¿Por qué el módem Bell 103 usó una velocidad de datos de 300 bps?

10 CPS / 110 baudios era la velocidad máxima a la que se podían enviar estas señales con bandas laterales aceptables utilizando un sistema totalmente mecánico. 300 era 3 veces la velocidad del teletipo, y ese límite está establecido por el ancho de banda máximo de 4 kHz de una línea telefónica y los armónicos permitidos.

300 baudios son exactamente 3 veces 110 baudios, medidos en caracteres. El estándar de teletipo era 110 bps con 1 bit de inicio y 2 de parada. Eso, más 8 bits de datos (7 más paridad) equivale a 11 bits por carácter. 110/11 = 10 CPS. 300 baudios utilizados 1 inicio y 1 parada, más 8 datos = 10 bits por carácter. 300/10 = 30 y 30 cps es 3 veces 10 cps.

Los teletipos mecánicos como el ASR33 enviaron 10 CPS. Tenían una rueda giratoria que gira cuando se presiona una tecla. Tenía 11 contactos. El primero estaba cableado para interrumpir el flujo de corriente en el cable de comunicaciones. Se trataba de un bucle de corriente, enviado a través de una línea telefónica a la oficina central, alimentado por una batería de 48 V CC. Los últimos uno o dos contactos se conectaron para que la corriente estuviera siempre encendida.

Los contactos 2 al 8 se conectaron a 8 interruptores que fueron presionados por una matriz que codificó ASCII desde la tecla TTY que se presionó. Al presionar una tecla, se liberó el embrague del motor, la rueda de contacto giratoria giraría y la conexión / desconexión del interruptor giratorio enviaría la señal a través de millas de cable de regreso a la oficina central a 110 baudios. Esto produce exactamente 10 CPS. Este tenía un bit de inicio, un bit de parada y uno o dos bits de parada adicionales, un espaciador, para permitir que el relé del sistema se reactivara cuando no se enviaban más caracteres.

Los sistemas FSK posteriores podían funcionar a 300 baudios y, al no ser mecánicos, no necesitaban el bit 11 (el segundo bit de parada).

Los sistemas de 300 baudios fueron los primeros sistemas electrónicos y podían detenerse sin un bit de parada adicional, lo que aumentó la velocidad en casi un 10%. Las señales fueron moduladas por FSK entre dos frecuencias para transmitir y dos para recibir. El cambio de señales entre estas frecuencias genera armónicos, que deben mantenerse dentro del ancho de banda de 4Khz del sistema telefónico para evitar la diafonía.
El estándar impar de 100 baudios de 11 bits versus todos los demás baudios son múltiplos de 10, (300, 1200, 2400) son causadas por las diferencias en los sistemas FSK / PSK mecánicos y electrónicos que evolucionaron.

Con PSK (Phase Shift Keying) se cambiaron la amplitud y la fase. Esto encaja dentro del mismo ancho de banda de señal de 4KHz con las mismas bandas laterales. Cada amplitud adicional o cambio de fase duplica el número de bits enviados por baudios, por lo que terminamos con 300, 1200, 2400, 4800, 9600 y así sucesivamente.

Comentarios

• ¿Hay alguna razón por la que conozca por qué eligieron » 3 veces la velocidad del teletipo » sin embargo? Si pudiera ampliar eso, sería de gran ayuda para responder completamente a la pregunta original.
• Por lo general, el programa de comunicaciones podía elegir cuántos bits de inicio, parada y paridad (si los hay) uso, incluso a 300 baudios.
• @mnem: No ‘ no sé por qué se eligió una velocidad de 30 caracteres / segundo, pero probablemente se eligió como una compensación entre velocidad, confiabilidad y el costo de construir equipos para hacer algo útil con datos a mayor velocidad (por ejemplo, grabarlos en cinta). Además, por lo que ‘ he leído, ‘ es posible usar un » tonto » módem de 300 baudios a un poco más de 400 baudios, pero la confiabilidad tiende a ir cuesta abajo a velocidades más rápidas. Una velocidad de 300 baudios ofrece un margen de seguridad bastante decente en comparación con 400 y, por lo tanto, debería ofrecer una transmisión confiable.
• Escogieron 3 veces la velocidad como 3 X 110 = 3300, que era el multiplicador entero más alto que está por debajo 4000, el ancho de banda del enlace. .
• » para evitar la diafonía «: ¿podría ampliarlo un poco? ¿No ‘ el sistema telefónico incluyó un filtro para excluir todas las señales por encima de 3400 Hz?

La velocidad de señalización (baudios) está limitada por algunas cosas.Probablemente lo más importante sea la velocidad máxima de señalización (aproximadamente, cuántos cambios por segundo) de la ruta que toma la señal (es decir, cables POTS). La cantidad de bits que puede representar un cambio de señalización nos da los bits por segundo.

Creo que los primeros módems Bell eran de 110 baudios y usaban la codificación por desplazamiento de frecuencia (FSK). Esto nos da un bit por cambio de señal, o 110 bps. De manera similar, el Bell 103 tenía una velocidad de señalización de 300 baudios con FSK que nos daba 300 bps.

Se eligieron 110 y 300 baudios en ese momento principalmente porque ambos módems estaban pensados para usarse con cables de cobre y «no acondicionados». líneas telefónicas, con al menos una parte de la conexión pasando por un acoplador acústico. El peor caso para los acopladores acústicos que hablan con micrófonos de carbono es de alrededor de 300 baudios. Dado que este es el peor de los casos, esto es lo que obtenemos.

(Recuerdo que 110 baudios estaban relacionados con comunicaciones de teletipo semidúplex confiables, pero podría estar equivocado al respecto. @Jameslarge señala que 110 baud / bps era el terminal de teletipo común de velocidad fija y sin búfer admitido. 110 fue probablemente elegido por muchas de las mismas razones discutidas aquí, por ejemplo, robustez y confiabilidad en conexiones poco fiables de cobre y carbono.

Teóricamente, esto podría aumentarse, pero la confiabilidad sufre.

Una mejora natural es aumentar la cantidad de bits que se pueden transferir para cada tasa de señalización, que es lo que hacen las técnicas de modulación más nuevas como PSK, Trellis , etc. nos dio. La velocidad en baudios puede permanecer igual para que esté dentro de los parámetros seguros para las líneas no acondicionadas, y la velocidad de bits se puede aumentar.

A medida que las líneas telefónicas mejoran y se puede contar con que las líneas se acondicionarán (y nosotros sabía que no habría un paso de micrófono de carbono en alguna parte) y los avances en la corrección de errores de modulación y la detección de errores, aumentaron las velocidades en baudios. Esto llevó a aumentos en la velocidad de bits. Creo que los últimos módems telefónicos tenían una velocidad de 8000 baudios y modulaciones que permitieron 56/46 kbs como resultado.

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• Re, » 110 baudios se relacionaron con comunicaciones confiables de teletipo semidúplex «. Esos módems FSK antiguos no ‘ t almacenan los datos en búfer. La velocidad en baudios , que era también la tasa de bits, se controlaba directamente con cualquier dispositivo conectado al módem. Un teletipo modelo 33 (omnipresente en aquellos días) se transmitía a una velocidad fija de 110 bits por segundo.
• Fabricación de una teleimpresora o La perforación de cinta que podía producir 30 caracteres por segundo en lugar de diez era difícil, pero no impráctico, y ahorraría 2/3 en tiempos de transmisión frente a 10. Ser capaz de enviar datos más rápido a través del cable solo es útil si las cosas en ambos extremos pueden mantenerse
• @supercat: Recuerdo que los teletipos dejaron de usarse alrededor de 1974, mientras la gente usaba módems telefónicos con acopladores acústicos ca. 1978.
• @BenCrowell: Yo ‘ he usado acopladores acústicos algunas veces, aunque dudo que fuera antes de 1980. Mi punto fue que la mejora de la velocidad de datos de 10 cps a 30 cps fue útil; Pasar de 30 cps a 300.000 cps habría sido, en términos relativos, mucho menos útil. No ‘ sé cómo se implementaron internamente los Decwriters de 30cps, pero podría imaginar una forma práctica de implementar la electrónica incluso con solo transistores y diodos (la lógica 7400 sería útil, por supuesto) . Ir más allá comenzaría a requerir una electrónica mucho más sofisticada.

300 bits por segundo tienen la ventaja de que es el múltiplo común más bajo de 50 y 60. Estos hicieron más fácil el uso de la frecuencia de la línea eléctrica (50 Hz en Europa, 60 Hz en EE. UU.) para sincronizar los circuitos de temporización de bits. Esto fue mucho antes de que los circuitos bloqueados Quartz se volvieran lo suficientemente baratos como para incluirlos en el equipo de teletipo.

Comentarios

• Bienvenido a Retrocomputing Stack Exchange. Esta es una buena primera respuesta; Gracias por compartir esta información. Es posible que le interese estas preguntas relacionadas .

Una ligera tangente, pero mi primera computadora, un clon del Ohio Superboard II llamado UK101, tenía una interfaz de casete de 300 b / s utilizando el método «Kansas City» de FSK. La computadora tenía un UART simple cuya TX se conectaba al control de frecuencia de un modulador simple, y RX se conectaba a un detector de frecuencia bruta y así derivaba el flujo binario del «gorjeo» del FSK.

Con un Grabadora de cassettes de mayor calidad, era posible ejecutar la interfaz de cinta a 600 baudios (puedo usar baudios y bps indistintamente en este contexto) o incluso 1200, pero esta última era muy sensible a la más mínima falla de cinta.

O bien, puede construir un convertidor de nivel RS232 y conectar el UART a un módem de 300 baudios.