Questão Por que o dial up é tão lento?


Em uma conexão de Internet discada, por que a velocidade é limitada a 56 kbits / s em comparação a uma conexão de Internet de banda larga 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?


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origem


O acesso telefónico utiliza uma linha telefónica para marcar um número de telefone especial, enquanto o DSL utiliza tecnologia para expandir a linha telefónica para utilização em banda larga. - Darius
Sim, o motivo pelo qual a discagem é lenta é porque ela é capaz de enviar apenas 64 Kbps. A banda larga é muito mais rápida que 10 vezes essa velocidade. - Ramhound
@Ramhound: Então você está dizendo que o dial-up é lento porque é lento. - grawity
Eu vou só deixe isso aqui - MDMarra
Pelo que entendi (no Reino Unido), a maioria das linhas telefônicas agora carrega todas as informações digitalmente. O motivo pelo qual a discagem é lenta é porque os provedores alocam apenas largura de banda limitada para chamadas de voz e, de sua perspectiva, as chamadas discadas estamos chamadas de voz. - FumbleFingers


Respostas:


Conexões dial-up usam o circuito de voz para transferência de dados, portanto a largura de banda é limitada à largura de banda do canal de voz, enquanto o DSL usa uma faixa de frequência separada para dados que é muito mais ampla que a largura de banda de voz (daí o termo Banda larga). O DSL usa um divisor para separar as freqüências de voz e dados e, portanto, ambos podem funcionar simultaneamente.

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Também: um sinal digital contra um sinal analógico. Mas principalmente é a faixa de freqüência. - Joel Coehoorn
@JoelCoehoorn: em ambos os casos, é um sinal digital transportado por um sinal analógico (daí o uso de um modem). - Bruno
A limitação não é com modems, é uma limitação dos circuitos telefônicos legados que filtram os sinais e só permitem freqüências 300-3400Hz (freqüências de fala humanas) para atravessar. Já que qualquer coisa fora deste intervalo será filtrada em vários pontos do sistema. Somente esse intervalo estreito pode ser usado para comunicação com discagem telefônica. - daya
Este diagrama está em grande parte errado: a razão pela qual o 56k funciona (e o motivo pelo qual ele tem download mais rápido do que a velocidade de upload) é que o terminal do ISP não não tem um modem analógico. Ele pula uma etapa de modulação / demodulação e aciona a extremidade da cabeça diretamente. Como a direção do download é gerada digitalmente no ISP, evita alguma filtragem que permite que a velocidade de download se aproxime do máximo teórico (bem descrito em outra resposta). - Ben Jackson
Isso pode ajudar a mencionar a definição de "POTS" (serviço telefônico tradicional)? - Steven Lu


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 seus 64 kbits / s capacidade de transmissão). Deixa eu te explicar:

De acordo com Teorema de Shannon-Hartley:

O teorema estabelece a capacidade do canal de Shannon para tal   ligação de comunicação, uma ligação com a quantidade máxima de livre de erros   dados digitais (isto é, informações) que podem ser transmitidos com um   largura de banda especificada na presença da interferência de ruído,   assumindo que a potência do sinal é limitada, e que o ruído gaussiano   processo é caracterizado por uma densidade espectral de potência ou potência conhecida.

Ou: enter image description here

Onde

C é a capacidade do canal em bits por segundo;
  B é a largura de banda do canal em hertz (largura de banda da banda passante no caso de um sinal modulado);
  S é a potência total de sinal recebido sobre a largura de banda (no caso de um sinal modulado, frequentemente designado por C, isto é, portadora modulada), medido em watt ou volt2;
  N é a potência total de ruído ou interferência sobre a largura de banda, medida em watt ou volt2; e
  S / N é a relação sinal-ruído (SNR) ou a razão portadora-ruído (CNR) do sinal de comunicação para a interferência de ruído gaussiana expressa como uma relação de potência linear (não como decibéis logarítmicos).

Assim, para aumentar a capacidade (em bits / s) de sua conexão com a Internet através de um link de telefonia, você precisará:

  1. Aumentar o sinal / taxa de ruído.
  2. Aumentar a largura de banda

Link DSL usa ambos, um canal de largura de banda maior (banda larga) e uma melhor taxa de sinal / ruído:

Ao contrário dos modems dial-up tradicionais, que modulam bits em sinais na faixa de base de 300-3400 Hz (serviço de voz), os modems DSL modulam frequências de 4000 Hz a até 4 MHz. Essa separação de banda de frequência permite que o serviço DSL e o serviço de telefonia tradicional (POTS) coexistam no mesmo par de cobre. Geralmente, as transmissões de taxa de bits mais altas requerem uma faixa de freqüência mais ampla, embora a proporção da taxa de bits para a largura de banda não seja linear devido a inovações significativas no processamento de sinal digital e nos métodos de modulação digital.


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Isto deveria definitivamente ter sido feito a resposta aceita. - Chad Harrison
Eu concordo que deveria ter sido a resposta aceita. Mas os novos usuários nem sempre esperam pelo melhor.
Deveria ter sido aceito se essa pergunta fosse feita no dsp.se; no superusuário a resposta com fotos ganha. - MSalters
@MSalters Isso depende muito da pessoa que fez a pergunta. A SU contém um número maior de usuários não técnicos do que a maior parte do SE; mas eles não são as únicas pessoas que fazem perguntas aqui. - Dan Neely
Mas para DSL vs. dial-up, a física não importa, pois é literalmente pura largura de banda que faz a diferença. Essa resposta não explica adequadamente como o DSL atinge essa largura de banda extra. Dizer que o dial-up só usa o canal de voz enquanto o DSL modula o sinal para freqüências mais altas é ótimo, mas como e por que é mais importante para a resposta. - MBraedley


Embora a tecnologia DSL permita taxas de transferência muito mais altas, limita o comprimento do loop local (a distância entre o modem DSL ao equipamento de terminação DSL da Telco) a apenas algumas milhas, porque seu sinal usa uma faixa de frequência muito mais ampla e se atenua rapidamente.

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 central telefônica.


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Poucos milhas? Eu desejo. A maioria dos ISPs aqui garantirá apenas 1/10 da velocidade anunciada assim que você estiver a mais de alguns milhares de metros de um DSLAM. "Muito barulho" e outros enfeites. - Piskvor
@Piskvor: "O comprimento máximo oficial do laço para a Internet de alta velocidade da Verizon, a partir de 2006, é de 18.000 pés (5.500 m)" - en.wikipedia.org/wiki/Verizon_High_Speed_Internet - haimg
@haimg: Embora o desempenho se reduza a 800 kbps, a partir de 25 Mbps, pode ser obtido em loops menores: en.wikipedia.org/wiki/DSLAM#Bandwidth_versus_distance - qdot
@qdot, eu já vivi no topo do backbone, por que pagar pelo aumento da velocidade quando o ping é menor que 10mS para qualquer coisa e você consegue sua velocidade total toda vez e toda página da web é mal-humorada. - Kortuk
As redes acadêmicas e de pesquisa da @Kortuk são incríveis, todos nós sabemos disso;) - qdot


Apenas um pouco mais de informação sobre o 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 acrescentar energia, e eles foram feitos para serem muito fáceis de multiplexar / desmultiplexar.

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 110/300 baud dial-up (E ficamos felizes em tê-lo!) Na verdade, foi realmente emocionante quando o nosso BBS MUD base atualizado para 1200 e pudemos ver os resultados do nosso ataque ANTES de começar a digitar o próximo comando.


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A introdução destas páginas da Wikipedia dá-lhe a resposta:

Essencialmente, a tecnologia xDSL usa intervalos de frequência extra que normalmente não são usados ​​para voz, que é o que a discagem de 56K (ou menos) estava usando.

Isso é feito usando filtros em cada lado da linha, de modo a 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 freqüência 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.


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Todos os sinais são analógicos, onde a corrente encontra o cabo. A óptica é quantizada (fótons) no nível microscópico extremo, mas os níveis de potência ainda são analógicos. O mesmo para sinais elétricos (os elétrons são quantificados, mas o sinal mensurável é analógico). - Ben Voigt


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.


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Aqui está uma resposta que não envolve muita teoria da informação ou terminologia técnica:

Os dispositivos, sejam eles telefones ou modems, se comunicam pelas 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 telefônico 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.

Como 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 na 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 curto 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 podia percorrer. Com 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.


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Desculpe recusar sua resposta bem escrita, mas é um bom exemplo porque não se deve tentar simplificar os problemas técnicos: Embora a maior parte de sua resposta traga a situação muito bem, você resolve o problema principal. Somente porque a limitação de "som na linha" a um alcance de 3400 Hz limita a velocidade de transmissão? Do jeito que você escreve, eu sempre posso perguntar "por que não apenas transmitir mais rápido?" - não há como essa dependência entre faixa de frequência e velocidade de transferência poder ser explicada sem mencionar o teorema de Shannon-Hartley. - jstarek


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 com um modem lento de tartaruga porque não há DSL ou cabo de alta velocidade em sua área?


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