Praktiskt taget varje telefonmodem som existerar körs med en datahastighet som är en multipel av Bell 103A ”s 300 bps. Varför valdes basen 300 bps i första hand?
Kommentarer
- Jag ’ m röstar för att stänga den här frågan som utanför ämnet eftersom den frågar om teknikhistorik och inte är relaterad till retro-system specifikt, förutom efter ålder.
- @ user3169, i så fall kan du lägga till vilken av vad som utgör ” retro ” eller vad utgör ” beräkning ” som du tycker är lämpligt?
Svar
10 CPS / 110 Baud var den maximala hastigheten som dessa signaler kunde skickas med godtagbara sidoband med hjälp av ett helt mekaniskt system. 300 var tre gånger teletypshastigheten, och den gränsen sätts av den maximala bandbredden på 4 kHz för en telefonlinje och de tillåtna övertonerna.
300 baud är exakt 3 gånger 110 Baud, mätt i tecken. Teletypstandarden var 110 bps med 1 start och 2 stoppbitar. Det plus 8 databitar (7 plus paritet) motsvarar 11 bitar per tecken. 110/11 = 10 CPS. 300 Baud använde 1 Start och 1 Stop plus 8 data = 10 bitar per tecken. 300/10 = 30 och 30 cps är 3 gånger 10 cps.
Mekaniska telefoner som ASR33 skickade 10 CPS. De hade ett roterande hjul som snurrar när en knapp trycks in. Den hade 11 kontakter. Den första kopplades för att bryta strömmen i kommunikationstråden. Detta var en strömslinga, skickad över en telefonlinje tillbaka till centralkontoret, driven av ett 48V DC-batteri. Den sista en eller två kontakterna kopplades så att strömmen alltid var på.
De 2: a till 8: e kontakterna kopplades till 8 switchar som tryckts av en matris som kodade ASCII från TTY-tangenten som trycktes in. Genom att trycka på en nyckel släpptes motorkopplingen, det roterande kontakthjulet skulle rotera, och rotationsbrytarens fabrik / brytning skulle skicka signalen över miles av tråd tillbaka till huvudkontoret vid 110 Baud. Detta ger exakt 10 CPS. Detta hade en startbit, en stoppbit och antingen en eller två extra stoppbit (ar), en distansring, för att låta systemreläet aktiveras igen när inga fler tecken skickades.
Senare kunde FSK-system köras vid 300 Baud, och inte mekaniska, hade inget behov av den 11: e biten (den andra stoppbiten).
300 Baud-system var de första elektroniska systemen och kunde stoppa utan en extra stoppbit, vilket ökade hastigheten med nästan 10%. Signalerna modulerades av FSK mellan två frekvenser för sändning och två för mottagning. Om du växlar mellan dessa frekvenser genereras övertoner som måste hållas inom 4Khz-bandbredden i telefonsystemet för att förhindra överhörning.
Den udda 11-bitars 100 baud-standarden jämfört med alla andra baud är multiplar av 10, (300, 1200, 2400) orsakas av skillnaderna i mekaniska och elektroniska FSK / PSK-system som utvecklats.
Med PSK (Phase Shift Keying) ändrades amplituden och fasen. Detta passar inom samma 4KHz-signalbandbredd med samma sidoband. Varje ytterligare amplitud eller fasförskjutning fördubblar antalet bitar som skickas per Baud, så vi hamnade på 300, 1200, 2400, 4800, 9600 och så vidare.
Kommentarer
- Finns det någon anledning att du känner till varför de valde ” tre gånger teletypshastigheten ”? Om du kunde utöka det skulle det gå långt för att helt svara på den ursprungliga frågan.
- Det var vanligtvis möjligt för komm-programmet att välja hur många (om några) start-, stopp- och paritetsbitar till användning, även vid 300 baud.
- @mnem: Jag vet inte ’ varför en hastighet på 30 tecken / sekund valdes, men det valdes antagligen som en avvägning mellan hastighet, tillförlitlighet och kostnaden för att bygga utrustning för att göra något användbart med data i högre hastighet (t.ex. stansa det på tejp). Från vad jag ’ har läst är det ’ möjligt att använda en ” dumt ” 300 baud-modem med drygt 400 baud, men tillförlitligheten tenderar att gå nedåt i snabbare hastigheter. En hastighet på 300 baud erbjuder en ganska anständig säkerhetsmarginal jämfört med 400 och bör därför erbjuda tillförlitlig överföring.
- De valde 3 gånger hastigheten som 3 X 110 = 3300, vilket var den högsta helmultiplikatorn som är under 4000, länkens bandbredd. .
- ” för att förhindra överhörning ”: kan du utöka lite om det? ’ t innehåller telefonsystemet ett filter för att utesluta alla signaler över 3400 Hz?
Svar
Signalhastigheten (baud) begränsas av några saker.Antagligen är det viktigaste den maximala signalhastigheten (ungefär hur många ändringar per sekund) av den väg som signalen tar (dvs POTS-ledningar). Hur många bitar som kan representeras av en signaländring ger oss bitarna per sekund.
Jag tror att de tidiga Bell-modemen var 110 baud och använde frekvensskiftnyckling (FSK). Detta ger oss en bit per signalförändring, eller 110 bps. På samma sätt hade Bell 103 en signalhastighet på 300 baud med FSK som gav oss 300 bps.
110 och 300 baud valdes vid den tiden främst på grund av att båda modemen var avsedda att användas över koppartråd och ”okonditionerade” telefonlinjer, med minst en del av anslutningen som går genom en akustisk koppling. Det värsta fallet för akustiska kopplare som pratar med kolmikrofoner är någonstans runt 300 baud. Eftersom detta är ett värsta fall är det här vi får.
(Jag minns att 110 baud var relaterat till pålitliga halvtyps teletypkommandon, men jag kan ha fel om det. @Jameslarge påpekar att 110 baud / bps var den fasta, obuffrade hastigheten som vanliga teletypsterminaler stödde. 110 valdes troligen av många av samma skäl som diskuteras här. t.ex. robusthet och tillförlitlighet på tvivelaktiga koppar- och kolanslutningar. >
Detta kan teoretiskt sett ökas, men tillförlitligheten drabbas.
En naturlig förbättring är att öka antalet bitar som kan överföras för varje signalhastighet, vilket är vad nyare moduleringstekniker som PSK, Trellis , etc. gav oss. Överföringshastigheten kan vara densamma så att den ligger inom säkra parametrar för okonditionerade linjer, och bithastigheten kan ökas.
När telefonlinjer förbättrades och linjer kunde räknas med att konditioneras (och vi visste att det inte skulle finnas ett kol-mikrofonsteg där inne någonstans) och framsteg inom korrigering av moduleringsfel och felavkänning, baudhastigheter ökade. Detta ledde till ökade bithastigheter. Jag tror att de senaste telefonmodemen hade en baudhastighet på 8000 och moduleringar som tillät 56/46 kbs som ett resultat.
Kommentarer
- Re, ” 110 baud var relaterat till pålitlig halvtyps teletypkommission ”. De gamla FSK-modemen ’ t buffrade data. Baudhastigheten , som också var bithastigheten, styrdes direkt av vilken enhet som helst som var ansluten till modemet. En modell 33-teletyp (allestädes närvarande på den tiden) sänds med fasta 110 bitar per sekund.
- Att göra en teleskrivare eller bandstansning som kunde mata ut 30 tecken per sekund snarare än tio var svårt men inte opraktiskt och skulle spara 2/3 vid överföringstiderna mot 10. Att kunna skicka data snabbare över kabeln är bara till hjälp om sakerna i båda ändarna kan hålla upp.
- @supercat: Jag minns att telefoner som tas ur bruk runt 1974, medan människor använde telefonmodem med akustiska kopplingar ca. 1978.
- @BenCrowell: Jag ’ har använt akustiska kopplingar ett par gånger, men jag tvivlar på att det var före 1980. Min poäng var att förbättra datahastigheten från 10cps till 30cps var användbart; att gå till 30cps till 300,000cps skulle, relativt sett, ha varit mycket mindre användbart. Jag vet inte ’ hur 30cps decwriters implementerades internt, men jag kunde föreställa mig ett praktiskt sätt att implementera elektroniken även med bara transistorer och dioder (7400-logik skulle naturligtvis vara till hjälp) . Att gå längre än det skulle börja kräva mycket mer avancerad elektronik.
Svar
300 bitar per sekund har fördelen att det är den lägsta vanliga multipeln av både 50 och 60. Dessa gjorde det lättare att använda kraftledningsfrekvensen (50 Hz i Europa, 60 Hz i USA) för att synkronisera bit timing-kretsarna. Detta var långt innan kvartslåsta kretsar blev tillräckligt billiga för att inkluderas i teletypsutrustning.
Kommentarer
- Välkommen till Retrocomputing Stack Exchange. Detta är ett bra första svar; tack för att du delar den här informationen. Du kanske är intresserad av dessa relaterade frågor .
Svar
Ett mycket bra första svar men jag skulle också vilja notera att alla datahastigheter över 300 bps inte kunde kopplas akustiskt och endast var direktanslutningsmodem. Och vad som helst 33.6K eller högre kräver i princip minst en digital slutpunkt. Med det menar jag att modemåtkomstkoncentratorn skulle ansluta till Public Switched Telefonnätverket via datakvalitet T-1 eller större (se även AT & T T-Carrier) datatrunkar. DS-1 som rider T-1 är kanaliserad och DS-0 är 64K-tydliga kanaler och därmed lämpliga för datahastigheter upp till 57,6K plus viss korrigering av protokoll och fel. Slutanvändaren har signifikant lägre uppladdningshastigheter eftersom de använder analoga (röst) linjer. Detta är också uppkomsten av dagens asymmetriska bostadsdatamodell.
Men allt kommer tillbaka till baudhastighet.Bithastighet är ett mått på antalet databitar som överförs på en sekund. Baudhastighet är det antal gånger en signal i en kommunikationskanal kan ändra tillstånd på en sekund. Oavsett vilka tekniker som används för att koda bitar i en bärare var överföringshastigheten alltid en begränsande faktor och bestämdes av det dynamiska området för signalprocessorerna som var tillgängliga i PSTN vid den tiden. 110 Baud var säker. 300 Baud pressade gränserna för signalbehandling som var tillgängliga på 60- och 70-talet. Och därifrån kunde vi stapla nya metoder för linjekodning och inramning ovanpå 300 Baud för att göra det nästan upp till 64 Kbps. Fantastiskt, va?
Kommentarer
- Är du säker på att akustiska kopplingar var begränsade till 300 bps och inte 300 baud? Jag ’ m 99% vissa senare kodningsscheman tillät en maxhastighet på 9600 bps genom en kopplare.
- Observera också att det fanns asymmetriska hastigheter; 1200/75 var vanligt i viewtext-system
- Jag ser ingen grundläggande teknisk anledning till att akustiska kopplingar inte ’ t, i teorin, kunde användas i vilken hastighet som helst som signalerna kodas som ljud i hörbart intervall. Det finns en klar risk för att fler fel kryper in med den extra utrustningen som är inblandad och luftspalten, men inga extra A / D-omvandlingar är inblandade. Men , Hayes Smartmodem och efterföljare möjliggjorde automatisk uppringning och andra funktioner som krävde en trådbunden anslutning. Trådbundna anslutningar i allmänhet möjliggjordes av Carterfone-avgörandet 1968 – i kombination med utvecklingen av mikroelektronik och högre hastigheter tog hardwired över.
Svar
En liten tangent men min första dator, en klon av Ohio Superboard II som heter UK101, hade ett kassettgränssnitt som var 300b / s med ”Kansas City” -metoden FSK. Datorn hade en enkel UART vars TX var ansluten till frekvenskontrollen av en enkel modulator och RX ansluten till en rå frekvensdetektor och därmed härledde den binära strömmen från FSK: s ”warble”.
Med en kassettinspelare av högre kvalitet var det möjligt att köra bandgränssnittet vid 600 baud (jag kan använda baud och bps utbytbart i det här sammanhanget) eller till och med 1200, men det senare var mycket oacceptabelt för minsta bandbrist.
Eller så kan du bygga en RS232-nivåomvandlare och ansluta UART till ett 300 baud-modem.