Сотрудники Массачусетского технологического института разработали теорию передачи информации в коммуникационных сетях, позволяющую оптимизировать емкость сетей и объем передаваемых данных. Работа разбита на две части, первая из которых опубликована в журнале IEEE Transactions on Information Theory. Препринты статей доступны в архиве Корнельского университета. Краткое содержание можно прочитать на сайте института.
Работа большинства компьютерных сетей на сегодняшний день подчинена задаче достоверной передачи сообщения независимо от присутствия шума. При этом емкость сетей и объем передаваемой информации имеет второстепенное значение. Алгоритм работы интернета разработан в соответствии с этой задачей: каждый узел, получив сообщение (пакет) должен передать его далее по цепочке в соответствии с адресом получателя, при этом содержимое пакета не изменяется.
Ученые предложили другой метод передачи сообщений - сетевое кодирование, которое должно существенно увеличить объем передаваемой в сети информации.
Сетевое кодирование работает следующим образом. Содержимое разных сообщений А и В сливаются узлом в АВ и передается в таком виде нескольким другим узлам. Узел, к которому приходят два сообщения, например А и AВ может, проведя небольшие вычисления, восстановить В.
Несмотря на то, что интуитивно кажется, будто описанный способ излишне нагружает сеть, передавая избыточную информацию, на самом деле он делает емкость сети больше. Это связано в том числе с тем, что адресат получает данные разными путями и не зависит от "пробок" на ее пути.
Авторы публикации проанализировали, как именно уровень шума в сети влияет на ее работу, если информация в ней передается не классическим способом, а с помощью сетевого кодирования, и как нужно с ним бороться. Кроме того, им удалось рассчитать верхний и нижний пределы емкости сети, построенной по такому принципу.
Сетевое кодирование может помочь ускорить работу различных коммуникационных сетей, особенно беспроводных, сетей сенсоров, пиринговых (P2P) и так далее.