O termo banda larga pode apresentar diferentes significados em diferentes contextos. A recomendação I.113 do setor de Padronização da UIT define banda larga como a capacidade de transmissão que é superior àquela da primária do ISDN a 2 ou 5 Megabits por segundo. O Brasil ainda não tem uma regulamentação que indique qual é a velocidade mínima para uma conexão ser considerada de banda larga. A Colômbia estabeleceu uma velocidade mínima de 1024kbps e os Estados Unidos de 25 Mbps. O significado já sofreu várias modificações conforme o tempo. Inicialmente, banda larga era o nome usado para definir qualquer conexão à internet acima da velocidade padrão dos modems analógicos (56 Kbps). Usando linhas analógicas convencionais, a velocidade máxima de conexão é de 56 Kbps. Para obter velocidade acima desta tem-se obrigatoriamente de optar por uma outra maneira de conexão do computador com o provedor. Atualmente existem inúmeras soluções no mercado. O termo pode ser usado como oposição à Banda estreita ou Banda base.
Tecnologias de banda larga ISDN (também conhecida por RDIS)
Utilizam as redes de telefonia convencionais para transmitir dados em alta velocidade que variam de 64 a 128 Kbps (ISDN). No Brasil foi conhecido por conexão ou link dedicado, mas foi superado pela redes ADSL, mais usadas atualmente. Em Portugal é utilizado o acrónimo RDIS (Rede Digital com Integração de Serviços ). Para uma rede de telefonia transmitir dados através destas tecnologias, ela precisa ser 50% digital além das companhias de telefone adaptarem uma aparelhagem que viabilize a conexão. Requer do usuário um modem apropriado. É possível ampliar esta tecnologia desde que as redes sejam substituídas por cabo de fibra óptica.
ADSL
ADSL é a sigla para Assymmetric Digital Subscriber Line ou "Linha Digital Assimétrica para Assinante", um tipo de conexão ADSL que permite a transferência digital de dados em alta velocidade por meio de linhas telefônicas comuns. É o tipo de conexão à internet em banda larga mais usado no Brasil e um dos mais conhecidos no mundo, tem a característica principal de que os dados podem trafegar mais rápido em um sentido do que em outro. É por causa dessas características que o ADSL ganhou o termo "assymmetric" (assimétrica) no nome, pois indica que a tecnologia possui maior velocidade para download e menor velocidade para upload. A grande vantagem do ADSL é que o usuário é conectado ponto a ponto com a central telefônica, sem precisar compartilhar sua linha com outros usuários, contrariamente ao modem a cabo. O modem ou roteador ADSL pode ser ligado ao computador via uma placa ethernet, através de uma porta USB ou ainda em modo wireless (sem fio).
Funcionamento da tecnologia ADSL A tecnologia ADSL divide a linha telefônica em três canais virtuais: para voz; para download (de velocidade alta); e para upload (com velocidade média se comparado ao canal de download).
Teoricamente a velocidade de download podem variar de 256 Kb/s até 6.1 Mb/s. No upload a taxa pode variar de 16 Kb/s até 640 Kb/s dependendo da infra-estrutura do fornecedor do serviço. Como são três canais, isso permite que o usuário fale ao telefone e ao mesmo tempo navegue na internet. Para separar voz de dados na linha telefônica, é instalado na linha do usuário um aparelho chamado Splitter, onde conectam-se dois cabos: um para o telefone e outro para o modem.
Na central telefônica também há uma espécie de Splitter. Quando se realiza uma chamada telefônica (voz), o sinal é encaminhado para a rede de comutação de circuitos da companhia telefônica PSTN (Public Switched Telephone Network) seguindo seu caminho habitual. Quando se utiliza a internet, o sinal é encaminhado ao DSLAM. A linha telefônica somente para voz utiliza somente freqüências baixas, entre 300 Hz e 4000 Hz. Mas é possível usar taxas mais altas, que acabam sendo desperdiçadas. A tecnologia ADSL aproveita para a transmissão de dados as freqüências não utilizadas usando um modem específico que se conecta a um equipamento na central telefônica.
A linha telefônica serve como "estrada" para a comunicação entre esses dois pontos usando frequências acima de 5000 Hz, não interferindo na comunicação de voz (que funciona entre 300 Hz e 4000 Hz). Não é necessário pagar pulsos telefônicos, pois a conexão ocorre por intermédio do modem e não discando para um número específico, como é feito com o acesso à internet via conexão discada. Todo o funcionamento do ADSL não se refere à linha telefônica, pois esta é apenas um "caminho", para que o modem estabeleça uma conexão com o modem da central telefônica, que acessa um roteador, em seguida um provedor e finalmente a internet. É importante frisar que é possível que este sinal saia diretamente do roteador para a internet. No Brasil, o uso de provedor é obrigatório por regras da Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações).
O sinal, depois de enviado à central telefônica, é separado, e os dados vão para um equipamento DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer), que limita a velocidade do usuário e une várias linhas ADSL (é esse equipamento que limita a velocidade da conexão mesmo quando esta suporta velocidades mais altas) enviando o sinal para uma linha ATM (Asynchronous Transfer Mode) de alta velocidade que está conectada à internet. A central telefônica suporta uma certa quantidade de usuários ao mesmo tempo, cabendo ao DSLAN gerenciar todas essas conexões, "agrupá-las" e enviar esse grupo de conexões à linha ATM, como se fosse uma única conexão.
Limitações As empresas que fornecem ADSL só o fazem se o local do usuário não estiver a mais de 5 km da central telefônica, em virtude de quanto mais longe estiver, menor será a velocidade que o usuário pode ter e a conexão sofre instabilidades ocasionais, pelo ruído (interferência) que ocorre entre um ponto e outro. Quanto maior essa distância, maior é a taxa de ruído. Para que haja uma conexão aceitável é utilizado o limite de 5 km. Acima disso pode ser possível, mas inviável o uso de ADSL.
Protocolo PPPoE Em muitos casos é necessário usar um programa para se conectar à internet, porque apesar de ADSL permitir uma conexão permanente usando unicamente o modem. O ADSL, por si só, é um meio físico de conexão, que trabalha com os sinais elétricos que serão enviados e recebidos. Funcionando dessa forma, é necessário um protocolo para encapsular os dados de seu computador até a central telefônica. O protocolo mais utilizado para essa finalidade é o PPPoE (Point-to-Point over Ethernet RFC 2516).
O protocolo PPPoE trabalha com a tecnologia Ethernet, que é usada para ligar sua placa de rede ao modem, permitindo a autenticação para a conexão e aquisição de um endereço IP à máquina do usuário. É por isso que cada vez mais as empresas que oferecem ADSL usam programas ou o navegador de internet do usuário para que este se autentique. Autenticando, é mais fácil identificar o usuário conectado e controlar suas ações.
Os primeiros serviços de ADSL do país davam IP fixo ao usuário, sem necessidade de usar o PPPoE, pois, naquela época, o protocolo PPPoE era novo (foi homologado em 1999) e, conseqüentemente, pouco conhecido. Com isso, o usuário usava ADSL através de uma conexão direta do modem à central telefônica, sem necessidade de autenticar-se. Mas quando as empresas começaram a descobrir as vantagens do PPPoE passaram a implantá-lo, permitindo que a companhia tenha mais controle sobre as ações do usuário.
Modem a cabo (Cable Modem)
Esta tecnologia, também conhecida por Cable Modem, utiliza as redes de transmissão de TV por cabo convencionais (chamadas de televisão a cabo - Community Antenna Television) para transmitir dados em velocidades que variam de 70 Kbps a 150 Mbps, fazendo uso da porção de banda não utilizada pela TV a cabo.
Wireless/Rádio Utiliza ondas de Rádio-freqüência para transmitir os dados. Há várias tecnologias em uso no Brasil, sendo bastante comum confundi-las. thumb|right|180px|Roteador Wireless
Radio MMDS/LMDS - tecnologia que está se espalhando pelo interior do Brasil, devido ao baixo custo de manutenção e boas taxas de preço e velocidade. Consiste em distribuir o sinal da Internet captado por uma linha E1 utilizando antenas e o distribuindo através de POPs (Point of Presence) espalhados pela cidade, formando uma grande rede de usuários. É muito comum haver grupos de assinantes - condomínios por exemplo - que juntos custeam e dividem o custo de todo o equipamento necessário para levar o sinal até suas residências, tornando o preço individual ainda mais baixo. A velocidade de acesso corresponde à contratada pelo assinante com o provedor. Wireless WiFi - tecnologia popularmente conhecida como Wi-Fi, consiste em jogar um sinal de rede numa determinada área para que assinantes com modems e adequados em seus computadores captem o sinal e acessem a Internet sem usar um fio sequer. Todos os laptops fabricados a partir de 2003 já vem preparados para este tipo de acesso, bem como todos os modelos de Macintosh. Os pontos que disponibilizam o sinal são chamados Hotspots e podem ser públicos (Cafés, Aeroportos) ou privados. WiMAX - esta tecnologia estende o alcance do sinal Wi-Fi a grandes distâncias, podendo cobrir cidades inteiras com uso de repetidores de sinal. Nos Estados Unidos, o Google está cobrindo várias cidades com esta tecnologia. No Brasil o Ministro Hélio Costa disse que esta será a tecnologia como canal de retorno da TV Digital e banda larga gratuita do governo a ser implantada até 2014. Celular - As redes de telefonia celular 3G permitem o acesso sem fio em alta velocidade à computadores e dispositivos móveis. Chegou ao Brasil em 2007 e vem se expandindo apesar do alto preço por dados trafegado. A rede 4G promete ser ainda mais veloz e potente com grande cobertura de sinal. Em 2008 foi testada no Japão. Por ser bancada pelas empresas de telefonia que investem pesadamente no ramo, especialistas prevêem que o 4G substituirá o WiMax rapidamente nos próximos anos.
Satélite - Usada em menor escala por empresas e instituições financeiras, esta tecnologia utiliza satélites de comunicação para transmitir o sinal diretamente aos computadores que os captam através de antenas parabólicas comuns e receptores. A grande vantagem é que pode-se estabelecer conexão em qualquer parte do país, até mesmo em áreas remotas. A velocidade depende do satélite envolvido e do serviço. No Brasil, a Embratel oferece o serviço pela Embratel Star One — bidirecional completo — tanto para usuários residenciais como corporativos. Nos anos 90, a DIRECTV tentou emplacar um serviço desse tipo a consumidores residenciais nos Estados Unidos, mas não obteve sucesso, principalmente pela banda de transmissão ser unidirecional - era capaz de apenas receber informações, sendo necessário um modem simples para a transmissão.
PLC
Ainda no campo da pesquisa por mais de oito anos nos Estados Unidos, consiste em transmitir os sinais de Internet através da rede elétrica. Nunca foi implantada comercialmente e um dos seus maiores problemas é que quanto maior a distância da casa do usuário aos servidores do provedor, pior fica a recepção e a velocidade. Atualmente vem sendo testada no Brasil nos estados de São Paulo, Paraná e Minas Gerais (pela Enel, Copel e CEMIG, respectivamente). Também foi testada pela CEEE em Porto Alegre, em programa de inclusão digital.
O grande problema são os transformadores. O sinal até poderia ser transmitido a longas distâncias, porém os dados se perdem quando chegam aos transformadores. O caso mais próximo do sucesso deu-se na Alemanha, onde os transformadores não ficam nos postes, mas nas próprias residências. Porém, o sucesso não foi absoluto, devido à dificuldade de lidar com a alta tensão encontrada antes dos transformadores.