Mengapa dial up sangat lambat?

Pada koneksi Internet dial-up, mengapa kecepatan dibatasi hingga 56 kbits / s dibandingkan dengan koneksi Internet broadband yang dapat membawa 10 kali lipat dari dial-up melalui saluran telepon yang sama?

Apakah karena dial up dibatasi hingga 56 kbits / s oleh ISP? Apakah ISP meningkatkan kecepatan ketika Anda memesan broadband?

Koneksi dial up menggunakan sirkuit suara untuk transfer data sehingga bandwidth terbatas pada bandwidth saluran suara, sedangkan DSL menggunakan rentang frekuensi terpisah untuk data yang jauh lebih luas daripada bandwidth suara (karena itu istilah Broadband). DSL menggunakan splitter untuk memisahkan frekuensi suara dan data sehingga keduanya dapat bekerja secara bersamaan.

Pada dasarnya, saluran telepon dibatasi hingga 64 kbits / s untuk setiap saluran (saluran 8 kHz dengan modulasi PCM pada 8 bit per Hz, membuat 8 kHz x 8 bit = 64 kbit / s). Kecuali jika Anda menggunakan modulasi lain ( misalnya QAM ) atau lebih banyak bandwidth (lebih dari 8 kHz saluran telepon, hingga MHz misalnya), kapasitas transmisi Anda akan terbatas pada rasio sinyal / kebisingan dari saluran telepon Anda (nilai rendah S / N akan mengurangi kapasitas transmisi 64 kbits / s Anda). Mari saya jelaskan:

Menurut teorema Shannon – Hartley :

Teorema menetapkan kapasitas saluran Shannon untuk tautan komunikasi semacam itu, yang terikat pada jumlah maksimum data digital bebas kesalahan (yaitu, informasi) yang dapat ditransmisikan dengan bandwidth tertentu di hadapan gangguan kebisingan, dengan asumsi bahwa sinyal kekuatan dibatasi, dan bahwa proses noise Gaussian ditandai oleh daya yang diketahui atau kepadatan spektral daya.

Atau:

dimana

C adalah kapasitas saluran dalam bit per detik;
B adalah bandwidth saluran dalam hertz (bandwidth passband jika sinyal termodulasi);
S adalah total daya sinyal yang diterima atas bandwidth (dalam kasus sinyal termodulasi, sering dinotasikan C, yaitu pembawa termodulasi), diukur dalam watt atau volt2;
N adalah total noise atau kekuatan interferensi atas bandwidth, diukur dalam watt atau volt2; dan
S / N adalah rasio signal-to-noise (SNR) atau rasio carrier-to-noise (CNR) dari sinyal komunikasi ke gangguan noise Gaussian yang dinyatakan sebagai rasio daya linear (bukan sebagai desibel logaritmik).

Jadi, untuk meningkatkan kapasitas (dalam bit / s) koneksi Internet Anda melalui tautan telepon, Anda perlu:

1. Tingkatkan sinyal / tingkat kebisingan.
2. Tambah bandwidth.

Tautan DSL menggunakan keduanya, saluran bandwidth (pita lebar) yang ditingkatkan dan tingkat sinyal / kebisingan yang ditingkatkan:

Tidak seperti modem dial-up tradisional, yang memodulasi bit menjadi sinyal pada pita dasar 300-3400 Hz (layanan suara), modem DSL memodulasi frekuensi dari 4000 Hz hingga setinggi 4 MHz. Pemisahan pita frekuensi ini memungkinkan layanan DSL dan layanan telepon lama biasa (POTS) untuk hidup berdampingan pada fasilitas pasangan tembaga yang sama. Secara umum, transmisi bit rate yang lebih tinggi memerlukan pita frekuensi yang lebih luas, meskipun rasio bit rate ke bandwidth tidak linier karena inovasi signifikan dalam pemrosesan sinyal digital dan metode modulasi digital.

Meskipun teknologi DSL memungkinkan kecepatan transfer yang lebih tinggi, ia membatasi panjang loop lokal (jarak antara modem DSL Anda ke peralatan terminasi DSL Telco) hanya beberapa mil, karena sinyalnya menggunakan rentang frekuensi yang jauh lebih luas dan melemahkan dengan cepat.

Dial-up normal menggunakan rentang frekuensi yang sempit, yang membatasi bandwidth hanya 56K, namun modem Anda dapat jauh dari pertukaran telepon. Selain itu, sinyal data dial-up dapat melakukan perjalanan melalui beberapa jaringan telepon analog atau digital tanpa masalah, misalnya Anda dapat menghubungkan satu modem dial-up di Afrika ke modem lain di Kanada, sementara sinyal DSL hanya dapat melakukan perjalanan beberapa mil ke pertukaran telepon Anda.

Sekelumit info tentang POTS (Sistem Telepon Tua Biasa) yang disebutkan dalam jawaban yang diterima. Ada beberapa spesifikasi yang sangat spesifik untuk cara kerja sistem telepon, banyak alasannya kuno tetapi sebagian besar masih berlaku.

Lihatlah gambar lama gedung apartemen tepat setelah telepon menjadi populer - cakrawala ditutupi dengan saluran telepon karena setiap saluran dikhususkan untuk satu telepon (atau saluran pesta). Segera mereka menemukan cara yang sederhana dan murah untuk mengompres 24 saluran ke satu jalur T1 digital. Baris ini adalah dasar dari banyak telekomunikasi Amerika selama beberapa dekade. Ini dirancang sedemikian rupa sehingga mekanisme repeater yang sangat sederhana dapat disatukan untuk memungkinkan kabel melintasi lautan tanpa menambah daya, dan mereka dibuat menjadi sangat mudah untuk multiplex / demultiplex.

Garis T1, yang digital, memiliki bandwidth yang sangat spesifik yang tidak dapat diubah tanpa mengubah format digital internal (yang membuatnya tidak lagi menjadi garis T1 dan menghancurkan SEMUA perangkat keras yang mendukungnya saat ini). Ketika dibagi menjadi saluran telepon, yang Anda dapatkan adalah bagian dari sinyal digital yang ditafsirkan sebagai analog. Anda tidak akan dapat melebihi bandwidth digital asli - Anda akan beruntung datang dekat itu mempertimbangkan konversi ke / dari analog.

Anggap diri Anda beruntung, beberapa dari kami menghabiskan waktu bertahun-tahun dengan dial-up 110/300 baud (Dan kami senang memilikinya!) Sebenarnya itu benar-benar menarik ketika BBS berbasis MUD kami ditingkatkan menjadi 1200 dan kami bisa melihat hasil serangan kami SEBELUM mulai mengetikkan perintah selanjutnya.

Pengantar halaman-halaman Wikipedia ini memberi Anda jawabannya:

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

Pada dasarnya, teknologi xDSL menggunakan rentang frekuensi ekstra yang biasanya tidak digunakan untuk suara, yang digunakan oleh dial-up 56K (dan di bawah).

Ini dilakukan dengan menggunakan filter pada setiap sisi garis sehingga dapat membagi rentang frekuensi antara audio tradisional dan rentang frekuensi lainnya (frekuensi lebih tinggi) untuk teknologi ADSL. Karena itu, ini membutuhkan peralatan khusus di bursa (mungkin karena rentang frekuensi yang digunakan untuk suara tidak akan merambat ke jarak yang sama).

EDIT: Perhatikan bahwa beberapa ISP termasuk kabel digital / serat di bawah istilah "broadband" (mungkin untuk menyederhanakan, untuk alasan komersial): dalam hal ini, sinyal mungkin digital sepanjang jalan. Rentang dan kecepatan serat optik akan lebih baik daripada jalur berbasis tembaga yang menggunakan rentang frekuensi suara (digunakan untuk dial-up lama), tetapi teknologinya benar-benar berbeda.

Dialup lebih lambat karena menggunakan bandwidth jauh lebih sedikit daripada DSL. Modem hanya menggunakan 4 kHz dari spektrum yang tersedia, sementara DSL dapat menggunakan hingga 4 MHz, yang merupakan 1000 lebih. DSL juga menggunakan teknik modulasi yang lebih canggih.

Inilah jawaban yang tidak melibatkan banyak teori informasi atau terminologi teknis:

Perangkat, baik itu telepon atau modem, berkomunikasi melalui saluran telepon dengan mengirimkan listrik ke saluran itu. Informasi dikodekan dengan mengubah level listrik pada kabel. Pada saluran suara, level-level yang berubah itu sesuai dengan suara yang Anda buat di mikrofon.

Apa pun yang berkomunikasi pada kabel, dari telegraf ke kabel Ethernet 1 Gbits / s, pada akhirnya, berkomunikasi dengan meletakkan pulsa listrik pada kabel yang dapat dideteksi oleh ujung lainnya.

Semakin banyak informasi yang ingin Anda kirimkan, semakin cepat Anda harus memvariasikan sinyal listrik. Kode Morse hanya melibatkan beberapa perubahan per detik, percakapan suara dapat melibatkan mengubah sinyal ribuan kali per detik, dan Ethernet berkecepatan tinggi dapat melibatkan puluhan juta perubahan per detik.

Semakin banyak perubahan per detik yang Anda miliki, semakin sulit sirkuit di antaranya, dan kabel yang terlindungi dengan lebih baik, karena gangguan transien lain-lain menyebabkan lebih banyak masalah pada sinyal frekuensi tinggi.

Ketika sistem telepon awalnya disatukan pada akhir abad 19 / awal 20, pertanyaan pertama yang diajukan adalah, seberapa baik kita harus? Ditentukan bahwa selama Anda dapat menangani setidaknya 6800 perubahan per detik, (sinyal hingga 3400 Hz), audio yang terdengar akan datang, meskipun akan tampak agak 'terhambat' - itulah sebabnya telepon tidak kedengarannya sama dengan percakapan biasa. Ini bekerja dengan baik selama seratus tahun atau lebih.

Ketika komputer menjadi populer, orang-orang mulai menggunakan modem yang membuat suara pada jalur yang berhubungan dengan satu dan nol, tetapi suara harus sesuai dengan rentang frekuensi dalam suara manusia, membatasi mereka menjadi beberapa kbits / s. Ketika keadaan membaik, mereka akhirnya mencapai batas yang dapat ditransmisikan oleh saluran telepon; batasnya sekitar 32 kbits / dtk, tapi peretasan sederhana dengan cepat dilakukan untuk meningkatkannya hingga 56 kbits / dtk.

Kira-kira pada waktu itu, orang-orang juga menyadari bahwa Anda dapat menggunakan kabel telepon jangka pendek untuk mengirim sinyal frekuensi jauh lebih tinggi - hingga beberapa mil ketika semuanya bekerja dengan benar, tetapi tentu saja bukan puluhan mil yang dapat dilalui oleh sinyal telepon biasa. Dengan memiliki peralatan khusus di ujung perusahaan telepon, dan modem DSL di ujung pelanggan, mereka dapat mengirim sinyal frekuensi tinggi khusus ini ke 'mil terakhir' melalui saluran telepon yang tidak pernah benar-benar ditujukan untuk mereka.

Dial-up lambat karena semua informasi yang Anda kirim harus dikonversi menjadi data audio yang dapat dikirim melalui saluran telepon standar. Apakah Anda tinggal di komunitas pedesaan? Apakah Anda terjebak dengan modem turtle-slow karena tidak ada DSL atau kabel berkecepatan tinggi di daerah Anda?

Sepertinya saya ingat dorongan asli untuk beralih dari dial-up melibatkan FCC secara eksplisit membatasi bandwidth POTS menjadi 53kbps (yang kemudian dihapus) sehingga tidak ada gunanya menggunakan lebih dari modem 56k ... maka tentu saja ketika telepon garis-garisnya didigitalkan dan multiplexing, dan Anda tidak memiliki jalur switched circuit maka Anda akan kehilangan kemampuan untuk melakukan trik modulasi dan pengambilan sampel harmonik dll untuk menarik kecepatan jam virtual yang lebih tinggi.