » 3 ganger teletypehastigheten » skjønt? Hvis du kunne utvide det, ville det gå langt i å fullstendig svare på det opprinnelige spørsmålet.
• Det var vanligvis mulig for comm-programmet å velge hvor mange (hvis noen) start-, stopp- og paritetsbiter til bruk, selv ved 300 baud.
• @mnem: Jeg vet ikke ‘ hvorfor en hastighet på 30 tegn / sekund ble valgt, men det ble sannsynligvis valgt som en kompromiss mellom hastighet, pålitelighet og kostnadene ved å bygge utstyr for å gjøre noe nyttig med data i høyere hastighet (f.eks. stanse den på tape). Fra det jeg ‘ har lest, er det ‘ mulig å bruke en » dumt » 300 baud-modem med litt over 400 baud, men påliteligheten har en tendens til å gå nedoverbakke i raskere hastigheter. En hastighet på 300 baud gir en ganske anstendig sikkerhetsmargin mot 400, og bør dermed tilby pålitelig overføring.
• De valgte 3 ganger hastigheten som 3 X 110 = 3300, som var den høyeste heltallsmultiplikatoren som er under 4000, båndbredden til lenken. .
• » for å forhindre crosstalk «: kan du utvide litt om det? ‘ t telefonsystemet inkluderte et filter for å ekskludere alle signaler over 3400 Hz?

Signalfrekvensen (baud) er begrenset av noen få ting.Sannsynligvis er det viktigste den maksimale signalhastigheten (omtrent hvor mange endringer i sekundet) av banen signalet tar (dvs. POTS-ledninger). Hvor mange biter som kan representeres av en signalendring, gir oss bitene per sekund.

Jeg tror de tidlige Bell-modemene var 110 baud og brukte frekvensskiftnøkkel (FSK). Dette gir oss en bit per signalendring, eller 110 bps. Tilsvarende hadde Bell 103 en signalhastighet på 300 baud med FSK som ga oss 300 bps.

110 og 300 baud ble valgt på den tiden primært fordi begge modemene var ment å brukes over kobbertråd og «ubetinget» telefonlinjer, med minst en del av forbindelsen som går gjennom en akustisk kobler. Det verste tilfellet for akustiske koblinger som snakker med karbonmikrofoner er et sted rundt 300 baud. Siden dette er en verste sak, er dette hva vi får.

(Jeg husker at 110 baud var relatert til pålitelige halvtypes teletypekommisjoner, men jeg kan ta feil av det. @Jameslarge påpeker at 110 baud / bps var den faste, ubufrede hastigheten som vanlige teletypeterminaler støttet. 110 ble sannsynligvis valgt av mange av de samme grunnene som ble diskutert her. F.eks. robusthet og pålitelighet på dodgy kobber- og karbonforbindelser.)

Dette kan teoretisk sett økes, men påliteligheten lider.

En naturlig forbedring er å øke antall biter som kan overføres for hver signalhastighet, det er det nyere modulasjonsteknikker som PSK, Trellis , etc. ga oss. Baudhastigheten kan forbli den samme slik at den er innenfor sikre parametere for ubetingede linjer, og bithastigheten kan økes.

Etter hvert som telefonlinjer ble forbedret og linjer kunne regnes med å bli betinget (og vi visste at det ikke ville være et karbon-mikrofon-trinn der inne et sted) og fremskritt innen modulering av feilkorreksjon og feiloppdagelse, baud-hastigheter økte. Dette førte til økning i bithastighet. Jeg tror de siste telefonmodemene hadde en baud-hastighet på 8000 og modulasjoner som tillot 56/46 kbs som et resultat.

Kommentarer

• Re, » 110 baud var relatert til pålitelig halvt dupleks teletype comms «. De gamle FSK-modemene ‘ t bufret dataene. , som også var bithastigheten, ble direkte kontrollert av hvilken enhet som helst som var festet til modemet. En modell 33-teletype (allestedsnærværende i disse dager) overført med faste 110 bits per sekund.
• Å lage en teleskriver eller båndstans som kunne gi 30 tegn i sekundet i stedet for ti, var vanskelig, men ikke upraktisk, og ville spare 2/3 på overføringstidene mot 10. Å kunne sende data raskere over ledningen er bare nyttig hvis tingene i hver ende kan holde opp.
• @supercat: Jeg husker at teletyper gikk ut av bruk rundt 1974, mens folk brukte telefonmodemer med akustiske koblinger ca. 1978.
• @BenCrowell: Jeg ‘ har brukt akustiske koblinger noen ganger, selv om jeg tviler på at det var før 1980. Poenget mitt var at forbedring av datahastigheten fra 10cps til 30cps var nyttig; å gå til 30 cps til 300 000 cps ville relativt sett vært langt mindre nyttig. Jeg vet ikke ‘ hvordan 30cps dekwritere ble implementert internt, men jeg kunne tenke meg en praktisk måte å implementere elektronikken på med bare transistorer og dioder (7400 logikk vil selvfølgelig være nyttig) . Å gå utover det vil begynne å kreve mye mer avancert elektronikk.

300 bits per sekund har fordelen at det er det laveste vanlige multiplumet av både 50 og 60. Disse gjorde det lettere å bruke kraftlinjefrekvensen (50 Hz i Europa, 60 Hz i USA) for å synkronisere bit timing kretsene. Dette var lenge før kvartslåste kretsløp ble billige nok til å inkludere i teletypeutstyr.

Kommentarer

• Velkommen til Retrocomputing Stack Exchange. Dette er et godt første svar; takk for at du delte denne informasjonen. Du kan være interessert i disse relaterte spørsmålene .

En liten tangens, men min første datamaskin, en klon av Ohio Superboard II kalt UK101, hadde et kassettgrensesnitt som var 300b / s ved å bruke «Kansas City» -metoden FSK. Datamaskinen hadde en enkel UART hvis TX var koblet til frekvenskontrollen til en enkel modulator, og RX var koblet til en rå frekvensdetektor og dermed avledet den binære strømmen fra «krøllet» i FSK.

Med en Kassettopptaker av høyere kvalitet var det mulig å kjøre båndgrensesnittet på 600 baud (jeg kan bruke baud og bps om hverandre i denne sammenhengen) eller til og med 1200, men sistnevnte var veldig supseptabelt for den minste tapefeil.

Eller du kan bygge en RS232 nivåomformer og koble UART til et 300 baud-modem.