home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Programmer 7500 / MAX_PROGRAMMERS.iso / PROGRAMS / UTILS / DOS_HELP / BAUD_BIT.ZIP / BAUD-BIT.TXT
Encoding:
Text File  |  1989-06-22  |  9.9 KB  |  230 lines
  1.  
  2. (NOTE: This article is excerpted from THE MODEM REFERENCE,
  3. a book written by Michael A. Banks, to be published in
  4. August, 1988, by Brady Books/Simon & Schuster.  Permission
  5. is granted to post this article on bulletin board systems
  6. and online services provided this notice and the copyright
  7. notice are included.
  8.     If you want to know more about how computer communications
  9. works, ask for the book (ISBN# 0-13-586646-4) at your
  10. local B. Dalton's or independent bookstore.  THE MODEM
  11. REFERENCE is recommended by a number of reviewers, including
  12. Jerry Pournelle, who said in his May, 1988, BYTE column,
  13. "If you're thinking of getting into computer communications,
  14. get this book first."
  15.  
  16.                      BITS, BAUD RATE, AND BPS
  17.               Taking the Mystery Out of Modem Speeds
  18.  
  19.                         by Michael A. Banks
  20.  
  21.  
  22. (Copyright, 1988, Michael A. Banks)
  23.  
  24.      Modem transmission speed is the source of a lot of confusion,
  25. even among otherwise informed computer and modem users.  The root
  26. of the problem is the fact that the terms "baud" and "bits per
  27. second" are used interchangeably and indiscriminately.  I strongly
  28. suspect this is a result of the fact that it's easier to say
  29. "baud" than "bits per second," though misinformation has a hand in
  30. it, too.
  31.      If you've ever found yourself confused by the relationship
  32. between bits and baud rate, or if you think that a modem's baud
  33. rate is the same as the number of bits or characters it transmits
  34. per second, please read this article carefully; I guarantee to
  35. clear up the confusion and disabuse you of any false concepts ...
  36.  
  37.                       Bits per second (bps)
  38.      Bits per second is a measure of the number of data bits
  39. (digital 0's and 1's) transmitted each second in a communications
  40. channel.  This is sometimes referred to as "bit rate."
  41.      Individual characters (letters, numbers, etc.), also referred
  42. to as bytes, are composed of several bits.
  43.      While a modem's bit rate is tied to its baud rate, the two
  44. are not the same, as explained below.
  45.  
  46.                             Baud rate
  47.      Baud rate is a measure of the number of times per second a
  48. signal in a communications channel varies, or makes a transition
  49. between states (states being frequencies, voltage levels, or phase
  50. angles).  One baud is one such change.  Thus, a 300-baud modem's
  51. signal changes state 300 times each second, while a 600-baud
  52. modem's signal changes state 600 times per second.  This does not
  53. necessarily mean that a 300-baud and a 600-baud modem transmit 300
  54. and 600 bits per second, as you'll learn in a few lines.
  55.  
  56.                    Calculating bits per second
  57.      Depending on the modulation technique used, a modem can
  58. transmit one bit--or more or less than one bit--with each baud, or
  59. change in state.  Or, to put it another way, one change of state
  60. can transmit one bit--or more or less than one bit.
  61.      As I mentioned earlier, the number of bits a modem transmits
  62. per second is directly related to the number of bauds that occur
  63. each second, but the numbers are not necessarily the same.
  64.      To illustrate this, first consider a modem with a baud rate
  65. of 300, using a transmission technique called FSK (Frequency Shift
  66. Keying, in which four different frequencies are turned on and off
  67. to represent digital 0 and 1 signals from both modems).  When FSK
  68. is used, each baud (which is, a gain, a change in state) transmits
  69. one bit; only one change in state is required to send a bit. 
  70. Thus, the modem's bps rate is also 300:
  71.  
  72.  
  73.      300 bauds per second X 1 bit per baud  =  300 bps
  74.  
  75.  
  76.      Similarly, if a modem operating at 1200 baud were to use one
  77. change in state to send each bit, that modem's bps rate would be
  78. 1200.  (There are no 1200 baud modems, by the way; remember that. 
  79. This is only a demonstrative and hypothetical example.)
  80.      Now, consider a hypothetical 300-baud modem using a
  81. modulation technique that requires two changes in state to send
  82. one bit, which can also be viewed as 1/2 bit per baud.  Such a
  83. modem's bps rate would be 150 bps:
  84.  
  85.  
  86.        300 bauds per second X 1/2 baud per bit  =  150 bps
  87.  
  88.  
  89.      To look at it another way, bits per second can also be
  90. obtained by dividing the modem's baud rate by the number of
  91. changes in state, or bauds, required to send one bit:
  92.  
  93.  
  94.         300 baud
  95.      ---------------  =  150 bps
  96.      2 bauds per bit
  97.  
  98.  
  99.      Now let's move away from the hypothetical and into reality,
  100. as it exists in the world of modulation.
  101.      First, lest you be misled into thinking that "any 1200 baud
  102. modem" should be able to operate at 2400 bps with a two-bits-per-
  103. baud modulation technique, remember that I said there are no 1200
  104. baud modems.  Medium- and high-speed modems use baud rates that
  105. are lower than their bps rates.  Along with this, however, they
  106. use multiple-state modulation to send more than one bit per baud.
  107.      For example, many 300/1200 bps modems operate at 300 baud and
  108. use a modulation technique called phase modulation that transmits
  109. four bits per baud.  Such modems are capable of 1200 bps
  110. operation, but not 2400 bps because they are not 1200 baud modems;
  111. they use a baud rate of 300.  So:
  112.  
  113.  
  114.      300 baud X 4 bits per baud  =  1200 bps
  115.  
  116.                                 or
  117.  
  118.           300 baud
  119.      ------------------  =  1200 bps
  120.       1/4 baud per bit
  121.  
  122.  
  123.      (Some 1200-bps modems use a modulation technique that sends
  124. two bits per baud, in which case they operate at 600 baud.)
  125.      Similarly, 2400 bps modems that conform to the CCITT V.22
  126. recommendation (virtually all of them) actually use a baud rate of
  127. 600 when they operate at 2400 bps.  However, they also use a
  128. modulation technique that transmits four bits per baud:
  129.  
  130.  
  131.      600 baud X 4 bits per baud  =  2400 bps
  132.  
  133.                                 or
  134.  
  135.           600 baud
  136.      ------------------  = 2400 bps
  137.       1/4 baud per bit
  138.  
  139.  
  140.      Thus, a 1200-bps modem is not a 1200-baud modem, nor is a
  141. 2400-bps modem a 2400-baud modem.
  142.      Now let's take a look at 9600-bps modems.  Most of these
  143. operate at 2400 baud, but (again) use a modulation technique that
  144. yields four bits per baud.  Thus:
  145.  
  146.  
  147.      2400 baud X 4 bits per baud  =  9600 bps
  148.  
  149.                                 or
  150.  
  151.           2400 baud
  152.      ------------------  =  9600 bps
  153.       1/4 baud per bit
  154.  
  155.  
  156.  
  157.                    Characters per second (cps)
  158.      Characters per second is a measure of the number of
  159. characters (letters, numbers, spaces, and symbols) transmitted
  160. over a communications channel in one second.  Cps is often the
  161. bottom line in rating data transmission speed, and a more
  162. convenient way of thinking about data transfer than baud- or bit-
  163. rate.
  164.      Determining the number of characters transmitted per second
  165. is easy: simply divide the bps rate by the number of bits per
  166. character.  You must of course take into account the fact that
  167. more than just the bits that make up the binary digit representing
  168. a character are transmitted when a character is sent from one
  169. system to another.  In fact, up to 10 bits may be transmitted for
  170. each character during ASCII transfer, whether 7 or 8 data bits are
  171. used.  This is because what are called start- and stop-bits are
  172. added to characters by a sending system to enable the receiving
  173. system to determine which groups of bits make up a character.  In
  174. addition, a system usually adds a parity bit during 7-bit ASCII
  175. transmission.  (The computer's serial port handles the addition of
  176. the extra bits, and all extra bits are stripped out at the
  177. receiving end.)
  178.      So, in asynchronous data communication, the number of bits
  179. per character is usually 10 (either 7 data bits, plus a parity
  180. bit, plus a start bit and a stop bit, or 8 data bits plus a start
  181. bit and a stop bit).  Thus:
  182.  
  183.  
  184.              300 bps
  185.      -----------------------  =  30 characters per second
  186.       10 bits per character
  187.  
  188.  
  189.             1200 bps
  190.      -----------------------  =  120 characters per second
  191.       10 bits per character
  192.  
  193.  
  194.             2400 bps
  195.      -----------------------  =  240 characters per second
  196.       10 bits per character
  197.  
  198.  
  199.  
  200.                           Common speeds
  201.      The most commonly-used communications rates for dial-up
  202. systems (BBSs and online services like DELPHI) are 300 and 1200
  203. bps.  A few older systems--especially Telex systems--communicate
  204. at 110 bps, but these are gradually going the way of the dinosaur.  
  205. 2400, 4800 and 9600 bps modems are generally available, but few
  206. online services or BBSs accommodate them.  This will be changing
  207. in the near future, however, with the cost of high-speed modem
  208. technology decreasing as the demand for it increases.
  209.      Modems with even higher bps rates are manufactured (19,200
  210. and up) but these are not used with dial-up systems; the upper
  211. limit on asynchronous data transmission via voice-grade telephone
  212. lines appears to be 9600 bps.  The use of higher transmission
  213. rates requires special dedicated lines that are "conditioned"
  214. (i.e., shielded from outside interference) as well as expensive
  215. modulation and transmission equipment.
  216.      If nothing else, I hope the examples here have shown you just
  217. why baud rate is not always equivalent to bps rate.  (And if
  218. anyone who tries to sell a modem to you tells you otherwise,
  219. you'll do well to take your business elsewhere.)  When you're
  220. considering a particular modem for purchase, look for its bps
  221. rate, rather than its baud rate, and use the bps rate to determine
  222. how many characters per second the modem can actually send.
  223.                                 #
  224.  
  225.      Michael A. Banks (KZIN on DELPHI) has published some 700
  226. magazine articles and short stories.  He's also written 17 books
  227. on topics ranging from telecommunications (most recently, DELPHI:
  228. The Official Guide, and The Modem Book, from Brady Books/Simon &
  229. Schuster), to science fiction novels.
  230.