Параметри стиснення

Стандарт V.42bis не тільки визначає необхідність використання LZW в якості алгоритму стиснення, але і регламентує деякі параметри виконання стиснення (наприклад, обсяг словника), а також методи очищення словника. При цьому одні параметри узгоджуються під час встановлення з'єднання з модемом, а інші деталі, наприклад, очищення словника, - безпосередньо під час сеансу передачі. Наступний алгоритм стиснення даних, V.44 є одним з варіантів алгоритму. Тестування проведені виробниками модемів показали, що при обробці ряду тестових файлів алгоритм V.44 забезпечує ступінь стиску на 12-230% більше, ніж алгоритм V.42bis (в середньому на 25%), що еквівалентна підвищення робочої швидкості модему на чверть. Цей алгоритм стиснення рекомендований стандартом V.92 для використання в модемах комутованих ліній, що сприяло збільшенню швидкості передачі даних такими модемами до 300 кубіт / с. Такий факт зробив їх конкурентоспроможними в порівняно з цифровою абонентською лінією (DSL) і кабельними модемами.

Помилки при передачі стиснених даних. Стиснення збільшує пропускну здатність систем передачі даних, але якщо один / більше бітів будуть передані з помилкою, це може призвести до дуже негатисних наслідків при відновленні потоку даних. Звідси, застосування методів стиснення даних нерозривно пов'язане з використанням методів виявлення та виправлення помилок. Наприклад, покажемо до чого може привести помилка при передачі по АААААААА послідовності символів. Припустимо, що алгоритм стиснення передбачає заміну рядка, яка включає більше трьох однакових символів, послідовністю, який складається з таких елементів: <спеціального символ> - означає, що було виконано стиск; <число> - зазначає, скільки символів замінено; <символ> - утворює рядок, що підлягає стисненню. Вважаємо, що <спеціальний символ> представлений послідовністю бітів 11111111, а символ А - послідовністю 01000001.

Покажемо, до чого може привести помилка усього лише в одному символі переданої послідовності бітів. На рис. 4.5а показана першопочаткова послідовність, що складається з восьми символів А, а на рис. 4.5б відбиття послідовність символів, отриману після стиснення, - 5с і 4, де 5с - це спеціальний символ, за допомогою якого приймає модему вказується, що було виконано стиснення. Двійкове подання переданої послідовності символів показано на рис. 4.5в. Фактично за допомогою цієї послідовності довжиною 24 біта додатково передається ще 40 біт інформації, оскільки за допомогою 3 символів закодовано 8 символів.

На рис. 4.5г показаний приклад помилки в символі, в результаті якої було змінено передостанній біт переданої послідовності. Це призвело до зміни самого символу, оскільки послідовність бітів 01000001 відповідає кодовому значенням 65, тобто символу А, а прийнята послідовність бітів 01000011 відповідає значенню 67, тобто символу С. У результаті після відновлення прийнятих стиснених даних вийде послідовність з восьми символів З (3.4 рис., Е).

а) послідовність однакових символів: АААААААА

б) послідовність символів після стиснення: Бас 8 А / \ / \ / \

в) двійкове подання переданих даних: 11111111 00001000 01000001

г) помилка в символі: 11111111 00001000 т000011

б) прийнята послідовність символів. Бс 8 З

е) Розпакувати послідовність символів: СССССССС

Рис. 3.4. Наслідки помилки в одному біті переданої стислому рядку

Якщо в результаті помилки пошкоджений символ, за допомогою якого вказується кількість стиснутих символів, при відновленні буде отримано неправильну їх кількість. Якщо ж у результаті помилки пошкоджений спеціальний символ, приймаючий модем так і не дізнається про те, що при передачі даних в цьому фрагменті даних було виконано стиснення. У цьому випадку спеціальний символ буде сприйнятий модемом як звичайний, і програма, що реалізує алгоритм відновлення, нічого не стане робити з наступними двома символами. Прийнятті з цією помилкою стислі дані можна сміливо записати у вигляді послідовності символів Х8А, де X - невідома величина, як в алгебрі.

Як видно з розглянутого прикладу, наслідки помилки в символі при передача стиснених даних набагато серйозніше, ніж за наявності такої ж помилки у випадку звичайної передачі. Тому у всіх модемах, що виконують стиснення даних, є вбудовані програми, що здійснюють виявлення та справність помилок. Для забезпечення цілісності стисливих даних ці програми запускаються автоматично, як тільки модем починає виконувати стиснення.