W artykule postaramy się szczegółowo opisać, czym jest komunikacja dupleksowa. Jest to zasada łączenia odbiornika i nadajnika, która zakłada przesyłanie informacji jednocześnie w obu kierunkach. Po raz pierwszy koncepcja takiego połączenia została wdrożona półtora wieku temu w telegrafie transatlantyckim, a nieco później w teledrukarkach. Taki pomysł doskonale uratował fizyczne kanały komunikacji. Wyobraź sobie, ile kosztowałby kabel ułożony na dnie oceanu. Sam możesz się przekonać - oszczędności są znaczne. W przypadku dalekopisu wszystko jest znacznie prostsze. Pomysł był już znany wszystkim, ale wymyślili nieco inny sposób wyświetlania informacji (za pomocą urządzeń drukujących).
Systemy Simplex
Komunikacja simpleksowa i dupleksowa to, można powiedzieć, synonimy. Istnieją jednak różnice w zasadzie przekazywania i odbierania informacji. W przypadku komunikacji dupleksowej kilka urządzeń może jednocześnie wymieniać informacje (odbierać i przesyłać je). Ale przy organizacji komunikacji simpleksowej najpierw jedno urządzenie nadaje, potem drugie, trzecie itd.e. Innymi słowy, jest jakiś porządek.
Oto przykłady systemów simplex:
- Nadawanie.
- Mikrofony do nagrywania dźwięku.
- Monitory dziecięce.
- Słuchawki bezprzewodowe i przewodowe.
- Różne kamery bezpieczeństwa.
- Bezprzewodowe systemy sterowania dla dowolnych urządzeń.
Komunikacja Simplex nie musi umożliwiać przesyłania informacji w obu kierunkach.
Zasada działania urządzeń dupleksowych
Jeśli chodzi o urządzenia do komunikacji dwustronnej, mają one nieco inną konstrukcję. Łączą dwa punkty. Przykładem są nowoczesne porty komputerowe, takie jak Ethernet. To w nich zwykle odbywa się taka wymiana informacji. Podobna zasada obowiązuje w komunikacji telefonicznej – przecież doskonale wiesz, że dwie osoby mogą jednocześnie rozmawiać i słyszeć.
W technologii cyfrowej istnieje tylko pozory efektu dwukierunkowej komunikacji radiowej (i przewodowej). Gdyby kanały odbiorcze i nadawcze rzeczywiście działały jednocześnie, sprzęt wypaliłby się w ciągu kilku sekund. Istnieje pewien podział czasu, z jego pomocą odbywa się tworzenie i przełączanie pakietów. A użytkownicy korzystający z narzędzi komunikacyjnych nie zauważają „sztuczki”. Istnieje tak zwany niepełny dupleks, który jest aktywnie wykorzystywany w krótkofalówkach. W tym przypadku kanał zostaje przerwany przez wprowadzenie pewnych słów kodowych, które wymawiająsubskrybenci.
Jak kanały są podzielone według czasu
Jako następny przykład rozważymy World Wide Web – Internet. To tutaj ważna jest separacja kanałów i przydział przedziałów czasowych dla różnych abonentów. Są to linie o asymetrycznych prędkościach (jednocześnie następuje wysyłanie i pobieranie danych). Zróżnicowanie kanałów dla różnych strumieni informacji umożliwiło realizację dostępu do satelitów. Przy takim dostępie zapytanie kierowane jest do najbliższej sieci operatora telefonii komórkowej, a odpowiedź już nadchodzi z satelity z głębi kosmosu.
Oto przykłady urządzeń wykorzystujących te technologie:
- Trzecia generacja komunikacji komórkowej (bardziej znane oznaczenie 3G).
- Kilka odmian LTE.
- WiMAX (lub 3G+).
- Jak również mniej znana bezprzewodowa telefonia DECT.
Odmiany przekazywania informacji
Nieco ponad 50 lat temu zaczęto szeroko wprowadzać urządzenia impulsowe. Powodem jego masowego wprowadzenia jest to, że pojawiła się elektronika półprzewodnikowa i sprawdziła się dobrze. Dyskretne urządzenia lampowe zajmowały zbyt dużo miejsca (w porównaniu z bardziej zaawansowanymi urządzeniami półprzewodnikowymi).
Początkowo były dwa tryby kompresji kanałów:
- Typ transmisji cykliczna (synchroniczna) – abonenci łączą się z linią okresowo. Ponadto kolejność połączeń jest ściśle określona. Pierwszymusisz zaprojektować strukturę ramki, a następnie zaimplementować sygnały taktowania. Jeśli chodzi o charakter kodowania, nie ma to znaczenia.
- Typ transmisji asynchronicznej jest szeroko stosowany w systemach cyfrowych. W takim przypadku informacje przesyłane są we wstępnie uformowanych pakietach, których rozmiar to kilkaset, a nawet tysiące bitów. Ponieważ istnieją adresy, możliwe staje się zorganizowanie interakcji asynchronicznej. Ta zasada jest dziś stosowana nawet w komunikacji komórkowej. Należy zwrócić uwagę na fakt, że w nowoczesnych protokołach komunikacyjnych liczba bajtów jest parzysta. Z tego powodu nie ma synchronizacji czysto formalnej.
Częstotliwość i kształt sygnału
Należy również zauważyć, że każdy pakiet informacji jest uzupełniony o nagłówek. Skład przesyłanych informacji jest określony przez standard protokołu. Kanał jest ładowany z określonym okresem i częstotliwością. Radzieckie kanały komunikacji dupleksowej działały na częstotliwości 8 kHz (sygnał telefoniczny jest próbkowany z szybkością 64 kb/s).
Zwróć uwagę na kilka metod modulacji częstotliwości nośnej:
- PWM (szerokość impulsu).
- Puls czasowy.
- Amplituda impulsu.
Binarne typy sygnałów są kodowane za pomocą impulsów fali prostokątnej. W tym przypadku uzyskuje się nieskończenie szerokie widmo, a prawdziwy sygnał można wyciąć za pomocą filtrów. Efektem tego jest wygładzenie frontów. Z powodu rozciągania dochodzi do interferencji międzyimpulsowej. Zakłócenia pojawiają się w sąsiednich kanałach - wynika to z faktu, że widmaprzecięcie.
Kroki separacji czasowej
A teraz przyjrzyjmy się, jakie etapy separacji sygnału można znaleźć w domofonach dupleksowych. Możemy wyróżnić następującą hierarchię:
- Na pierwszym etapie są 32 kanały, dwa z nich są zarezerwowane dla komunikatów serwisowych. Łączna prędkość tych kanałów wynosi 2048 kb/s.
- Pozostałe etapy są tworzone przez multipleksowanie czterech strumieni (bit po bicie). Warto zauważyć, że wszystkie sekcje norm są tworzone z góry.
Podział częstotliwości
I na koniec porozmawiajmy o podziale częstotliwości. Po raz pierwszy wprowadził go w życie sygnalista G. G. Ignatiev w 1880 roku. Nadajnik sygnału generuje określony zestaw impulsów typu analogowego (zwykle 12 z nich). Szerokość sygnału jest standardowa - w zakresie 300-3500 Hz. Blok posiada wymaganą liczbę generatorów pracujących w tym zakresie.
Podział częstotliwości można nazwać idealnym do organizowania symetrycznych kanałów ruchu. Jest aktywnie używany w ADSL, IEEE 802.16, CDMA2000.
