Дуплекс (телекоммуникации) - Duplex (telecommunications)

Эта статья включает в себя список общих Рекомендации, но он остается в основном непроверенным, потому что ему не хватает соответствующих встроенные цитаты. Пожалуйста, помогите улучшать эта статья введение более точные цитаты. (Сентябрь 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

А дуплекс система связи это точка-точка система, состоящая из двух или более подключенных сторон или устройств, которые могут связываться друг с другом в обоих направлениях. Дуплексные системы используются во многих коммуникационных сетях либо для обеспечения одновременной связи в обоих направлениях между двумя подключенными сторонами, либо для обеспечения обратного пути для мониторинга и удаленной настройки оборудования в полевых условиях. Существует два типа дуплексных систем связи: полнодуплексный (FDX) и полудуплексный (HDX).

В полнодуплексный В системе обе стороны могут общаться друг с другом одновременно. Пример полнодуплексного устройства: старая добрая телефонная служба; стороны на обоих концах вызова могут говорить и быть услышанными другим абонентом одновременно. Наушник воспроизводит речь удаленного абонента, поскольку микрофон передает речь местного абонента. Между ними существует двусторонний канал связи, точнее говоря, потому, что между ними существует два канала связи.

В полудуплекс или же полудуплекс система, обе стороны могут общаться друг с другом, но не одновременно; общение идет в одном направлении. Примером полудуплексного устройства является рация, а двустороннее радио что есть нажми чтобы говорить кнопка. Когда локальный пользователь хочет поговорить с удаленным человеком, он нажимает эту кнопку, которая включает передатчик и выключает приемник, не позволяя им слышать удаленного человека во время разговора. Чтобы слушать удаленного человека, они отпускают кнопку, которая включает приемник и выключает передатчик.

Системы, которым не нужна дуплексная связь, могут вместо этого использовать симплексная связь, в котором одно устройство передает, а остальные могут только слушать. Примеры транслировать радио и телевидение, открыватели ворот гаража, радионяни, беспроводные микрофоны, и камеры наблюдения. В этих устройствах связь только в одном направлении.

Полудуплекс

Простая иллюстрация полудуплексной системы связи

А полудуплекс (HDX) обеспечивает связь в обоих направлениях, но только в одном направлении за раз, а не одновременно в обоих направлениях. Обычно, как только сторона начинает получать сигнал, она должна дождаться завершения передачи, прежде чем ответить.

Примером полудуплексной системы является двухсторонняя система, такая как рация, при этом нужно использовать "over" или другое ранее назначенное ключевое слово, чтобы указать конец передачи и гарантировать, что только одна сторона передает одновременно. Аналогом полудуплексной системы может быть однополосный участок дороги с диспетчерами движения на каждом конце. Трафик может течь в обоих направлениях, но только в одном направлении за раз, что регулируется диспетчерами трафика.

Полудуплексные системы обычно используются для экономии пропускная способность так как только один канал связи необходим, который попеременно распределяется между двумя направлениями. Например, для рации требуется только один частота для двунаправленной связи, а сотовый телефон, которое является полнодуплексным устройством, для передачи двух одновременных голосовых каналов требуется две частоты, по одному в каждом направлении.

В автоматически запускаемых системах связи, таких как двусторонние каналы передачи данных, распределение времени для связи в полудуплексной системе может жестко контролироваться аппаратными средствами. Таким образом, нет траты канала на переключение. Например, станции A на одном конце линии передачи данных можно разрешить передачу ровно одну секунду, затем станции B на другом конце можно разрешить передачу точно в течение одной секунды, а затем цикл повторяется.

В полудуплексных системах, если более чем одна сторона передает одновременно, столкновение происходит, что приводит к потере сообщений.

Полный дуплекс

Простая иллюстрация полнодуплексной системы связи. Полнодуплексный режим не является распространенным в портативных радиостанциях, как показано здесь, из-за стоимости и сложности обычных методов дуплексной связи, но используется в телефоны, сотовые телефоны и беспроводные телефоны.

А полнодуплексный (FDX), или иногда называемый двойной дуплекс, обеспечивает связь в обоих направлениях и, в отличие от полудуплекса, позволяет это происходить одновременно. Стационарный телефон сети являются полнодуплексными, поскольку они позволяют обоим вызывающим абонентам говорить и быть услышанными одновременно, при этом переход с четырех проводов на два осуществляется посредством гибридная катушка в телефонный гибрид. Современные сотовые телефоны тоже полнодуплексные.^[1]

Технически существует различие между полнодуплексной связью с использованием одного физического канала связи для обоих направлений одновременно и двойной симплекс коммуникация, использующая два разных канала, по одному для каждого направления. С точки зрения пользователя, техническая разница не имеет значения, и оба варианта обычно называют полный дуплекс.

Хорошая аналогия для полнодуплексной системы - двухполосная дорога с одной полосой для каждого направления. Более того, в большинстве систем полнодуплексного режима, переносящих компьютерные данные, переданные данные не кажутся отправленными до тех пор, пока они не будут получены, а подтверждение не будет отправлено другой стороной. Таким образом, такие системы реализуют надежные методы передачи.

Двусторонние радиостанции могут быть спроектированы как полнодуплексные системы, передающие на одной частоте и принимающие на другой; это также называется дуплексом с частотным разделением каналов. Дуплексные системы с частотным разделением каналов могут расширять свой диапазон за счет использования наборов простых ретрансляционных станций, поскольку сообщения, передаваемые на любой отдельной частоте, всегда идут в одном и том же направлении.

Полнодуплексный Ethernet соединения работают за счет одновременного использования двух физических витые пары внутри одной оболочки, которые напрямую подключены к каждому сетевому устройству: одна пара предназначена для приема пакетов, а другая пара - для отправки пакетов. Это фактически делает сам кабель свободным от коллизий и удваивает максимальную общую пропускную способность, поддерживаемую каждым соединением Ethernet.

Полнодуплексный режим также имеет несколько преимуществ по сравнению с полудуплексом. Во-первых, нет коллизий, поэтому время не тратится на повторную передачу кадров. Во-вторых, полная пропускная способность доступна в обоих направлениях, поскольку функции отправки и приема раздельны. В-третьих, поскольку на каждой витой паре имеется только один передатчик, станциям (узлам) не нужно ждать, пока другие завершат передачу.

Некоторым компьютерным системам 1960-х и 1970-х годов требовались полнодуплексные средства, даже для полудуплексной работы, поскольку их схемы опроса и ответа не могли выдерживать небольшие задержки при изменении направления передачи в полудуплексной линии.

Полнодуплексная эмуляция

Где методы доступа к каналу используются в точка-многоточка сети (например, сотовые сети ) для разделения прямого и обратного каналов связи в одной и той же физической среде связи они известны как методы дуплексной передачи.

Дуплекс с временным разделением

Дуплекс с временным разделением (TDD) - это приложение мультиплексирование с временным разделением для разделения внешних и обратных сигналов. Он имитирует полнодуплексную связь по полудуплексному каналу связи.

Дуплекс с временным разделением является гибким в том случае, если есть асимметрия из восходящий канал и нисходящий канал скорости передачи данных. По мере увеличения объема данных восходящей линии связи может динамически выделяться большая пропускная способность, а по мере уменьшения нагрузки трафика пропускная способность может уменьшаться. То же самое применимо в направлении нисходящей линии связи. В перерыв передачи / приема (TTG) - это интервал (время) между пакетом нисходящего канала и последующим пакетом восходящего канала. Точно так же интервал перехода приема / передачи (RTG) - это промежуток между пакетом восходящего канала и последующим пакетом нисходящего канала.^[2]

Для стационарных радиосистем радиотрассы восходящей и нисходящей линий связи, вероятно, будут очень похожи. Это означает, что такие методы, как формирование луча хорошо работают с системами TDD.

Примеры дуплексных систем с временным разделением включают:

• UMTS Дополнительные радиоинтерфейсы 3G TD-CDMA для внутренней мобильной связи.
• Китайский TD-LTE 4-G, TD-SCDMA 3-G радиоинтерфейс мобильной связи.
• DECT беспроводная телефония
• Полудуплекс с коммутацией пакетов сети на основе множественный доступ с контролем оператора, например 2-проводной или концентратор Ethernet, Беспроводные локальные сети и Bluetooth, могут рассматриваться как системы дуплексной связи с временным разделением, хотя и не TDMA с фиксированной длиной кадра.
• IEEE 802.16 WiMAX
• PACTOR
• ISDN BRI U интерфейс, варианты с использованием линейной системы с мультиплексированием во времени (TCM)
• G.fast, а цифровая абонентская линия (DSL) стандарт, разработанный ITU-T

Дуплекс с частотным разделением каналов

Дуплекс с частотным разделением каналов (FDD) означает, что передатчик и приемник работать, используя разные несущие частоты. Метод часто используется в радиолюбитель операция, когда оператор пытается использовать повторитель станция. Станция ретранслятора должна иметь возможность отправлять и принимать передачи одновременно и делает это, немного изменяя частоту, на которой она отправляет и принимает. Этот режим работы называется дуплексный режим или же режим смещения.

Поддиапазоны восходящего и нисходящего каналов разделены смещение частоты. Дуплекс с частотным разделением каналов может быть эффективным в случае симметричного трафика. В этом случае дуплексная связь с временным разделением имеет тенденцию тратить впустую полосу пропускания во время переключения с передачи на прием, имеет большую внутреннюю задержка, и может потребоваться более сложный схема.

Еще одно преимущество дуплексной связи с частотным разделением каналов состоит в том, что она упрощает и повышает эффективность радиопланирования, поскольку базовые станции не «слышат» друг друга (поскольку они передают и принимают в разных поддиапазонах) и поэтому обычно не создают помех друг другу. И наоборот, при использовании дуплексных систем с временным разделением необходимо соблюдать осторожность, чтобы сохранить защитное время между соседними базовыми станциями (что снижает спектральная эффективность ) или для синхронизации базовых станций, чтобы они передавали и принимали одновременно (что увеличивает сложность сети и, следовательно, стоимость, и снижает гибкость распределения полосы пропускания, поскольку все базовые станции и секторы будут вынуждены использовать одно и то же соотношение восходящей / нисходящей линии связи)

Примерами дуплексных систем с частотным разделением каналов являются:

• ADSL и VDSL
• Наиболее мобильные технологии, в том числе UMTS /WCDMA использовать дуплексный режим с частотным разделением и cdma2000 система.
• IEEE 802.16 WiMax также использует дуплексный режим с частотным разделением каналов.

Эхоподавление

Полнодуплексные аудиосистемы, такие как телефоны, могут создавать эхо, которое необходимо удалить. Эхо возникает, когда звук, исходящий из динамика, исходящий от дальнего конца, снова входит в микрофон и отправляется обратно на дальний конец. Затем звук снова появляется в конце исходного источника, но с задержкой. Этот путь обратной связи может быть акустическим, по воздуху или может быть механически связан, например, в телефонной трубке. Эхоподавление - это операция обработки сигнала, которая вычитает сигнал на дальнем конце из сигнала микрофона, прежде чем он будет отправлен обратно по сети.

Эхоподавление - важная технология, позволяющая модемы для достижения хорошей полнодуплексной производительности. V.32, V.34, V.56 и V.90 стандарты модема требуется подавление эха.^[3]

Эхоподавители доступны как в программном, так и в аппаратном исполнении. Они могут быть независимыми компонентами в системе связи или интегрированы в систему связи. центральное процессорное устройство. Устройства, которые не устраняют эхо, иногда не могут обеспечить хорошую работу в полнодуплексном режиме.

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

• Таненбаум, Эндрю С. (2003). Компьютерная сеть. Прентис Холл. ISBN  0-13-038488-7.

• Риихонен, Танели (2014). Проектирование и анализ дуплексных режимов и протоколов пересылки для релейных линий OFDM (A). Серия публикаций Университета Аалто ДОКТОРАЛЬНЫЕ ДИСЕРТАЦИИ, 81/2014. ISBN  978-952-60-5715-6.