Распознавание и коррекция ошибок передачи

Хотя вопрос распознавания ошибок, возникающих при передаче данных, а также их исправления и не связан непосредственно с проблемами модемов, однако, если учитывать, что цифровые данные передаются с использованием модемов по телефонным линиям связи, то возникновение подобных ошибок оказывается неизбежным. Система, объединяющая компьютер и терминальное оборудование, которая вырабатывает и передает данные, должна обладать средствами обнаружения и, если это возможно, исправления ошибок в передаваемых данных.

Система контроля является встроенной в систему и реализуется за счет использования микропроцессора для управления передачей специальных кодов избыточных данных. После сравнения двух таких кодов полученный набор данных воспринимается либо как безошибочный при их совпадении, либо, в случае обнаружения ошибки, в передающее устройство отправляется запрос на повторную передачу.

Последние усилия разработчиков по широкому внедрению в модемы микропроцессорной техники позволяют осуществлять хранение данных в буферных устройствах памяти и использовать методы обнаружения и коррекции ошибок, которые выполняются непосредственно приемным устройством. Если принимающее устройство обнаруживает ошибку, оно автоматически отправляет запрос на повторную передачу данных, в которых обнаружена ошибка.

В методах контроля над ошибками используется принцип избыточности, т.е. передаваемая контрольная информация является дополнительной к минимальному количеству, требуемому для пересылки данных вызывающим модемом. Избыточная информация добавляется к изначальным передаваемым данным совершенно определенным и систематичным образом, поэтому после получения она может быть достаточно просто восстановлена. Если после получения восстановленный сигнал контроля над ошибками совпадает с тем, что был послан вместе с данными, то считается, что передача проведена без ошибок.

Требуемая избыточность данных осуществляется несколькими методами. Избыточность данных для определения ошибки в сравнительно больших блоках данных обеспечивается особым классом кодов, получивших наименование циклических избыточных проверочных кодов (CRC-кодов). Процесс образования CRC-кода для передаваемого сообщения включает деление данных передаваемого сообщения с использованием многочлена определенного вида, в результате чего получается частное и остаток.

Остаток, состоящий чаще всего из двух цифр — 16 разрядов — (см. ERR на рис. 9.5), добавляется к блоку сообщений и передается вместе с ним. Добавляемая информация иногда обозначается как контрольный символ блока, BCC. Приемное устройство выполняет над полученными данными точно такую же математическую операцию и сравнивает полученный в результате деления остаток с полученным совместно с передаваемым блоком. Если остатки от деления оказываются равными, то вероятность того, что полученное сообщение не содержит ошибок, является достаточно высокой.

Ошибки могут быть выявлены путем использования циклических избыточных контрольных кодов. Один из методов заключается в выполнении над данными на стороне передающего устройства математической операции деления (с использованием известного многочлена) и передачи в составе данных полученного в результате математической операции остатка. В приемном устройстве над полученными данными выполняется совершенно такая же математическая процедура и производится сравнение результатов двух таких операций.

Стандарты.Техника цифровой связи постоянно и настойчиво атакует («подпирает») пределы технологических возможностей, пытаясь обеспечить передачу все возрастающего количества информации по самым обычным телефонным линиям связи. Однако, как только передающая среда предоставляет достаточную ширину полосы пропускания, чтобы обеспечить требуемую скорость передачи данных, эта величина практически сразу же оказывается достигнутой за счет использования подходящего для этих целей модема.

Стандарт V.34 является общепринятым для использования в модемах, обеспечивающих скорость передачи данных в 33600 бит/с. Такой стандарт обеспечивает полноценный дуплексный режим связи между двумя модемами с использованием асинхронного метода передачи данных, описанного ранее в этой главе.

При скоростях передачи данных свыше 33600 бит/с стандартная телефонная сеть просто не в состоянии обеспечить достаточную полосу пропускания для передачи дополнительной информации. Введение стандарта V.90 (1998 г.) обеспечило передачу нисходящего (в направлении к модему) потока данных со скоростью 56000 бит/с, однако для обратного («восходящего») потока от пользователя к районной АТС использовался стандарт V.34. Более поздняя официально представленная версия стандарта V.92 (2000 г.) была введена для того, чтобы обеспечить скорость передачи 48000 бит/с для «восходящего» потока данных. Асимметричная цифровая абонентская линия, ADSL, обеспечивает гораздо более высокие скорости передачи данных, а ряд цифровых абонентских линий семейства xADSL обеспечивает передачу данных с скоростями до нескольких мегабит в секунду в обоих направлениях.