なぜダイヤルアップがとても遅いのですか？
ダイヤルアップインターネット接続では、同じ電話回線を介してダイヤルアップの10倍の速度で通信できるブロードバンドインターネット接続と比較して、速度が56キロビット/秒に制限されるのはなぜですか。
それは、ダイヤルアップがISPによって56 kbit/sに制限されているためですか？ブロードバンドを注文すると、ISPは速度を増幅しますか？
ダイヤルアップ接続は、データ転送に音声回線を使用するため、帯域幅は音声チャネルの帯域幅に制限されますが、DSLは、音声帯域幅よりもはるかに広いデータ（したがって、ブロードバンドという用語）に対して別の周波数範囲を使用します。 DSLはスプリッターを使用して音声とデータの周波数を分離するため、両方を同時に動作させることができます。
基本的に、テレフォニーラインは各チャンネルで64 kbits/sに制限されています（8 kHzチャンネル、8ビット/ HzのPCM変調、8 kHz x 8ビット= 64 kbit/sを作成）。別の変調（ [〜＃〜] qam [〜＃〜] など）またはより多くの帯域幅（たとえば、8 kHzを超えるテレフォニーチャネル、最大MHzなど）を使用しない限り、伝送容量はテレフォニーチャネルの信号/ノイズ比に制限されます（S/Nの値が低いと、64キロビット/秒の伝送容量が減少します）。説明させてください：
Shannon–Hartleyの定理 によると：
定理は、そのような通信リンクに対するシャノンのチャネル容量を確立します。これは、信号がパワーには限界があり、ガウスノイズプロセスは既知のパワーまたはパワースペクトル密度によって特徴付けられます。
または： 
どこ
Cは、ビット/秒のチャネル容量です。
Bは、ヘルツ単位のチャネルの帯域幅（変調信号の場合は通過帯域帯域幅）です。
Sは、ワットまたはボルト2で測定された、帯域幅全体の受信信号電力の合計です（変調信号の場合、Cと表記されることが多い、つまり変調キャリア）。
Nは、帯域幅全体のノイズまたは干渉電力の合計で、ワットまたはボルト2で測定されます。そして
[.____] ）。
したがって、テレフォニーリンクを介したインターネット接続の容量（ビット/秒）を増やすには、次のことを行う必要があります。
- 信号/ノイズレートを上げます。
- 帯域幅を増やします。
DSLリンク 帯域幅（ワイドバンド）チャネルと信号/ノイズレートの両方を使用します。
300〜3400 Hzベースバンド（音声サービス）の信号にビットを変調する従来のダイヤルアップモデムとは異なり、DSLモデムは4000 Hzから4 MHzまでの周波数を変調します。この周波数帯域の分離により、DSLサービスと従来の電話サービス（POTS）を同じ銅線ペア施設で共存させることができます。一般的に、デジタル信号処理とデジタル変調方式の大幅な革新により、ビットレートと帯域幅の比率は直線的ではありませんが、より高いビットレートの伝送にはより広い周波数帯域が必要です。
DSLテクノロジーははるかに高い転送速度を可能にしますが、ローカルループの長さ（DSLモデムからTelcoのDSL終端装置までの距離）を数マイルに制限します。これは、その信号がはるかに広い周波数範囲を使用し、すばやく減衰するためです。
通常のダイヤルアップは狭い周波数範囲を使用するため、帯域幅は56Kに制限されますが、モデムが電話交換機から数マイル離れている場合があります。さらに、ダイヤルアップデータ信号は、いくつかのアナログまたはデジタル電話ネットワークを問題なく伝送できます。アフリカの1つのダイヤルアップモデムをカナダの別のモデムに接続できますが、DSL信号は電話交換所まで数マイルしか伝わりません。
受け入れられた回答で述べられているPOTS（平易な古い電話システム）についてのもう少し多くの情報。電話システムの動作には非常に具体的な仕様がいくつかあります。理由の多くは古風ですが、ほとんどはまだ有効です。
電話が人気になった直後の古いアパートの建物の写真を見てください。すべての回線が1つの電話（またはパーティー回線）専用であったため、スカイラインは電話回線で覆われています。すぐに、24本の回線を単一のデジタルT1回線に圧縮する簡単で安価な方法が思い付きました。このラインは、何十年もの間アメリカの電気通信の多くの基礎でした。非常にシンプルなリピーターメカニズムをインライン化して、電力を追加せずにケーブルが海を通過できるように仕様化されており、多重化/逆多重化が非常に簡単にできるようになっています。
T1回線はデジタルであるため、内部デジタル形式を変更しないと変更できない非常に固有の帯域幅があります（これにより、T1回線がなくなり、現在サポートしているすべてのハードウェアが壊れます）。電話回線に分割すると、デジタル信号の一部がアナログとして解釈されます。元のデジタル帯域幅を超えることはできません。アナログへの変換やアナログからの変換を考慮すれば、その近くに来ることができます。
幸運なことに、何人かは110/300ボーのダイヤルアップに何年も費やしました（そして、私たちはそれを手に入れました！）実際、MUDベースのBBSが1200にアップグレードされ、攻撃の結果を見ることができたのは本当にエキサイティングでした次のコマンドを入力する前。
これらのウィキペディアのページへの紹介はあなたに答えを与えます：
- http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_subscriber_line
- http://en.wikipedia.org/wiki/Asymmetric_digital_subscriber_line
基本的に、xDSLテクノロジーは、通常は音声に使用されない追加の周波数範囲を使用します。これは、56K（およびそれ以下）のダイヤルアップが使用していたものです。
これは、ADSLテクノロジーの従来のオーディオと他の周波数範囲（より高い周波数）の間で周波数範囲を分割するように、ラインの両側でフィルターを使用することによって行われます。このため、これには交換機に特別な機器が必要です（おそらく、音声に使用される周波数範囲が同じ距離に伝搬しないため）。
EDIT：ISPによっては、「ブロードバンド」という用語の下にデジタルケーブル/ファイバーが含まれていることに注意してください（おそらく商業上の理由から、簡略化するためです）。この場合、信号はずっとデジタルであるかもしれません。光ファイバーの範囲と速度は、周波数の音声範囲（古いダイヤルアップに使用されていた）を使用する銅線ベースの回線よりも優れていますが、テクノロジーは完全に異なります。
DSLよりもはるかに少ない帯域幅を使用するため、ダイヤルアップは遅くなります。モデムは使用可能なスペクトルの4 kHzのみを使用しますが、DSLは最大で4 MHz、つまり1000を使用できます。 DSLはより高度な変調技術も使用します。
以下は、情報理論や技術用語をあまり含まない回答です。
電話やモデムなどのデバイスは、電気を送って電話回線を介して通信します。情報は、電線の電力レベルを変更することによってエンコードされます。音声ラインでは、これらの変化するレベルは、マイクに加えているノイズに対応します。
結局、電信から1ギガビット/秒のイーサネットケーブルまでのワイヤーで通信するものはすべて、もう一方の端で検出できるワイヤーに電気パルスを加えることで通信します。
ワイヤーで送信する情報が多いほど、電気信号をより速く変化させる必要があります。モールス信号は1秒あたり数回の変更のみを含み、音声会話は1秒あたり数千回の信号の変更を伴い、高速イーサネットは1秒あたり数千万回の変更を伴う可能性があります。
1秒あたりの変化が多ければ多いほど、雑な一時的な中断が高周波信号でより多くの問題を引き起こすので、その間の回路をより困難にし、ワイヤをよりよくシールドする必要があります。
19世紀後半から20世紀初頭に電話システムが最初に組み立てられたとき、最初に尋ねられた質問は、「どれほど優れている必要があるか」というものでした。 1秒あたり少なくとも6800の変更（最大3400 Hzの信号）を処理できる限り、音声は聞こえますが、少し「発育が妨げられている」ように見えます。これが電話が原因です。通常の会話と同じように聞こえません。これは100年ほどは問題なく動作しました。
コンピュータが普及するにつれ、人々は1と0に対応するラインで音を出すモデムの使用を開始しましたが、その音は人間の声の周波数範囲に対応する必要があり、数キロビット/秒に制限されていました。物事が改善するにつれて、最終的には電話回線が送信できる限界に達しました。この制限は約32キロビット/秒ですが、簡単なハックがすぐに導入され、最大56キロビット/秒に引き上げられました。
そのころ、人々はまた、電話ケーブルを短時間で使用して非常に高い周波数の信号を送信できることに気づきました-すべてが正しく機能する場合は数マイルまでですが、通常の電話信号が移動できる数十マイルではありません。電話会社側に特別な機器を、加入者側にDSLモデムを配置することで、これらの特別な高周波信号を、実際には意図されていなかった電話回線を介して「ラストマイル」で送信できます。
送信するすべての情報を、標準の電話回線で送信できるオーディオデータに変換する必要があるため、ダイヤルアップは低速です。あなたは田舎のコミュニティに住んでいますか？お住まいの地域にDSLまたは高速ケーブルがないため、タートルスローモデムで立ち往生していますか？
ダイヤルアップから離れる当初の原動力は、FCSがPOTSの帯域幅を53kbpsに明示的に制限していたため（後で削除されました）、56kを超えるモデムを使用しても意味がなかったので...電話の場合はもちろんラインがデジタル化および多重化され、回線交換経路がなかった場合は、変調トリックや高調波サンプリングなどを実行する機能を失い、より高い仮想クロック速度を引き出します。