home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Magnum One / Magnum One (Mid-American Digital) (Disc Manufacturing).iso / d7 / bitsbaud.arc / BITSBAUD.TXT next >
Text File  |  1989-02-11  |  10KB  |  215 lines
  1.  
  2. Here's an excerpt from The Modem Reference, written by Michael A. 
  3. Banks and recommended by Jerry Pournelle in Byte, The Smithsonian 
  4. Magazine, et al.
  5. The right to reproduce this article is granted on the condition 
  6. that all text, including this notice and the notice at the end of 
  7. the article, remain unchanged, and that no text is added to the 
  8. body of the article.
  9. Thanks!  --MB
  10.  
  11.                      BITS, BAUD RATE, AND BPS
  12.               Taking the Mystery Out of Modem Speeds
  13.                        by Michael A. Banks
  14.  
  15.    (Copyright, 1988, Michael A. Banks.  All rights reserved.)
  16.  
  17.      Modem transmission speed is the source of a lot of 
  18. confusion, even among otherwise informed computer and modem 
  19. users.  The root of the problem is the fact that the terms "baud" 
  20. and "bits per second" are used interchangeably and 
  21. indiscriminately.  I strongly suspect this is a result of the 
  22. fact that it's easier to say "baud" than "bits per second," 
  23. though misinformation has a hand in it, too.
  24.      If you've ever found yourself confused by the relationship 
  25. between bits and baud rate, or if you think that a modem's baud 
  26. rate is the same as the number of bits or characters it transmits 
  27. per second, please read this article carefully; I guarantee to 
  28. clear up the confusion and disabuse you of any false concepts ...
  29.  
  30.                       Bits per second (bps)
  31.      Bits per second is a measure of the number of data bits 
  32. (digital 0's and 1's) transmitted each second in a communications 
  33. channel.  This is sometimes referred to as "bit rate."
  34.      Individual characters (letters, numbers, etc.), also 
  35. referred to as bytes, are composed of several bits.
  36.      While a modem's bit rate is tied to its baud rate, the two 
  37. are not the same, as explained below.
  38.  
  39.                             Baud rate
  40.      Baud rate is a measure of the number of times per second a 
  41. signal in a communications channel varies, or makes a transition 
  42. between states (states being frequencies, voltage levels, or 
  43. phase angles).  One baud is one such change.  Thus, a 300-baud 
  44. modem's signal changes state 300 times each second, while a 600-
  45. baud modem's signal changes state 600 times per second.  This 
  46. does not necessarily mean that a 300-baud and a 600-baud modem 
  47. transmit 300 and 600 bits per second, as you'll learn in a few 
  48. lines.
  49.  
  50.                    Determining bits per second
  51.      Depending on the modulation technique used, a modem can 
  52. transmit one bit--or more or less than one bit--with each baud, 
  53. or change in state.  Or, to put it another way, one change of 
  54. state can transmit one bit--or more or less than one bit.
  55.      As I mentioned earlier, the number of bits a modem transmits 
  56. per second is directly related to the number of bauds that occur 
  57. each second, but the numbers are not necessarily the same.
  58.      To illustrate this, first consider a modem with a baud rate 
  59. of 300, using a transmission technique called FSK (Frequency 
  60. Shift Keying, in which four different frequencies are turned on 
  61. and off to represent digital 0 and 1 signals from both modems).  
  62. When FSK is used, each baud (which is, a gain, a change in state) 
  63. transmits one bit; only one change in state is required to send a 
  64. bit.  Thus, the modem's bps rate is also 300: 
  65.  
  66.      300 bauds per second X 1 bit per baud  =  300 bps
  67.  
  68.      Similarly, if a modem operating at 1200 baud were to use one 
  69. change in state to send each bit, that modem's bps rate would be 
  70. 1200.  (There are no 1200 baud modems, by the way; remember that.  
  71. This is only a demonstrative and hypothetical example.)
  72.      Now, consider a hypothetical 300-baud modem using a 
  73. modulation technique that requires two changes in state to send 
  74. one bit, which can also be viewed as 1/2 bit per baud.  Such a 
  75. modem's bps rate would be 150 bps:
  76.  
  77.        300 bauds per second X 1/2 baud per bit  =  150 bps
  78.  
  79.      To look at it another way, bits per second can also be 
  80. obtained by dividing the modem's baud rate by the number of 
  81. changes in state, or bauds, required to send one bit:
  82.  
  83.         300 baud
  84.      ---------------  =  150 bps
  85.      2 bauds per bit
  86.  
  87.      Now let's move away from the hypothetical and into reality, 
  88. as it exists in the world of modulation.
  89.      First, lest you be misled into thinking that "any 1200 baud 
  90. modem" should be able to operate at 2400 bps with a two-bits-per-
  91. baud modulation technique, remember that I said there are no 1200 
  92. baud modems.  Medium- and high-speed modems use baud rates that 
  93. are lower than their bps rates.  Along with this, however, they 
  94. use multiple-state modulation to send more than one bit per baud.
  95.      For example, 1200 bps modems that conform to the Bell 212A 
  96. standard (which includes most 1200 bps modems used in the U.S.) 
  97. operate at 300 baud and use a modulation technique called phase 
  98. modulation that transmits four bits per baud.  Such modems are 
  99. capable of 1200 bps operation, but not 2400 bps because they are 
  100. not 1200 baud modems; they use a baud rate of 300.  So:
  101.  
  102.      300 baud X 4 bits per baud  =  1200 bps
  103.  
  104.                                 or
  105.  
  106.           300 baud
  107.      ------------------  =  1200 bps
  108.       1/4 baud per bit
  109.  
  110.      Similarly, 2400 bps modems that conform to the CCITT V.22 
  111. recommendation (virtually all of them) actually use a baud rate 
  112. of 600 when they operate at 2400 bps.  However, they also use a 
  113. modulation technique that transmits four bits per baud:
  114.  
  115.      600 baud X 4 bits per baud  =  2400 bps
  116.  
  117.                                 or
  118.  
  119.           600 baud
  120.      ------------------  = 2400 bps
  121.       1/4 baud per bit
  122.  
  123.      Thus, a 1200-bps modem is not a 1200-baud modem, nor is a 
  124. 2400-bps modem a 2400-baud modem.
  125.      Now let's take a look at 9600-bps modems.  Most of these 
  126. operate at 2400 baud, but (again) use a modulation technique that 
  127. yields four bits per baud.  Thus:
  128.  
  129.      2400 baud X 4 bits per baud  =  9600 bps
  130.  
  131.                                 or
  132.  
  133.           2400 baud
  134.      ------------------  =  9600 bps
  135.       1/4 baud per bit
  136.  
  137.                    Characters per second (cps)
  138.      Characters per second is the number of characters (letters, 
  139. numbers, spaces, and symbols) transmitted over a communications 
  140. channel in one second.  Cps is often the bottom line in rating 
  141. data transmission speed, and a more convenient way of thinking 
  142. about data transfer than baud- or bit-rate.
  143.      Determining the number of characters transmitted per second 
  144. is easy: simply divide the bps rate by the number of bits per 
  145. character.  You must of course take into account the fact that 
  146. more than just the bits that make up the binary digit 
  147. representing a character are transmitted when a character is sent 
  148. from one system to another.  In fact, up to 10 bits may be 
  149. transmitted for each character during ASCII transfer, whether 7 
  150. or 8 data bits are used.  This is because what are called start- 
  151. and stop-bits are added to characters by a sending system to 
  152. enable the receiving system to determine which groups of bits 
  153. make up a character.  In addition, a system usually adds a parity 
  154. bit during 7-bit ASCII transmission.  (The computer's serial port 
  155. handles the addition of the extra bits, and all extra bits are 
  156. stripped out at the receiving end.)
  157.      So, in asynchronous data communication, the number of bits 
  158. per character is usually 10 (either 7 data bits, plus a parity 
  159. bit, plus a start bit and a stop bit, or 8 data bits plus a start 
  160. bit and a stop bit).  Thus:
  161.  
  162.              300 bps
  163.      -----------------------  =  30 characters per second
  164.       10 bits per character
  165.  
  166.             1200 bps
  167.      -----------------------  =  120 characters per second
  168.       10 bits per character
  169.  
  170.             2400 bps
  171.      -----------------------  =  240 characters per second
  172.       10 bits per character
  173.  
  174.                           Common speeds
  175.      The most commonly-used communications rates for dial-up 
  176. systems (BBSs and online services like CompuServe, DELPHI, and 
  177. GEnie) are 300, 1200, and 2400 bps.  A few older systems--
  178. especially Telex systems--communicate at 110 bps, but these are 
  179. gradually going the way of the dinosaur.  4800 and 9600 bps 
  180. modems are generally available, but few online services or BBSs 
  181. accommodate them.  This will be changing in the near future, 
  182. however, with the cost of high-speed modem technology decreasing 
  183. as the demand for it increases.
  184.      Modems with even higher bps rates are manufactured (19,200 
  185. and up) but these are not used with dial-up systems; the upper 
  186. limit on asynchronous data transmission via voice-grade telephone 
  187. lines appears to be 9600 bps.  The use of higher transmission 
  188. rates requires special dedicated lines that are "conditioned" 
  189. (i.e., shielded from outside interference) as well as expensive 
  190. modulation and transmission equipment.
  191.                                 #
  192.      If you found this article useful, you may want to pick up a 
  193. copy of the book from which it was excerpted:
  194.                        THE MODEM REFERENCE
  195.                        by Michael A. Banks
  196.             Published by Brady Books/Simon & Schuster
  197.                  ISBN # 0-13-586646-4    $19.95
  198.  
  199.      In addition to explaining the technical aspects of modem 
  200. operation, communications software, data links, and other 
  201. elements of computer communications, the book provides detailed, 
  202. illustrated "tours" of major online services such as UNISON,
  203. CompuServe, DELPHI, BIX, Dow Jones News/Retrieval, MCI Mail, and
  204. others.  It also contains information on using packet switching
  205. networks and BBSs, as well as dial-up numbers for various
  206. networks and BBSs.
  207.      You'll also find hands-on guides to buying, setting up,
  208. using, and troubleshooting computer communications hardware and 
  209. software.  (And the book "supports" all major microcomputer 
  210. brands.)
  211.      For more information, contact:
  212.                         Michael A. Banks
  213.                           P.O. Box 312
  214.                        Milford, OH  45150
  215.