home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Night Owl 6 / Night Owl's Shareware - PDSI-006 - Night Owl Corp (1990).iso / 012a / modem20.zip / MODEM20.TXT < prev   
Text File  |  1992-01-09  |  46KB  |  1,015 lines

  1.  
  2.         A BERLITZ COURSE IN HIGH SPEED DATA COMMUNICATIONS
  3.                                 or
  4.                         How to Speak Modem
  5.  
  6.                                 by
  7.  
  8.                       Theodore M. Rosenberg
  9.                           (301) 467-8988
  10.                         2541 St. Paul St.
  11.                        Baltimore, MD 21218
  12.  
  13. Prepared for:
  14.  
  15.                 The Columbia-Baltimore Users Group
  16.                                and
  17.                Users of the PC_Tech Echo on EchoNet
  18.  
  19.  
  20.                           Available on:
  21.                         Columbia Online and
  22.                         The Writers Block
  23.  
  24.  
  25.  
  26. Copyright 1990, Theodore M. Rosenberg, all rights reserved.
  27.  
  28.      Non-commercial distribution permitted without charge as 
  29. long as this article is distributed unaltered and  with  full
  30. attribution.  This restriction is not intended  to  interfere
  31. with  either the  fair  rights to  quote  and  abstract, or a 
  32. SYSOP's ability to compress,  reformat,  or otherwise  change the 
  33. electronic form, rather  than  the content.
  34.  
  35.      The latest update of this is available  from the Author  in
  36. either  print or media for a  $5.00 handling charge,  or may be
  37. FREQ'ed  from The Writers Block BBS  (EchoNet  or FidoNet) or 
  38. downloaded from either there,  Columbia  Online  (CBUG), or 
  39. GENIE (It  is either  on the  WP or  Laptop roundtable).
  40.  
  41.      Please send corrections,  additions, comments, etc.  to     
  42. the Author  at the above  address or phone,  by Netmail c/o  The
  43. Writers Block,  or, if of  public interest, on the PC_TECH or
  44. ECHO_MOD areas of EchoNet.
  45.  
  46.  
  47. Rev 2.0 - July 14, 1991 What is a Modem?
  48.  
  49. A modem is a Modulator - Demodulator, it is a device that allows
  50. the transfer of digital data as an analog signal - such as over a
  51. phone line.
  52.  
  53. Who Makes them?
  54.  
  55. About 70% of all modems available in the US are Rockwell
  56. International chipsets or boards, with the named manufacturer
  57. providing some firmware and the packaging.  Most of the rest are
  58. made by Motorola, with a few brave companies actually making
  59. their own from scratch.  This could change with AT&T entering the
  60. market.
  61.  
  62. Who Sets The Standards?
  63.  
  64. CCITT:   The Consultative Committee on International Telephone
  65. and Telegraph is an international body of technical experts
  66. responsible for developing data communications standards for the
  67. world.  This is a United Nations sponsored group, and its members
  68. include representatives from major modem manufacturers, common
  69. carriers (such as AT&T), and governmental bodies.
  70.  
  71. The CCITT establishes standards for modulation -- actual modem
  72. signaling methods.  It also determines standards for error
  73. correction and data compression.  It is possible (and likely)
  74. that one modem might follow several CCITT standards, depending on
  75. the various features and capabilities the modem offers.
  76.  
  77. All modems signal one another at a variety of speeds, so CCITT
  78. standards for modulation are utilized by virtually every modem
  79. manufacturer.  Some of the standards that are primarily
  80. modulation do include some of the higher layers (such as
  81. negotiation) as well.  Multi-speed modems may use several of
  82. these standards.
  83.  
  84. CCITT standards for analog modems begin with "V.", digital
  85. standards begin "X." pronounced "Vee dot" or "Ex Dot." Standards
  86. also may end with a "bis" or "ter," meaning second generation or
  87. third generation respectively.  A common confusion arises out of
  88. connector standards with similar numbers.  The CCITT does NOT set
  89. connector standards.
  90.  
  91. ANSI:     The American National Standards Institute, is a US
  92. standards development organization.  The ANSI develops standards
  93. for thousands of different areas, from architectural
  94. specifications for the handicapped to computer programming
  95. languages.
  96.  
  97. With regard to data communication, the term "ANSI" generally
  98. refers to ANSI standard X.64 as implemented by IBM in ANSI.SYS. 
  99. The ANSI X.64 standard specifies a series of codes that a host
  100. system can send to a remote data terminal to control color
  101. attributes, cursor positioning, inverse video and screen clearing
  102. on the terminal display.
  103.  
  104. ASCII:  The American Standard Code for Information Interchange is
  105. a standard that defines 128 different characters that can be
  106. page 1 used for data transmission.  These include control characters,
  107. letters of the alphabet, both upper and lower case, numbers, and
  108. a full set of punctuation characters.  Because there are only 128
  109. ASCII characters, only 7 bits are required to form each of the
  110. 128 possibilities.
  111.  
  112. There are also versions of ASCII for less than 7 bits, more
  113. commonly called BAUDOT, Correspondence, or "Navy."
  114.  
  115. Many computer makers have extended the ASCII character set by
  116. adding 128 more characters.  This was accomplished by simply
  117. adding one more binary digit, resulting in a total of 256
  118. transmittable data characters.  Each manufacturer, however,
  119. created their own set of 128 additional characters.  All extended
  120. character sets are NOT the same.
  121.  
  122. In the case of the IBM PC and compatibles, the extended
  123. characters include international alphabet, graphics and
  124. mathematics characters. These are commonly known as "IBM
  125. Graphics" characters, or "ANSI graphics".
  126.  
  127. In addition, some languages, (such as APL) also define the
  128. extended characters for special purposes.
  129.  
  130. What do the various standards mean?
  131.  
  132.      Modulation
  133.  
  134. Modulation refers to the signaling method that is used by the
  135. modem.  Two modems must use the same modulation method in order
  136. to understand each other.  Each data rate uses a different
  137. modulation method, and sometimes there is more than one method
  138. for a particular rate.  For example the Bell 212A and V.22
  139. modulation standards that both specify 1200 bps modulation, but
  140. they work differently, and are not directly compatible.
  141.  
  142.      Common Modulation Standards
  143.  
  144. V.21:     a data transmission standard at 300 bps.  This standard
  145. is used primarily outside the United States.  (300 bps
  146. transmissions in the United States primarily use the Bell 103
  147. standard).  It is Full-Duplex and is Frequency Shift Keyed.
  148.  
  149. Bell 103: a 300 bps transmission standard.  This standard is used
  150. primarily inside the United States.  (300 bps transmissions
  151. outside the United States primarily use the V.21).  It is Full-
  152. Duplex and is Frequency Shift Keyed (FSK).
  153.  
  154. Bell 202: 1800 bps Asynchronous 4 wire leased line, or 1200 bps
  155. Synchronous 2 wire leased line.
  156.  
  157. Bell 208: 4800 bps Synchronous leased line.  208A is 4 wire and
  158. 208B is switched.
  159.  
  160. Bell 212A: another 1200 bps transmission standard.  This standard
  161. is also used primarily inside the United States.  (1200 bps
  162. transmissions outside the United States primarily use the V.22
  163. standard).  It is Full-Duplex and is Phase Shift Keyed (PSK or
  164. DPSK).
  165. page 2 V.17:a Half-duplex implementation of V.33, 14000 bps
  166. transmission, now used by 14400 bps Group III fax.
  167.  
  168. V.22:     a data transmission standard at 1200 bps.  This
  169. standard is also used primarily outside the United States.  (1200
  170. bps transmissions in the United States primarily use the Bell
  171. 212A standard).  It is Full-Duplex and is PSK.
  172.  
  173. V.22bis: the international data transmission standard at 2400
  174. bps.It is used both inside and outside the United States, and is
  175. Full-Duplex.
  176.  
  177.      QAM,  Quadrature Amplitude Modulation allows modems to
  178.      increase speed from 1200 bps to 2400 bps.In QAM, each signal
  179.      represents four data bits.Both 1200 bps and 2400 bps modems
  180.      use the same 600 baud rate, but each 1200 bps signal carries
  181.      two data bits, while each 2400 bps signal carries four data
  182.      bits: 600 signals per second X 4 bits per signal = 2400 bps.
  183.  
  184.      A technique known as Automatic Adaptive Equalization enables
  185.      2400 bps modems to adapt to phone line impairments call-by-
  186.      call.  Essentially, if the modem is experiencing problems
  187.      with a noisy line, it looks for a "sweet spot" in the
  188.      bandwidth and attempts to avoid troublesome frequencies. 
  189.      This technique makes 2400 bps modems more tolerant of line
  190.      noise than their 1200 bps counterparts that use compromise
  191.      equalization.
  192.  
  193. V.23:     is a split data transmission standard, operating at
  194. 1200 bps in one direction and 75 bps in the reverse direction. 
  195. Therefore, the modem is only "semi-full-duplex," meaning that it
  196. transmitting data in both directions simultaneously, but not at
  197. the maximum data rate.  This standard was developed to lower the
  198. cost of 1200 bps modem technology, which was still very costly in
  199. the early 1980s, when such modems were designed.  This standard
  200. is still in use, but primarily in Europe.  It is PSK.
  201.  
  202. V.26:     2400 bps Synchronous 4 wire leased line.
  203.  
  204. V.26bis: 1200 bps/2400 bps Asynchronous 2 wire leased line.
  205.  
  206. V.27bis: 4800 bps/2400 bps Synchronous 2/4 wire leased line.
  207.  
  208. V.27ter: 4800 bps/2400 bps Asynchronous 2 wire leased line.  Also
  209. used by Group III Fax 4800 bps/2400 bps
  210.  
  211. V.29:     is a 9600 bps data transmission standard that defines a
  212. Half-duplex (one-way) modulation technique.  Although modems do
  213. exist which implement this standard, it has generally only seen
  214. extensive use in Group III facsimile (FAX) transmissions at 9600
  215. bps/7200 bps.  Since it is a Half-duplex method, it is
  216. substantially easier to implement this high speed standard than
  217. it would be to implement a high speed Full-duplex standard.  V.29
  218. is not a complete standard for modems, so V.29-capable MODEMS
  219. (not faxes) from different manufacturers will not necessarily
  220. communicate with one another.  Prior to the development of Group
  221. III Fax, V.29 was used primarily for 4 wire leased line, or short
  222. haul transmission.
  223. page 3 V.32:is also a data transmission standard at 9600 bps, but
  224. V.32 defines a Full-duplex (two-way) modulation technique.  It is
  225. a full modem standard, and also includes forward error correcting
  226. and negotiation standards as well.  This is generally considered
  227. "the" standard for high-speed modems today.  It is Full-Duplex
  228. and uses Quadrature Amplitude Modulation and Trellis Coded
  229. Modulation.
  230.  
  231.      ECHO-CANCELLATION is the method V.32 uses to solves the
  232.      problem of overlapping transmit and receive channels.  The
  233.      transmit and receive bands overlap almost completely, each
  234.      occupying 90 percent of the available bandwidth.  Measured
  235.      by computations per second and bits of resolution, a V.32
  236.      modem is roughly 64 times more complex than a 2400 bps
  237.      modem.
  238.  
  239. V.32bis: is the new high speed standard.  V.32bis operates at
  240. 14400 bps and, like V.32, will be a Full-duplex method.  V.32bis
  241. will be generally available by the end of 1991 and will rapidly
  242. replace V.32 in general use.
  243.  
  244. V.33:     A version of V.32 without echo cancellation, uses QAM
  245. and TCM at 14400 bps, normally Synchronous 4 wire leased line,
  246. but some two wire implementations exist.  
  247.  
  248. V.35:     Even though the number is higher, this is a supposedly
  249. obsolete standard for high-speed (19200 bps) communication
  250. originally used on leased lines.  As I talk to manufacturers, I
  251. am finding that this is still in use.  
  252.  
  253. Hayes "V":     Also called Hayes Ping Pong modulation.  Hayes
  254. also developed its own technology for high speed transmission. 
  255. Like the others Proprietary modems, Hayes "V" series high speed
  256. modems only talk high speed to other Hayes modems.
  257.  
  258. HST:  High Speed Technology is a proprietary method of U.S. 
  259. Robotics, it is not Full-duplex, and it does not support high
  260. speed transmission in BOTH directions.  Current HST modems send
  261. data at 14400 bps in one direction, and 450 bps in the other
  262. direction.  The high speed channel changes direction depending on
  263. which side of the transmission has the most data to send.  HST
  264. modems can only talk at high speed with other HST modems,
  265. although they also adhere to existing standards for 300 bps, 1200
  266. bps and 2400 bps operation.
  267.  
  268. PEP:  Packetized Ensemble Protocol is a proprietary method used
  269. by Telebit in their Trailblazer modem series.  Like the HST, PEP
  270. modems will only connect at high speed with other PEP modems. 
  271. PEP communicates at 20600 bps., the highest speed in general use. 
  272. PEP is based on a multi-carrier technique, the transmission
  273. channel is divided into 512 independent, very narrow channels. 
  274. The main advantage is that no receiver adaptive equalizer is
  275. needed because each channel is very narrow compared to the
  276. overall channel bandwidth.  The modulation rate in each narrow
  277. channel can be changed somewhat independently.  Trailblazer is
  278. different from many other modems in that the decision to fall
  279. back to lower speeds is built into the modem protocol, rather
  280. than controlled by the user's computer port.  Traditional
  281. modulation systems would have to fall back in larger steps.  But
  282. there are three problems:
  283. page 4 1.  The turn-around delay is very long compared to
  284.      conventional modulation techniques because data must be sent
  285.      in large blocks.  A typed character may take as much as a
  286.      half of a second to be echoed back to the system that sent
  287.      it.  As a result, the system is not the best for interactive
  288.      online sessions.
  289.  
  290.      2.  The Trailblazer receiver cannot track carrier phase
  291.      jitter, Instead of canceling out phase jitter, PEP can only
  292.      respond by lowering throughput.
  293.  
  294.      3.  The ability to transmit at the maximum rate when subject
  295.      to some types of channel impairment is considerably less
  296.      than for conventional modems, HOWEVER, The multiple channel
  297.      technique offers extremely good immunity to impulse noise
  298.      (the most common) because the impulse energy is distributed
  299.      over narrow channels.
  300.  
  301. Due to the better overall performance of PEP, and the better
  302. turnaround time of HST, US Robotics had captured a lot of the
  303. general high speed traffic in the PC world, and Telebit captured
  304. the majority of similar high speed traffic in the Unix world
  305. prior to V.42bis.
  306.  
  307. Both US Robotics and Telebit both offer modems that have both the
  308. proprietary and standard transmission options.
  309.  
  310. DIS :     A relatively inexpensive, non-standard method of Full-
  311. duplex 9600 bps communication is Dynamic Impedance Stabilization,
  312. which improves the signal-to-noise ratio of the telephone line by
  313. increasing the clarity and power of the signal, and automatically
  314. compensating for impedance variations on the phone line.  It has
  315. a fallback rate of 7200 bps if too much line noise exists for
  316. 9600 bps communications.  DIS is a proprietary method owned by
  317. CompuCom, and is a companion to CSP data compression,(see below).
  318.  
  319.                          Error Correction
  320.  
  321. Most error correction would better be called error detection, it
  322. refers to the ability to identify errors during a transmission,
  323. and to automatically resend data that appears to have been
  324. damaged in transit.  If error correction is to be used, both
  325. modems must adhere to the same error correction standard to make
  326. it work.  Most error correction is Automatic request for
  327. retransmission (ARQ), in that the modem sends a block and a
  328. cyclical redundancy checksum (CRC).  The receiving modem
  329. recalculates the CRC, and if it doesn't match, asks for a re-
  330. transmit.
  331.  
  332. TCM:  Trellis-Coded Modulation (with Viterbi coding) is an
  333. optional error-correction method included in the V.32 standard. 
  334. TCM allows modems to check for transmission errors with a
  335. redundancy bit, which results in fewer errors on noisy lines. 
  336. Trellis Encoding works WITH other error correction methods such
  337. as V.42.  Unlike other methods, TCM is true error correction, in
  338. that for small errors, it does not force a retransmit, it
  339. actually fixes them.
  340.  
  341. MNP - Microcom Network Protocol is a set of standards developed
  342. by Microcom, and made available by them to other manufacturers.
  343. page 5 MNP Class 1 is referred to as Block Mode.  It uses asynchronous,
  344. byte-oriented, Half-duplex transmission.  This method provides
  345. only about 70% efficiency, and is rarely used today.
  346.  
  347. MNP Class 2 is called Stream Mode, and uses asynchronous, byte-
  348. oriented, Full-duplex transmission.  Because of protocol overhead
  349. (the time it takes to establish the protocol and operate it),
  350. throughput at Class 2 is actually only about 84% of that for a
  351. connection without MNP, delivering about 202 cps (characters per
  352. second) at 2400 bps and is rarely used today.
  353.  
  354. MNP Class 3 incorporates Class 2, and is more efficient.  It uses
  355. a synchronous, bit-oriented, Full-duplex method.  This procedure
  356. yields throughput about 108% of that of a modem without MNP,
  357. delivering about 254 cps at 2400 bps.
  358.  
  359. MNP Class 4 uses Adaptive Packet Assembly and Optimized Data
  360. Phase techniques, it improves throughput and performance by about
  361. 5%, although actual increases depend on the type of call (noisy
  362. or clean), and can be as high as 25% to 50% on some links.
  363.  
  364. V.42: is a CCITT error-correction standard that's similar to MNP
  365. Class 4, In fact, because the V.42 standard includes MNP
  366. compatibility through Class 4, all MNP 4- compatible modems can
  367. establish error-controlled connections with V.42 modems.  This
  368. standard, however, prefers to use its own better performing
  369. protocol -- LAPM
  370.  
  371. LAPM :  Link Access Procedure for Modems, like MNP, copes with
  372. phone line impairments by automatically re-transmitting data that
  373. is corrupted during transmission assuring that only error free
  374. data passes through the modems.
  375.  
  376. LAPB :  Link Access Procedure Binary, like MNP or LAPM, copes
  377. with phone line impairments by automatically re-transmitting data
  378. that is corrupted during transmission assuring that only error
  379. free data passes through the modems.  Used with X.25.
  380.  
  381. LAPD :  Link Access Procedure Direct, like MNP or LAPM & B, but
  382. for internal or leased lines.
  383.  
  384.                          Data Compression
  385.  
  386. Data compression refers to the ability in some modems to compress
  387. the data they're sending, squeezing data to a smaller size as it
  388. is sent.  This saves time and can result in considerable money
  389. saved by long-distance modem users.  Not all types of data can be
  390. compressed by the same amount, but gains can nearly always be
  391. realized.  Raw text files will allow the highest increase, while
  392. program files cannot be compressed as much and the increase in
  393. transfer speed will be less, graphic files even less, and
  394. compressed files such as ARC and ZIP, cannot be compressed at
  395. all.  Current compression methods are still improving, with
  396. Bell's application of B-Trees and Brents application of Huffman
  397. encoding to LZ methods.  The latest methods (Fiala-Greene TRIE
  398. data structures) are not yet in commercial form, but promise
  399. faster and greater compression.
  400.  
  401. MNP Class 5 is a Data Compression protocol which uses a real-time
  402. adaptive algorithm.  It can provide up to 2-1 compression, On 
  403. page 6 pre-compressed data MNP 5 can actually EXPAND the data and
  404. performance can actually decrease.  For this reason, MNP 5 is
  405. often disabled on BBS systems.  MNP 5 uses a form of Huffman
  406. Coding and a dynamic dictionary algorithm.  Huffman Coding
  407. replaces ASCII with a variable length "minimum redundancy code"
  408. with the length of the character based on the frequency of
  409. occurrence.  For example the code for the most common character
  410. "E" is 00, and the code for the much less common character "D" is
  411. 11000.
  412.  
  413. MNP Class 7 provides Enhanced Data Compression.  When combined
  414. with Class 4, it can obtain about a 3:1 improvement in
  415. performance.  It is designed primarily for use with a V.22bis
  416. (2400 bps) modem.  This class is currently unique to Microcom
  417. modems.  Since it requires much more hardware and is usually
  418. inferior to V.42bis, it is not likely to be seen in the future.
  419.  
  420. V.42bis: a CCITT data compression standard similar to MNP Class
  421. 5, but providing about 4-1 compression.  Of course, this also
  422. means it provides better throughput.  V.42bis only compresses
  423. data that needs compression.  Each block of data is analyzed, and
  424. if it can benefit from compression, compression is enabled. 
  425. Files on bulletin board systems are often compressed already
  426. (using ARC, PKZIP, and similar programs).  While MNP Class 5 can
  427. actually decrease throughput on this type of data, V.42bis will
  428. not -- compression is only added when a benefit will be realized. 
  429. V.42bis uses Lempel-Ziv encoding (like the PKZIP and LHARC
  430. programs) which is a dynamic dictionary algorithm which assigns
  431. codes to repeated strings in the actual file being compressed,
  432. rather than theoretical forms.
  433.  
  434. To negotiate a standard connection using V.42bis, V.42 must also
  435. be present.  Thus, a modem with V.42bis data compression is
  436. assumed to include V.42 error correction.
  437.  
  438. Most V.42bis modems also support MNP5, however it is not required
  439. by the standard.
  440.  
  441. CSP:  CompuCom Speed Protocol offers compression up to 4:1.  CSP
  442. is a proprietary method owned by CompuCom, and requires DIS.
  443.  
  444. Fractal: I am unable to locate the material at present, however a
  445. firm has developed a unique data compression algorithm
  446. specifically for graphics files, using fractal analysis methods. 
  447. This method is currently only available in software (like zip,
  448. arc, etc.  for data) but, when I spoke to the developers a few
  449. months ago, they said that they were in negotiation with a modem
  450. manufacturer to provide a hardware solution for people who need
  451. to transmit large amounts of graphics data regularly.  They were
  452. also hoping to provide a better alternative to V.29 Group III
  453. Fax.  A Fax is just a graphics file.  This is especially
  454. appropriate, as all modern data transmission is based on Benoit
  455. Mandelbrot's early work on the nature of telephone line noise. 
  456. His discovery that line noise could be described as a Cantor set
  457. was one of the first steps in the development of fractal
  458. mathematics.
  459.  
  460.                       Fallback Negotiation
  461.  
  462. page 7 If the line noise is high enough, more data will get through with
  463. a lower speed than with the high speed and retransmission.
  464.  
  465. V.32(bis): includes an optional fallback to 4800 bps under
  466. conditions of extreme line noise.
  467.  
  468. MNP Class 10: is a fallback protocol developed by Microcom, which
  469. provides for small movements down (and back up) in speed under
  470. poor line conditions.  It has been recently licensed to Rockwell
  471. International.  Since Rockwell makes at least 70% of all modem
  472. chipsets sold in the US, it will rapidly become a de-facto
  473. standard in all US Modems.
  474.  
  475.                      Connection Negotiation
  476.  
  477. Connection Negotiation refers to the manner in which two modems
  478. establish which modulation method will be used during a
  479. connection.  Modems listen to the tones sent by a remote modem to
  480. determine what modulation method will be used.  Since different
  481. modulation methods often use different answer tones, these can be
  482. used by the calling modem to determine which method to use. 
  483. Negotiation standards have been created to make the process
  484. easier.  These standards dictate the sequence of events that will
  485. occur when a modem answers the phone, eliminating the guesswork
  486. associated with the listen to the tones method.  Negotiation is
  487. part of each modem standard.  It should be noted here that the
  488. tones sent to originate a call are usually different than those
  489. sent to answer a call.  Some modems can originate a call forcing
  490. an answer set of tones, or vice-versa.
  491.  
  492. Most negotiation standards are included in the base standard, the
  493. only separately named one that I have seen is Annex A, the method
  494. used by V.42 modems to fall back from V.42 to MNP if the other
  495. modem is not a V.42, and then to non-corrected if the responding
  496. modem is not MNP.
  497.  
  498. The fancier the modem, the longer it can take to negotiate a
  499. connection.  If you stop and think about this, it is obvious,
  500. with more choices, the two modems will spend more time finding
  501. the best combination.
  502.  
  503. WARNING: With most high speed modems you must "lock" your port
  504. speed at a set speed ( as high as your system will allow).  The
  505. modems will negotiate the best speed that they actually use, and
  506. may change it as line conditions dictate.  If your communications
  507. software is set to detect baud rates, the software will also try
  508. to change, but the modems will ignore it and you will lose
  509. contact with your own modem.
  510.  
  511.                               Duplex
  512.  
  513. Duplex refers to whether a data communications path is one-way or
  514. two-way.  "Full-duplex" means that data can flow in both
  515. directions at the same time.  "Half-duplex" means that data can
  516. flow in only one direction at one time.  Most modems are Full-
  517. duplex, but communications software can most often still be set
  518. to take advantage of Half-duplex connections.
  519.  
  520. Some modems are pseudo Full-duplex.  This means they cannot
  521. transmit data at high speed in both directions at the same time 
  522. page 8 because they are really operating in a fast turn-around Half-
  523. duplex mode internally.
  524.  
  525.                          Bits and Parity
  526.  
  527. Data Bits:  In communications, common settings are either for 7-
  528. bit or 8-bit data.  Generally, both ends of the connection must
  529. be set the same way.  If one end is set to 7-bit data and the
  530. other end is set to 8-bit data, reliable communication cannot
  531. usually be established.  This is because one end interprets the
  532. 8th data bit as a parity bit, and the other end tries to
  533. interpret it as a part of the current character.  On a connection
  534. like this, some characters will display properly, while others
  535. will appear as "garbage," depending on which direction the data
  536. is traveling.
  537.  
  538. If the communications link is set to transmit only 7-bit data,
  539. the sendable characters are limited to the 128 defined ASCII
  540. characters.  The extended character set, such as the PC's single
  541. and double line boxes and foreign characters, CANNOT be sent
  542. unless the link is first set to allow the transmission of 8-bit
  543. data.  Some systems have even 5-bit and 6-bit data, and use
  544. character sets such as BAUDOT and Selectric, but these systems
  545. are uncommon today.  For some reason, TTY's for the deaf use the
  546. extremely obsolete BAUDOT codes, making them out of step with the
  547. rest of the communications world.
  548.  
  549. Parity Bit: When you establish communications with another
  550. computer, parity is set to "even," "odd," "mark," "space" or
  551. "none." These are terms for the manner in which the parity bit is
  552. interpreted by the receiver.
  553.  
  554. Parity is a primitive form of error-checking.  The state of the
  555. parity bit, when set to be even or odd, is based on a simple
  556. mathematical formula.  Depending on the data bits, the parity bit
  557. will either be on or off.  Normally, the limited error checking
  558. capabilities are not utilized.  This explains why the setting of
  559. parity to "none" is so common in communications today.  This
  560. allows the parity bit to be used as a normal data bit instead.
  561.  
  562. Start and Stop Bits: Start and stop bits allow each character
  563. sent to be set in a "frame." The beginning of the character, the
  564. first part sent, is the start bit, and the end of the character,
  565. the last part sent, is the stop bit.  Each character sent is thus
  566. framed with a distinct beginning and ending bit and this allows
  567. the receiving system to know when each complete character has
  568. been sent.
  569.  
  570.   There is always just one start bit.  However, there may be one,
  571. one and a half or two stop bits.
  572.  
  573. Stop bit length used to be critical when serial communication was
  574. primarily handled with electromechanical equipment, such as an
  575. old-fashioned Teletype machine.  The print head in this type of
  576. equipment took a fixed amount of time to return to its "home"
  577. position, and this was accomplished during the sending of the
  578. stop bits.  A longer stop bit length gave the print head more
  579. time to return to its home position.
  580. page 9 In modern all-electronic serial communication, the stop bit is
  581. still necessary, but only to mark the end of a character.  A
  582. delay isn't necessary as there isn't usually anything mechanical
  583. involved.
  584.  
  585. Asynchronous:Framing the character with start and stop bits forms
  586. the basis for "asynchronous" communications.  In asynchronous
  587. transmission, characters do not have to flow constantly - there
  588. can be gaps or spaces between each character.  The receiver knows
  589. when a character is sent, by the framed nature of asynchronous
  590. transmission - the start and stop bits.
  591.  
  592. Synchronous (or bisynchronous): An alternate serial transmission
  593. method exists known as synchronous communications.  It occurs
  594. when there are no start or stop bits, and is possible only if
  595. data characters flow constantly at a fixed bit rate with no
  596. interruptions.  When there is no data to send, null characters
  597. are sent at the fixed rate to keep data bits flowing constantly,
  598. but they are discarded by the receiver.
  599.  
  600. Because there are no start or stop bits, it is possible to remove
  601. 2 of every 10 bits used in Asynchronous communications.  This
  602. results in a 20% faster data speed with the same serial bit rate. 
  603. However, because of the requirement for constant data flow,
  604. Synchronous transmission requires additional protocol, it is used
  605. is with high speed modems.  When these modems use MNP or V.42
  606. protocols they use synchronous communications between the modems
  607. themselves.  However, you still use asynchronous communications
  608. between the computer and the modem.
  609.  
  610. There are software emulations of Synchronous communications, such
  611. as Flashlink from Cardinal, or SynchUp from Motorola that will
  612. increase thruput on lower speed modems.
  613.  
  614.                           Flow Control
  615.  
  616. Flow control refers to the method of controlling the flow of
  617. transmitted data, so it doesn't "overrun" the data receiver's
  618. ability to receive the incoming signals.  Flow control allows the
  619. receiver to signal the transmitter to pause, while recently
  620. received data is properly assimilated, then signal it to restart
  621. the data flow when it's ready to receive more.
  622.  
  623. There are generally two forms of flow control - software and
  624. hardware.
  625.  
  626. Hardware flow control is not always required.  It is generally
  627. needed only with high speed modems.  Hardware flow control uses
  628. two of the RS-232 (serial) pins to start and stop the data flow. 
  629. Its advantage is that it is data independent and thus can be used
  630. for reliable flow control with any type of data stream.
  631.  
  632. CTS/RTS: Clear To Send - Ready To Send is one form of Hardware
  633. flow control.
  634.  
  635. DSR/DTR: Data Set Ready - Data Terminal Ready is another form of
  636. Hardware flow control.
  637. page 10
  638. V.24:     is the CCIIT standard for, not only flow control, but
  639. all of the communications between the modem and the serial
  640. interface.
  641.  
  642. X-ON/X-OFF: Software flow control, called XON/XOFF flow control,
  643. starts and stops the data flow based on the reception of certain
  644. control characters.  Although this type of flow control can be
  645. used by hardware devices, software flow control can be used by
  646. either the user or the application program to start and stop data
  647. transmission by using control keys.  <Ctrl>S to temporarily halt
  648. data flow, and <Ctrl>Q at any time to restart data flow. 
  649. Software flow control has two problems;
  650.  
  651.      1) Due to the time it can take for an X-off to reach the
  652.      processor, data can overrun the buffers.  To prevent this,
  653.      X-off is normally sent at 80% of capacity.  At high speeds,
  654.      this may not be enough.
  655.  
  656.      2) It is easy to have an accidental X-off triggered, either
  657.      by a code in a binary file, or by operator error.  On many
  658.      types of keyboards it is surprisingly easy to accidently hit
  659.      a <ctrl>S.  Anyone who has worked on a large system will
  660.      have run into the mysterious intermittent terminal lock up
  661.      problem.
  662.  
  663.                            Commands
  664.  
  665. To tell the modem what you want it to do, you have to be able to
  666. communicate to the modem itself.  There are two common ways to do
  667. this:
  668.  
  669. AT:   The common US command set was developed by Hayes, and is
  670. called the "AT" command set because commands begin with the
  671. prefix "AT".  If a modem uses this set, it is usually advertised
  672. as "Hayes compatible".  If it doesn't use this set, it probably
  673. is not sold in the US.
  674.  
  675. V.25bis: This is approximately the European equivalent of the
  676. Hayes set.  It includes auto-dial from NVRAM.
  677.  
  678. V.54:     Actually not a command set, this is the specification
  679. for a "loop-back" test to test the modems performance and status.
  680.  
  681. X.25:     This command set is a special set, used to communicate
  682. with a "PAD" or Packet Assembler Disassembler.  A PAD allows you
  683. to communicate simultaneously with more than one system.  Put
  684. simply, it puts data going to each destination into a "packet",
  685. tags it with an address, and ships it off.  Incoming packets are
  686. sorted and sent to each actual and "virtual" destination.
  687.  
  688.      When you are on-line to any major network (such as
  689.      Timenet,Telenet, Sprint, PDN, etc) you are actually hooked
  690.      up to a PAD.  If you have X.25, and the right communications
  691.      software, you can do more than one thing simultaneously,such
  692.      as download, read mail, and upload at the same time.As far
  693.      as I know, Hayes and TL Systems are the only general market
  694.      modem companies to offer X.25 at the present time, more WILL
  695.      follow in coming years.
  696.  
  697. page 11
  698. All RBOC's, and most, if not all, long distance carriers and
  699. independent telephone companies offer X.25 dial up service.
  700.  
  701. Short Haul
  702.  
  703. Some modems are sold as "short haul" modems, these differ from
  704. regular modems in that they are really a type of repeater used to
  705. boost the signal on long runs of serial cable.  Short haul modems
  706. need not use any common protocol as they are always Full-duplex,
  707. used on dedicated cable, and in pairs.  In addition, they must
  708. provide the power to send the signal along the line to the other
  709. end.  On the other hand, they don't need error correction,
  710. compression, connection negotiation, fallback, or any of the
  711. other stuff I've been discussing, they just squirt the data down
  712. the line, and demodulate what is coming back.
  713.  
  714. Point To Point / Switched
  715.  
  716. You may sometimes see modems called "point to point" or
  717. "switched".  These modems are for use on leased or dedicated
  718. lines.  A pure point-to-point modem may actually be a short-haul,
  719. or it may be too dumb to survive a switching network.  A switched
  720. line modem is very similar to a regular dial-up modem, but is
  721. intended for use on leased or internal lines.
  722.  
  723. More Buzzwords
  724.  
  725. PSTN :  Public Switched Telephone Network - regular voice dial-up
  726. service.
  727.  
  728. ISDN:     Integrated Services Digital Network - a new switched
  729. digital high-speed system expected to eventually replace the
  730. current analog PSTN.
  731.  
  732. RS-469 (A or B): A specification for testing modems, adopted by
  733. the Telecommunications Industry Association and the Electronics
  734. Industries Association.
  735.  
  736. NVRAM:  Non Volatile Random Access Memory, on board memory which
  737. does not require power to keep data.  It is used to store phone
  738. numbers and setup information.
  739.  
  740. What's New
  741.  
  742. New products starting to arrive are:
  743.  
  744. The Pocket Modem: a very small external modem (currently only
  745. available at 2400 bps) which takes its power off of the serial
  746. line.  It can be put in your pocket and shifted from system to
  747. system.  It is mainly used with laptops or smaller systems.  
  748.  
  749. The Cellular Modem and/or FAX: a combination Cellular Telephone
  750. and modem.  These have two uses: The most obvious is for travel,
  751. but some are being made to function as backups for WAN's, so that
  752. even if the phone lines go down, the system stays up.
  753.  
  754. The Gateway modem: These operate directly off of LAN's, and do
  755. not require a communications server - just plug in the ethernet
  756. cable.
  757.  
  758. page 12 What's Coming
  759.  
  760. A new high-speed protocol will probably be released in 1991
  761. (V.32ter ??) the main disagreement now seems to be whether it
  762. will be 19200 bps, 24000 bps, or 25600 bps.  It will take at
  763. least a year after that for any of these modems to reach the
  764. market.
  765.  
  766. V.17, 14400 bps Group III fax is out, but few manufacturers are
  767. offering it now, within the next year, it will replace 9600 bps
  768. fax on most new purchases - at lower cost.
  769.  
  770. 2400 bps modems are now where 1200 bps modems were two years
  771. ago - within the next one to two years, no one will be making
  772. them, and 14400 (or higher) will be the standard.
  773.  
  774. page 13
  775. Litigation
  776.  
  777. As far as I can ascertain, there is only one current major suit
  778. in the data communications area (unlike the rest of the computer
  779. field).  A few years ago, Hayes sued some modem manufacturers
  780. over the use of one element of the Hayes AT command set, the only
  781. part that they had not released into the public domain.  That was
  782. the programmable escape code, i.e.  the ability to CHANGE the
  783. escape codes with software.  I was not able to get any
  784. information from Hayes, but others in the industry said that the
  785. suit seemed to be slowly dragging on.  Recent news reports,
  786. however, seem to indicate that the action on this suit is heating
  787. up.
  788.  
  789. Licenses
  790.  
  791. The V.42bis is an unusual standard in that, while it is an
  792. international standard, the Zemple-Lev-Welsh (LZ84) Compression
  793. algorithm that it uses, infringes on patents held by IBM, British
  794. Telcom, and UNISYS.  To produce a legal V.42bis modem, one must
  795. have licenses from all three.
  796.  
  797. I was unable to get details of licensing arrangements from either
  798. Unisys or BT, but IBM is probably rather typical in their
  799. approach.  Unlike their usual closely protected licenses, IBM
  800. will make its patent rights under patent #4814746 available to
  801. ANY modem manufacturer for either.
  802.  
  803.      1) A one-time payment of $20,000, or
  804.      2) A royalty of 1% of V.42bis sales, or
  805.      3) If you have anything IBM is interested in, or are doing
  806.      other business with them, as part of a negotiated license or
  807.      cross-license agreement.
  808.  
  809. MNP-1 to MNP-4 have been put in the public domain by Microcom, as
  810. has most of the Hayes AT command set.
  811.  
  812. MNP-5 and MNP-10 require licenses from Microcom, and, to actually
  813. build a saleable modem, licenses MAY be necessary from AT&T,
  814. Motorola, and/or Rockwell International.
  815.  
  816. The result of this is to make business easier for Rockwell and
  817. Motorola, aside from their continuing lead in technology, they
  818. have the legal staff to keep everything straight, a rough job for
  819. a start-up or small company.
  820.  
  821. Pricing
  822.  
  823. I remember RENTING 100 bps modems for $45/month from AT&T, later
  824. I bought a high speed (300 bps) modem for $1,200.  Now, 1200 bps
  825. modems are dead, almost no-one makes them, and they cost MORE to
  826. make than 2400 bps modems.
  827.  
  828. A 2400 bps internal modem should cost under $70, street price,
  829. with MNP-5, maybe $95.  A 9.6 kbs V.42bis modem can be bought for
  830. $300-500.  External modems cost a little more due to their case
  831. and power supply.
  832. page 14
  833. Modem prices should continue to drop, with many observers calling
  834. for V.32bis\V.42bis internal modems available as low as $100 by
  835. the end of 1992.  Fax capability $10-$25 extra.
  836.  
  837. This is due in part to:
  838.  
  839.      1) The cost of making modems has plummeted.  If you look at
  840.      an old 300 bps modem, you can see that it is MUCH larger
  841.      than a new high-speed modem, it has a LOT more chips, and
  842.      lots of circuit traces.  A new modem uses LSI low power
  843.      chips.
  844.  
  845.      2) There are a lot more modems sold today, and with new
  846.      services such as Prodigy, and IBM's decision to make modems
  847.      standard on the PS/1, more people are becoming aware of
  848.      modems than ever before.  You can spread the costs of ramp-
  849.      up over millions of units, rather than thousands.
  850.  
  851.      3) The promised entry of AT&T into the market as a
  852.      competitor to Rockwell creates more competition.  
  853.  
  854.  
  855. Tables:
  856.  
  857. Signal
  858.                            Baud    BITS/  Constell Type     
  859. Modulation     Bits/Sec    Rate    Symbol Points
  860. v.32bis        TCM        14,400     2400    6+TCM  126
  861. v.32bis        TCM        12,000     2400    5+TCM   64
  862. v.32           TCM         9,600     2400    4+TCM   32
  863. v.32           QAM         9,600     2400    4       16
  864. v.22bis        QAM         2,400      600    4       16
  865. Bell 212A      QAM         1,200      600    2        4
  866. Bell 103       FSK           300      300    1        -
  867.  
  868. page 15
  869. Thanks to:
  870.  
  871.      Dick Checket and Richard McCarty of A T & T Paradyne
  872.      Ed Prentiss of Microcom - Racal Vadic
  873.      Steve Mills of UDS - Motorola
  874.      Peter Theune of Johns Hopkins Applied Physics Lab
  875.      MICC technical support (probably Casey Garrigan)
  876.      Rich Blatt - Octocom Systems
  877.  
  878. Special Thanks to:
  879.  
  880.      Mitch Baker, Senior Engineer, Rockwell International     
  881.      Gary Sanderson, Chief Engineer, Cardinal Industries
  882.      John Lowe, Intellectual Property Attorney, and Commercial 
  883.      Relations program manager for V.42bis, IBM CHQ
  884.  
  885. No Thanks to:
  886.  
  887.      Hayes, who could only send me the regular handouts, no
  888.      useful information, and couldn't put me in touch with anyone
  889.      but untrained marketing reps.
  890.  
  891.      Unisys, who after three weeks of passing me through their   
  892.      system, never located anyone who knew anything about either
  893.      modems or patents.
  894.  
  895. Bibliography:
  896.  
  897. Sales materials, users manuals, technical manuals, etc. for about
  898. 50  different  modems, and lots of columns and articles,
  899. particularly in PC Week (Ziff Davis).
  900.  
  901. A Comparison of High Speed Modems, Mike Ehlert
  902. SysOp: PACIFIC COAST MICRO BBS
  903.  
  904. Taking The "Buzz" Out of Buzz Words, Alan D. Applegate
  905. eSoft  Possibilities  Newsletter, June, July, and August 1990
  906. issues. A monthly customer support publication of eSoft, Inc.,
  907. Aurora, Co
  908.  
  909. While I did not receive it until after Rev 1.4, recommended
  910. reading includes:
  911. Racal-Vadic's 1991 High Speed Dial-Up Modem Handbook
  912. Racal-Vadic Communications Group, Milpitas California
  913. page 16 Sources
  914.                      
  915. Manufacturer              Toll Free    Charge Call   Support BBS
  916. =================================================================
  917. Anchor Automation 1                (818) 998-6100
  918. American Mitec 2    (800) 648-2287 (408) 432-1160
  919. Anderson Jacobson                  (408) 435-8520
  920. ATI Technologies 2                 (416) 756-0718
  921. Best Data Prod.1    (800) 632-2378 (818) 773-9600
  922. Black Box Corp 2                   (412) 746-5500
  923. Cardinal Technologies 2            (717) 293-3800
  924. CMS Enhancements 1                 (714) 222-6000
  925. Codex - Motorola 3  (800) 426-1212 (508) 261-4000
  926. Compucom 4          (800) 228-6648 (408) 732-4500 (714) 946-9337  
  927.  also  Educational Progr.          (918) 224-0065 (918) 224-0005
  928. Computer Perip. 2   (800) 854-7600 (805) 499-5751 (805) 499-9646
  929. Data Systems, Inc.1                (708) 459-8881
  930. Digicom 3 1         (800) 574-2730 (408) 262-1277
  931. Dove Computer 1     (800) 622-7627 (919) 763-7918
  932. Dowty Comm. 2       (800) 227-3134 (301) 317-7710
  933. Everex Systems 1                   (415) 498-1111
  934. E-Tech Research 2   (800) 328-5538 (408) 730-1388
  935. Farallon                           (415) 596-9100
  936. Fastcomm Comm 2     (800) 521-2496 (703) 620-3900
  937. Forval America 3    (800) FORVAL-1 (801) 561-8080
  938. General Datacom 2                  (203) 574-1118
  939. GVC Technologies2 1 (800) 289-4821 (201) 579-2702
  940. Hayes Micro 5 1     (800) 241-9625 (404) 441-1617 (800) 874-2937
  941. Image Comm. 2       (800) 666-2496 (201) 935-8800
  942. Inmac 2 1           (800) 547-5444 (408) 727-1970
  943. Intel Corp 2        (800) 538-3373
  944. Logicode 2                         (818) 879-0533
  945. Magic Modems        (800) 622-3475 (512) 343-3421
  946. Mastercom                          (213) 834-6666
  947. Memotec DATA 3      (800) 423-6144 (508) 681-0600
  948. MICC 2              (800) 289-6422 (408) 980-9565
  949. Microcom Inc. 2 1   (800) 822-8224 (617) 551-1000
  950. Micro Electronic 1                 (508) 435-9057
  951. Multi-Tech Syst. 2  (800) 328-9717 (612) 785-3500
  952. NEC America 2       (800) 222-4632 (408) 433-1250
  953. Octocom Systems 3                  (508) 658-6050
  954. OmniTel Inc. 3      (800) 666-4835 (415) 490-2202
  955. Outbound Systems 1  (800) 444-4607 (303) 786-9200
  956. Paradyne-A T & T    (800) 482-3333
  957. Patton Electron 1                  (301) 975-1000
  958. Penril DataComm 3                  (301) 921-8600
  959. Practical Perip.2 1 (800) 442-4774 (818) 706-0333
  960. Prometheus Prod.2 1 (800) 477-3473 (503) 624-0571
  961. Racal Data Comm.2   (800) 722-2555 (305) 846-4942
  962. Racal-Vadic 2       (800) 482-3427 (408) 432-8008
  963. Racal Milgo         (800) 327-7909 (305) 846-1601
  964. Shiva 6             (800) 458-3550 (617) 252-6400
  965. Spectron Celluar 1                 (214) 630-9825
  966. Telcor Systems 2    (800) 826-2938 (508) 651-0065
  967. Telebit Corp 7 1    (800) 835-3248 (408) 734-4333
  968. Telenetics 1        (800) 826-6336 (714) 779-2766
  969. Toshiba Inc. 2                     (212) 682-2595
  970. Touchbase Sys. 1    (800) 541-0345 (516) 261-0423
  971. TL Systems 8                       (508) 970-1295
  972. UDS - Motorola 2    (800) 451-2369 (205) 430-8000                 
  973. page 17
  974. Manufacturer              Toll Free    Charge Call   Support BBS
  975. ============      ===============================================
  976.  
  977. US Robotics 9 1     (800) DIAL-USR (708) 982-5001 (708) 982-5092
  978. Ven-Tel 2           (800) 538-5121 (408) 463-7400
  979. Vocal Tech. 1                      (203) 356-1837
  980. Western DataCom 2   (800) 262-3311 (216) 835-1510
  981.  
  982.           1.  Pocket or Cellular Modem.
  983.  
  984.           2.  V.32/V.42/V.42bis
  985.  
  986.           3.  V.32/V.32bis/V.42/V.42bis
  987.  
  988.           4.  CSP/DIS 
  989.  
  990.           5.  V.32/V.42/V.42bis, X.25, and "Hayes Ping Pong"
  991.  
  992.           6.  V.32/V.42/V.42bus - Running under AppleTalk and     
  993.                Novel IPX. Ethernet port only, not serial.
  994.  
  995.           7.  V.32/V.42/V.42bis and PEP.
  996.  
  997.           8.  V.32/V.42/V.42bis and X.25
  998.  
  999.           9.  V.32/V.32bis/V.42/V.42bis and HST.
  1000.  
  1001. Rev List.
  1002.  
  1003. 1.1  Added leased line material
  1004. 1.2  Updated Mfgrs names & numbers
  1005. 1.3  Added CTS/RTS and DSR/DTR specifics. Changes in V.35, V.29,
  1006.      V.27ter definition.  Added Point-Point/Switched and Short
  1007.      Haul, Port locking.
  1008. 1.4  Added V.17, V.24.
  1009. 1.5  More info on AT&T.
  1010. 2.0  A lot of small corrections and additions; Baud/BPS/signal
  1011.      table, more data on LZ & Huffman coding, Fiala Greene,
  1012.      Brent, & Timothy Bell, additional buzzwords, more sources,
  1013.      whats coming, whats new.
  1014.  
  1015. page 18