על טלפון, ADSL ורוחב פס.

מימים ימימה, רשת הטלפונים נועדה לשמש לשיחות קוליות בין אנשים.
בתחילתה, אם אדם א' רצה לדבר עם אדם ב', הם מתחו בעצמם קו פיזי בין הבתים שלהם. לא מאוד יעיל, ויצר בעיה רצינית של ריבוי חוטים בישובים.
ברגע שקמו חברות הטלפון, המצב התחיל להשתפר:
בכל ישוב הוקם משרד שכל הטלפונים חוברו אליו, ובתוכו מרכזן.
ברגע שמישהו התקשר למישהו באותו ישוב, המרכזן ראה אור מהבהב, הרים את השפורפרת, שאל למי רוצים להגיע, וחיבר את החוט לתקע המתאים.

מה קורה בשיחות בין עירוניות?
כל משרד מקומי היה מחובר בחוטים לכל המשרדים האחרים, ברגע שהמרכזן קיבל בקשה לשיחה בין עירונית, הוא התקשר למרכזן בישוב המתאים, הם הקימו חיבור בינהם בשביל השיחה הזו, והמרכזן השני חיבר גם בצד שלו את החוטים.
כמובן שהסידור הזה הגיע די מהר לבעיה דומה של ריבוי חוטים, וככה נוספו עוד ועוד רמות, עד לחמש רמות של מרכזיות.
עם הזמן גם פותחה טכנולוגיה של מרכזיות אוטומטיות, והמרכזנים פוטרו.
עכשיו נוצרה בעיה חדשה: איך לנצל את החוטים בצורה מקסימלית? הרי לא יתכן שנצטרך שכדי לתמוך ב100,000 שיחות טלפון בו זמנית נצטרך למתוח 100,000 חוטי טלפון בין המרכזיות.
הפתרון הוא להעביר כמה שיחות על אותו קו פיזי.
אפשר לעשות את זה אם מתקינים מעגל אלקטרוני במרכזיה, שמקפיץ את התדר של שיחה לפס תדרים פנוי, ומקפיץ חזרה לתחום הרגיל במרכזיה שלפני המשתמש בצד השני. כמובן, שכמה שנוכל להכניס יותר שיחות בצורה הזו נרוויח יותר. מכיוון שהקול האנושי נמצא בטווחי תדרים של 300-3000 הרץ, והמערכת נועדה לשיחות של אנשים, אין טעם להשתמש ברוחב פס יותר גדול מזה כדי להעביר שיחה. לכן התדרים מעל ומתחת לתחום הזה קוצצו על ידי מסנן במרכזיה, מה שאיפשר להכניס הרבה יותר שיחות ממה שהיה אם היו מעבירים את מלוא רוחב הפס שאנשים שומעים (כ20,000 הרץ).
הכל טוב ויפה, אבל ברגע שהתחילו להשתמש בקוי טלפון כדי להעביר נתונים, נוצרה בעיה – כי ברוחב הפס של 3000 הרץ אפשר להעביר מקסימום כ35,000 סיביות בשניה, במקרה הטוב.
בינתיים, חברות הכבלים התחילו להציע חיבור משותף של 10 מגה ביט לשניה, ווחברות הטלפוניה הורידו את הכפפות – או בעצם – הורידו את הפילטר.
המחסום לשיפור קצב העברת הנתונים הפך להיות אותו פילטר במרכזיה, שמאפשר לדחוף הרבה שיחות טלפון על קו אחד בין המרכזיות.
ברגע שנוצרה דרישה אמיתית לקצב העברת נתונים יותר רציני, חברות הטלפוניה הגדירו שרות חדש – DSL : Digital subscriber line, שאומר בעצם שמי שנרשם לDSL, מתחבר לסוויץ' אחר במרכזיה, בו אין פילטר, מה שמעביר את צוואר הבקבוק מההגבלה המלאכותית במרכזיה לאיכות ואורך הקו המחבר את המשתמש למרכזיה.
כמובן שצריך גם מודם מיוחד והכל.
תחום התדרים על הקו מחולק לשלושה פסים:
1. שיחות טלפון רגילות, שדורשות מעט מאוד.
2. פס יורד.
3. פס עולה.
אין בעיה טכנולוגית לחלק את שאר הפס בצורה שווה בין פס עולה ליורד, אבל מסיבות מסחריות רוב חברות הטלפון, ובמיוחד בזק בוחרות לחלק בצורה לא סימטרית – Asymmetric – ומכאן בא הA בADSL.
הסיבה היא שחברות הטלפוניה מוכרות חיבורים בטכנולוגיות אחרות, בעיקר למגזר העסקי, במחירים גבוהים, וברור להן שברגע שהן יחלקו בצורה שווה את רוחב הפס חברות רבות יעברו לשימוש בADSL.

המאמר הזה מבוסס על חלקים מהספר המצויין של אנדרו טננבאום – Computer networks.
אני לומד את הספר במסגרת קורס רשתות א' באוניברסיטה הפתוחה.