Em uma conexão discada com a Internet, por que a velocidade é limitada a 56 kbits / s em comparação a uma conexão de banda larga com a Internet, que pode carregar 10 vezes mais do que a discagem pela mesma linha telefônica?
É porque o dial up é limitado a 56 kbits / s pelo ISP? O ISP amplifica a velocidade quando você pede banda larga?
As conexões dial-up usam o circuito de voz para transferência de dados, limitando a largura de banda à largura de banda do canal de voz, enquanto o DSL usa uma faixa de frequência separada para dados muito mais amplos que a largura de banda de voz (daí o termo Banda larga). A DSL usa um divisor para separar as freqüências de voz e dados e, portanto, ambos podem funcionar simultaneamente.
Basicamente, a linha de telefonia é limitada a 64 kbits / s para cada canal (canal de 8 kHz com modulação PCM em 8 bits por Hz, tornando 8 kHz x 8 bits = 64 kbit / s). A menos que você use outra modulação ( QAM por exemplo) ou mais largura de banda (canal de telefonia superior a 8 kHz, até MHz por exemplo), sua capacidade de transmissão será limitada à relação sinal / ruído do seu canal de telefonia (valores baixos de S / N reduzirão sua capacidade de transmissão de 64 kbits / s). Deixe-me explicar-lhe:
De acordo com o Teorema de Shannon-Hartley :
The theorem establishes Shannon's channel capacity for such a communication link, a bound on the maximum amount of error-free digital data (that is, information) that can be transmitted with a specified bandwidth in the presence of the noise interference, assuming that the signal power is bounded, and that the Gaussian noise process is characterized by a known power or power spectral density.
Ou: 
onde
Cisthechannelcapacityinbitspersecond;
Bisthebandwidthofthechannelinhertz(passbandbandwidthincaseofamodulatedsignal);
Sisthetotalreceivedsignalpoweroverthebandwidth(incaseofamodulatedsignal,oftendenotedC,i.e.modulatedcarrier),measuredinwattorvolt2;
Nisthetotalnoiseorinterferencepoweroverthebandwidth,measuredinwattorvolt2;and
S/Nisthesignal-to-noiseratio(SNR)orthecarrier-to-noiseratio(CNR)ofthecommunicationsignaltotheGaussiannoiseinterferenceexpressedasalinearpowerratio(notaslogarithmicdecibels).
Assim,paraaumentaracapacidade(embits/s)desuaconexãocomaInternetatravésdeumlinkdetelefonia,vocêprecisará:
Unlike traditional dial-up modems, which modulate bits into signals in the 300–3400 Hz baseband (voice service), DSL modems modulate frequencies from 4000 Hz to as high as 4 MHz. This frequency band separation enables DSL service and plain old telephone service (POTS) to coexist on the same copper pair facility. Generally, higher bit rate transmissions require a wider frequency band, though the ratio of bit rate to bandwidth are not linear due to significant innovations in digital signal processing and digital modulation methods.
A discagem normal usa uma faixa de frequência estreita, que limita a largura de banda a apenas 56K, mas o modem pode estar a quilômetros de distância da central telefônica. Além disso, os sinais de dados de acesso telefónico podem percorrer várias redes telefónicas analógicas ou digitais sem problemas, e. você pode conectar um modem dial-up na África a outro modem no Canadá, enquanto o sinal DSL só pode viajar algumas milhas até a sua central telefônica.
Apenas um pouco mais de informação no POTS (Plain old Telephone System) mencionado na resposta aceita. Existem algumas especificações muito específicas para o funcionamento do sistema telefônico, muitas das razões são arcaicas, mas a maioria ainda é válida.
Olhe para uma foto antiga de prédios de apartamentos logo depois que os telefones se tornaram populares - o horizonte é COBERTO com linhas telefônicas porque cada linha era dedicada a um único telefone (ou linha de festa). Logo eles criaram uma maneira simples e barata de comprimir 24 linhas em uma única linha T1 digital. Esta linha foi a base de grande parte das telecomunicações americanas por décadas. É especificado para que um mecanismo repetidor muito simples possa ser alinhado para permitir que os cabos atravessem o oceano sem adicionar energia, e eles foram feitos para serem muito fáceis de multiplexar / demultiplexar.
A linha T1, sendo digital, tem uma largura de banda muito específica que não pode ser alterada sem alterar o formato digital interno (o que faz com que não seja mais uma linha T1 e quebre TODO o hardware que a suporta atualmente). Quando é dividido em linhas telefônicas, o que você recebe é uma parte de um sinal digital interpretado como analógico. Você não será capaz de exceder a largura de banda digital original - você teria sorte de chegar perto dele considerando a conversão de / para analógico.
Considere-se feliz, porém, alguns de nós passaram anos em dial-up de 110/300 baud (E ficamos felizes em tê-lo!) Na verdade, foi realmente emocionante quando o nosso BBS MUD baseou o upgrade para 1200 e pudemos ver os resultados do nosso ataque ANTES de começar a digitar o próximo comando.
A introdução dessas páginas da Wikipedia fornece a resposta:
Essencialmente, a tecnologia xDSL usa intervalos de frequência extras que normalmente não são usados para voz, que é o que o discagem de 56K (ou menos) estava usando.
Isso é feito usando filtros em cada lado da linha para dividir as faixas de freqüência entre o áudio tradicional e a outra faixa de freqüência (freqüências mais altas) para a tecnologia ADSL. Por causa disso, isso requer equipamento especial na troca (possivelmente porque o uso da faixa de frequência para voz não se propagaria para as mesmas distâncias).
EDITAR: Note que alguns ISPs incluem cabo / fibra digital sob o termo "banda larga" (provavelmente para simplificar, por razões comerciais): neste caso, o sinal pode ser digital até o final. O alcance e a velocidade das fibras ópticas serão melhores do que as linhas baseadas em cobre que usam a faixa de frequência de voz (usada para discagem antiga), mas a tecnologia é completamente diferente.
A discagem é mais lenta porque usa muito menos largura de banda que o DSL. Um modem usa apenas 4 kHz do espectro disponível, enquanto o DSL pode usar até 4 MHz, o que é mais 1000. O DSL também usa técnicas de modulação mais sofisticadas.
Aqui está uma resposta que não envolve muita teoria da informação ou terminologia técnica:
Dispositivos, sejam eles telefones ou modems, se comunicam através das linhas telefônicas enviando eletricidade pela linha. A informação é codificada alterando os níveis de eletricidade no fio. Em uma linha de voz, esses níveis que mudam correspondem aos ruídos que você está fazendo no microfone.
Qualquer coisa que se comunique em um fio, de um telégrafo a um cabo Ethernet de 1 Gbits / s, comunica no final, colocando pulsos de eletricidade no fio que a outra extremidade pode detectar.
Quanto mais informações você quiser enviar o fio, mais rápido você terá que variar os sinais elétricos. O código Morse envolve apenas algumas mudanças por segundo, uma conversa por voz pode envolver a mudança dos sinais milhares de vezes por segundo e a Ethernet de alta velocidade pode envolver dezenas de milhões de mudanças por segundo.
Quanto mais mudanças por segundo você tiver, mais difícil será o circuito intermediário, e os fios mais protegidos devem estar, já que diversas interrupções transitórias causam mais problemas em sinais de alta frequência.Quando o sistema de telefonia foi originalmente montado no final do século 19 / início do século 20, a primeira pergunta foi: quão bom nós temos que ser? Foi determinado que enquanto você for capaz de lidar com pelo menos 6800 mudanças por segundo, (um sinal de até 3400 Hz), o áudio audível irá aparecer, embora pareça um pouco "atrofiado" - e é por isso que os telefones não funcionam. não é o mesmo que uma conversa normal. Isso funcionou bem por cem anos ou mais.
À medida que os computadores se tornaram populares, as pessoas começaram a usar modems que faziam sons na linha que correspondiam a uns e zeros, mas os sons tinham que corresponder à faixa de frequências da voz humana, limitando-os a alguns kbits / s. À medida que as coisas melhoram, acabam por atingir o limite do que uma linha telefônica pode transmitir; esse limite é de cerca de 32 kbits / s, mas um hack simples foi rapidamente colocado em prática para aumentar até 56 kbits / s.
Naquela época, as pessoas também perceberam que era possível usar um cabo telefônico para enviar sinais de frequência muito maior - até alguns quilômetros quando tudo funcionava corretamente, mas certamente não as dezenas de milhas que um sinal de telefone regular poderia viajar. Ao ter equipamentos especiais no final da companhia telefônica, e um modem DSL no final do assinante, eles poderiam enviar esses sinais especiais de alta frequência "pela última milha" por linhas telefônicas que nunca foram realmente destinadas a eles.
A discagem é lenta porque todas as informações que você envia precisam ser convertidas em dados de áudio que podem ser enviados por uma linha telefônica padrão. Você mora em uma comunidade rural? Você está preso a um modem lento de tartaruga porque não há DSL ou cabo de alta velocidade em sua área?
Eu pareço lembrar que o ímpeto original para se afastar da discagem envolveu a limitação explícita da largura de banda POTS para 53kbps (que foi removida mais tarde), então não fazia sentido usar mais do que um modem de 56k ... então de É claro que quando as linhas telefônicas foram digitalizadas e multiplexadas, e você não tinha um circuito comutado por circuito, você perderia a capacidade de executar truques de modulação e amostragem de harmônicos, etc., para obter uma velocidade de clock virtual maior.
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