38. Протоколы коррекции и сжатия данных, используемые в модемах.

Важным свойством модемом является возможность коррекции ошибок и сжатия информации. Ошибки корректируются путем повторной пересылки ошибочных блоков. Ошибки контролируются с использованием CRC ( проверка на основе циклических кодов ). С середины 80-х и в настоящее время широко используется протокол MNP. К настоящему времени существует уже 10 классов этого протокола. Основным принципом протокола является совместимость разных классов, но нет строгого иерархического деления классов. При установлении соединения производится анализ определенных параметров для определения, по какому максимальному классу они могут взаимодействовать между собой ( используется наивысший протокол, поддерживаемый с обеих сторон ). В более старших классах сохраняются возможности младших классов. Начиная с 3-го класса имеется возможность асинхронной и синхронной передач информации в дуплексном и полудуплексном режимах. Наиболее распространены 4, 5, 7 и 10 классы.

MNP 1.

Для модемов, передающих информацию в асинхронном полудуплексном режиме с побайтовой организацией. Эффективность 70%. ( 2400Кбит/с  1680Кбит/с). Под эффективностью понимается отношение средних скоростей передачи информации на стыке с ООД и в канале связи в %. Протокол коррекции ошибок.

MNP 2.

Асинхронная дуплексная передача данных с побайтовой организацией. Эффективность 80%. Протокол коррекции ошибок.

MNP 3.

Синхронная дуплексная передача данных с побитовой организацией. Эффективность 108%. Протокол коррекции ошибок.

MNP 4.

Наряду с протоколом коррекции ошибок используются 2 метода повышения эффективности передачи:

- адаптивное изменение длины пакетов. Модем непрерывно приспосабливается к уровню помех в канале связи. При малом числе ошибок автоматически увеличивается размер пакетов ( макс. До 256 байт ), чтобы повысить эффективность протокола путем снижения доли служебной информации пакета. В случае плохого качества канала протокол уменьшает размер пакетов ( минимум до 32 байт ), чтобы уменьшить затраты времени на повторную передачу.

- оптимизация фазы данных. Повышает производительность, уменьшая затраты на вспомогательную информацию.

Эффективность до 120%. Данный класс протокола MNP помещен в качестве альтернативного рекомендации V.42.

MNP 5.

Помимо новшеств MNP 4, в данном протоколе применено сжатие данных. Сжатие/расширение данных производится в процессе передачи с использованием адаптивного алгоритма. Часто встречаемые символы кодируются цепочками битов меньшей длины. Коэффициент сжатия от 1.3 до 2. Эффективность протокола до 200%. Используется совместно с MNP 2-4.

MNP 6.

Снабжен адаптивностью скорости передачи, рассчитан на работу до 9.6 Кбит/с. Имеется возможность автоматического переключения из дуплексного режима в полудуплексный и наоборот.

MNP 7.

Применена усовершенствованная процедура сжатия данных, совместимая с процедурой класса MNP 5, но более эффективная. Коэффициент сжатия возрастает до 2,4. Эффективность протокола до 300%.

MNP 8, 9.

Имеют еще более мощные алгоритмы сжатия.

MNP 10.

Протокол ориентирован на работу в сетях с высоким уровнем шумов ( сотовые, сельские, междугородние ). Надежность достигается благодаря многократным попыткам установить связь для выхода на канал лучшего качества. Используется адаптивное изменение длины пакета в зависимости от качества канала в течении фазы передачи данных, а так же изменение скорости передачи.

Рекомендация V.41.

Защита от ошибок с использованием решающей обратной связи с циклическим кодом в режиме обнаружения ошибок с образующим полиномом 16-й степени. В зависимости от качества канала длина блоков может меняться - 260 , 500, 960 или 3860 бит. Из них 16 проверочные и 4 служебные, а остальные информационные.

Рекомендация V.42.

МККТТ в качестве стандарта защиты от ошибок в модемах приняла в данной рекомендации протокол LAPM. Это объясняется совместимостью данного протокола с другими раннее принятыми МККТТ протоколами для цифровых сетей с пакетной коммутацией Х.25 ( протокол LAPB ) и для цифровых сетей интегрального обслуживания ( протокол LAPD ). Скорость передачи до 32Кбит/с. Эффективность протоколов LAPM и MNP 4 примерно одинакова. Протокол MNP 4 помещен в качестве альтернативного рекомендации V.42. В последнее время протоколы LAPM совместно с MNP стали широко вводиться практически во все выпускаемые модемы.

Протоколы MNP 5 и 7 используются в данной рекомендации для сжатия и коррекции данных.

Рекомендация V.42bis.

МККТТ в данной рекомендации вместо MNP 5 и 7 принял новый метод сжатия данных BTLZ. Выбор данного метода был основан на основе анализа результатов испытаний различных методов сжатия. По данным этих испытаний метод BTLZ обеспечивал наиболее высокую степень сжатия, более эффективное использование памяти и ресурсов процессора. Коэффициент сжатия достигает 4. Данный протокол сильно чувствителен к ошибкам в потоке данных, поэтому он должен использоваться в сочетании с исправлением ошибок. По этой причине он введен как рекомендация V.42bis ( добавление к рекомендации V.42 ).

Рекомендация V.44.

V.44 – это новый компрессионный стандарт, разработанный для замены V.42bis. Более высокий уровень компрессии позволяет «скачивать» информацию из Интернета на 20-60% быстрее. Алгоритм сжатия в V.44 наилучшим образом подходит к сетям с пакетным обменом и широко используется в спутниковых сетях HNS.

Основные отличия от V.42bis.

1. Более высокая эффективность сжатия всех типов данных.

2. Большая гибкость в организации словарей сжатия и управления ими.

3. Ассимитричность словарей сжатия в направлении приема и передачи, что позволяет более эффективно использовать оперативную память модема.