Стиснення даних за стандартами V.42bis

В даний час методи стиснення даних, включені до протоколів MNP5 і MNP7, цілеспрямовано замінюються на метод, заснований на алгоритмі словникового типу Лемпеля-Зіва-Уелча (LZW-алгоритмі). LZW-алгоритм має дві головні переваги:

· Забезпечує досягнення коефіцієнта стиснення 4: 1 файлів з оптимальною структурою;

· LZW-метод затверджений ITU-T як складова частина стандарту V.42bis..

Метод стиснення даних LZW заснований на створенні деревовидного словника послідовностей символів, в якому кожній послідовності відповідає єдине кодове слово. Вхідний потік даних послідовно, символ за символом, порівнюється з наявними у словнику послідовностями. Після того, як у словнику буде знайдена кодована послідовність, ідентична вхідний, модем передає відповідне їй кодове слово. Алгоритм динамічно створює і оновлює словник символьних послідовностей.

Розглянемо, наприклад, послідовності А, АУ, БАР, БАС, БИС, ШАГ, ШАР і ШУМ. На рис. показано, як ці послідовності будуть виглядати у вигляді дерев у словнику стандарту V.42bis. Кожен шлях від кореневого вузла до вершини дерева являє собою послідовність, яка може бути закодована за допомогою одного кодового слова. Наявні послідовності можуть розширюватися до тих пір, поки не буде досягнута їх максимальна довжина. Можна додавати нові послідовності, причому єдиним обмеженням є обсяг використовуваного словника.

Приклад структури деревовидного словника послідовностей стандарту V.42bis

Алгоритм стиснення, який визначається стандартом V.42bis, вельми гнучкий. До параметрів, значення яких можуть бути узгоджені між модемами, відносяться: максимальний розмір кодового слова, загальне число кодових слів, розмір символу, кількість символів в алфавіті і максимальна довжина послідовності. Крім того, алгоритм здійснює моніторинг вхідної і вихідної потоку даних для визначення ефективності стиснення. Якщо стиснення не відбувається або воно неможливе (в силу природи переданих даних) алгоритм припиняє свою роботу. Ця властивість забезпечує найкращі робочі характеристики при передачі файлів, які вже були стиснуті (архівовані), або які не піддаються стисненню.

6. MNP–протоколи, режими MNP –протоколів.

MNP-протоколи MNP (Microcom Network Protocols) – серія найбільш поширених апаратних протоколів, вперше реалізована на модемах фірми Microcom. Ці протоколи забезпечують автоматичну корекцію помилок і компресію переданих даних. Зараз відомі 10 протоколів.

MNP1. Протокол корекції помилок, що використовує асинхронний напівдуплексний метод передачі даних. Це найпростіший з протоколів MNP.

MNP2. Протокол корекції помилок, що використовує асинхронний дуплексний метод передачі даних.

MNP3. Протокол корекції помилок, що використовує синхронний дуплексний метод передучі даних між модемами (інтерфейс модем – комп'ютер залишається асинхронним). Так як при асинхронній передачі використовується десять біт на байт – вісім біт даних, стартовий біт і стоповий біт, а при синхронній тільки вісім, то в цьому криється можливість прискорити обмін даними на 20%.

MNP4. Протокол, який використовує синхронний метод передачі, забезпечує оптимізацію фази даних, яка дещо покращує неефективність протоколів MNP2 і MNP3. Крім того, при зміні числа помилок на лінії відповідно змінюється і розмір блоків переданих даних. При збільшенні числа помилок розмір блоків зменшується, збільшується ймовірність успішного проходження окремих блоків. Ефективність цього методу становить близько 20% у порівнянні з простою передачею даних.

MNP5. Додатково до методів MNP4, MNP5 часто використовує простий метод стиснення інформації, що передається. Символи, які часто зустрічаються в передаваному блоці, кодуються ланцюжками бітів меншої довжини, ніж символи, які рідко зустрічаються. Додатково кодуються довгі ланцюжки однакових символів. Зазвичай при цьому текстові файли стискаються до 35% своєї початкової довжини. Разом з 20% MNP4 це дає підвищення ефективності до 50%. Зауважимо, що якщо ви передаєте вже стиснені файли, а в більшості це так і є, додаткового збільшення ефективності за рахунок стиснення даних модемом не відбувається.

MNP6. Додатково до методів протоколу MNP5 автоматично перемикається між дуплексним та напівдуплексним методами передачі в залежності від типу інформації. Протокол MNP6 також забезпечує сумісність з протоколом V.29.

MNP7. У порівнянні з ранніми протоколами використовує більш ефективний метод стиснення даних.

MNP9. Використовує протокол V.32 і відповідний метод роботи, що забезпечує сумісніть з низькошвидкісними модемами.

MNP10. Призначений для забезпечення зв'язку на сильно зашумленних лініях, таких, як лінії стільникового зв'язку, міжміські лінії, сільські лінії. Це досягається за допомогою таких методів:

· Багаторазового повторення спроби встановити зв'язок

· Зміни розміру пакетів відповідно до зміни рівня перешкод на лінії

· Динамічнї зміни швидкості передачі відповідно до рівня перешкод лінії

Всі протоколи MNP сумісні між собою знизу вгору. При встановленні зв'язку відбувається установка найвищого можливого рівня MNP-протоколу. Якщо ж один з модемів не підтримує протокол MNP, то MNP-модем працює без MNP-протоколу. У теперішній час за кордоном широко використовуються модеми, в яких застосовані класи 4 і 5 протоколу MNP. Більш високі класи не отримали поки широкого визнання.