Почему dial-up интернет имеет максимальную скорость 56 кбит/с?

Самым прямым... По обычному проводу больше не передашь...

Если в двух словах - это ограничение связано с частотной полосой пропускания телефонных коммутируемых каналов. Можно, конечно, путём изощрённой модуляции поптаться получить и бОльшую скорость, но связь будет крайне неустойчивой.

Технологии семейства xDSL, которые тоже работают по телефонной линии, но не используют коммутируемый канал, позволяют получать значительно бОльшие скорости.

"В лоб", то есть напрямую, больше 2400 бод не передашь. 56К достигнуто только засчет изощренного кодирования (треллис) и модуляции передаваемого сигнала.

Так называемый диалап (dial-up). Кода модем (модулятор-демодулятор — преобразует аналоговый сигнал из телефонной линии в цифровой для компьютера и обратно) набирает по обычной телефонной линии номер сервера для выхода в интернет, устанавливает соединение и, собственно, обеспечивает выход в интернет.

В тонкости вдаваться не будем, но максимальная скорость при таком соединении от сервера (из интернета) к компьютеру составляет всего 56 Кбит/с. (от компьютера к серверу немного меньше). Здесь без вариантов — с какой скоростью Ваш модем соединился с модемом сервера, с такой скоростью и будет работа с ресурсами в интернете. Выше нельзя по причине ограниченного ресурса медной пары...

Сигнал разговорного канала оцифровывается в абонентском комплекте на АТС, и превращается в цифровой поток 64 кбит/с. Это теоретический предел передачи цифры по коммутируемому каналу. Но и его достичь нельзя из-за потерь, связанных с тем, что на абонентском участке происходит дурацкое преобразование цифры в аналог (в модеме), а аналога опять в цифру (в абонентском комплекте).

Это скорее максимально достижимая при условии использования цифровой линии с поддержкой DS0, на аналоговой линии намного меньше и то с использованием специальных протоколов и методов компрессии но 56Kbit/s это недостижимая скорость для аналогового сигнала !