从150bps到56k的辛酸历程：拨号猫史话

煎饼

"猫"在互联网蓬勃发展的历史进程中一直在扮演着重要的角色，今天我们就来探察一下拨号“猫”的历史，看看这种设备是如何从原始状态发展起来的。猫的历史 可以追溯到1940年代末期的冷战开始期间，当时美国空军需要找到一种能方便地将雷达图片传送到作战指挥中心的方法，因此他们想到了利用电话系统来实现这个目的。

幸运的是，从1920年代起，人们便在使用电传打字机的方式利用电话线路传送数据，这种方式可以将雷达数字图像转换为模拟信号通过现有的电话线路传输，然后再在另一头将这些模拟信号转换回数字图像。

9 U6 ^; j' V- K1 R6 }! n1 {! s( Q这是人类历史上的首支“猫”，由AT&T公司生产，型号为AT&T 1958.老祖宗的体积看起来可比现在的猫体积大多了。

: y/ Z. {  x! @+ ?0 k经过贝尔试验室的改进，这台俗称“猫”的调制调解器的电传速度后来达到了150bps。
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猫的商用时代：1960-1970

) Z8 C5 b+ n' G6 Z& I- u1962年，首台用于商用的猫诞生，型号为Bell103，这款产品由AT&T公司发布。产品的数据传输率可达300bps，具备全双工传输功能，并使用了频率键移技术（frequency-shift keying (FSK) ：一种传输数字信号的方法。两种二进制数的状态，逻辑0(低)和逻辑1(高)，分别通过一种模拟波的形式来表示。逻辑0用一种特定频率的波来表示，而逻辑1 用另一种不同频率的波来表示。调制解调器将从计算机传来的二进制数据转换成频率键移形式(FSK)来通过电话线、网络电缆、光纤或者无线媒介进行传输。调制解调器还将输入的FSK信号转换成计算机可以处理的数字信号的高低电平形式。）。

这台猫里设置了一个电话接收器，使用时需要将接收器使用电缆连接到电脑上。

. s9 `2 w; G" {$ K% ^. G8 S传输率为300bps的Bell103调制解调器

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要理解那个年代猫的传输性能，我们需要先温习一下数据传输的一些基本概念。传输一个字母的信息量为8位数据，那么300bps的传输速度便意味着这种猫每秒只能传输30个字母左右。
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0 B% R7 F3 ]- |# c; B; A3 d; m3 i后来，随着BBS的发展壮大，用户对网速的需求也达到了更高的水平，随后AT&T公司又发布了Bell212猫（代号V.22），这款产品的传输速度可达1200bps。

3 w7 J5 ^- c2 ^/ ]6 s8 I" \用户正在使用Bell212链接加拿大大学的BBS站点

这台猫传输文本方面的性能大有提升，同时还加入了非常适合文本数据使用的数据压缩技术，不过这种压缩算法仍然无法很好地处理图像信号。
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这期间，由于硬件设备商之间的竞争异常激烈，厂商们出台了很多限制客户的措施，由此产生的官司纠纷也是此起彼伏，比如AT&T当时便严格禁止购买了由别家厂商生产的调制解调器的用户将设备连接到自己的电话线路中。直到1968年，由于AT&T对固话领域的绝对垄断，美国联邦电信委员会FCC组织特别发布了一条名为“Carterfone”法则的规定，要求AT&T允许用户在不影响网络运营的前提下，可以根据自己的需求自由选择并使用设备。
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此后AT&T在调制解调器市场的垄断地位被打破，包括通用电气公司在内的许多家设备厂商也加入了生产猫的阵营。
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猫的发展中期：1970-1980

5 G. x! Q- c% M  x3 A1977年，Dale Heatherington和Dennis Hayes两人开发出了世界上首款用于PC的猫，产品型号为80-103A。这台设备无论在功能设置，售价方面都很好地适应了当时市场的需求，超过了当时市面上的所有其它同类产品。

6 S/ K6 @0 d  T! W% o$ wDale Heatherington与IMSI 8080计算机以及贺氏80-103A调制解调器的原型机合照

: N# D7 R4 g' T) H- ~这台设备在市场上取得了巨大的成功，Dale Heatherington和Dennis Hayes两人用赚到的钱成立了一间名为DC贺氏联合公司（DC Hayes Associates），这就是贺氏电脑制品公司的前身（Hayes Microcomputer Products）。

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Dennis hayes1976年的照片

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; ]7 g# W9 Y) N. R不过80-103A属于内置猫，这种猫不仅需要安装驱动程序，而且还要打开电脑机箱将设备安装在扩展插槽上，而且当时有的电脑系统根本没有设置扩展插槽。为了解决这些问题，贺氏公司又推出了使用RS-232串口与电脑连接的外置猫产品“smartmoden”。在外置猫的设计过程中，为了避免从电脑那里传送来的命令信号不会与数字信号产生混淆，贺氏的研发人员开发出了一套贺氏AT指令集系统（Hayes Command Set），规定每条命令信号发送的前后，必须留有数秒被称为“guardtime”的间断时间。贺氏AT指令集今天仍在调制解调器领域被广泛使用。

V.22BIS标准出台之后，设备厂商推出了多款2400波特率的猫，后来人们又开发出了新的数据压缩标准，并推出了V.42标准。随着猫传输速度的增加和信号压缩率的提升，网络传输的错误率也不断增加。1990年代问世的4800波特率猫没有多久便被1991年上市的9600波特率猫所取代。
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后者开始使用单边带传输技术（single sideband transmission），这样猫所能使用的电话线路信道由原来的单个增加到了两个通道。这一时期起到关键作用的技术还有回声消除技术，这种技术能在高速传输时判断所收到的信号是来自本机的回声还是来自其它猫的，这样便解消了提升网速的同时容易造成的信号回声问题。
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- J1 L- K& o5 z) g0 b4 K从1980年代到1994年，人们花了将近14年的时间才把猫的传输速度从原来的14.4Kpbs提升到28.9Kbps，不过两年后的1996年，Brent Townshend 便研制出了56k猫。
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猫的发展后期：1990年代
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由美国Robotics公司制造的56K猫

Townshend并没有加入制造销售调制解调器的大军，相反，他当时向每部使用了自己专利技术的猫收取2.5美元的专利版税。尽管在如今软猫充斥的年代，这种专利版税的数额已经下降到了每部猫22美分，但不难想象，Townshend已经从版税中收取了大量的金钱回报。

  I; F: d7 e" ~  U0 @  w猫催生了互联网的大发展，如今的人类早已离不开网络，而回想调制解调器上市初期的1980年代，所谓的互联网生活简直就像是一部写满火星文的天书而已。有趣的是，在拨号猫的发展过程中，人们曾经在很长一段时间内对300波特率的传输速度感到心满意足，导致调制解调器的技术发展一度停滞不前。尽管如今高速ADSL已经成为市场上的绝对主流，但拨号调制解调器仍然在市场上发挥着余热，而它的历史和围绕它的种种传奇故事则仍为人们所津津乐道。

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原文：techradar