Введение

Онлайн-доступ через телефонную линию

Доступ в Интернет по коммутируемой телефонной сети (PSTN) – это форма доступа в Интернет, использующая возможности общедоступной телефонной сети для установления соединения с интернет-провайдером (ISP) путем набора телефонного номера на обычной телефонной линии. Для dial-up соединений используются модемы для декодирования аудиосигналов в данные, отправляемые на маршрутизатор или компьютер, и для кодирования сигналов от этих устройств для отправки на модем интернет-провайдера. Доступ в Интернет по dial-up достиг пика популярности во время бума доткомов, с такими провайдерами, как Sprint, EarthLink, MSN Dial up, NetZero, Prodigy и America Online (чаще известный как AOL). Это было во многом связано с тем, что широкополосный интернет не получил широкого распространения до начала 2000-х годов. С тех пор большинство dial-up подключений были заменены широкополосными.

История

В 1979 году Том Трускотт и Джим Эллис, выпускники Университета Дьюка, создали ранний предшественник доступа в Интернет по коммутируемой линии, известный как Usenet. Usenet представляла собой систему на базе UNIX, которая использовала подключение по коммутируемой линии для передачи данных через телефонные модемы. Доступ в Интернет по коммутируемой линии существует с 1980-х годов через публичные сети, такие как университеты, подключенные к NSFNET в Соединенных Штатах. В Великобритании сеть JANET объединяла академических пользователей, включая подключение к ARPANET через Университетский колледж Лондона, в то время как Университет Брунеля и Университет Кента предлагали UUCP для пользователей, не связанных с академической сферой, в конце 1980-х годов. Коммерческий доступ в Интернет по коммутируемой линии впервые был предложен в 1992 году компаниями Sprint в Соединенных Штатах и Pipex в Соединенном Королевстве. После появления коммерческой широкополосной связи в конце 1990-х годов доступ по коммутируемой линии стал менее популярным. В Соединенных Штатах доля пользователей с доступом в Интернет по коммутируемой линии снизилась с 40% в начале 2000-х годов до 3% в начале 2010-х годов. Он по-прежнему используется там, где другие виды доступа недоступны или слишком дороги, например, в некоторых сельских или отдаленных районах.

Модемы

Поскольку в то время не существовало технологий, позволяющих передавать различные несущие сигналы по телефонной линии, доступ в интернет по коммутируемой линии работал за счет использования звуковой связи. Модем преобразовывал цифровые данные с компьютера в звуковой сигнал и отправлял его на принимающий модем. Этот принимающий модем демодулировал сигнал, отделяя его от аналоговых помех, и восстанавливал цифровые данные для обработки компьютером. Простота этой схемы означала, что люди не могли использовать телефонную линию для голосовой связи, пока соединение с интернетом не было завершено. Скорость интернета при использовании этой технологии могла падать до 21,6 кбит/с и ниже. На скорость соединения влияли плохое состояние телефонной линии, высокий уровень помех и другие факторы. Из-за этого его в народе прозвали "синдромом 21600".

Доступность

Для подключения к Интернету по коммутируемой линии не требуется дополнительной инфраструктуры, кроме телефонной сети и модемов и серверов, необходимых для установления и приема соединения. Благодаря широкой доступности телефонной связи, коммутируемая линия часто является единственным доступным вариантом для сельской местности или отдаленных районов, где широкополосный доступ не распространен из-за низкой плотности населения и высокой стоимости инфраструктуры. К 2010 году этот показатель снизился до 6%, а к 2013 году – до 3%. Опрос, проведенный в 2018 году, показал, что по состоянию на 2017 год коммутируемой линией пользовались 0,3% американцев. По оценкам CRTC, в 2010 году в Канаде насчитывалось 336 000 пользователей коммутируемой линии.

Замена широкополосной связью

Широкополосный доступ в Интернет через кабель, цифровую абонентскую линию, беспроводную широкополосную связь, мобильную широкополосную связь, спутник и FTTx заменил dial-up доступ во многих странах мира. Широкополосные соединения обычно обеспечивают скорость 700 кбит/с и выше, что на две трети дороже dial-up в среднем. Кроме того, широкополосные соединения постоянно активны, что избавляет от необходимости подключения и отключения в начале и конце каждой сессии. Широкополосный доступ не требует эксклюзивного использования телефонной линии, позволяя одновременно пользоваться Интернетом и совершать/принимать голосовые звонки без второй телефонной линии. Однако многие сельские районы по-прежнему не имеют доступа к высокоскоростному Интернету, несмотря на заинтересованность потенциальных пользователей. Это связано с плотностью населения, местоположением или, иногда, с отсутствием интереса со стороны интернет-провайдеров из-за низкой вероятности получения прибыли и высоких затрат на создание необходимой инфраструктуры. Некоторые провайдеры dial-up отреагировали на возросшую конкуренцию, снизив тарифы и сделав dial-up привлекательным вариантом для тех, кому нужен только доступ к электронной почте или базовый просмотр веб-страниц. Использование dial-up значительно сократилось, и в будущем оно может полностью исчезнуть по мере того, как все больше пользователей переходят на широкополосный доступ. В 2013 году dial-up использовали около 3% населения США, по сравнению с 30% в 2000 году. Одним из факторов является растущая потребность в пропускной способности новых компьютерных программ, таких как операционные системы и антивирусное программное обеспечение, которые автоматически загружают большие обновления в фоновом режиме при первом подключении к Интернету. Эти фоновые загрузки могут занимать несколько минут или больше и, до завершения, существенно снижать доступную пропускную способность для других приложений, таких как веб-браузеры. Поскольку постоянное подключение к широкополосному Интернету является нормой для большинства разрабатываемых новых приложений, ожидается, что эта тенденция автоматической фоновой загрузки продолжит снижать доступную пропускную способность dial-up, что негативно скажется на работе приложений пользователей dial-up. Многие новые веб-сайты также предполагают широкополосную скорость соединения как стандартную, и при подключении к ним через медленный dial-up могут отключать (прерывать соединение) эти медленные соединения, чтобы освободить ресурсы связи. На веб-сайтах, оптимизированных для dial-up, использование обратного прокси-сервера помогает предотвратить частые отключения, но может вызывать длительные задержки из-за буферизации, используемой для согласования разных скоростей передачи данных. Несмотря на стремительное сокращение, dial-up Интернет все еще существует в некоторых сельских районах, а также во многих развивающихся и слаборазвитых странах, хотя беспроводной и спутниковый широкополосный доступ обеспечивают более высокую скорость соединения во многих сельских районах, где прокладка оптоволокна или медных кабелей нерентабельна. В 2010 году оценивалось, что в Великобритании насчитывалось 800 000 пользователей dial-up. BT отключила свою услугу dial-up в 2013 году. В 2012 году оценивалось, что 7% интернет-соединений в Новой Зеландии осуществлялись через dial-up. One NZ (ранее Vodafone) отключила свою услугу dial-up в 2021 году.

Выступление

Современные dial-up модемы обычно имеют максимальную теоретическую скорость передачи данных 56 кбит/с (при использовании протокола V.90 или V.92), хотя в большинстве случаев норма составляет 40–50 кбит/с. Такие факторы, как помехи в телефонной линии, а также качество самого модема, играют важную роль в определении скорости соединения. Некоторые соединения могут быть снижены до 20 кбит/с в условиях сильных помех, например, в гостиничном номере, где телефонная линия используется совместно со многими аппаратами, или в сельской местности, расположенной в нескольких километрах от телефонной станции. Другие факторы, такие как длинные линии, катушки индуктивности, увеличение коэффициента усиления пары, электрические ограждения (обычно в сельской местности) и цифровые петлевые преобразователи, также могут замедлять соединения до 20 кбит/с и ниже. Аналоговые телефонные линии переключаются в цифровой формат и передаются внутри цифрового сигнала 0 после поступления на оборудование телефонной компании. Цифровой сигнал 0 имеет скорость 64 кбит/с и резервирует 8 кбит/с для служебной информации; следовательно, соединение со скоростью 56 кбит/с является максимально возможным при использовании аналоговых телефонных линий. Dial-up соединения обычно имеют задержку до 150 мс и даже больше, что выше, чем у многих видов широкополосного доступа, таких как кабельное или DSL-соединение, но обычно ниже, чем у спутниковых соединений. Большая задержка может затруднить, если не сделать невозможным, видеоконференции и онлайн-игры. Растущий объем интернет-контента, например, потоковое мультимедиа, не будет работать на dial-up скоростях. Видеоигры, выпущенные с середины 1990-х до середины 2000-х годов, которые использовали доступ в Интернет, такие как EverQuest, Red Faction, Warcraft 3, Final Fantasy XI, Phantasy Star Online, Guild Wars, Unreal Tournament, Halo: Combat Evolved, Audition, Quake 3: Arena, Starsiege: Tribes и Ragnarok Online, поддерживали dial-up со скоростью 56 кбит/с с ограниченным обменом данными между игровыми серверами и персональным компьютером пользователя. Первые игровые консоли с поддержкой подключения к Интернету, Dreamcast и PlayStation 2, поддерживали dial-up, а также широкополосное соединение. GameCube мог использовать dial-up и широкополосные соединения, но это использовалось в очень небольшом количестве игр и требовало отдельного адаптера. Оригинальный Xbox требовал исключительно широкополосного подключения. Многие компьютерные и видеоигры, выпущенные после 2006 года, даже не предусматривают возможность использования dial-up. Однако есть исключения, такие как Vendetta Online, которая все еще может работать на dial-up модеме.

Используя сжатие, превышающее 56 к.

Стандарты V.42, V.42bis и V.44 позволяют модемам принимать сжатые данные со скоростью, превышающей скорость передачи по линии. Эти алгоритмы используют сжатие данных для достижения большей пропускной способности. Например, соединение со скоростью 53,3 кбит/с с использованием V.44 может передавать до 53,3 × 6 = 320 кбит/с, если входящий поток данных может быть сжат в такой степени. Однако степень сжатия значительно варьируется. ZIP-архивы, JPEG-изображения, MP3, видео и т.д. уже сжаты. Модем может отправлять сжатые файлы со скоростью около 50 кбит/с, несжатые файлы со скоростью 160 кбит/с и обычный текст со скоростью 320 кбит/с, или с любой скоростью в этом диапазоне.

Сжатие со стороны интернет-провайдера

Поскольку телефонный интернет потерял популярность к середине 2000-х годов, некоторые интернет-провайдеры, такие как TurboUSA, Netscape, CdotFree и NetZero, начали использовать сжатие данных для повышения воспринимаемой скорости соединения. Например, EarthLink рекламировала возможность "просматривать веб-страницы до 7 раз быстрее" благодаря программе сжатия изображений, текста/HTML и SWF-флэш-анимации перед отправкой по телефонной линии. Предварительное сжатие работает значительно эффективнее, чем сжатие "на лету", используемое в модемах V.44. Обычно текст веб-сайтов сжимается до 5%, что увеличивает эффективную пропускную способность примерно до 1000 кбит/с, а изображения JPEG/GIF/PNG сжимаются с потерями до 15–20%, увеличивая эффективную пропускную способность до 300 кбит/с. Недостатком такого подхода является снижение качества: графика может содержать артефакты сжатия, проявляющиеся в виде размытости или потери цветовой гаммы. Однако скорость передачи данных значительно возрастает. Пользователь может выбрать отображение несжатых изображений, но тогда скорость их загрузки будет значительно ниже. Поскольку потоковая музыка и видео уже сжаты на стороне источника, интернет-провайдер обычно передает их без изменений.

Использование в других устройствах

Другие устройства, такие как спутниковые приёмники и цифровые видеорегистраторы (например, TiVo), также использовали подключение по коммутируемой линии с использованием домашнего телефонного разъёма. Это соединение позволяло загружать данные по запросу и передавать информацию об использовании (например, при заказе платных каналов) поставщику услуг. Для этого не требовалась учётная запись интернет-провайдера — вместо этого внутренний модем устройства напрямую набирал номер сервера поставщика услуг. Эти устройства могут испытывать затруднения при работе с VoIP-линией, поскольку сжатие может исказить сигнал модема. Позже эти устройства перешли на использование Ethernet-соединения с интернет-роутером пользователя, что стало более удобным решением благодаря росту популярности широкополосного доступа. Обратите внимание, что указанные значения являются максимальными, а фактические значения могут быть ниже в определенных условиях (например, при наличии помех в телефонной линии).

Скорость соединения:

110 бод (Bell 101) – 0,11 кбит/с (110 бит в секунду)
300 бод (Bell 103 или V.21) – 0,3 кбит/с
1200 бод (Bell 212A или V.22) – 1,2 кбит/с
2400 бод (V.22bis) – 2,4 кбит/с
2400 бод (V.26bis) – 2,4 кбит/с
4800 бод (V.27ter) – 4,8 кбит/с
9600 бод (V.32) – 9,6 кбит/с
14,4 кбит/с (V.32bis) – 14,4 кбит/с
28,8 кбит/с (V.34) – 28,8 кбит/с
33,6 кбит/с (V.34) – 33,6 кбит/с
56 кбит/с (V.90) – 56,0–33,6 кбит/с
56 кбит/с (V.92) – 56,0–48,0 кбит/с
ISDN – 64,0–128,0 кбит/с
Аппаратное сжатие (V.92/V.44) – 56,0–320,0 кбит/с (переменная)
Сжатие веб-сервера – 200,0–1000,0 кбит/с (переменная)