Mengapa dial up sangat lambat?

103

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?

Karen
sumber
1
Dial-up menggunakan saluran telepon untuk memanggil nomor telepon khusus, sementara DSL menggunakan teknologi untuk memperluas saluran telepon untuk penggunaan broadband.
Darius
4
Ya, alasan dial-up lambat adalah karena hanya mampu mengirim 64Kbps. Broadband jauh lebih cepat daripada kecepatan 10 kali lipat.
Ramhound
66
@Ramhound: Jadi Anda mengatakan bahwa dial-up lambat karena lambat.
grawity
19
Saya akan meninggalkan ini di sini
MDMarra
6
Seperti yang saya pahami (di Inggris), sebagian besar / semua saluran telepon sekarang membawa semua informasi secara digital. Alasan dial-up lambat adalah karena penyedia hanya mengalokasikan bandwidth terbatas untuk panggilan suara, dan dari perspektif mereka, panggilan dial-up adalah panggilan suara.
FumbleFingers

Jawaban:

95

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.

masukkan deskripsi gambar di sini

daya
sumber
2
Juga: sinyal digital vs sinyal analog. Tetapi terutama rentang frekuensi.
Joel Coehoorn
33
@ JoelCoehoorn: dalam kedua kasus, ini adalah sinyal digital yang dibawa oleh sinyal analog (maka penggunaan modem ).
Bruno
11
Batasannya bukan dengan modem, Ini adalah batasan sirkuit telepon lama yang menyaring sinyal dan hanya memungkinkan frekuensi 300-3400Hz (frekuensi bicara manusia) untuk melewatinya. Karena apa pun di luar kisaran ini akan disaring di berbagai titik dalam sistem. Hanya rentang sempit ini yang dapat digunakan untuk komunikasi dengan panggilan telepon.
daya
7
Diagram ini sebagian besar salah: Alasan 56k berfungsi (dan alasan mengapa unduhannya lebih cepat daripada kecepatan unggah) adalah karena ISP tidak memiliki modem analog. Itu melewatkan langkah modulasi / demodulasi dan mendorong ujung kepala secara langsung. Karena arah pengunduhan dihasilkan secara digital di ISP, maka ia menghindari beberapa pemfilteran yang memungkinkan kecepatan pengunduhan lebih dekat ke max teoretis (dijelaskan dengan baik dalam jawaban lain).
Ben Jackson
25
Mungkin membantu untuk menyebutkan definisi "POTS" (layanan telepon lama?)
Steven Lu
171

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: masukkan deskripsi gambar di sini

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.

Diogo
sumber
28
Ini seharusnya sudah dijadikan jawaban yang diterima.
Chad Harrison
4
Saya setuju bahwa itu seharusnya jawaban yang diterima. Tetapi pengguna baru tidak selalu menunggu yang terbaik.
24
Seharusnya diterima jika pertanyaan ini ditanyakan pada dsp.se; pada superuser jawabannya dengan gambar menang.
MSalters
3
@ MSalters Itu sangat tergantung pada orang yang mengajukan pertanyaan. SU memang mengandung lebih banyak pengguna non-teknis daripada sebagian besar SE; tapi mereka bukan satu-satunya orang yang mengajukan pertanyaan di sini.
Dan Neely
2
Tetapi untuk DSL vs dial-up, fisika tidak terlalu penting, karena sebenarnya bandwidth murni yang membuat perbedaan. Jawaban ini tidak cukup menjelaskan bagaimana DSL mencapai bandwidth ekstra itu. Untuk mengatakan bahwa dial-up hanya menggunakan saluran suara sementara DSL memodulasi sinyal ke frekuensi yang lebih tinggi itu bagus, tetapi bagaimana dan mengapa lebih penting untuk jawabannya.
MBraedley
26

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.

haim
sumber
Beberapa mil ? Saya harap. Sebagian besar ISP di sini hanya akan menjamin sekitar 1/10 dari kecepatan yang diiklankan segera setelah Anda lebih dari beberapa ribu kaki dari DSLAM. "Terlalu banyak suara" dan yang lainnya.
Piskvor
1
@Piskvor: "Panjang loop maksimum resmi untuk Verizon Internet Kecepatan Tinggi, pada 2006, adalah 18.000 kaki (5.500 m)" - en.wikipedia.org/wiki/Verizon_High_Speed_Internet
haimg
@haimg: Meskipun kinerja memburuk hingga 800kbps dari 25Mbps yang dapat dicapai pada loop yang lebih kecil: en.wikipedia.org/wiki/DSLAM#Bandwidth_versus_distance
qdot
@qdot, saya pernah hidup di atas tulang punggung, mengapa membayar untuk peningkatan kecepatan ketika Anda melakukan ping kurang dari 10 mS untuk apa pun dan Anda mendapatkan kecepatan penuh Anda setiap saat dan setiap halaman web cepat.
Kortuk
@Kortuk Jaringan Akademik dan Penelitian luar biasa, kita semua tahu itu;)
qdot
8

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.

Bill K
sumber
7

Pengantar halaman-halaman Wikipedia ini memberi Anda jawabannya:

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.

Bruno
sumber
Semua sinyal analog, di mana arus memenuhi kabel. Optik dikuantisasi (foton) pada tingkat mikroskopik ekstrem, tetapi tingkat daya masih analog. Sama untuk sinyal listrik (elektron dikuantifikasi, tetapi sinyal yang dapat diukur adalah analog).
Ben Voigt
6

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.

phil
sumber
3

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.

Aric TenEyck
sumber
Maaf untuk meremehkan jawaban Anda yang ditulis dengan baik, tetapi itu adalah contoh yang baik mengapa seseorang tidak seharusnya mencoba untuk menyederhanakan masalah teknis: Sementara sebagian besar jawaban Anda membawa situasi dengan cukup baik, Anda menyingkirkan masalah utama. Hanya mengapa tidak keterbatasan "suara pada baris" ke berbagai 3400 Hz membatasi kecepatan transmisi? Cara Anda menulis tentang hal itu, saya selalu bisa bertanya "mengapa tidak mentransmisikan lebih cepat?" - tidak mungkin ketergantungan antara rentang frekuensi dan kecepatan transfer ini dapat dijelaskan tanpa menyebutkan teorema Shannon-Hartley.
jstarek
0

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?

Mengenakan
sumber
0

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.

Grady Player
sumber