Акустические модемы и борьба за доступ к телефонной сети.
Acoustic coupler
Акустическая муфта: интерфейс для подключения к телефонной линии. Обход ограничений Bell System и национальных телекоммуникационных компаний. История и принцип работы.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
В телекоммуникациях акустический соединитель – это интерфейсное устройство для соединения электрических сигналов акустическим путем, как правило, с телефонной линией и от неё. Связь осуществляется посредством преобразования электрических сигналов из телефонной линии в звук и обратного преобразования звука в электрические сигналы, необходимые для оконечного устройства, например, телетайпа, вместо прямого электрического соединения.
In telecommunications, an acoustic coupler is an interface device for coupling electrical signals by acoustical means—usually into and out of a telephone. The link is achieved through converting electric signals from the phone line to sound and reconverting sound to electric signals needed for the end terminal, such as a teletypewriter, and back, rather than through direct electrical connection.
История и применение
До распада в 1984 году юридическая монополия Bell System на телефонную связь в Соединенных Штатах позволяла компании устанавливать строгие правила доступа потребителей к своей сети. Клиентам было запрещено подключать к сети оборудование, не произведенное или не проданное Bell. Аналогичная ситуация наблюдалась почти во всех странах, где телефонные компании находились в государственной собственности. Во многих домах телефоны были жестко подключены к настенным розеткам до того, как разъемы RJ11 и BS 6312 стали стандартом. Схожая ситуация была и в других странах. В Австралии до 1975 года правительственная монополия PMG владела всей телефонной проводкой и оборудованием на территории пользователей и запрещала подключение устройств сторонних производителей. Хотя большинство телефонов подключались разъемами серии 600, они были редкостью в Австралии, поэтому импортное оборудование в любом случае не могло быть подключено напрямую, несмотря на общую электрическую совместимость. Лишь после знакового судебного решения в США по делу Hush A Phone в 1956 году впервые было разрешено использование телефонной приставки (от стороннего поставщика). Хотя право AT&T регулировать любое устройство, подключенное к телефонной системе, было подтверждено судами, компанию обязали прекратить препятствовать пользователям Hush A Phone. Второе судебное решение в 1968 году по делу Carterfone еще больше разрешило подключать к сети AT&T любое устройство, не наносящее вреда системе. Это решение способствовало распространению более поздних инноваций, таких как автоответчики, факсы и модемы. Когда изобретатели начали разрабатывать устройства для передачи неслышных сигналов по телефонной линии, необходимость обхода ограничений Bell стала очевидной. Уже в 1937 году телефаксы, используемые газетами, использовали какие-то соединители, возможно, акустические, но скорее всего магнитные, для однонаправленной связи. Многоканальная двунаправленная телефонная связь не требовалась этим ранним факсам. Роберт Вайтбрехт разработал обход ограничений Bell в 1963 году. Он создал устройство, которое преобразовывало звук из телефонной трубки в электрические сигналы и преобразовывало электрические импульсы, поступающие от телетайпа, в звук, поступающий в микрофон телефонной трубки. Его акустический соединитель известен как модем Вайтбрехта. Модем Вайтбрехта вдохновил других инженеров на разработку других модемов для работы с 8-битными ASCII-терминалами на более высокой скорости. Такие модемы или соединители были разработаны около 1966 года Джоном ван Гееном в Стэнфордском исследовательском институте (ныне SRI International), которые имитировали работу телефонной трубки. Ранняя коммерческая модель была создана компанией Livermore Data Systems в 1968 году. Пользователь набирал номер компьютерной системы (которая содержала наборы данных телефонной компании) на своем телефоне, и после установления соединения помещал трубку в акустический модем. Поскольку все трубки поставлялись телефонной компанией, большинство из них имели одинаковую форму, что упрощало физический интерфейс. Микрофон и динамик внутри корпуса модема принимали и передавали сигнальные тоны, а схема преобразовывала эти аудиочастотные сигналы с фазовой манипуляцией в двоичные сигналы для выходного разъема RS232. При удаче можно было достичь скорости передачи данных 300 бод (~ бит/с), но 150 бод было более типичным. Этой скорости было достаточно для терминалов на основе пишущей машинки, таких как IBM 2741, работающий на скорости 134,5 бод, или телетайпа, работающего на скорости 110 бод. Практический предел скорости для акустических модемов составлял 1200 бод, впервые доступный в 1973 году от Vadic и в 1977 году от AT&T. Устройства с пропускной способностью 1200 бод стали широко распространены в 1985 году с появлением Hayes Smartmodem 1200A, хотя он использовал разъем RJ11 и не был акустическим соединителем. Такие устройства способствовали созданию систем электронных досок объявлений, предшественников современных интернет-чатов, форумов и электронной почты.
Prior to its breakup in 1984, Bell System's legal monopoly over telephony in the United States allowed the company to impose strict rules on how consumers could access their network. Customers were prohibited from connecting equipment not made or sold by Bell to the network. The same set up was operative in nearly all countries, where the telephone companies were nationally owned. In many households, telephones were hard wired to wall terminals before connectors like RJ11 and BS 6312 became standardized. The situation was similar in other countries. In Australia, until 1975 the PMG, a Government monopoly, owned all telephone wiring and equipment in user premises and prohibited attachment of third party devices, and while most handsets were connected by 600 series connectors, these were rare in Australia so imported equipment could not be directly connected in any case, despite the general electrical compatibility. It was not until a landmark U. S. court ruling regarding the Hush A Phone in 1956 that the use of a phone attachment (by a third party vendor) was allowed for the first time; though AT&T's right to regulate any device connected to the telephone system was upheld by the courts, they were instructed to cease interference towards Hush A Phone users. A second court decision in 1968 regarding the Carterfone further allowed any device not harmful to the system to be connected directly to the AT&T network. This decision enabled the proliferation of later innovations like answering machines, fax machines, and modems. When inventors began developing devices to send non voice signals over a telephone line, the need for a workaround for the Bell restrictions was apparent. As early as 1937, telefax machines used by newspapers were using some kind of couplers, possibly acoustic but more likely magnetic for single directional communication. Multiplexed bidirectional telephone coupling was not needed by these early fax machines. Robert Weitbrecht created a workaround for the Bell restrictions in 1963. He developed a coupling device that converted sound from the ear piece of the telephone handset to electrical signals, and converted the electrical pulses coming from the teletypewriter to sound that goes into the mouth piece of the telephone handset. His acoustic coupler is known as the Weitbrecht Modem. The Weitbrecht Modem inspired other engineers to develop other modems to work with 8 bit ASCII terminals at a faster rate. Such modems or couplers were developed around 1966 by John van Geen at the Stanford Research Institute (now SRI International), that mimicked handset operations. An early commercial model was built by Livermore Data Systems in 1968. One would dial the computer system (which would have telephone company datasets) on one's phone, and when the connection was established, place the handset into the acoustic modem. Since the handsets were all supplied by the telephone company, most had the same shape, simplifying the physical interface. A microphone and a speaker inside the modem box would pick up and transmit the signaling tones, and circuitry would convert those audio frequency shift keying encoded binary signals for an RS232 output socket. With luck one could get 300 baud (~bits/second) transmission rates, but 150 baud was more typical. That speed was sufficient for typewriter based terminals, as the IBM 2741, running at 134.5 baud, or a teleprinter, running at 110 baud. The practical upper limit for acoustic coupled modems was 1200 baud, first made available in 1973 by Vadic and 1977 by AT&T. 1200 baud endpoints became widespread in 1985 with the advent of the Hayes Smartmodem 1200A, though it used an RJ11 jack and was not an acoustic coupler. Such devices facilitated the creation of dial up bulletin board systems, a forerunner of modern internet chat rooms, message boards, and e mail.
Дизайн
Обычно стандартную телефонную трубку помещали в колыбель, разработанную для плотного прилегания (с использованием резиновых уплотнителей) к микрофону и наушнику трубки. Модем модулировал динамик в чаше, прикрепленной к микрофону трубки, а звук из динамика в наушнике телефонной трубки улавливался микрофоном в чаше, прикрепленной к наушнику. Таким образом, сигналы могли передаваться в обоих направлениях. Акустические соединители были чувствительны к внешним шумам и требовали широкой стандартизации размеров телефонных трубок. После легализации и принятия набора команд AT в качестве стандарта для модемов, прямое электрическое подключение к телефонным сетям быстро стало предпочтительным способом подключения модемов, и использование акустических соединителей сократилось. Акустические соединители продолжали использоваться как минимум до конца 1990-х годов путешественниками в регионах мира, где электрическое подключение к телефонной сети было незаконным или невозможным. Многие модели TDD (телекоммуникационных устройств для глухих) до сих пор оснащены встроенным акустическим соединителем, обеспечивающим более универсальное использование с таксофонами и для звонков в службу 911 для глухих.
Usually, a standard telephone handset was placed into a cradle that had been engineered to fit closely (by the use of rubber seals) around the microphone and earpiece of the handset. A modem would modulate a loudspeaker in the cup attached to the handset's microphone, and sound from the loudspeaker in the telephone handset's earpiece would be picked up by a microphone in the cup attached to the earpiece. In this way signals could be passed in both directions. Acoustic couplers were sensitive to external noise and depended on the widespread standardization of the dimensions of telephone handsets. Once they were made legal and the AT command set became standard for modems, direct electrical connections to telephone networks rapidly became the preferred method of attaching modems, and the use of acoustic couplers dwindled. Acoustic couplers were still used until at least the late 1990s by people travelling in areas of the world where electrical connection to the telephone network is illegal or impractical. Many models of TDDs (Telecommunications Device for the Deaf) still have a built in acoustic coupler, which allow more universal use with pay phones and for 911 calls by deaf people.
Популярная культура
Акустический соединитель (модель Novation CAT 300 бод) крупно показан в начале фильма «Игры войны» 1983 года, когда персонаж Дэвид Лайтман (в исполнении Мэтью Бродерика) помещает телефонную трубку в колыбель реквизитного акустического модема, чтобы подчеркнуть использование телефонных линий для подключения к развивающимся компьютерным сетям того времени — в данном случае, к военному командному компьютеру. Вероятно, первым полнометражным фильмом, в котором был показан акустический соединитель, был фильм 1968 года со Стивом Маккуином в главной роли «Буллит».
An acoustic coupler (a Novation CAT 300 baud model) is prominently shown early in the 1983 film WarGames, when character David Lightman (portrayed by actor Matthew Broderick) places a telephone handset into the cradle of a film prop acoustic modem to accentuate the act of using telephone lines for interconnection to the developing computer networks of the period—in this case, a military command computer. The earliest major motion picture depicting an acoustic coupler was probably the 1968 Steve McQueen film Bullitt.