Розробники модемів не просто пощастило з вищими швидкостями. Їм довелося вирішувати проблему вузького місця пропускної спроможності. Старі методи, такі як частотна маніпуляція (FSK), досягли межі. Тому вони перейшли до фазової маніпуляції (PSK). Потім з’явилася квадратурна амплітудна модуляція (QAM). Ці методи дозволяли упакувати величезну кількість даних у 3000 герц смуги пропускання, яку пропонує стандартна телефонна лінія голосової частоти.
Ви можете пам’ятати модем 56K. Він ніколи не досягав швидкості 56 Кбіт/с. У реальних умовах його максимальна швидкість становила близько 48 Кбіт/с, якщо у вас не була ідеальна лінія без шуму. Це була жорстка межа тих методів аналогової епохи.
Ці високошвидкісні модеми використовували концепцію поступової деградації. Якщо лінія була зашумленою або тонкою, модем не просто відключався. Він тестував з’єднання, знижував швидкість та зберігав зв’язок.
Потім з’явився асиметричний цифровий абонентський доступ (ADSL). Назва говорить сама за себе: асиметрична. Дані передаються швидше одному напрямку, ніж у іншому.
Чому це важливо? Більшість домашніх користувачів завантажують більше, ніж завантажують. Перегляд відео в потоковому режимі, завантаження веб-сторінок, надсилання електронної пошти. ADSL використовує цю особливість.
Він також використовує закони фізики. У кожному будинку чи офісі є виділений мідний дріт, що йде до центрального офісу телефонної компанії або мультиплексора. Цей провід не є спільним як стара «партійна» лінія. Він працює за принципом «крапка-крапка». Цей виділений канал може передавати набагато більше даних, ніж 3000 герц, необхідні голосового виклику.
Якщо у вашому будинку є модем ADSL, а в центральному офісі також є такий модем, ця мідна ділянка стає повністю цифровим високошвидкісним каналом. Пропускна здатність в ідеальних умовах становить приблизно 8 Мбіт/с на прийом (від інтернету до вас) та 1 Мбіт/с на передачу. Це величезний стрибок у порівнянні з 48 Кбіт/с.
Одна й та лінія обслуговує обидва напрями. Ви можете розмовляти телефоном, одночасно завантажуючи файл. Сигнали не заважають одне одному.
Як це працює? Підхід напрочуд простий.
Смуга пропускання телефонної лінії від 24000 герц до 1100000 герц розбивається на ділянки. Вона ділиться на лінії по 4000 герц. Для кожної лінії призначається віртуальний модем.
Таких віртуальних модемів налічується близько 249. Кожен із них тестує свій конкретний фрагмент смуги пропускання та робить все можливе з виділеними ресурсами. Деякі смуги чисті, деякі зашумлені. Зашумлені смуги знижують швидкість, чисті збільшують.
Загальна швидкість каналу є сумарною швидкістю всіх 249 віртуальних модемів, що працюють паралельно.
Пропускна спроможність становить приблизно 1 мегабіт за секунду (Мбіт/с) між домом та телефонною компанією (на передачу) та 8 Мбіт/с між телефонною компанією та будинком (на прийом) в ідеальних умовах.
Саме така архітектура робила ADSL набагато швидше, ніж комутований доступ. Він не просто посилював сигнал. Він змінив правила гри. Він використовував усю лінію, а не лише низькочастотний діапазон.
Технологія DSL з того часу еволюціонувала. У багатьох районах тепер широко поширений оптоволоконний зв’язок. Однак принципи поділу смуги пропускання на канали та управління шумом залишаються актуальними.
Якщо ви все ще використовуєте доступ, що комутується, ви втрачаєте багато. Якщо ви використовуєте ADSL, ви живете у минулому. Але розуміння того, як ми дійшли цього, допомагає пояснити, чому сучасний широкосмуговий доступ виглядає саме так.
Перехід від аналогового до цифрового був просто технічним кроком. Він був неминучим. Нам була потрібна велика пропускна спроможність. Мідні лінії вже були. Нам потрібно лише зрозуміти, як їх використовувати.
Отже, що далі?
Мідні лінії все ще присутні у багатьох місцях
