История развития протоколов передачи данных (стр. 3 из 4)
Протокол ETC работает совместно с V.32bis и V.42. Он позволяет осуществлять контроль за амплитудой передаваемого сигнала, автоматически изменяет скорость соединения в зависимости от состояния канала (уменьшение отношения сигнал/шум, колебания фазы), допускает переход в режим более ранних стандартов, таких как V.22 со скоростью 1200 бит/с, если канал связи не в состоянии обеспечить даже 4800 бит/с, обеспечивает быстрый запуск, использует меньший размер кадра, 32 байта вместо 128 байт, имеет возможность селективного отказа, делает до 20 попыток повторно послать кадр, куда вкралась ошибка.
Стабильность работы протокола MNP10 достигается за счет многократного повторения попытки установить связь, изменения размера пакетов и даже динамического изменения протокола соединения в зависимости от качества канала связи.
ZyCELL автоматически меняет скорость в зависимости от характеристик канала, при переходе из одной ячейки в другую от 0,2 до 1,2 с не прерывает связь и быстро синхронизируется, изменяет уровень сигнала.
Но, к сожалению, встает вопрос о реальной скорости передаче данных по сотовой сети. А это порядка 4800 бит/с, что сегодня недостаточно. С начала 1998 года МСЭ поставил своей целью разработать стандарт для сотовых систем нового поколения, который получил название UMTS. Этот стандарт позволит пользователям увеличить многократно скорость обмена информацией. В частности 144 Мбит/с для быстро перемещающихся абонентов, 384 Мбит/с для пешеходов, 2 Мбит/с для фиксированных терминалов.
Новые протоколы и их возможности
8 Июня 2000 года появилось сообщение о появлении целой серии новых протоколов для передачи данных по ТфОП. Это протоколы V.92, V.44, V.59. А в ноябре они стали официальными. Чем же они отличаются от своих предшественников?
Начнем рассмотрение с V.92, который позволяет увеличить максимальную исходящую скорость от пользователя с 33,6 (V.90) до 48 Кбит/с. Это достигается за счет изменения способа кодирования информации. Теперь оно осуществляется с помощью ИКМ (импульсно-кодовая модуляция). Но ее применение заставляет придерживаться более жестких требований в отношении оборудования, находящегося на пути следования передаваемой информации - должно быть не более чем одно аналого-цифровое преобразование. Исходящая от пользователя информация может передаваться со скоростями от 24 до 48 Кбит/с с шагом 1,333 Кбит/с как и в протоколе V.90. Кроме того, уменьшается время вхождения в связь с 20 (V.90) до 10 с.
Второй протокол V.44 позволяет увеличить степень сжатия передаваемых данных как 6:1, то есть на 25 % в сравнении с V.42bis, который обеспечивал сжатие 4:1. То есть производительность сможет увеличиться до 300 Кбит/с. Но это преимущество не удастся испытать тем, кто использует последовательный порт компьютера, скорость которого ограничена и составляет 115,2 Кбит/с. В качестве алгоритма сжатия используется LZJH, разработанных US-based Hughes Network System.
И, наконец, третий протокол V.59 вводит такую услугу, как возможность прерывания передачи данных на время от 0 до 16 минут и ответ входящему вызову.
Введение данных протоколов, тем более что многие фирмы производители модемов поддержали их, позволит пользователям более активно работать с аудио и видео информацией. Но к сожалению, те кто не мог соединяться по протоколу V.90 не получат ничего. Да и те, кто работает с модемами через последовательный порт с максимальной скоростью 115200 бит/с тоже вряд ли смогут насладиться высокими скоростями.
Прогноз на будущее
Преимущества нового протокола несомненны в сравнении с V.90, который многие считают аналоговым, хотя это не так. В последних двух протоколах V.90 и V.92 используется ИКМ, которая применяется при аналого-цифровом преобразовании. А это значит, что эра аналоговых протоколов передачи данных закончилась с выходом V.34. Что же можно ожидать в будущем? Будет ли продолжена разработка новых модемных протоколов для ТфОП?
Системы сотовой связи и кабельной находятся в постоянном развитии, например, переход с аналогового оборудования на цифровое, что приведет в недалеком будущем к значительному повышению скорости и качества передачи данных. А это значит, что следует ожидать протокол передачи данных у которого скорости в обе стороны будут приближены к 56 Кбит/с. Аналогичные изменения могут коснуться и факсимильных протоколов. Также возможен выпуск модифицированного протокола V.42 для сотовых сетей. Ну и наконец, повышение скорости одновременной передачи голоса и данных, то есть модернизация протокола V.70.
Как же удалось в протоколе V.90 поднять скорость передачи данных до 56 Kbps? Оговоримся сразу, что удалось достичь такой скорости передачи данных только в одном направлении - от провайдера к конечному потребителю -- за счет использования режима цифровой (а не аналоговой!) передачи данных. В обратном направлении данные "текут" со скоростями, не превышающими 33600 bps, поскольку они передаются в обычном аналоговом режиме с использованием протокола V.34.
По заявлению ITU-T, введение протокола V.90 позволило провайдерам Internet поднять обслуживание своих клиентов на качественно новый уровень, обеспечив почти двукратное повышение скорости передачи данных до конечного потребителя. Естественно, что за это приходится платить, причем немалую цену. Для обеспечения такого сервиса у провайдера должно быть установлено специальное оборудование, поддерживающее режим цифровой передачи данных. Как правило, это серверы доступа таких известных фирм--производителей, как Ascend, Cisco, Livingston и 3Cом, удельная стоимость которых еще до недавнего времени составляла до тысячи долларов на один канал V.90. Правда, сегодня в Украину уже поставляется оборудование с удельной ценой порта около $400, но и это, согласитесь, немало.
Поэтому, если вы, покупая модем с протоколом V.90, надеетесь соединиться со своим приятелем, у которого тоже модем с V.90, на скоростях до 56 Kbps, то ничего из этого не выйдет! В лучшем случае вы получите скорость 28800 или 31200 bps, а учитывая качество отечественных телефонных каналов связи, и того ниже. Иными словами, купив модем с протоколом V.90, в 90% случаев вы будете соединяться с такими же модемами на скоростях, оговоренных стандартом V.34.
Стандарт V.90 еще называют V.PCM (Pulse Coded Modulation) или стандарт с импульсно-кодовой модуляцией (подробнее об этом см. "Компьютерное Обозрение", #5, 1998). При этом использование данного вида модуляции не нарушает требований протокола V.34 и других морально устаревших аналоговых стандартов. Таким образом, согласно V.90 поток данных, поступающих от провайдера к конечному потребителю, не проходит фазу аналогового кодирования. Вместо этого данные кодируются по методу PCM, причем импульсы передаются на разных уровнях сигнала.
Естественно, что использование протокола V.90 накладывает очень жесткие условия на качество телефонных каналов связи и самой АТС. Причем ваша АТС и АТС провайдера должны быть цифровыми. Это требование не является чрезмерным, поскольку сейчас модемные пулы практически всех ведущих украинских провайдеров установлены на цифровых АТС.
В цифровой телефонии частота сигнала дискретизации составляет 8 kHz, а число уровней дискретизации -- 256, что соответствует восьми разрядам, поэтому максимальная скорость передачи данных может составлять 64 Kbps. Откуда же взялось ограничение в 56 Кbps в протоколе V.90? Дело в том, что понижение уровня передачи данных с 64 до 56 Кbps преследовало две цели. Во-первых, уменьшить нелинейные характеристики аналогового оборудования, которое обеспечивает связь с конечным потребителем, и во-вторых, уменьшить уровень шумов и перекрестных помех между соседними телефонными каналами.
При использовании модемов и обычных телефонных линий связи обмен данными ведется на одной из стандартных скоростей -- 2400, 4800, 7200, 9600, 12000, 14400, 16800, 19200, 21600, 24000, 26400, 28800, 31200 и 33600 bps. отметим, что на указанных скоростях данные могут как приниматься, так и передаваться. При использовании стандарта V.90 модемы могут принимать цифровые данные на одной из следующих скоростей -- 28000, 29333, 30666, 32000, 33333, 34666, 36000, 37333, 38666, 40000, 41333, 42666, 44000, 45333, 46666, 48000, 49333, 50666, 52000, 53333, 54666, 56000 и 57333 bps. Для удовлетворения части 15 правил, принятых Федеральной комиссией по связи (FCC), ограничивающих уровни электромагнитных излучений электрических приборов, передача цифровых данных на скоростях выше 53 Kbps по обычным телефонным каналам запрещена. Поэтому даже при использовании протокола V.90 и отличного телефонного канала скорость передачи данных не превысит 53 Kbps. На практике же модемы крайне редко соединяются на скоростях, превышающих 44 Kbps.
Рисунок демонстрирующий работу модема cтандарта V.90
При тестировании протокола V.90 автору статьи удалось получить устойчивое соединение с одним из киевских провайдеров Internet на скорости 49333 bps. Правда, следует уточнить, что связь осуществлялась в пределах одной цифровой АТС.
Подытоживая все сказанное выше, можно отметить, что V.90 почти наверняка окажется самым последним протоколом передачи данных по аналого-цифровым телефонным линиям связи. По мнению самого ITU-T, дальнейшее развитие этого V.90 возможно только в рамках принятых стандартов. А это означает, что ничего принципиально нового в этой области придумать уже нельзя. Конечно, сама реализация протокола V.90 будет со временем совершенствоваться, возможно, несколько возрастут средние скорости связи (больше чем 44 Кbps), улучшится качество обработки сигнала, что позволит повысить устойчивость соединения. Но кардинального скачка скорости без перехода на новые каналы связи и методы чисто цифровой передачи сигнала в обозримом будущем уже не будет. И в заключение некоторая численная информация на тему выбора модема. Покупая новый модем, вы должны поинтересоваться, реализован ли в нем протокол V.90. Тогда, подключившись к провайдеру Internet, который поддерживает этот протокол, вы сэкономите свои деньги, поскольку в случае почасовой оплаты она останется на том же уровне, а скорость получения данных возрастает почти в два раза. В таблице приведены сравнительные скорости передачи данных для разных модемов без учета фактора качества линий связи. На практике эти значения могут отличаться в меньшую сторону на 10--20%. Принимая окончательное решение, естественно, необходимо учитывать, с АТС какого типа вам предстоит работать.