Чому набір номера так повільний?

Чому на комутованому підключенні до Інтернету чому швидкість обмежена 56 кбіт / с порівняно з широкосмуговим інтернет-з'єднанням, яке може здійснюватись у 10 разів більше, ніж набір номера через ту саму телефонну лінію?

Це тому, що набір доступу обмежений 56 кбіт / с провайдером? Чи підсилює провайдер швидкість при замовленні широкосмугового зв’язку?

З'єднані комутатори використовують голосову ланцюг для передачі даних, тому пропускна здатність обмежується пропускною здатністю голосового каналу, тоді як DSL використовує окремий діапазон частот для даних, що значно ширший, ніж пропускна здатність голосу (звідси термін "Широкосмуговий"). DSL використовує сплітер для розділення частоти голосу та даних, тому обидва можуть працювати одночасно.

В основному лінія телефонії обмежена 64 кбіт / с для кожного каналу (канал 8 кГц з модуляцією PCM на 8 біт на Гц, що складає 8 кГц х 8 біт = 64 кбіт / с). Якщо ви не використовуєте іншу модуляцію (наприклад, QAM ) або більшу пропускну здатність (більше 8 кГц каналу телефонії, наприклад, до МГц), ваша пропускна здатність буде обмежена співвідношенням сигнал / шум вашого телефонного каналу (низькі значення S / N зменшить вашу пропускну здатність на 64 кбіт / с). Дозвольте мені пояснити:

Згідно теореми Шеннона – Хартлі :

Теорема встановлює ємність каналу Шеннона для такої лінії зв'язку, пов'язану з максимальною кількістю помилкових цифрових даних (тобто інформації), які можуть передаватися із заданою пропускною здатністю за наявності перешкод шуму, припускаючи, що сигнал потужність обмежена, і що процес шуму Гаусса характеризується відомою потужністю або спектральною щільністю потужності.

Або:

де

C - ємність каналу в бітах на секунду;
B - пропускна здатність каналу в герцах (пропускна здатність смуги пропускання у випадку модульованого сигналу);
S - загальна потужність прийнятого сигналу над пропускною здатністю (у випадку модульованого сигналу, який часто позначається С, тобто модульований носій), вимірюється у ватах або вольт2;
N - загальна потужність шуму або перешкод на смузі пропускання, виміряна у ватах або вольт2; і
S / N - відношення сигнал-шум (SNR) або співвідношення сигнал-шум (CNR) сигналу зв'язку до гауссових перешкод шуму, виражене як лінійне відношення потужності (не як логарифмічні децибели).

Отже, щоб збільшити пропускну спроможність (у бітах / с) вашого Інтернет-з'єднання по телефонній лінії, вам потрібно буде:

1. Підвищення швидкості сигналу / шуму.
2. Збільшити пропускну здатність.

DSL-посилання використовує обидва канали збільшеної смуги пропускання (широкосмуговий) та покращену швидкість сигнал / шум:

На відміну від традиційних комутованих модемів, які модулюють біти в сигнали в діапазоні 300–3400 Гц (голосова послуга), DSL-модеми модулюють частоти від 4000 Гц до 4 МГц. Це розділення смуг частот дозволяє послузі DSL та звичайній старій телефонній службі (POTS) співіснувати на одному об'єкті мідної пари. Як правило, для передачі більш високої швидкості передачі швидкостей потрібна більш широка смуга частот, хоча відношення бітової швидкості до смуги пропускання не є лінійним через значні нововведення в цифровій обробці сигналів та методах цифрової модуляції.

У той час як технологія DSL дозволяє значно перевищувати швидкість передачі, вона обмежує довжину локального циклу (відстань між вашим DSL-модемом до пристрою терміналу DSL для Telco) лише кількома милями, оскільки його сигнал використовує набагато ширший діапазон частот і швидко зменшується.

Звичайний комутатор використовує вузький діапазон частот, який обмежує смугу пропускання лише до 56 К, проте ваш модем може бути в милях від телефонної станції. Крім того, сигнали даних комутованого зв'язку можуть без проблем переходити через декілька аналогових або цифрових телефонних мереж, наприклад, ви можете підключити один модем комутованого зв'язку в Африці до іншого модему в Канаді, тоді як сигнал DSL може подорожувати лише кілька миль до вашої телефонної станції.

Ще трохи інформації про POTS (Простий старий телефонний апарат), згаданий у прийнятій відповіді. Існує кілька дуже специфічних специфікацій того, як працює телефонна система, багато з яких причин є архаїчними, але більшість залишаються дійсними.

Подивіться на стару картину багатоквартирних будинків одразу після того, як телефони стали популярними - горизонт ВКЛЮЧЕНО телефонними лініями, оскільки кожна лінія була присвячена одному телефону (або партійній лінії). Незабаром вони придумали простий, дешевий спосіб стиснення 24 рядків на одну цифрову лінію T1. Ця лінія протягом десятиліть була основою більшості американських телекомунікацій. Це так, що дуже простий механізм ретранслятора може бути вбудований, щоб кабелі могли обходити океан, не додаючи потужності, і їх було зробити дуже просто для мультиплексування / демультиплексування.

Лінія T1, будучи цифровою, має дуже специфічну пропускну здатність, яку неможливо змінити без зміни внутрішнього цифрового формату (завдяки чому вона більше не є лінією T1 і порушує ВСЕ обладнання, яке підтримує її в даний час). Коли він розбивається на телефонні лінії, ви отримуєте частину цифрового сигналу, що інтерпретується як аналоговий. Ви не зможете перевищити початкову цифрову пропускну здатність - вам пощастить прийти десь поблизу, враховуючи перетворення в аналоговий / з аналогового.

Подумайте, що пощастило, хоча деякі з нас витратили роки на 110/300 бод-комутації (і ми були щасливі, що це було!) Насправді це було справді захоплююче, коли наш MUD на базі BBS покращився до 1200, і ми могли побачити результати нашої атаки ПЕРЕД НАЧАЙТЕ вводити наступну команду.

Вступ до цих сторінок Вікіпедії дає вам відповідь:

• http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_subscriber_line
• http://en.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_digital_subscriber_line

По суті, технологія xDSL використовує додаткові діапазони частот, які зазвичай не використовуються для передачі голосу, і це те, що використовувалося 56K (і нижче) комутованого доступу.

Це робиться за допомогою фільтрів на кожній стороні лінії, щоб розділити діапазони частот між традиційним звуком та іншим діапазоном частот (більш високими частотами) для технології ADSL. Через це для цього потрібне спеціальне обладнання на обміні (можливо, тому, що використання діапазону частот для голосу не поширюватиметься на однакові відстані).

EDIT: Зауважте, що деякі Інтернет-провайдери включають цифровий кабель / волокно під терміном "широкосмуговий зв'язок" (можливо, для спрощення, з комерційних причин): у цьому випадку сигнал може бути цифровим до кінця. Діапазон і швидкість волоконної оптики будуть кращими, ніж на мідних лініях, які використовують голосовий діапазон частоти (використовується для старого набору номера), але технологія зовсім інша.

Набір даних відбувається повільніше, оскільки він використовує набагато меншу пропускну здатність, ніж DSL. Модем використовує лише 4 кГц доступного спектру, тоді як DSL може використовувати до 4 МГц, що на 1000 більше. DSL також використовує більш складні методи модуляції.

Ось відповідь, яка не передбачає багато теорії інформації чи технічної термінології:

Пристрої, будь то телефони чи модеми, спілкуються по телефонних лініях, передаючи електроенергію по лінії. Інформація кодується зміною рівня електроенергії на проводі. У голосовій лінії ці мінливі рівні відповідають звукам, які ви вносите в мікрофон.

Все, що спілкується по дроту, від телеграфа до кабелю Ethernet 1 Гбіт / с, врешті-решт, повідомляє, подаючи на провід імпульси електрики, які може виявити інший кінець.

Чим більше інформації ви хочете відправити вниз, тим швидше вам доведеться змінювати електричні сигнали. Код Морзе включає лише кілька змін в секунду, голосова розмова може включати зміну сигналів тисячі разів за секунду, а швидкісний Ethernet може залучати десятки мільйонів змін в секунду.

Чим більше змін в секунду, тим складнішою повинна бути схема між ними, і тим краще повинні бути захищені дроти, оскільки різні перехідні перебої створюють більше проблем на сигналах високої частоти.

Коли в кінці 19 / початку 20 століття спочатку було встановлено телефонну систему, першим запитанням було: наскільки ми маємо бути хорошими? Було визначено, що доки ви зможете обробити щонайменше 6800 змін в секунду (сигнал до 3400 Гц), пролунає звуковий звук, хоча він здасться трохи «заїканим» - саме тому телефони не Звучить не так, як звичайна розмова. Це спрацювало чудово протягом ста років.

Оскільки комп'ютери стали популярними, люди почали використовувати модеми, які видавали звуки на лінії, що відповідала одиницям і нулям, але звуки повинні відповідати діапазону частот людського голосу, обмежуючи їх кількома кбіт / с. По мірі того, як все покращувалося, вони врешті-решт досягають межі того, що може передавати телефонна лінія; цей ліміт становить близько 32 кбіт / с, але простий хак був швидко встановлений, щоб збільшити до 56 кбіт / с.

Приблизно в той час люди також зрозуміли, що ви можете використовувати короткий пробіг телефонного кабелю для надсилання сигналів більш високої частоти - до кількох миль, коли все працювало правильно, але, звичайно, не десятки миль, якими може проїхати звичайний телефонний сигнал. Маючи спеціальне обладнання на кінці телефонної компанії та DSL-модем в кінці абонента, вони могли пересилати ці спеціальні високочастотні сигнали вниз «останньою милею» по телефонних лініях, які ніколи не були призначені для них.

Набір номера повільний, оскільки вся інформація, яку ви надсилаєте, повинна бути перетворена в аудіодані, які можна надсилати по стандартній телефонній лінії. Ви живете в сільській громаді? Ви застрягли у повільному моделі черепах, оскільки у вашому районі немає DSL або високошвидкісного кабелю?

Я, мабуть, пам’ятаю оригінальний поштовх для відходу від комутованого зв'язку, і FCC явно обмежував пропускну здатність POTS до 53 кбіт / с (пізніше це було видалено), тому не було сенсу використовувати більше 56k модем ... тоді, звичайно, коли телефон лінії були оцифровані та мультиплексовані, і у вас не було контуру з комутованою схемою, ви втратили б можливість виконувати трюки з модуляцією та гармонічне відбір проб тощо, щоб витягнути більш високу віртуальну тактову частоту.