Передай то, не знаю, что…

…Так сложилось, что по экономическим соображениям телефонные сети строились как системы с уплотнением каналов, при котором по одному физическому каналу (кабелю) передается несколько телефонных разговоров.

— Шарлатанство? Нет, сэр. В склянках была не только вода. К ней я примешал хинина на два доллара, да на десять центов анилиновой краски. Много лет спустя, когда я снова проезжал по тем местам, люди просили меня дать им еще порцию этого снадобья.
О’Генри.
«Джефф Питерс как персональный магнит»

Писать про отечественных разработчиков (а с украинцами и белорусами у нас как минимум общее культурное пространство) всегда трудно. Надо говорить или хорошо, или ничего. К сожалению, ничего хорошего про фантастический белорусский модем сказать пока нельзя. Собственно, о нем вообще ничего сказать нельзя, поскольку технологии, о которой поспешили сообщить сетевые СМИ и белорусское телевидение, просто не существует. Есть лишь некий набор таинственных алгоритмов, один известный патент и изрядное количество тумана, щедро сдобренного обещаниями. Поскольку белорусские изобретатели не горят желанием рассказать о своем детище подробнее, нам пришлось разбираться в происходящем своими силами.

В базе данных патентного ведомства США (www.uspto.gov/patft) мы обнаружили патент № 6 256 652. Прокомментировать ситуацию, исходя из предположения, что именно этот патент лег в основу предлагаемой технологии, мы попросили нескольких экспертов. Разумеется, нужно учитывать, что все комментарии были даны в условиях острой нехватки информации — текст патента очень общо описывает суть технологии и опираться на него бессмысленно.

Комментировать затруднительно
Максим Смирнов [compression.ru]

Я не вдавался в тонкости патента, поскольку в данном случае речь может идти только о некотором способе модуляции, который увеличивает эффективную ширину канала, а я в обработке аналоговых сигналов не специалист. Замечу следующее: хотя белорусы и поминают теорему Котельникова, в тексте патента встречаются положения, выходящие за ее рамки.

…Так сложилось, что по экономическим соображениям телефонные сети строились как системы с уплотнением каналов, при котором по одному физическому каналу (кабелю) передается несколько телефонных разговоров. На каждый «логический» канал отводится по 4 кГц полосы частот. Цифра основана на том, что при полосе частот передаваемого спектра от сотен герц до трех с небольшим килогерц речь достаточно понятна (к тому есть небольшой запас для снижения возможных взаимных помех).

Для передачи речи используются системы на основе импульсно-кодовой модуляции, осуществляющие дискретизацию (оцифровку) речевого сигнала. В соответствии с теоремой Котельникова (на Западе называемой теоремой Найквиста или теоремой отсчетов) при максимальной частоте сигнала f частота дискретизации должна быть не менее 2f, иначе при восстановлении сигнала могут возникнуть искажения.

Поэтому звук цифруется с частотой 4х2 = 8 кГц. Разрядность отсчета (моментное значение оцифрованного сигнала) в лучшем случае равна 8. Весь тракт передачи сигнала основан на этом, а значит, максимальная теоретическая скорость равна 8000х8 = 64 кбит/с. На практике, естественно, меньше. Потому аналоговые модемы и имеют заявленную скорость максимум в 56К, и то она «жульническая» (только на пути от провайдера к клиенту, вдобавок должны выполняться определенные требования к каналу и к оборудованию со стороны провайдера).

Мы помним, что речь идет о кодировании без потерь. Я не понимаю, какая модуляция при таком канале даст заявленную скорость - 1,5 Мбод. И никакая поминаемая в патенте функция генерации ортогонального кода (orthogonal coding function) здесь не поможет. Подобная скорость возможна и без особых хлопот достижима только в случае использования полностью цифровых систем а-ля xDSL.

По мне, все это крайне напоминает небезызвестную историю с методикой сжатия данных, якобы разработанной фирмой ZeoSync. Тогда тоже предлагался некий способ канального кодирования, повышающий скорость на два порядка, только слова использовались покруче (chaos theory… random functions…). Дело, естественно, обернулось мыльным пузырем.

Александр Ратушняк [compression.ru]

Действительно важный момент: какую информацию позволяет передать модем? Если сжатые данные — это одно, если несжатые и на обоих концах линии связи стоят одинаковые модемы — это совсем другое. Во втором случае можно «передать информацию» и со скоростью 1 Гбит/с.

Поэтому я бы спросил изобретателей: с какой скоростью ваш модем передает большие сжатые файлы, например avi, которые компрессорами типа RAR и 7-zip сжимаются не сильнее, чем до 95% от исходного размера?

Насколько я понял, патент получен в 2001 году. Почему же модем, использующий запатентованный метод, создан только в 2003-м? Может, изюминка модема вовсе не в упомянутом патенте? Тогда напрашивается еще несколько вопросов: сколько других патентов сейчас оформляется? когда и куда были поданы заявки? как звучат названия патентов?

Могу добавить, что какие бы чудеса ни описывал патент, ни один метод не сожмет любой файл хотя бы на один бит. Поэтому вопрос нужно ставить именно так: какова скорость при передаче несжимаемых данных (а не неведомо какой информации).

Леонид Пурто [spiritcorp.com]

Вряд ли буду вам полезен, так как собственной информации у меня нет, а комментировать нечто вроде вечного двигателя мне трудно.
Первое впечатление было, что речь идет о подобном DSL-решении, то есть о работе в широкополосной линии, так как говорить о кардинальном ускорении модема в стандартной телефонной полосе или о компрессии 1 мегабита в 64 килобит, на что намекалось в статье, — мягко говоря, несерьезно.

Однако в найденном вами патенте автор претендует именно на революцию в передаче данных по классической телефонной линии с полосой пропускания около 3 кГц. Как он добился таких успехов, патент умалчивает. То есть в «сухом остатке» у меня не осталось практически ничего. Изложив в двух словах «детальное описание изобретения», автор заявил, что этим достигается битовая плотность 100-500 бит/с/Гц. Откуда взялась эта цифра? В патенте нет ни одной формулы! Притом не упомянуто даже условий, при которых автор надеется ее получить. Иначе можно спросить, а почему так мало? Или это асимптотический предел метода в расчете на полное отсутствие шума?

Кстати, о пределах. Международный союз электросвязи сознательно определил для телефонной сети старого образца (Plain Old Telephone Service) с полосой 3 кГц верхнюю скорость 33 600 бит/с и не планирует ее увеличивать, так как она ограничена шумом цифровой АТС, который строго рассчитывается.

Лучше больше, да лучше
«Всё, о чем мы просим, так это о возможности провести тесты, чтобы выявилась истина».
Питер Сент-Джордж

Упомянутая Максимом Смирновым компания ZeoSync действительно наделала много шума полтора года назад, когда вдруг объявила, что разработала методику сжатия данных, по эффективности превосходящую тогдашние алгоритмы в 10–100 раз^*. Усомниться в этом заявлении мешал авторитет математиков, которые, как утверждалось на сайте ZeoSync, участвовали в разработке технологии.

Правда, через пару недель выяснилось, что большинство упомянутых ученых или вовсе не знали о своем участии в проекте, или потратили на консультирование ZeoSync всего лишь несколько часов. Истинным автором открытия оказался Питер Сент-Джордж, учившийся в двух университетах, но не закончивший ни одного. В конце февраля 2002 года стало известно, что один из руководителей ZeoSync в молодости трижды задерживался за подделку чеков и один раз — за употребление кокаина. Тем не менее, несмотря на столь необычную карьеру отцов-основателей, фирме удавалось морочить голову потенциальным инвесторам еще несколько месяцев.

Сейчас сайт ZeoSync в состоянии under construction. Судя по тому, что об успехах фирмы в офлайне тоже ничего не слышно, в том же состоянии находятся и хваленые алгоритмы.

Предшественником ZeoSync на тернистом пути повышения эффективности алгоритмов сжатия была компания Pixelon, которая, кстати, смогла получить инвестиции, что, впрочем, не привело к появлению готового продукта.

Классической историей подобных инициатив может считаться история компании WEB, которая еще в 1992 году заявила о создании технологии, позволяющей сжимать чуть ли не любые файлы в 16 раз. Разработчики даже выпустили бета-версию, которая, однако, не работала. Точнее, сжимать-то она сжимала, а вот с декомпрессией вышло нехорошо — полученные файлы имели мало общего с оригиналами.

Знаменитая шутливая программка, ужимавшая любые файлы до 0 Кбайт (естественно, без возможности декомпрессии), и то работала эффективнее.

Вечным двигателям посвящается
— Ты же даже не узнал принцип его работы, а сразу — бредятина! — изумился Моня, чувствуя, что всё: с этой минуты он уперся.
В. Шукшин. «Упорный»

Поскольку всё в этих историях крутится вокруг денег, нет оснований предполагать, что белорусским разработчикам нужно что-то другое. В конце концов, им необходимы средства, чтобы довести работу до готового продукта.

Жаль, если шумиха вокруг супермодема закончится сообщением о том, что белорусскими учеными создано очередное DSL-подобное решение. Или окажется, что при попытке реализовать технологию обнаружились неучтенные нюансы, которые делают невозможным ее практическое применение.

К сожалению, у нас нет оснований полагать, что за обещаниями разработчиков действительно стоит реальная технология, которую можно воплотить в обозримом будущем. Если же данная статья всего лишь плод неудачного стечения обстоятельств и недальновидности журналистов — мы будем только рады предоставить белорусским ученым возможность доказать обоснованность обещаний. Но для этого им придется объяснить, шо они имеют в виду.

* (назад)См. статью Леонида Левковича-Маслюка «Рождественские сказки?» в «КТ» #428 (www.computerra.ru/offline/2002/428/15506).