Протокол V.42bis и скорость порта

Выбор данных

Результаты, показанные V.44

2.3 Можно ли сжимать сильнее?

3 Рассмотрение других протоколов………………………………………………9

3.1 Протокол MNP5

1 Протокол модемной связи. Протокол V.44.

При установке связи между двумя компьютерами модемы должны предоставить друг другу информацию о скорости связи, корректировке ошибок и сжатии данных. Для этого и существуют протоколы — стандартизированные алгоритмы работы модема.

Технология модемной связи в полосе голосовых частот является самым доступным способом обмена данными во всем мире. Однако, доступность и распространенность накладывают некоторые ограничения.

В силу узкой частотной полосы и разного качества работы каналов связи, скорости обмена данными достаточно низки по сравнению с широкополосным доступом. Как следствие, значим каждый передаваемый байт. Еще на заре использования модемов выяснилось, что одним из лучших способов увеличить скорость обмена данными по медленному каналу связи является сжатие данных непосредственно перед их отправкой с соответствующей обратной процедурой при их получении. Стандарты сжатия данных разрабатывались в течение ряда лет, и самым распространенным стал стандарт V.42bis.

С целью максимального распространения технологий сжатия данных, механизм такого сжатия реализуется на самом низком возможном уровне OSI, чуть выше уровня канала данных. В этом случае использование преимуществ от сжатия данных достигается независимо от используемых платформ и операционных систем. В силу этого, сжатие данных V.42bis реализуется непосредственно в модеме, а не в виде приложения для процессора компьютера.

В некоторых модемах есть встроенная функция сжатия исходящих данных, позволяющая сберечь время и деньги пользователям модемов. В зависимости от объема отправляемых данных, информация может быть сжата до четвертой части от первоначального объема, тем самым достигая эффективного учетверения скорости модема, по крайней мере в теории. При этом подразумевается, что модем поддерживает стандарт сжатия данных V.42bis и что ранее данные не были сжаты программно. На самом деле подобное сжатие данных имеет смысл для HTML-кода и текстовых файлов в Internet. Графические файлы, архивы .ZIP или .EXE уже сжаты, как и файлы .PDF (Adobe Acrobat Reader). Пропускная способность модема также зависит от микросхемы UART, применяемой последовательным портом, встроенным во внутренний модем или подключенным ко внешнему модему, а также USB - портом, используемым вместо последовательного интерфейса. Подобно коррекции ошибок, сжатие данных выполняется коммуникационным программным обеспечением. Обратите внимание, что одни типы файлов (например, текстовые файлы или растровые рисунки) хорошо сжимаются, в то время как другие (например, GIF или ZIP) уже являются сжатыми. При передаче таких файлов вы не добьетесь существенного увеличения скорости передачи.

В силу этого, алгоритм сжатия данных должен иметь следующие свойства:

· Низкие затраты на вычисления, поскольку модемные процессоры обычно слабее, чем процессоры компьютеров.

· Низкие требования к памяти, поскольку в целях поддержания ценовой доступности, объем оперативной памяти в модемах ограничен.

· Малое время обработки, поскольку, в силу особенностей применения, количество времени на обработку кодирования и декодирования информации должно быть незначительным.

Стандарт V.42bis получил широкое распространение в области аналоговых модемов. С подобной проблемой столкнулась и компания Hughes Network System при разработке изделий VSAT и DirecPC, в которых Hughes реализовала алгоритм сжатия данных со сходными ограничениями. Этот алгоритм наилучшим образом подходит к сетям с пакетным обменом и широко используется в спутниковых сетях HNS. В конце 1999 года, Hughes предложила использовать разработанный алгоритм в качестве альтернативы V.42bis. Алгоритм был рассмотрен американскими и международными центрами стандартизации и был принят в качестве нового стандарта сжатия данных V.44.

1.1 Краткая история о МСЭ

Международный союз электросвязи — одна из старейших ныне существующих международных организаций. На момент создания МСЭ единственным средством электросвязи был электрический телеграф. С 1849 года телеграфная связь стала межгосударственной, и это потребовало достижения совместимости телеграфного оборудования, используемого в разных странах, параметров передаваемых сигналов, а также решения множества организационных, правовых (а иногда и политических) вопросов. Новая техника связи требовала новых международных договорённостей по вопросам, никогда ранее не стоявшим на повестке дня. Первая международная телеграфная конвенция и «Регламент телеграфной связи» были приняты двадцатью государствами, включая Россию,17 мая 1865 года в Париже. Тогда же и был основан «Международный телеграфный союз» (фр. Union internationale du télégraphe).

В 1932 году «Международный телеграфный союз» в связи с развитием техники электросвязи был переименован в «Международный союз электросвязи», а в 1947 году он стал специализированным учреждением ООН.

В 1992 году была изменена структура МСЭ.

Стандарты (точнее, по терминологии МСЭ — рекомендации, англ. Recommendations) не являются обязательными, но широко поддерживаются, так как облегчают взаимодействие между сетями связи и позволяют провайдерам предоставлять услуги по всему миру.

Стандарты МСЭ

· MML

· Fax

· Virtual terminal

· TTCN

· Open Document Architecture

· Open Document Interchange Format

· ISDN

· GDMO

· CHILL

· CLNS

· Asynchronous Transfer Mode

· ADSL

· Common management interface protocol

· План нумерации

· H.263

· H.264

· E.164

· X.400

· X.500

· Сетевая модель OSI (это также стандарт ISO)

· XML Encoding Rules

· V.24

· V.92 технология по протоколу v.44 сжатье данных в модемах

· T.38

· P.563(объективная пассивная MOS оценка)

1.2 Список стандартных протоколов

Стандартные протоколы утверждены Международным телекоммуникационным союзом (ITU).

V.21

Обеспечивает скорость передачи данных 300 бит/с в дуплексном режиме. Допускает также передачу факсимильных сообщений.

V.22

Скорость составляет 1200 бит/с в полудуплексном режиме.

V.22bis

Вторая редакция протокола V.22, отличается увеличенной скоростью 2400 бит/с и допускает дуплексный режим.

V.23

Асимметричный протокол 75 бит/с в восходящем (от пользователя) канале и 600 или 1200 бит/с — в нисходящем. В конце 1980-х — начале 1990-х годов множество выпускавшихся тогда нестандартных модемов, использовавших нестандартную, как правило — реализуемую программно модуляцию маркировались как соответствующие стандарту «V.23 mode 2». На практике они не были совместимы между собой, а реальная скорость работы более быстрого канала могла колебаться от 300 до 5600 бит/с. Наиболее известным представителем такого типа модемов являлись модемы Лександ. Модификация протокола V.23 позволяющая менять восходящий и нисходящий канал местами в процессе работы используется во французской компьютерной сети Минитель (фр. Minitel).

V.29

Асимметричный протокол 2400/2400-4800-7200-9600, позволяющий переключать направление, в котором работает более скоростной канал в процессе работы. Является стандартным для факсов, но в модемах большого распространения не получил в связи с более низкой помехоустойчивостью, чем V.32 и рядом проблем с патентами.

V.32

Дуплексный режим. скорость 4800 и 9600 бит/с, допускает автоматическую настройку скорости передачи.

V.32bis

Расширение V.32 до скорости 14400 бит/с.

V.32terbo

Расширение V.32 до скорости 19200 бит/с, а у USR Courier до 21600 бит/с.

V.34

Дуплексный протокол, максимальная скорость 28800 бит/с. Может также поддерживать 24000 и 19200 бит/с.

V.34bis

Другое название — V.34+. Максимальная скорость 33600 бит/с. Пониженные скорости: 31200, 24000 и 19200 бит/с.

V.42

Протокол обнаружения и коррекции ошибок для передачи данных с высокими скоростями.

V.42bis

Протокол сжатия данных. Допускает переключение из режима сжатия в прозрачный режим и обратно, причем независимо для каждого направления.

V.44

Протокол сжатия данных.

V.70

Обеспечивает одновременную передачу голоса и данных.

V.80

Протокол видеосвязи. Обеспечивает скорость передачи видео до 10—15 кадров в секунду.

V.90

Дуплексный асимметричный высокоскоростной протокол передачи. Скорость в прямом направлении достигает 56000 бит/с, а в обратном — 33600 бит/с.

V.92

Самый современный протокол. Скорость в прямом направлении 56000 бит/с, а в обратном — 48600 бит/с.

1.3 Не стандартизированные протоколы

Помимо протоколов утверждённых ITU, существует множество других, которые были разработаны производителями оборудования или же приняты в какой-то стране.

· Bell 103 и Bell 212A — применялись в США до принятия стандартов ITU-T V.21 и V.22 соответственно

· Bell 202 — ещё один ранний протокол модемной связи, похожий на V.23

· HST — фирменный протокол компании U.S.Robotics, доступный только в модемах семейства Courier и серверах доступа. Особенностью протокола является адаптивный дуплекс — детектирование потока данных с последующим согласованием большей скорости от передающей стороны к принимающей. Современная скорость 450/16800 бит/с, в более ранних версиях 300/14400 бит/с и 300/9600 бит/с. Выдающаяся помехоустойчивость — одно из преимуществ протокола, позволяющая передавать данные на высокой скорости через такие линии, где использование протоколов семейства ITU-T аналогичной скорости практически лишено смысла.

· V.FC или V.fast — протокол разработанный компанией Rockwell. Поддерживает скорость связи от 14400 до 28800 бит/с. Помимо модемов Rockwell встречался и в старых модемах USRobotics наравне с V.34.

· K56flex и x2 — одновременно разработаны компаниями Lucent и Rockwell с одной стороны и U.S. Robotics с другой. Поддерживают скорость связи до 56000 бит/с, но взаимно несовместимы. Использование было актуально до принятия стандартаITU-T V.90, в настоящее время практического смысла в применении не имеют.

· PEP — (Packet Ensemble Protocol) фирменный протокол компании Telebit с адаптивным дуплексом, скорость до 18000 бит/с в идеальных условиях, и 23000 бит/с для TurboPEP, более новой версии. Высочайшая помехоустойчивость достигается делением частотного спектра ТЧ на 512 каналов, с передачей данных только по тем из них, которые позволяют принимать 6-битные пакеты данных без потерь. Несмотря на банкротство Telebit, и появление высокоскоростных протоколов V.34 иV.90, модемы Telebit до сих пор могут быть востребованными благодаря наличию PEP/TurboPEP для передачи данных при соединении точка-точка.

· ZYX — фирменный протокол компании ZyXEL, впервые примененный в модемах семейства U-1496. Дуплексный, скорость передачи данных 16800 бит/с и 19200 бит/с (только для моделей с индексом «+»). После принятия стандарта V.34практическое применение лишено смысла.

· ATMT (Адаптивная ТрансМультиплексорная Технология) — фирменный протокол компании Proxyma Communications для модемов серии CyBear T34 (также известных под маркой Zelax Т34). Полудуплексный, скорость передачи — до 30000 бит/с (адаптивно с шагом 75 бит/с) в режиме коммутируемого канала; на стандартном диапазоне ТЧ 300...3400 Гц — 24000 бит/с. В случае асимметрии потоков данных пропускная способность модема перераспределяется между направлениями. Тип модуляции — многоканальная (до 60 каналов по 75 Гц) АФМ с нелинейным кодированием и числом точек сигнального пространства до 256. Предназначен для работы на линиях с высоким уровнем шумов и импульсных помех, каналах с ограниченным спектром частот.

1.4 Протоколы передачи факсимильных сообщений

V.17ter

Скорость до 19200 бит/с, встречается не во всех модемах.

V.17

Скорость до 14400 бит/с, используется в современных модемах, но поскольку большинство факсимильных аппаратов рассчитано на 9600 бит/с, на практике преимуществ не даёт.

V.27ter

Скорость 2400—4800 бит/с, встречается в старых модемах, но его поддерживают и многие современные модемы.

V.29

Скорость 7200—9600 бит/с, поддерживают все современные модемы.