Объективно о субъективном: модемы для коммутируемых линий

Словосочетание "в таких же условиях" выделено в предыдущем абзаце не случайно. Условия, в которых будет эксплуатироваться модем, вероятнее всего, будут значительно отличаться от тестовых по ряду причин. Для их более полного понимания рассмотрим всю цепочку Internet-подключения (рис. 1).

Рис. 1

В соединении с источником искомой информации не последнюю роль играет программа-просмотрщик (1), в роли которой обычно выступают IE или Netscape Navigator. Именно на основании того, насколько быстро "разворачивается" запрашиваемая страница на экране монитора или загружается файл, формируется наше субъективное представление о скорости соединения. "Консервативно" настроенное "другое программное обеспечение" (2) -- локальный firewall, программы "обрезки" баннеров, вирусные сканеры и т. п. -- в совокупности с "особенностями" применяемой операционной системы (3) также привнесет свою долю погрешностей в численную оценку качества модемного соединения. О справедливости последнего утверждения чаще вспоминают в случае использования программных модемов, рассматривая влияющие факторы и одновременно оценивая оптимальность выбора и конфигурацию аппаратных средств компьютера (4). И наконец, "сам виновник" сегодняшнего анализа -- модем (5). Качество обеспечиваемого им соединения с пулом провайдера определяется отнюдь не надписью V.90 на коробке (мы ведем речь о современных модемах). Оно в первую очередь обусловливается параметрами телефонной линии (6) на всех ее участках (от розетки пользователя до коммутационного оборудования АТС), степенью приближения амплитудных, частотных и временных характеристик сигналов к нормам, определенным национальными стандартами, а также тем, насколько правильно наш модем способен эти сигналы воспринимать. И все это вдобавок к тому, что последний и так вынужден "играть по жестким правилам", установленным для обычных телефонов: узкая полоса пропускания канала, жесткие ограничения на значения мощности передаваемого сигнала...

От АТС, где располагается модемный пул (8), к АТС, услугами которой пользуется клиент, идет соединительная линия с аппаратурой уплотнения, обеспечивающая организацию канала межстанционной связи (7). Если объединение сигналов на одном конце и разделение на другом осуществляются современной цифровой аппаратурой, то его негативное воздействие минимально. Но сплошь и рядом встречается устаревшая аналоговая, вносящая в передаваемый сигнал не различаемые на слух искажения, которые сильно влияют на работу модема. Не следует забывать и о том, что установление соединения по интересующему большинство из нас протоколу V.90 возможно, если сигнал на пути прохождения от ISP к пользователю преобразовывается из аналоговой в цифровую форму один раз, т. е. со стороны цифрового тракта он передается в неизменной цифровой форме, и только от абонентского комплекта до обычного модема -- в аналоговой. Попутно следует заметить, что совпадение первых цифр номеров телефонов дозвона ISP с клиентским или наличие площадки провайдера на вашей АТС является дополнительной гарантией высокого качества модемной связи.

Относительно модемных пулов провайдера хотелось бы поделиться следующими соображениями. В ряде городов Украины некоторые из них применяют внешне эффектное решение: пара гигантских модемных пулов на одной АТС, подобных тем, что делают во многих странах, где качество телефонной связи гораздо лучше нашего. Бесспорно, всего один-два номера дозвона -- это удобно для абонента и престижно для провайдера, и если и ваша АТС, и канал на ISP -- цифровые, то на качестве работы это не должно отразиться. В противном же случае стоит сравнить обеспечиваемые скоростные параметры соединения с теми, что предлагают другие поставщики услуг.

Продвигаясь по цепочке далее и не особенно вдаваясь в подробности различных конфигураций и архитектуры оборудования со стороны провайдера, отметим, что на пути к источнику искомой информации пакеты через цифровые каналы (9) с различной пропускной способностью попадают на сервер, обычно подключенный к внешним каналам и к точкам обмена трафика. Далее через систему маршрутизаторов (10) и преодолев остаток пути, подобный вышеописанному (11), мы, наконец, достигаем вожделенной цели.

Здесь можно было бы говорить о качестве и совместимости установленного оборудования (типы модемных плат, точность их настройки, поддерживаемые протоколы), физическом исполнении, степени загруженности внутренних/внешних и эффективности переключения основных/резервных каналов и т. п. Но, возвращаясь к вопросу оценки модема, ограничимся единственным замечанием, что радикальный метод борьбы пользователя с проблемами, возникающими по вине провайдера, -- это "голосование ногами", т. е. переход к альтернативному (где он есть) поставщику услуг Internet-доступа.

В Сети можно найти ряд исследований, посвященных анализу поведения модемов в различных тестовых условиях. Чаще всего проведенные измерения выполнены на достаточно высоком научном уровне и носят объективный характер. Но на практике оказывается, что без специальных приборов и кропотливого сбора статистики соединений правильно классифицировать свои "домашние" условия подключения и буквально воспользоваться результатами этих исследований не так уж просто. Причины в том, что, как правило, измерения проводятся с настройками по умолчанию, и в том, что не всегда физически возможно исследовать все комбинации параметров (а без этого результаты тестирования выглядят неполными).

Как итог следует признать -- число публикаций об испытаниях модемов (в ходе и лабораторных, и натурных экспериментов) и их трактовок растет, а степень применимости (читай -- полезности для большинства пользователей) в лучшем случае не меняется. Ведь даже если предположить, что результаты, полученные по каждому из элементов (4)--(8) рассмотренной нами выше диаграммы, не хуже чем на 90% "подходят" к конкретным условиям, то по их совокупности справедливость принятого итогового решения если и соответствует "правильному", то лишь наполовину.

По-видимому, правы будут те, кто на основании горького личного опыта утверждает: "Моя статистика -- это факты, а ваши факты -- всего лишь статистика".

Не углубляясь в теоретические основы проведения экспериментальных исследований, возьмем на себя смелость утверждать, что из всего многообразия типов, видов и классов в нашем случае наиболее приемлем натурный эксперимент. По определению он проводится на реальных объектах в естественных (в идеале -- пользовательских) условиях, что мы, собственно, и предлагаем.

А может быть, ад был результатом первой, неудачной попытки сотворения рая?
Веслав Тшаскальский

Предлагаемый раздел будет интересен не столько полученными численными результатами (хотя и содержит в достаточной мере "информацию к размышлению" о повадках некоторых модемов), сколько позволит самостоятельно оценить эффективность работы модемов именно в создаваемой вами персональной информационной цепочке.

Объективности ради отметим, что о предстоящей серии проводимых экспериментов-оценок никто из провайдеров услуг (тут сработал личный негативный опыт автора в отношении истинности результатов загрузки тестовых файлов с сайтов некоторых из них) в известность поставлен не был. Учитывая достаточно "широкий" канал и "близость" хоста сервера ITC Online к точке обмена трафиком, оказалось достаточным просто разместить файлы для загрузки и тестовую страничку, созданные нашими программистами, среди других материалов сайта. На момент выхода журнала она будет располагаться по адресу http://itc.ua/modem/.

Acorp 56EMS

D-Link DFM-560E

D-Link DFM-560I+

D-Link DFM-560IS+

Genius GM56USB

Genius GM56PCI-L

GVC SF-1156V/R21

GVC SF-1156V/R21

LG LM-I56K

Speed Com+ VD56SP

ZyXEL Omni 56K

ZyXEL Omni 56K USB Lite

В ходе дальнейшей работы подтвердилась справедливость наших предположений о том, что разработанная методика оценки может быть с определенными ограничениями вынесена на суд читателей. Основанием для этого вывода послужило то, что значения, полученные в ходе статистической обработки данных, характеризуются высокой повторяемостью, и наблюдается достаточная сходимость результатов в сериях оценок вне зависимости от параметров состояния текущего соединения, объективно контролируемого с помощью полупрофессионального модема ZyXEL U-336S, предоставленного компанией "Вектор-Киев".

Загрузка с тестовой странички включает в себя набор приблизительно равных по объему файлов (порядка 300 KB). Первый -- рисунок в формате JPEG (Image), второй -- фрагмент текстового файла с форматированием (Text), следующий -- часть этого же текста (Compressed text), упакованного UPX-утилитой со средней степенью сжатия (размер словаря 128 KB), для предотвращения возможного срабатывания файловых загрузчиков из него были удалены первые строки и окончание. Для проверки работы механизма аппаратного сжатия потока между модемами пользователя и провайдера в состав теста введен файл, который образован повторением одного знака и не содержит символов перевода строки и других специальных символов ("A" text).

Меню позволяет осуществлять загрузку файлов как по отдельности, что дает возможность оценить изменение скорости в зависимости от количества потоков загрузки и внутренней структуры (типа) файлов данных, так и всех вместе. Таким образом, можно получить некую интегральную скоростную характеристику работы модема.

Рис. 2

При работе со страничкой из Internet Explorer v.5.50 SR2 загрузка файлов происходит в два потока в соответствии со схемой (рис. 2).

Таким образом, время с момента начала загрузки страницы до выдачи результата (tall) не является арифметической суммой значений timg, tPl.txt, tCom.txt, t"A".txt.

Результирующее значение скорости в KBps, отображаемое в окне броузера, вычисляется как отношение загружаемого объема к значению потраченного времени.

Визуальную оценку устойчивости сеанса связи с сервером данных перед началом набора статистики удобно проводить с помощью входящего в состав тестовой страницы текстового файла (Big plain text) объемом 1,3 MB.

Все-таки желательно, гражданин артист, чтобы вы незамедлительно разоблачили бы перед зрителями технику ваших фокусов.
М. Булгаков

Обратимся еще раз к теории. Чем больше случайных факторов, влияющих на опыт, тем больше расхождения цифр, получаемых в ходе его проведения, т. е. тем больше отклонения отдельных измерений от среднего значения. Это требует повторных измерений, а следовательно, необходимо знать их минимальное количество, такое, которое в данном опыте обеспечивает устойчивое среднее значение измеряемой величины, удовлетворяющее заданной степени точности. Установление требуемого минимального количества измерений имеет большое значение, поскольку позволяет получить наиболее объективные результаты при минимальных затратах времени и средств. В нашем случае после статистической обработки результатов с учетом динамики изменения таких параметров, как сигнал/шум, форма амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) канала связи, и анализа числа переданных и принятых символов, принятых блоков с ошибками, задержек возврата эха и ряда других, упрощенная методика получения оценок качества соединения модема может выглядеть следующим образом.

1. Производится предварительный эксперимент -- устанавливается связь с выбранным провайдером и под визуальным контролем загружается текстовый некомпрессированный файл. Колебания объема трафика не должны превышать 50% на отрезке времени в 30 с. Затем 15 раз загружают все файлы теста. Полученные в серии результаты средней скорости заносятся в отчет и отсортировываются по величине, после чего из выборки удаляются два наименьших и два наибольших по величине значения. Вычисляется среднее арифметическое оставшихся. Процедура, включая дозвон, повторяется три раза (т. е. производятся три серии). Если в процессе загрузки наблюдаются "провалы" на графике, показывающем скорость соединения с провайдером продолжительностью более 15--20 с, то данное значение игнорируется, а если их в серии более чем 3 из 5 следующих подряд, то бракуется и повторяется после перезвона к провайдеру вся серия. Полученный результат (конечно, за исключением объемов входящих в тест файлов) характеризует работу системы в "обычных" условиях.

2. По такому же алгоритму набираются и обрабатываются данные при попеременной загрузке файлов некомпрессированного и компрессированного текстов: отношение их средних скоростей характеризует эффективность работы механизма аппаратного сжатия модемов.

3. В заключение проводится одна серия загрузки текста "типа А". Не следует удивляться полученному значению скорости, ведь на языке модемов это звучит примерно так: "Он сказал А. И повторил этот символ N тысяч раз". Результат не только характеризует модем с точки зрения достижения максимально возможной (пиковой) скорости, но и позволяет оценить эффективную полосу интерфейса/шины, к которой тот подключен.

Заметим, что цикл исследований желательно проводить в ночное время, в те часы, когда уровень помех в каналах АТС, а также загрузка модемных пулов и каналов провайдера минимальны.

Приведенные шаги методики окончательно оттачивались на линии, которая по известной пятиступенчатой шкале (Идеальная -- Хорошая -- Удовлетворительная -- Неудовлетворительная -- Очень плохая) ближе всего к "Хорошей".

Для обладателей линий "Неудовлетворительная" и "Очень плохая" данная методика, вероятнее всего, бесполезна. При "Идеальной" линии можно порекомендовать ограничиться 10 загрузками в серии, а в случае "Удовлетворительной" -- для получения достоверных результатов придется увеличить это число до 30 с удалением 4 значений и провести не менее 5 сеансов связи с провайдером.

Рис. 3.

В приводимых в качестве иллюстрации результатах сравнительной оценки с использованием разработанной тестовой странички (рис. 3) объектом тестирования выступили как модемы, уже давно и хорошо зарекомендовавшие себя на нашем рынке, так и те, популярность которых пока невелика. Все они относятся к классу "End User" и находятся в ценовом диапазоне до $100. Кроме традиционных внешних с интерфейсом RS-232 и внутренних PCI-модемов, внимания удостоились устройства с интерфейсом USB. Кроме того, как бы "прислушиваясь" к данным статистики, согласно которой в столице количество пользователей, использующих протокол V.90, к началу 2002 г. возросло по сравнению с 1999-м с 7--12% до 48--55% (что связывают с высокими темпами реконструкции телефонной сети и обновлением модемных пулов ISP), модемы на испытываемой линии в процессе соединения с любым из трех выбранных провайдеров и при настройках по умолчанию (выставлялся лишь Country Code там, где это было необходимо) устанавливали связь исключительно по V.90.

В качестве тестовой системы использовалась платформа на основе материнской платы Gigabyte GA-60 XE на чипсете i815EP, процессора P-III 733 MHz с установленными всего 64 MB PC133-памяти под управлением ОС Windows 98SE. В установках и настройках IE размер папки временных файлов уменьшался до 1 MB. Работа проходила "под колпаком" Norton Personal Firewal 2001 при одном окне Microsoft Word, открытом одновременно с IE.

Выводы

Мои результаты мне давно известны, я только не знаю, как я к ним приду.
К. Гаусс

Заранее предваряя традиционное заявление типа: "А вот у меня модем NNN, работает со скоростью XXX и качает YYY в час, а модем MMM работал гораздо хуже..." и набивший оскомину вопрос "Это все, конечно, интересно, но я так и не понял из статьи, какой модем все-таки лучше выбрать?", в качестве итогов хочется еще раз акцентировать внимание на следующем.

Во-первых, самый лучший модем -- этот тот, который адаптирован конкретно к условиям телефонной сети страны, где он эксплуатируется. Соответственно, следует отдавать предпочтение модемам, специально сделанным для Украины. Заминка лишь в том, что в своем большинстве изготовители "серых" модемов, поступающих на наш рынок, либо "не подозревают" о существовании такого государства, либо имеют весьма извращенное представление об условиях работы в рамках наших стандартов и на наших линиях. Диалог между таким пользовательским модемом и стойкой провайдера подобен разговору африканца со славянином на английском языке.

Во-вторых, нет двух одинаковых телефонных линий, провайдеров, и даже две последовательные сессии соединения могут достаточно сильно различаться между собой! Слишком много параметров, которые влияют на связь. Поэтому утверждать, что если модем работает отлично с одного места, то он так же будет работать с любого другого -- заведомая ложь. Причем это высказывание относится как к программным модемам, так и к аппаратным, как к внутренним, так и к внешним...

И в-третьих, интерес к предмету обсуждения -- модему -- позволяет предположить наличие у читателя возможности доступа в Internet. А значит, форум по обсуждению результатов и оценок должен получиться живым и содержательным. Так что проверяйте, тестируйте и сравнивайте сами применительно к своим условиям соединения. А нам остается лишь пожелать "устойчивого коннекта" и "модемного счастья". И пусть "никто не уйдет обиженным..." с тестовой странички http://itc.ua/modem/!

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365