1.7. Необходимость коррекции и сжатия данных в модемах. Протоколы коррекции и сжатия данных

Рекомендация V.42

      МККТТ в качестве стандарта на защиту от ошибок в модемах принял в Рекомендации V.42 протокол LAPM (Line Access Protocol for Modems).

Протокол MNP

      С середины 80-х гг. в модемах начал широко применяться протокол MNP (Microcom Networking Protocol) компании Microcom (США). Этот протокол предусматривает обнаружение ошибок с помощью кода и повторный запрос ошибочно принятых блоков информации. Благодаря очень широкому использованию, протокол MNP превратился в фактический международный промышленный стандарт. Существует 10 классов этого протокола.

      В классе 4, наряду с протоколом исправления ошибок используются 2 метода повышения эффективности передачи: "Адаптивное изменение длины пакетов" (Adaptive Packet Assembly) и "Оптимизация фазы данных" (Data Phase Optimisation). Посредством адаптивного изменения длины пакетов модем непрерывно приспосабливается к уровню помех в канале связи. При малом числе ошибок автоматически увеличиваются размеры пакета (максимум до 256 байтов), чтобы повысить эффективность протокола путем уменьшения относительной доли служебной информации пакета, обеспечивающей управление передачей и контроль ошибок. В случае плохого канала протокол уменьшает размеры пакета (минимум до 32 байтов), чтобы уменьшить затраты времени на повторную передачу.

      В классе 5 протокола MNP в модемы вводится сжатие данных. Сжатие/расширение данных (Basic Data Compression) производится в процессе передачи с использованием адаптивного алгоритма. Например, при работе в диалоговом режиме сжатие данных ускоряет вывод информации на экран. Достигаемая степень сжатия зависит от типа передаваемого файла. Исполняемые файлы имеют наименьший коэффициент сжатия. Далее следуют файлы электронных таблиц. Наибольший коэффициент сжатия имеют текстовые файлы. Коэффициент сжатия изменяется в пределах от 1,3 до 2. Средний коэффициент сжатия составляет 1,6.

Рекомендация V.42bis

      Сжатие данных, наряду с защитой от ошибок, является той функцией, введение которой в модемы позволило значительно повысить их эффективность и, тем самым, продлить существование модемов на этапе перехода к полностью цифровым сетям. В то время, как протокол MNP (класс 5) стал фактическим промышленным стандартом на сжатие данных в модемах, МККТТ в качестве Рекомендации V.42bis принял метод сжатия данных BTLZ (British Telecom Lempel-Ziv), разработанный компанией British Telecom.

      Первым отличием алгоритма BTLZ от других алгоритмов является способ организации справочника, в котором хранятся более короткие коды, используемые для передачи вместо повторяющихся длинных отрезков данных.

      Другим преимуществом протокола BTLZ является его способность распознавать наличие последовательностей данных, близких к случайным. При обнаружении таких последовательностей алгоритм выключает механизм сжатия, продолжает контроль, и включает этот механизм при пропадании случайного характера последовательности данных. Другие рассмотренные протоколы в такой ситуации снижают пропускную способность до величины меньшей, чем даже номинальная скорость модема.

      При сжатии текстов с помощью протокола BTLZ могут быть получены коэффициенты сжатия до 3, в то время, как для более регулярных данных, таких, как файлы электронных таблиц и некоторые графические файлы, коэффициент сжатия может достигать значений 4.