home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ BBS in a Box 7 / BBS in a Box - Macintosh - Volume VII (BBS in a Box) (January 1993).iso / Files / Word / B / BITS, BAUD < prev    next >
Text File  |  1989-01-06  |  10KB  |  214 lines
  1. Here's an excerpt from The Modem Reference, written by Michael A. 
  2. Banks and recommended by Jerry Pournelle in Byte, The Smithsonian 
  3. Magazine, et al.
  4. The right to reproduce this article is granted on the condition 
  5. that all text, including this notice and the notice at the end of 
  6. the article, remain unchanged, and that no text is added to the 
  7. body of the article.
  8. Thanks!  --MB
  9.  
  10.                      BITS, BAUD RATE, AND BPS
  11.               Taking the Mystery Out of Modem Speeds
  12.                        by Michael A. Banks
  13.  
  14.    (Copyright, 1988, Michael A. Banks.  All rights reserved.)
  15.  
  16.      Modem transmission speed is the source of a lot of 
  17. confusion, even among otherwise informed computer and modem 
  18. users.  The root of the problem is the fact that the terms "baud" 
  19. and "bits per second" are used interchangeably and 
  20. indiscriminately.  I strongly suspect this is a result of the 
  21. fact that it's easier to say "baud" than "bits per second," 
  22. though misinformation has a hand in it, too.
  23.      If you've ever found yourself confused by the relationship 
  24. between bits and baud rate, or if you think that a modem's baud 
  25. rate is the same as the number of bits or characters it transmits 
  26. per second, please read this article carefully; I guarantee to 
  27. clear up the confusion and disabuse you of any false concepts ...
  28.  
  29.                       Bits per second (bps)
  30.      Bits per second is a measure of the number of data bits 
  31. (digital 0's and 1's) transmitted each second in a communications 
  32. channel.  This is sometimes referred to as "bit rate."
  33.      Individual characters (letters, numbers, etc.), also 
  34. referred to as bytes, are composed of several bits.
  35.      While a modem's bit rate is tied to its baud rate, the two 
  36. are not the same, as explained below.
  37.  
  38.                             Baud rate
  39.      Baud rate is a measure of the number of times per second a 
  40. signal in a communications channel varies, or makes a transition 
  41. between states (states being frequencies, voltage levels, or 
  42. phase angles).  One baud is one such change.  Thus, a 300-baud 
  43. modem's signal changes state 300 times each second, while a 600-
  44. baud modem's signal changes state 600 times per second.  This 
  45. does not necessarily mean that a 300-baud and a 600-baud modem 
  46. transmit 300 and 600 bits per second, as you'll learn in a few 
  47. lines.
  48.  
  49.                    Determining bits per second
  50.      Depending on the modulation technique used, a modem can 
  51. transmit one bit--or more or less than one bit--with each baud, 
  52. or change in state.  Or, to put it another way, one change of 
  53. state can transmit one bit--or more or less than one bit.
  54.      As I mentioned earlier, the number of bits a modem transmits 
  55. per second is directly related to the number of bauds that occur 
  56. each second, but the numbers are not necessarily the same.
  57.      To illustrate this, first consider a modem with a baud rate 
  58. of 300, using a transmission technique called FSK (Frequency 
  59. Shift Keying, in which four different frequencies are turned on 
  60. and off to represent digital 0 and 1 signals from both modems).  
  61. When FSK is used, each baud (which is, a gain, a change in state) 
  62. transmits one bit; only one change in state is required to send a 
  63. bit.  Thus, the modem's bps rate is also 300: 
  64.  
  65.      300 bauds per second X 1 bit per baud  =  300 bps
  66.  
  67.      Similarly, if a modem operating at 1200 baud were to use one 
  68. change in state to send each bit, that modem's bps rate would be 
  69. 1200.  (There are no 1200 baud modems, by the way; remember that.  
  70. This is only a demonstrative and hypothetical example.)
  71.      Now, consider a hypothetical 300-baud modem using a 
  72. modulation technique that requires two changes in state to send 
  73. one bit, which can also be viewed as 1/2 bit per baud.  Such a 
  74. modem's bps rate would be 150 bps:
  75.  
  76.        300 bauds per second X 1/2 baud per bit  =  150 bps
  77.  
  78.      To look at it another way, bits per second can also be 
  79. obtained by dividing the modem's baud rate by the number of 
  80. changes in state, or bauds, required to send one bit:
  81.  
  82.         300 baud
  83.      ---------------  =  150 bps
  84.      2 bauds per bit
  85.  
  86.      Now let's move away from the hypothetical and into reality, 
  87. as it exists in the world of modulation.
  88.      First, lest you be misled into thinking that "any 1200 baud 
  89. modem" should be able to operate at 2400 bps with a two-bits-per-
  90. baud modulation technique, remember that I said there are no 1200 
  91. baud modems.  Medium- and high-speed modems use baud rates that 
  92. are lower than their bps rates.  Along with this, however, they 
  93. use multiple-state modulation to send more than one bit per baud.
  94.      For example, 1200 bps modems that conform to the Bell 212A 
  95. standard (which includes most 1200 bps modems used in the U.S.) 
  96. operate at 300 baud and use a modulation technique called phase 
  97. modulation that transmits four bits per baud.  Such modems are 
  98. capable of 1200 bps operation, but not 2400 bps because they are 
  99. not 1200 baud modems; they use a baud rate of 300.  So:
  100.  
  101.      300 baud X 4 bits per baud  =  1200 bps
  102.  
  103.                                 or
  104.  
  105.           300 baud
  106.      ------------------  =  1200 bps
  107.       1/4 baud per bit
  108.  
  109.      Similarly, 2400 bps modems that conform to the CCITT V.22 
  110. recommendation (virtually all of them) actually use a baud rate 
  111. of 600 when they operate at 2400 bps.  However, they also use a 
  112. modulation technique that transmits four bits per baud:
  113.  
  114.      600 baud X 4 bits per baud  =  2400 bps
  115.  
  116.                                 or
  117.  
  118.           600 baud
  119.      ------------------  = 2400 bps
  120.       1/4 baud per bit
  121.  
  122.      Thus, a 1200-bps modem is not a 1200-baud modem, nor is a 
  123. 2400-bps modem a 2400-baud modem.
  124.      Now let's take a look at 9600-bps modems.  Most of these 
  125. operate at 2400 baud, but (again) use a modulation technique that 
  126. yields four bits per baud.  Thus:
  127.  
  128.      2400 baud X 4 bits per baud  =  9600 bps
  129.  
  130.                                 or
  131.  
  132.           2400 baud
  133.      ------------------  =  9600 bps
  134.       1/4 baud per bit
  135.  
  136.                    Characters per second (cps)
  137.      Characters per second is the number of characters (letters, 
  138. numbers, spaces, and symbols) transmitted over a communications 
  139. channel in one second.  Cps is often the bottom line in rating 
  140. data transmission speed, and a more convenient way of thinking 
  141. about data transfer than baud- or bit-rate.
  142.      Determining the number of characters transmitted per second 
  143. is easy: simply divide the bps rate by the number of bits per 
  144. character.  You must of course take into account the fact that 
  145. more than just the bits that make up the binary digit 
  146. representing a character are transmitted when a character is sent 
  147. from one system to another.  In fact, up to 10 bits may be 
  148. transmitted for each character during ASCII transfer, whether 7 
  149. or 8 data bits are used.  This is because what are called start- 
  150. and stop-bits are added to characters by a sending system to 
  151. enable the receiving system to determine which groups of bits 
  152. make up a character.  In addition, a system usually adds a parity 
  153. bit during 7-bit ASCII transmission.  (The computer's serial port 
  154. handles the addition of the extra bits, and all extra bits are 
  155. stripped out at the receiving end.)
  156.      So, in asynchronous data communication, the number of bits 
  157. per character is usually 10 (either 7 data bits, plus a parity 
  158. bit, plus a start bit and a stop bit, or 8 data bits plus a start 
  159. bit and a stop bit).  Thus:
  160.  
  161.              300 bps
  162.      -----------------------  =  30 characters per second
  163.       10 bits per character
  164.  
  165.             1200 bps
  166.      -----------------------  =  120 characters per second
  167.       10 bits per character
  168.  
  169.             2400 bps
  170.      -----------------------  =  240 characters per second
  171.       10 bits per character
  172.  
  173.                           Common speeds
  174.      The most commonly-used communications rates for dial-up 
  175. systems (BBSs and online services like CompuServe, DELPHI, and 
  176. GEnie) are 300, 1200, and 2400 bps.  A few older systems--
  177. especially Telex systems--communicate at 110 bps, but these are 
  178. gradually going the way of the dinosaur.  4800 and 9600 bps 
  179. modems are generally available, but few online services or BBSs 
  180. accommodate them.  This will be changing in the near future, 
  181. however, with the cost of high-speed modem technology decreasing 
  182. as the demand for it increases.
  183.      Modems with even higher bps rates are manufactured (19,200 
  184. and up) but these are not used with dial-up systems; the upper 
  185. limit on asynchronous data transmission via voice-grade telephone 
  186. lines appears to be 9600 bps.  The use of higher transmission 
  187. rates requires special dedicated lines that are "conditioned" 
  188. (i.e., shielded from outside interference) as well as expensive 
  189. modulation and transmission equipment.
  190.                                 #
  191.      If you found this article useful, you may want to pick up a 
  192. copy of the book from which it was excerpted:
  193.                        THE MODEM REFERENCE
  194.                        by Michael A. Banks
  195.             Published by Brady Books/Simon & Schuster
  196.                  ISBN # 0-13-586646-4    $19.95
  197.  
  198.      In addition to explaining the technical aspects of modem 
  199. operation, communications software, data links, and other 
  200. elements of computer communications, the book provides detailed, 
  201. illustrated "tours" of major online services such as UNISON,
  202. CompuServe, DELPHI, BIX, Dow Jones News/Retrieval, MCI Mail, and
  203. others.  It also contains information on using packet switching
  204. networks and BBSs, as well as dial-up numbers for various
  205. networks and BBSs.
  206.      You'll also find hands-on guides to buying, setting up,
  207. using, and troubleshooting computer communications hardware and 
  208. software.  (And the book "supports" all major microcomputer 
  209. brands.)
  210.      For more information, contact:
  211.                         Michael A. Banks
  212.                           P.O. Box 312
  213.                        Milford, OH  45150