Разработчики модемов не просто повезло с более высокими скоростями. Им пришлось решать проблему узкого места пропускной способности. Старые методы, такие как частотная манипуляция (FSK), достигли предела. Поэтому они перешли к фазовой манипуляции (PSK). Затем появилась квадратурная амплитудная модуляция (QAM). Эти методы позволяли упаковать огромное количество данных в 3000 герц полосы пропускания, которую предлагает стандартная телефонная линия голосовой частоты.
Вы, возможно, помните модем 56K. Он никогда не достигал скорости 56 Кбит/с. В реальных условиях его максимальная скорость составляла около 48 Кбит/с, если только у вас не была идеальная линия без шума. Это был жесткий предел для тех методов аналоговой эпохи.
Эти высокоскоростные модемы использовали концепцию постепенной деградации. Если линия была зашумленной или «тонкой», модем не просто отключался. Он тестировал соединение, снижал скорость и сохранял связь.
Затем появился асимметричный цифровой абонентский доступ (ADSL). Название говорит само за себя: асимметрично. Данные передаются быстрее в одном направлении, чем в другом.
Почему это важно? Большинство домашних пользователей скачивают больше, чем загружают. Просмотр видео в потоковом режиме, загрузка веб-страниц, отправка электронной почты. ADSL использует эту особенность.
Он также использует законы физики. В каждом доме или офисе есть выделенный медный провод, идущий к центральному офису телефонной компании или мультиплексору. Этот провод не является общим, как старая «партийная» линия. Он работает по принципу «точка-точка». Этот выделенный канал может передавать гораздо больше данных, чем 3000 герц, необходимых для голосового вызова.
Если в вашем доме есть модем ADSL, а в центральном офисе тоже есть такой модем, этот медный участок становится полностью цифровым высокоскоростным каналом. Пропускная способность в идеальных условиях составляет примерно 8 Мбит/с на прием (от интернета к вам) и 1 Мбит/с на передачу. Это огромный скачок по сравнению с 48 Кбит/с.
Одна и та же линия обслуживает оба направления. Вы можете разговаривать по телефону, одновременно загружая файл. Сигналы не мешают друг другу.
Как это работает? Подход удивительно прост.
Полоса пропускания телефонной линии от 24 000 герц до 1 100 000 герц разбивается на участки. Она делится на полосы по 4000 герц. Для каждой полосы назначается виртуальный модем.
Таких виртуальных модемов насчитывается около 249. Каждый из них тестирует свой конкретный фрагмент полосы пропускания и делает всё возможное с выделенными ресурсами. Некоторые полосы чистые, некоторые зашумленные. Зашумленные полосы снижают скорость, чистые — увеличивают.
Общая скорость вашего канала является суммарной скоростью всех 249 виртуальных модемов, работающих параллельно.
Пропускная способность составляет примерно 1 мегабит в секунду (Мбит/с) между домом и телефонной компанией (на передачу) и 8 Мбит/с между телефонной компанией и домом (на прием) в идеальных условиях.
Именно такая архитектура делала ADSL намного быстрее, чем коммутируемый доступ. Он не просто усиливал сигнал. Он изменил правила игры. Он использовал всю линию, а не только низкочастотный диапазон.
Технология DSL с тех пор эволюционировала. Во многих районах теперь широко распространена оптоволоконная связь. Однако принципы разделения полосы пропускания на каналы и управления шумом остаются актуальными.
Если вы все еще используете коммутируемый доступ, вы упускаете многое. Если вы используете ADSL, вы живете в прошлом. Но понимание того, как мы пришли к этому, помогает объяснить, почему современный широкополосный доступ выглядит именно так.
Переход от аналогового к цифровому был не просто техническим шагом. Он был неизбежным. Нам требовалась большая пропускная способность. Медные линии уже были. Нам нужно было лишь понять, как их использовать.
Итак, что дальше?
Медные линии все еще присутствуют во многих местах
