Характеристики различных способов обнаружения ошибок

Как было показано выше, появление необнаруженных ошибок на приемном конце линии возможно даже при использовании двухкоординатной или циклической проверки. Зачастую интересно знать, как часто появляются необнаруженные ошибки и как часто вообще обнаруживаются ошибки. Ответить на эти вопросы однозначно не представляется возможным, но не­которые общие моменты можно выделить.

Для типичной линии связи телефонной сети можно ожидать в потоке данных ошибочных бит порядка одного на 100 000 бит (10"). При передаче данных блоками можно ожидать, что ошибочные блоки будут составлять менее 1% от общего числа. Эти замечания могут быть проверены на реальной вычислительной системе при автоматическом сборе статистических данных о работе процессора ввода-вывода. Если число ошибочных блоков превышает 1 %, то это сигнализирует о том, что в сети имеются неполадки.

Вероятность необнаруженной ошибки, т. е. пропущенного ошибочного блока данных, обычно составляет 1 на 100 млн () для двухкоординатной системы проверки, а для циклической проверки на порядок меньше ().

Отметим, что для цифровых сетей обмена информацией частота появления ошибок почти на два порядка меньше, чем для телефонных сетей. Если для телефонной сети вероятность ошибки по битам составляет . то в цифровой линии — порядка . Очевидно, что в последней окажется значительно меньше ошибочных блоков и блоков с необнаруженными ошибками. За показатель обнаружения ошибок для системы передачи данных с циклической проверкой принят показатель для системы с 16-битной проверочной последовательностью.

Рис. 27Иллюстрация воздействия группирования ошибок на передачу данных:

А) - ошибочные биты распределены случайно; Б )- ошибочные биты формируются в пачки

Группирование ошибок. Если вы знакомы с математикой, то можете подсчитать вероятность появления блока с ошибкой, исходя из вероятности ошибки по битам для телефонной линии. Даже если вам это удастся, ответ будет неправильным, так как ошибки, как правило, группируются, т. е. их появление нельзя считать произвольным. Эта тенденция с точки зрения обнаружения и исправления ошибок имеет определенное преимущество, заключающееся в том, что возникающие «пачки» ошибок концентрируются в относительно малом количестве блоков (рис.27) по сравнению со случайным искажением битов.

На рис.27, а показаны блоки с ошибками, распределенными случайным образом, а на рис.27, б — те же блоки с теми же ошибками, сгруппированными в пачки, что приводит к уменьшению числа ошибочных блоков по сравнению с первым вариантом. Следовательно, группирование ошибок создает более благоприятные условия для их исправления.

Исправление ошибок

После обнаружения ошибки желательно предпринять какие-либо действия для ее исправления или по крайней мере для уменьшения ее влияния. Существуют три основных метода реакции на ошибки:

· подстановка символа,

· прямое исправление ошибки,

· повторная передача.

Подстановка символа. Во многих случаях, когда данные предназначены оператору, используется простая проверка на четность; при обнаружении ошибки ошибочный символ стирается и заменяется каким-либо другим. В таблице кода ASCII имеется служебный символ SUB, который, будучи отображенным или напечатанным, имеет вид перевернутого вопросительного знака или последовательности из трех вертикальных линий. Если этот символ появляется в сообщении, то он бросается, в глаза оператору, который может сам исправить ошибку.

Рис.28 Влияние исправления ошибок в модеме на скорость передачи

Данных

Прямое исправление ошибок. Для прямого исправления ошибок требуются специальные коды, обладающие остаточной избыточностью не только для обнаружения, но и для исправления ошибок на приемном конце. Для этих целей разработано множество классов кодов, но они не нашли пока широкого; применения в коммерческих системах. Причиной этого является 1довольно большая избыточность при малой доле (обычно менее 1 %) искаженных сообщений. В этих условиях оказывается более целесообразным переспрашивать искаженные блоки данных. Прямое исправление ошибок также используется для повышения верности передачи данных. Это достигается за счет снижения скорости передачи в линии. Например, если при скорости 16800 бит/с вероятность ошибки по битам составляет 10", то модем со встроенной схемой исправления ошибок (рис.7.1) обеспечивает вероятность ошибки 10° при скорости 9600 бит/с.

Повторная передача. Наиболее распространенным методом исправления ошибок является повторная передача. В этом случае при обнаружении ошибочных блоков данных приемник запрашивает их повторную передачу в надежде, что во второй раз данные придут без ошибок. Для организации повторной передачи необходим некоторый диалог между источником и получателем, а в интерактивных системах между двумя терминалами, реализуемый процедурами управления линией.