ทำไมการโทรถึงช้ามาก?

ในการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านสายโทรศัพท์เหตุใดจึง จำกัด ความเร็วไว้ที่ 56 kbits / s เมื่อเทียบกับการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตความเร็วสูงซึ่งอาจมีจำนวน 10 เท่าของการหมุนผ่านสายโทรศัพท์เดียวกัน

เป็นเพราะ ISP มีการ จำกัด การเรียกเลขหมายที่ 56 kbits / s หรือไม่ ISP เพิ่มความเร็วเมื่อคุณสั่งซื้อบรอดแบนด์หรือไม่

การเชื่อมต่อแบบเรียกผ่านสายโทรศัพท์ใช้วงจรเสียงสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลดังนั้นแบนด์วิดท์จะถูก จำกัด แบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณเสียงในขณะที่ DSL ใช้ช่วงความถี่ที่แยกต่างหากสำหรับข้อมูลซึ่งกว้างกว่าแบนด์วิดท์เสียงมาก DSL ใช้ตัวแยกเพื่อแยกความถี่เสียงและข้อมูลดังนั้นทั้งคู่จึงสามารถทำงานพร้อมกันได้

โดยพื้นฐานแล้วสายโทรศัพท์ จำกัด อยู่ที่ 64 kbits / s สำหรับแต่ละช่องสัญญาณ (8 kHz ช่องสัญญาณที่มีการมอดูเลต PCM ใน 8 บิตต่อ Hz ทำให้ 8 kHz x 8 บิต = 64 kbit / s) นอกจากว่าคุณจะใช้การปรับอื่น ( QAM ตัวอย่าง) หรือแบนด์วิธที่มากขึ้น (เช่นช่องสัญญาณโทรศัพท์มากกว่า 8 kHz, สูงสุด MHz เป็นต้น) ความสามารถในการส่งของคุณจะถูก จำกัด อยู่ที่อัตราส่วนสัญญาณ / เสียงรบกวนของช่องสัญญาณโทรศัพท์ของคุณ (ค่าต่ำของ S / N จะลด 64 kbits / กำลังส่งของ s) ให้ฉันอธิบายคุณ:

ตามที่ ทฤษฎีบท Shannon – Hartley :

ทฤษฎีบทนี้กำหนดความสามารถของแชนนอนสำหรับก   ลิงค์การสื่อสารเชื่อมโยงกับจำนวนสูงสุดของข้อผิดพลาดฟรี   ข้อมูลดิจิตอล (นั่นคือข้อมูล) ที่สามารถส่งด้วย   แบนด์วิดท์ที่ระบุในการปรากฏตัวของสัญญาณรบกวนเสียง   สมมติว่ากำลังส่งสัญญาณถูก จำกัด และเสียงเกาส์เซียน   กระบวนการมีลักษณะเป็นพลังงานที่รู้จักหรือความหนาแน่นสเปกตรัมพลังงาน

หรือ:

ที่ไหน

C คือความจุช่องสัญญาณเป็นบิตต่อวินาที
B คือแบนด์วิดท์ของช่องสัญญาณในเฮิร์ตซ์ (แบนด์วิดท์ passband ในกรณีของสัญญาณมอดูเลต);
S คือพลังสัญญาณทั้งหมดที่ได้รับบนแบนด์วิดท์ (ในกรณีของสัญญาณมอดูเลตมักจะแทน C, คือตัวพามอดูเลตแบบมอดูเลต), วัดเป็นวัตต์หรือโวลต์ 2;
N คือเสียงทั้งหมดหรือกำลังรบกวนสัญญาณรบกวนบนแบนด์วิดท์วัดเป็นวัตต์หรือโวลต์ 2 และ
S / N คืออัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (SNR) หรืออัตราส่วนสัญญาณรบกวนต่อเสียง (CNR) ของสัญญาณการสื่อสารไปยังสัญญาณรบกวนรบกวนแบบเกาส์เซียนที่แสดงเป็นอัตราส่วนกำลังเชิงเส้น

ดังนั้นในการเพิ่มความจุ (เป็นบิต / วินาที) ของการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตผ่านลิงค์โทรศัพท์คุณจะต้อง:

1. เพิ่มอัตราสัญญาณ / สัญญาณรบกวน
2. เพิ่มแบนด์วิดท์

ลิงค์ DSL ใช้ทั้งแบนด์วิดท์ที่เพิ่มขึ้น (วงกว้าง) และการปรับปรุงสัญญาณ / เสียงรบกวน:

แตกต่างจากโมเด็ม dial-up ทั่วไปซึ่งปรับเปลี่ยนบิตเป็นสัญญาณใน baseband 300-3400 Hz (บริการเสียง) โมเด็ม DSL จะปรับความถี่จาก 4,000 Hz ให้สูงถึง 4 MHz การแยกย่านความถี่นี้ช่วยให้บริการ DSL และบริการโทรศัพท์เก่าแบบเก่า (POTS) อยู่ร่วมกันในโรงงานคู่สายทองแดงเดียวกัน โดยทั่วไปการส่งบิตเรทที่สูงขึ้นนั้นต้องใช้ย่านความถี่ที่กว้างขึ้นแม้ว่าอัตราส่วนของอัตราบิตต่อแบนด์วิดท์จะไม่เป็นเส้นตรงเนื่องจากนวัตกรรมสำคัญในการประมวลผลสัญญาณดิจิตอลและวิธีการมอดูเลตแบบดิจิตอล

ในขณะที่เทคโนโลยี DSL อนุญาตให้อัตราการถ่ายโอนสูงขึ้นมากมันจำกัดความยาวของวงรอบท้องถิ่น (ระยะห่างระหว่างโมเด็ม DSL ของคุณไปยังอุปกรณ์เลิกจ้าง DSL ของ Telco) เพียงไม่กี่ไมล์เนื่องจากสัญญาณใช้ช่วงความถี่ที่กว้างกว่าและลดทอนอย่างรวดเร็ว

การหมุนโทรศัพท์แบบธรรมดาใช้ช่วงความถี่ที่แคบซึ่ง จำกัด แบนด์วิดท์เพียง 56K แต่โมเด็มของคุณอาจอยู่ห่างจากการแลกเปลี่ยนทางโทรศัพท์เป็นไมล์ ๆ นอกจากนี้สัญญาณข้อมูลการเรียกผ่านสายโทรศัพท์สามารถเดินทางผ่านเครือข่ายโทรศัพท์แบบอะนาล็อกหรือดิจิตอลหลายเครือข่ายได้โดยไม่มีปัญหาเช่น คุณสามารถเชื่อมต่อโมเด็ม dial-up หนึ่งเครื่องในแอฟริกาไปยังโมเด็มอื่นในแคนาดาในขณะที่สัญญาณ DSL สามารถเดินทางได้เพียงไม่กี่ไมล์เพื่อแลกเปลี่ยนโทรศัพท์ของคุณ

ข้อมูลเพิ่มเติมเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับ POTS (ระบบโทรศัพท์ธรรมดา) ที่กล่าวถึงในคำตอบที่ยอมรับได้ มีข้อกำหนดบางอย่างที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการทำงานของระบบโทรศัพท์เหตุผลหลายประการเป็นของโบราณ แต่ส่วนใหญ่ยังคงใช้ได้

ดูรูปเก่าของอาคารอพาร์ตเมนต์หลังจากที่โทรศัพท์ได้รับความนิยม - เส้นขอบฟ้าครอบคลุมกับสายโทรศัพท์เพราะทุกสายทุ่มเทให้กับโทรศัพท์เครื่องเดียว (หรือสายปาร์ตี้) ในไม่ช้าพวกเขาก็มาพร้อมกับวิธีที่ง่ายและประหยัดในการบีบอัด 24 บรรทัดไปยังสายดิจิตอล T1 เส้นเดียว บรรทัดนี้เป็นพื้นฐานของการสื่อสารโทรคมนาคมของอเมริกามานานหลายทศวรรษ มันเป็นสเป็คเพื่อให้กลไกทวนสัญญาณง่ายมากสามารถสอดเข้าไปในสายเพื่อให้สายเคเบิลสามารถเคลื่อนที่ข้ามมหาสมุทรได้โดยไม่ต้องเพิ่มพลังงาน

บรรทัด T1 เป็นดิจิตอลมีแบนด์วิดท์เฉพาะที่ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนรูปแบบดิจิตอลภายใน (ซึ่งทำให้ไม่มีบรรทัด T1 และแบ่งฮาร์ดแวร์ทั้งหมดที่รองรับในปัจจุบัน) เมื่อแยกออกเป็นสายโทรศัพท์สิ่งที่คุณจะได้รับคือส่วนหนึ่งของสัญญาณดิจิตอลที่ตีความว่าเป็นแบบอะนาล็อก คุณจะไม่สามารถเกินแบนด์วิดธ์ดิจิตอลดั้งเดิม - คุณโชคดีที่มาใกล้ทุกที่ที่พิจารณาการแปลงเป็น / จากอะนาล็อก

พิจารณาตัวเองว่าโชคดี แต่พวกเราบางคนใช้เวลาหลายปีในการหมุนหมายเลข 110/300 baud (และเรายินดีที่ได้มัน) จริง ๆ แล้วมันน่าตื่นเต้นจริง ๆ เมื่อ MUD BBS ของเราอัปเกรดเป็น 1200 และเราสามารถเห็นผลลัพธ์ของการโจมตีของเรา ก่อนที่จะเริ่มพิมพ์คำสั่งถัดไป

บทนำสู่หน้า Wikipedia เหล่านี้ให้คำตอบแก่คุณ:

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

โดยพื้นฐานแล้วเทคโนโลยี xDSL ใช้ช่วงความถี่พิเศษที่ไม่ได้ใช้สำหรับเสียงซึ่งเป็นสิ่งที่ใช้กับการหมุนโทรศัพท์แบบ 56K (และใต้)

ทำได้โดยใช้ตัวกรองที่ด้านข้างของแต่ละบรรทัดเพื่อแยกช่วงความถี่ระหว่างเสียงแบบดั้งเดิมและช่วงความถี่อื่น (ความถี่สูงกว่า) สำหรับเทคโนโลยี ADSL ด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้อุปกรณ์พิเศษในการแลกเปลี่ยน (อาจเป็นเพราะช่วงความถี่ที่ใช้สำหรับเสียงจะไม่แพร่กระจายไปในระยะทางเดียวกัน)

แก้ไข: โปรดทราบว่าผู้ให้บริการอินเทอร์เน็ตบางรายมีเคเบิล / ไฟเบอร์แบบดิจิทัลภายใต้คำว่า "บรอดแบนด์" (อาจจะลดความซับซ้อนลงเพื่อเหตุผลทางการค้า): ในกรณีนี้สัญญาณอาจเป็นดิจิตอลตลอด ช่วงและความเร็วของไฟเบอร์ออปติกจะดีกว่าเส้นทองแดงที่ใช้ช่วงความถี่เสียง (ใช้สำหรับการหมุนโทรศัพท์แบบเก่า) แต่เทคโนโลยีแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

การหมุนโทรศัพท์ช้าลงเพราะใช้แบนด์วิดท์น้อยกว่า DSL มาก โมเด็มใช้คลื่นความถี่ที่มีเพียง 4 kHz ในขณะที่ DSL สามารถใช้งานได้มากถึง 4 MHz ซึ่งมากกว่า 1000 DSL ยังใช้เทคนิคการมอดูเลตที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น

นี่คือคำตอบที่ไม่เกี่ยวข้องกับทฤษฎีข้อมูลหรือศัพท์เทคนิคมากนัก:

อุปกรณ์ไม่ว่าจะเป็นโทรศัพท์หรือโมเด็มสื่อสารผ่านสายโทรศัพท์โดยการส่งกระแสไฟฟ้าลงสาย ข้อมูลถูกเข้ารหัสโดยการเปลี่ยนระดับของกระแสไฟฟ้าบนสายไฟ ระดับเสียงที่เปลี่ยนแปลงนั้นสอดคล้องกับเสียงที่คุณกำลังทำในไมโครโฟน

สิ่งใดก็ตามที่สื่อสารด้วยสายจากโทรเลขไปจนถึงสายเคเบิลอีเทอร์เน็ต 1 Gbits / s ในท้ายที่สุดสื่อสารด้วยการวางกระแสไฟฟ้าบนสายที่ปลายอีกด้านหนึ่งสามารถตรวจจับได้

ยิ่งคุณต้องการส่งลวดมากเท่าไหร่คุณก็ยิ่งต้องเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเร็วขึ้นเท่านั้น รหัสมอร์สเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเพียงไม่กี่ครั้งต่อวินาทีการสนทนาด้วยเสียงสามารถเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนสัญญาณหลายพันครั้งต่อวินาทีและอีเธอร์เน็ตความเร็วสูงสามารถเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนับสิบล้านต่อวินาที

ยิ่งคุณมีการเปลี่ยนแปลงมากขึ้นต่อวินาทียิ่งต้องใช้วงจรที่ยุ่งยากมากขึ้นเท่านั้นและต้องมีการป้องกันสายไฟที่ดีกว่าเนื่องจากการหยุดชะงักชั่วคราวของเบ็ดเตล็ดจะทำให้เกิดปัญหากับสัญญาณความถี่สูงขึ้น

เมื่อระบบโทรศัพท์ถูกนำมารวมกันในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 / ต้นศตวรรษที่ 20 คำถามแรกที่ถามคือเราต้องดีแค่ไหน? มันถูกกำหนดแล้วว่าตราบใดที่คุณสามารถจัดการกับการเปลี่ยนแปลงอย่างน้อย 6800 ครั้งต่อวินาที (สัญญาณสูงสุด 3400 เฮิร์ตซ์) เสียงที่ได้ยินจะผ่านเข้ามาถึงแม้ว่ามันจะดูเหมือน 'ระห่ำ' - ซึ่งเป็นเหตุผลที่โทรศัพท์ไม่ ฟังดูเหมือนการสนทนาทั่วไป สิ่งนี้ใช้ได้ดีมาเป็นร้อยปีหรือมากกว่านั้น

เมื่อคอมพิวเตอร์เริ่มได้รับความนิยมผู้คนเริ่มใช้โมเด็มที่ทำเสียงในแนวที่ตรงกับตัวเลขและเลขศูนย์ แต่เสียงต้องสอดคล้องกับช่วงความถี่ในเสียงของมนุษย์ เมื่อสิ่งต่าง ๆ ดีขึ้นในที่สุดพวกเขาก็ถึงขีด จำกัด ของสิ่งที่สายโทรศัพท์สามารถส่ง; ขีด จำกัด นั้นอยู่ที่ประมาณ 32 kbits / s แต่มีการแฮ็กอย่างง่าย ๆ เพื่อทำการชนที่ความเร็วสูงสุด 56 kbits / s

ในช่วงเวลานั้นผู้คนก็ตระหนักว่าคุณสามารถใช้สายโทรศัพท์ระยะสั้นเพื่อส่งสัญญาณความถี่สูงมากถึงไม่กี่ไมล์เมื่อทุกอย่างทำงานอย่างถูกต้อง แต่ไม่แน่นอนว่าเป็นสิบไมล์ที่สัญญาณโทรศัพท์ปกติสามารถเดินทางได้ ด้วยการมีอุปกรณ์พิเศษที่ส่วนท้ายของ บริษัท โทรศัพท์และโมเด็ม DSL ที่จุดสิ้นสุดของผู้ใช้บริการพวกเขาสามารถส่งสัญญาณความถี่สูงพิเศษเหล่านี้ลงไป 'ไมล์สุดท้าย' ผ่านทางสายโทรศัพท์ที่ไม่ได้มีไว้สำหรับพวกเขาจริงๆ

การหมุนโทรศัพท์ช้าเนื่องจากข้อมูลทั้งหมดที่คุณส่งต้องถูกแปลงเป็นข้อมูลเสียงที่สามารถส่งผ่านสายโทรศัพท์มาตรฐาน คุณอาศัยอยู่ในชุมชนชนบทหรือไม่? คุณติดอยู่กับโมเด็มที่ใช้ความเร็วต่ำเพราะไม่มี DSL หรือสายเคเบิลความเร็วสูงในพื้นที่ของคุณหรือไม่?

ฉันดูเหมือนจะจำแรงผลักดันดั้งเดิมสำหรับการย้ายออกจาก dial-up ที่เกี่ยวข้องกับ FCC จำกัด แบนด์วิดท์ POTS ไว้ที่ 53kbps (ซึ่งถูกลบในภายหลัง) ดังนั้นจึงไม่มีความรู้สึกในการใช้โมเด็มมากกว่า 56k ... แน่นอนเมื่อโทรศัพท์ เส้นถูกทำสำเนาด้วยระบบดิจิตอลและมัลติเพล็กซ์และคุณไม่มีวงจรสวิตช์ทางเดินจากนั้นคุณจะสูญเสียความสามารถในการใช้เทคนิคการมอดูเลตและการสุ่มตัวอย่างฮาร์มอนิกเพื่อดึงความเร็วสัญญาณนาฬิกาเสมือนที่สูงขึ้น