home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ ProfitPress Mega CDROM2 …eeware (MSDOS)(1992)(Eng) / ProfitPress-MegaCDROM2.B6I / COMM / MISC / MODMART1.ZIP / MODEM.ART
Encoding:
Text File  |  1990-11-11  |  17.2 KB  |  281 lines

  1.                              Digital Communications
  2.                                   by Hank Volpe
  3.  
  4.                             A Modem Primer -- Part 1
  5.  
  6. During the next decade we will witness an explosion in the computer
  7. field.  Computers, accepted now in business, will become commonplace in
  8. your home.  You might receive your newspaper over your computer, or scan
  9. your TV listings, program your household robotics, or do your shopping
  10. and banking.  Socially this could be a blessing to the elderly and those
  11. that we term as "shut-ins".  To busy parents trying to juggle careers
  12. and kids, this type of automation if properly conceived and executed
  13. would be as big a blessing as the VCR and the Microwave oven were during
  14. the '80s.  The computers that can do this are available now.  The
  15. computer also needs a gateway, a method into the source of this
  16. information and service.  That gateway is your telephone.  Pioneers in
  17. this field now have access to 24 hour a day news, recipes, book reviews,
  18. the latest programs, field support for a product, banking, airline
  19. reservations and more by using their computer to access a number of
  20. databanks.  It won't be much longer until everyone will be tied in
  21. together, and the use of these services will be an acceptable expense as
  22. cable tv and telephone service is now.  Making your computer use a
  23. telephone line is as simple as using a modem and a software package.
  24. Modems have dropped dramatically in price while increasing their speed
  25. and features.  The new IBM PS/1's come with built-in modems ready to
  26. access Prodigy.  There will be more machines coming equipped this way
  27. soon.  Hooking your computer up to a modem can sound a bit scary to a
  28. novice.  Regular readers of this column know that I try every month to
  29. explain some of this technical talk in more understandable terms.  The
  30. terms are the only intimidating thing about using a computer in the
  31. first place.  Think back to the first time you got your machine and
  32. wondered what a config.sys file was.  What I'd like to do this month and
  33. for a few others is to explain modem communications from a beginners
  34. view.
  35.  
  36. Is everyone already an expert?
  37. ------------------------------
  38.  
  39. Only about 30% of all computer users have a modem, so its save to say
  40. that 70% of the people reading this column are novices to more or lesser
  41. degrees.  A Novice can gather the information necessary to buy a modem
  42. by remembering a few buzz words ("Hayes Compatible, External or
  43. Internal, COM1 or COM2, 2400 bps").  The question I raise is does that
  44. really make a person feel comfortable or confident to use a modem after
  45. it is installed in his or her computer?  Where does the confidence come
  46. from?  How can it be gained?  These questions are as important to a
  47. beginner as is the type of modem you want to buy.  Unlike the actual
  48. device, you won't find confidence in a catalog, but like the actual
  49. device, it does have a price-tag; that is awareness and experience.
  50. Without paying this price, you might learn how to functionally use a
  51. modem, but you will never become a "digi-master".  How many of you have
  52. Microwave ovens?  Do you use it for cooking or do you just use it to
  53. "heat-up" leftovers?  The analogy between the Microwave oven and modems
  54. is about the same.  You can learn how to "zap" food for 20 seconds and
  55. be happy, or you can learn to use the Microwave oven like a chef does.
  56. In either case, you are using the oven, but if you are a "chef-master"
  57. you can do things that build on your confidence to use this Microwave
  58. oven to the best of its potential, thus saving time and getting full
  59. dollar back for your investment.  Same thing with a computer and a
  60. modem.  When you become a "digi-master" you can use your computer for
  61. things that others might think were impossible to do, thus building your
  62. confidence and saving time , which means getting the full dollar out of
  63. your computer investment too!
  64.  
  65. Can you become a "beginner?"
  66. ----------------------------
  67.  
  68. Everyone in this life was a beginner at one time or another.  Those that
  69. have become "experts" have done so only after they have become aware of
  70. what they wish to do and have gathered the experience by doing what they
  71. wish to do.  As we grow older and leave school, we begin to believe that
  72. we are no longer beginners.  In fact, admitting that you don't know or
  73. understand something is almost a sin in our work place.  We carry this
  74. over to other areas of our lives too.  After a certain age, we won't
  75. learn something new because we feel uncomfortable with being classified
  76. a "beginner".  The problem though is that if we don't become a beginner
  77. at something, we will never become an expert.  Whether the person is a
  78. great gardener, a superb chef, or a computer teckkie, at one time they
  79. decided to forget about something as silly as pride and devote their
  80. time to becoming a beginner.  Doing this is not as difficult as you
  81. think it is.  In fact, if you need examples, go over to a playground one
  82. day and watch the 3 year old's learn how to go down a slide.  One of the
  83. best parts about my job is that I get to meet some really interesting
  84. people and to have some time alone to talk to them.  Over the years I've
  85. been fortunate enough to talk to some people that I admired for one
  86. reason or another.  Two people though that made the biggest impression
  87. on me were Carl Sagan and Clifford Stoll.  Its interesting that both of
  88. these men are astronomers by profession.  Most people know of Carl Sagan
  89. by his books and his famous "Cosmos" series.  Dr.  Sagans' writings, his
  90. television work, the causes he supports and his concerns are well know
  91. to many of you.  There is much to admire about him, especially his
  92. approach to us who do not understand all that he does.  Many people
  93. however don't know that much about Clifford Stoll, but both men have the
  94. right idea when it comes to examining something that is unknown or
  95. appears incomprehensible; they react with the wonder and curiosity of a
  96. child.  Cliff Stoll has become famous in the computer world for his book
  97. about cracking the KGB's infiltration of the US Government Computer
  98. Network in "The Cuckoos Nest".  Some of you may have seen him on TV.  He
  99. bounces up and down, his expressions are wide, open and childlike.  Some
  100. of the "adults" I know think he is a "looney-tune".  Last summer I spent
  101. about 2 hours with Cliff Stoll showing him around the place I work.  As
  102. I explained the workings of several computer systems he listened very
  103. intently.  When I showed him our satellite delivery system, he asked so
  104. many questions that I had trouble keeping the answers coming, and then
  105. it hit me!  He was becoming more and more excited as he understood each
  106. answer.  At times his enthusiasm would burst out to the surface or he
  107. would laugh the type of laugh you would expect when a blind man
  108. discovers that he wasn't blind after all but instead he had been wearing
  109. a hat that was too big!  This excitement reminded me of my young
  110. daughter when she first mastered one of the educational games we bought
  111. her.  Cliff Stoll has a beginners mind.  It isn't clouded by adult
  112. filters like, "what did this cost?" or "what purpose is there in
  113. this?".  He delights in learning something new and derives so much
  114. pleasure from this that he doesn't need to worry about what people will
  115. say about him.  Instead he, like Carl Sagan, reacts to new things and
  116. new information with awe, with a beginner's mind.  If you wish to learn
  117. anything of value, follow the lead of these men and accept a beginners
  118. view.
  119.  
  120. Modem 101 - What is a Modem?
  121. ---------------------------
  122.  
  123. Well now that we have had our philosophy lesson for this month, lets
  124. move on with greater awareness and a beginners mind to tackle this modem
  125. problem from the beginning.  We all agree now that we really want to
  126. learn about modems and we are not afraid to ask questions.  We've also
  127. agreed that we are going to forget all the filters and fears our adult
  128. mind has placed on this subject and become as aware about what a modem
  129. does as we can.  So, lets start with some fundamentals about why we need
  130. a modem in the first place from a technical point of view.  Everyone
  131. takes the telephone for granted.  Maybe its because we've all more or
  132. less grown up during a period of time when telephone communications were
  133. considered an essential part of our daily lives.  The home consumer
  134. telephone is a very old technology.  Most of our Grandparents weren't
  135. even born when it was invented.  A telephone takes an electric current
  136. and passes it through a microphone made of carbon.  Pressure waves from
  137. the sound of your voice push on the carbon and change it's resistance.
  138. When the electrical resistance of the carbon changes, so does the
  139. electrical current.  These electrical current changes are carried over
  140. wires and switching networks to the person you are talking to where an
  141. earpiece turns this varying electrical current back into sound waves.
  142. After our nation became wired by the telephone companies, it became
  143. desirable to make our machines and remote devices "talk" to one another
  144. over this telephone system.  The problem though with using a computer on
  145. a telephone line directly is twofold; First, computers deal in on-off
  146. pulses while a phone line deals in audio frequencies (voice or sound
  147. waves).  Second, in order to get computer information to move faster,
  148. you must turn these on-off pulses on or off faster.  Faster on-off
  149. pulses is the same thing as saying you want to increase the frequency of
  150. these pulses.  A typical voice has audio frequencies in the range of 100
  151. to perhaps 3000 frequency vibrations per second (called Hertz after
  152. Heinrich Hertz, an electromagnetic pioneer).  To get meaningful computer
  153. communications, you would need to turn those pulses on and off thousands
  154. of times a second.  Directly connected computers could not change the
  155. current flow this fast on a phone circuit and get reliable transmissions
  156. of information.  Add to this the fact that there are losses in signal
  157. level that happen with the amount of cable you use and that the
  158. telephone system basically does not like digital pulses and you come to
  159. an inevitable conclusion; Either another way has to be employed, or you
  160. cannot use a telephone for connecting computers together.
  161.  
  162. The approach that was taken (as far as this discussion is concerned)
  163. transformed these on-off digital pulses into audio tones.  The telephone
  164. system has no problems with audio tones, it was designed to carry audio
  165. from place to place.  So, a method was invented to perform this
  166. transformation.  The on-off computer pulses changed the frequency of an
  167. audio tone.  One frequency was used for off, one frequency used for on.
  168. Therefore, it could be said that the on- off pulses were "modulating" an
  169. audio tone.  At the other end of the phone, another device would change
  170. these varying audio tones back to on-off pulses for the computer to
  171. use.  This conversion method is the opposite of modulating and is called
  172. demodulation.  A device that Modulates and Demodulates was called a
  173. MO(dulator)/DEM(odulator) or Modem.  The method of changing the
  174. frequency of the audio tones to represent on-off pulses (or 1's and 0's
  175. if you prefer) is called FSK or Frequency Shift Keying.  The accepted
  176. 300 baud standard was proposed by the Bell Telephone company and
  177. assigned the mnemonic Bell 103A.
  178.  
  179. An on pulse (or 1) shifted the audio tone 200 hz (hertz) higher than an
  180. off pulse (or 0).  To allow 2 way communication on a single phone line,
  181. you need to have two different carrier tones (a carrier tone is the tone
  182. in its un- modulated state).  Furthermore, because the telephone only
  183. works up to frequencies of 3000 hz reliably, it was necessary for these
  184. carrier tones to be within this range.  1070 hz was picked for the
  185. transmit carrier and 2025 hz was picked for the receive in what is
  186. called the originate mode (or in other words, when you call out and
  187. originate a call.  Obviously the answering modem has to flip this around
  188. or nothing would work).  I know some of this is getting a bit technical,
  189. however the really important thing here is this; Computer on-off pulses
  190. become audio tones, and audio tones travel over the phone lines.  Modems
  191. are the devices that turn on-off pulses into audio tones and convert
  192. them back again at the receiving end of the phone line.
  193.  
  194. The rate at which these pulses change is called the "baud" rate.  300
  195. baud transmits 300 changes a second, or with a typical PC using a 10 bit
  196. (8 bits, 1 Start, 1 stop) character, 30 characters per second.  1200 bps
  197. is actually 600 baud.  2400 bps is actually 600 baud.  Confused?  Well,
  198. in another article I'll explain what's going on, but for now the best
  199. explanation is that 600 modulation changes is about all you can do in
  200. the bandwidth (frequency range) of a phone.  Clever modulation methods
  201. that change the phase of the carrier, change the phase and the
  202. amplitude, change the frequency, the phase and the amplitude and other
  203. propriety systems can send 2400, 9600 or more on-off changes a second,
  204. but still keep the modulation changes happening at 600 baud.  Anything
  205. over 300 baud properly is referred to by BPS (or bits per second).  So,
  206. 2400 baud is incorrect in the PC world (although everyone says it).
  207. It's actually 2400 bps, or 9600 bps.
  208.  
  209. These methods I mentioned briefly above make it possible for today's
  210. modems to work at 9600 bps and higher on standard telephone lines.  The
  211. greatest part about this is that telephone communication is relatively
  212. cheap.  No special gear, interface equipment, or "conditioned" lines are
  213. necessary.  Each Modem comes with a ringer-equivalency just like your
  214. extension phone.  A Modem is really that simple to use and understand.
  215.  
  216.  
  217. Modem 102 - What is a UART?
  218. ---------------------------
  219.  
  220. Is it UART or Uart?  Beats me, because my spell checker accepts both,
  221. and its in print form as UART, Uart, USART, Serial Port, Comm Port,
  222. Communications Port.  It sure has a lot of names for such a simple
  223. device.  A UART is a Universal Asynchronous Receiver Transmitter.  That
  224. simply means, it is a device that takes data from your computer, places
  225. it in a serial (one after the other) stream that can be sent over a
  226. single wire pair to another computer or another device.  If it stayed in
  227. the format the machine uses, you would need 8 wires and several control
  228. wires to carry the same signal.  So, by serializing, you save cable
  229. wiring (size) and cable connector size.  A serial cable can use as
  230. little as 4 pins.  The Uart (notice I can't decide which is correct
  231. either) is a chip that performs this function.  A computer parallel-
  232. feeds its data to it, and it marches the data out over a wire in a
  233. serial manner to another Uart which then turns the data back to its full
  234. 8-bit wide path for use in another computer.
  235.  
  236. A Serial Port is a device that uses a Uart.  A Uart by itself does
  237. nothing without some controlling logic and a connection to the computer
  238. bus.  A Serial Port , sometimes called a Comm Port (Communications Port)
  239. refers to the complete serial device.  In a PC type computer, there are
  240. usually 2 serial ports called COM1 and COM2.  Most IBM AT compatible
  241. computers come with 1 built in serial port.  The original XT's and PC's
  242. came with none.  A PC type modem is a serial device.  If you buy an
  243. internal, it takes the place of one of your serial ports (plus uses one
  244. of your expansion cards).  If you buy an external, then you need to have
  245. at least 1 working serial port in your computer and a data cable to
  246. connect your serial port to the modem.  Internals do not need the cable
  247. because they connect, via the expansion slot you've selected, directly
  248. to the computer bus.  They do contain a Uart as part of their hardware
  249. connection to the computer bus and this Uart will use one of the Comm
  250. Port assignments that the PC reserves for either COM1 or COM2.
  251.  
  252. What you need to know here is this; First, serial ports are used because
  253. they cut down on the physical size requirements needed to hook a
  254. computer up to a modem.  Second, you must have a serial port in your
  255. computer in order to use an external modem or you must have a free
  256. allocation for a serial port to use an internal modem.  Third, no one
  257. really knows if its Uart or UART.
  258.  
  259.  
  260. Recess time
  261. -----------
  262.  
  263. That's about it for this month.  Next month, we'll go to the sophomore
  264. level and talk about what exactly is a "Hayes" modem, how to use
  265. initialization strings, serial cables, internal vs external modems, and
  266. handshaking signals.  If you have a modem and have questions about what
  267. you have seen here, or you wish to ask some questions to include here in
  268. a discussion, give the BIBMUG BBS a call at 716-832-1398.  We operate 24
  269. hours a day, 7 days a week at 300/1200/2400 bps.  Contributing members
  270. have made BIBMUG's BBS one of the best around by their donation of
  271. hardware and money to our BBS.  As a token of our appreciation, we have
  272. another line set aside at 716-832-8563 for these contributors.  Each
  273. donation entitles a contributor to use the line for one year.  It
  274. operates at 14.4k (HST), 9600 (V.32 and HST), 2400/1200/300 bps.  If you
  275. would like to contribute to the hardware support and expansion of the
  276. BBS, a $10 donation or more is very appreciated.  To donate, send your
  277. check to BIBMUG C/O BBS Contributions, PO Box 609, Buffalo NY 14226.
  278. Please do not send cash, and make sure your check states it is for the
  279. BBS Fund.
  280.  
  281.