Duplexní komunikace: koncept, princip činnosti, účel a aplikace

V článku se pokusíme podrobně vysvětlit, jaká je duplexní komunikace. To je princip spojování přijímače a vysílače, který zahrnuje přenos informací současně v obou směrech. Poprvé byla koncepce takového spojení realizována před půl stoletím v transatlantickém telegrafu a později v teletypu. Tento nápad výrazně zachránil fyzické komunikační kanály. Představte si, kolik by stálo kabel na dně oceánu. Můžete vidět sebe - podstatné úspory. V případě teletypu je vše mnohem jednodušší. Myšlenka byla již všem známa, ale přišli s trochu jiným způsobem, jak získat informace (pomocí tiskáren).

Simplexní systémy

Jednoduchá a duplexní komunikace je, můžeme říci, synonyma. Rozdíly jsou v zásadě přenosem a přijímáním informací. V případě obousměrné komunikace může několik zařízení současně vyměňovat informace (přijímat a vysílat). Ale když je organizace simplexní komunikace zpočátku řečeno jedno zařízení, pak druhé, třetí, atd. Jinými slovy, existuje určitá sekvence.


Zde jsou příklady jednoduchých systémů:
  • Vysílání.
  • Mikrofony pro záznam zvuku.
  • Rozhlasové stanice.
  • Bezdrátová a drátová sluchátka.
  • Různé kamery pro sledování.
  • Bezdrátové řídicí systémy pro některá zařízení.
  • Jednoduchá komunikace nevyžaduje možnost přenosu informací na obou stranách.

    Princip činnostiduplexní zařízení

    Pokud jde o duplexní zařízení, mají mírně odlišný design. S jejich pomocí je spojení dvou bodů. Jako příklad lze spustit moderní počítačové porty, jako je Ethernet. V takových případech dochází k takové výměně informací. Podobný princip je stanoven v telefonním spojení - dobře víte, že dva lidé mohou současně mluvit a slyšet.


    V digitální technologii se objevuje pouze efekt duplexního rádia (a také kabelového). Pokud kanály příjmu a vysílání skutečně fungovaly současně, zařízení by se spalo během několika vteřin. Existuje jednoznačné časové rozdělení, s pomocí je tvorba a přepínání balíčků. A uživatelé, kteří používají komunikační nástroje, nevidí "mazaný". Existuje takzvaný neúplný duplex, který se aktivně používá v dávkách. V tomto případě je kanál rozdělen podle zavedení určitých kódových slov, které mluví účastníky.

    Jak jsou kanály sdíleny podle času

    Jako příklad se podíváme na World Wide Web - Internet. Právě zde je důležité rozdělit kanály a přidělit časové rozpětí pro různé účastníky. Jedná se o linku s asymetrickými rychlostmi (současně se vyskytující a nahraná a stažená data). Nerovnost kanálů pro různé informační toky umožnila realizaci přístupu k družicím. Tímto přístupem je požadavek předán nejbližší síti mobilního operátora a odpověď již pochází ze satelitu z vnějších hloubek.
    Zde jsou příklady zařízení využívajících následující technologie:
  • třetí generace mobilní komunikace (běžněji známá jako 3G).
  • Několik typů LTE.
  • WiMAX (nebo 3G +).
  • A méně známá telefonie je bezdrátový typ DECT.
  • Odrůdy přenosu informací

    Před více než 50 lety se začaly široce zavádět pulzní přístroje. Důvodem jeho hromadné implementace je to, že elektronika pevného stavu se objevila a byla osvědčená. Diskrétní lampová zařízení zaujímají příliš velké prostory (v porovnání s pokročilejšími polovodiči).
    Zpočátku existovaly dva režimy, ve kterých docházelo k kompresi kanálů:
  • Cyklický (synchronní) typ přenosu - k účastníkům linek jsou periodicky připojeny. A sekvence připojení je striktně diskutována. Nejprve je potřeba vytvořit strukturu rámců a poté implementovat synchronizační signály. Co se týče charakteru kódování, nezáleží na tom.
  • Asynchronní přenosový typ je široce používán v digitálních systémech. V takovém případě jsou informace odeslány v předem vytvořených balících, jejichž velikost je několik set nebo dokonce tisíce bitů. Vzhledem k tomu, že existují adresy, je možné uspořádat asynchronní interakce. Takový princip je dnes používán i v celulární komunikaci. Je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že v moderních komunikačních protokolech je počet bytů rovnoměrný. Z tohoto důvodu není synchronizace čistě formální.
  • Frekvence signálu a jeho frekvenceformulář

    Mělo by se také poznamenat, že každý informační balíček je doplněn nadpisem. Složení přenášené informace je určeno standardem, který má protokol. Stahování kanálu probíhá s určitou periodou a frekvencí. Sovětské duplexní komunikační kanály pracovaly na kmitočtu 8 kHz (vzorkování telefonního signálu probíhá rychlostí 64 kb /s).
    Zaznamenáváme několik metod pro modulaci nosné frekvence:
  • PWM (puls-width).
  • Časový impuls.
  • Amplituda-puls.
  • Binární typy signálů jsou zakódovány pomocí obdélníkových impulzů. To zanechává nekonečně široké spektrum a skutečný signál může být oříznut filtrem. Výsledkem je - vyhlazení front. V důsledku tažení dochází k interpulsnímu rušení. Překážky se vyskytují na sousedních kanálech - to je způsobeno tím, že spektra se protínají.

    Stupně časového dělení

    A teď se podívejme, jaký stupeň oddělení signálu lze nalézt v dohodovacích zařízeních duplexní komunikace. Jeden může rozlišovat následující hierarchii:
  • V první fázi je 32 kanálů, z nichž dva jsou přiděleny pro servisní zprávy. Rychlost těchto kanálů je 2048 kb /s.
  • Další kroky jsou tvořeny stlačením čtyř proudů multiplexováním (bitovým). Stojí za zmínku, že všechny sekce standardů jsou vytvořeny předem.
  • Distribuce kmitočtu

    A nakonec bychom měli mluvit o rozdělení frekvencí. To bylo poprvé použito v praxi teleportérIgnatiev R. R. v roce 1880. Vysílač signálu generuje určitou sadu impulsů analogového typu (obvykle 12 z nich). Vlnová délka signálu je standardní - v rozsahu 300-3500 Hz. Blok má požadovaný počet generátorů pracujících v tomto rozsahu.
    Frekvenční dělení lze nazvat ideální pro organizaci kanálů symetrického provozu. Aktivně se používá v technologii ADSL, IEEE 80216 CDMA2000.

    Související publikace