V tomto článku se vám pokusíme podrobně přiblížit, co je duplexní komunikace. Jedná se o princip propojení přijímače a vysílače, což znamená přenos informací současně v obou směrech. Poprvé byl koncept takového spojení realizován před stoletím a půl v transatlantickém telegrafu a o něco později v dálnopisech. Takový nápad dokonale zachránil fyzické komunikační kanály. Představte si, kolik by stál kabel položit přes dno oceánu. Sami vidíte – úspora je značná. V případě dálnopisu je vše mnohem jednodušší. Nápad byl již všem známý, ale přišli s trochu jiným způsobem zobrazování informací (pomocí tiskových zařízení).
Jednoduché systémy
Simplex a duplex komunikace jsou, dalo by se říci, synonyma. Existují však rozdíly v principu přenosu a přijímání informací. V případě duplexní komunikace si může několik zařízení vyměňovat informace současně (přijímat je a vysílat). Ale při organizaci simplexní komunikace nejprve vysílá jedno zařízení, pak druhé, třetí atd.e. Jinými slovy, existuje určitý řád.
Zde jsou příklady simplexních systémů:
- Vysílání.
- Mikrofony pro záznam zvuku.
- Chůvičky.
- Bezdrátová a kabelová sluchátka.
- Různé bezpečnostní kamery.
- Bezdrátové ovládací systémy pro všechna zařízení.
Jednoduchá komunikace nemusí být schopna přenášet informace oběma směry.
Princip fungování duplexních zařízení
Pokud jde o duplexní komunikační zařízení, mají mírně odlišný design. Spojují dva body. Příkladem jsou moderní počítačové porty, jako je Ethernet. Právě v nich taková výměna informací obvykle probíhá. Podobný princip je stanoven v telefonické komunikaci – vždyť dobře víte, že dva lidé mohou mluvit a slyšet zároveň.
V digitální technologii existuje pouze zdání efektu duplexní rádiové komunikace (a také kabelové). Pokud by přijímací a vysílací kanály skutečně fungovaly současně, zařízení by vyhořelo během několika sekund. Dochází k určitému časovému dělení, s jeho pomocí probíhá tvoření a přepojování paketů. A uživatelé, kteří používají komunikační nástroje, si „trik“nemohou všimnout. Existuje takzvaný neúplný duplex, který se aktivně používá ve vysílačkách. V tomto případě je kanál přerušen zavedením určitých kódových slov, která se vyslovujíodběratelé.
Jak jsou kanály rozděleny podle času
Jako další příklad budeme uvažovat World Wide Web – Internet. Právě zde je důležité oddělení kanálů a přidělení časových intervalů různým předplatitelům. Jedná se o linky s asymetrickými rychlostmi (dochází k nahrávání i stahování dat zároveň). Rozdílnost kanálů pro různé informační toky umožnila realizovat přístup k satelitům. S takovým přístupem se požadavek odešle do nejbližší sítě mobilního operátora a odpověď již přichází ze satelitu z hlubin vesmíru.
Zde jsou příklady zařízení využívajících tyto technologie:
- Třetí generace mobilní komunikace (známější označení 3G).
- Několik druhů LTE.
- WiMAX (nebo 3G+).
- Stejně jako méně známá bezdrátová telefonie DECT.
Různosti přenosu informací
Před něco málo přes 50 lety se začala široce zavádět impulsní zařízení. Důvodem pro jeho masové zavedení je, že se objevila polovodičová elektronika a dobře se osvědčila. Diskrétní elektronková zařízení zabírala příliš mnoho místa (ve srovnání s pokročilejšími polovodičovými zařízeními).
Zpočátku existovaly dva režimy, ve kterých byly kanály komprimovány:
- Typ cyklického (synchronního) přenosu – účastníci se k lince připojují pravidelně. Pořadí připojení je navíc přísně specifikováno. Prvnímusíte navrhnout strukturu rámu a poté implementovat časovací signály. Pokud jde o povahu kódování, na tom nezáleží.
- Asynchronní typ přenosu je široce používán v digitálních systémech. V tomto případě jsou informace odesílány v předem vytvořených paketech, jejichž velikost je několik stovek nebo dokonce tisíc bitů. Protože existují adresy, je možné organizovat asynchronní interakci. Tento princip se dnes používá i v celulární komunikaci. Je třeba věnovat pozornost skutečnosti, že v moderních komunikačních protokolech je počet bajtů sudý. Z tohoto důvodu nedochází k čistě formální synchronizaci.
Frekvence a tvar signálu
Je třeba také poznamenat, že každý paket informací je doplněn záhlavím. Složení přenášených informací je dáno tím, jaký standard protokol má. Kanál je zatížen určitou periodou a frekvencí. Sovětské duplexní komunikační kanály provozované na frekvenci 8 kHz (telefonní signál je vzorkován rychlostí 64 kbps).
Všimněte si několika metod modulace nosné frekvence:
- PWM (šířka pulzu).
- Časový puls.
- Pulzní amplituda.
Binární typy signálů jsou kódovány pomocí pulsů obdélníkové vlny. V tomto případě je získáno nekonečně široké spektrum a skutečný signál lze ořezat pomocí filtrů. Výsledkem je vyhlazení čel. Vlivem natahování dochází k interpulzní interferenci. Interference se objevuje v sousedních kanálech - to je způsobeno skutečností, že spektraprotínají se.
Kroky časové separace
A nyní se podívejme na to, jaké fáze separace signálu lze nalézt u duplexních interkomů. Můžeme rozlišit následující hierarchii:
- Na prvním stupni je 32 kanálů, dva z nich jsou vyhrazeny pro servisní zprávy. Celková rychlost těchto kanálů je 2048 kbps.
- Zbývající stupně jsou tvořeny multiplexováním čtyř toků (bit po bitu). Stojí za zmínku, že všechny části norem jsou vytvořeny předem.
Frekvenční rozdělení
A nakonec si promluvme o frekvenčním dělení. Poprvé ji uvedl do praxe signalista G. G. Ignatiev v roce 1880. Vysílač signálu generuje určitou sadu impulsů analogového typu (obvykle 12 z nich). Šířka signálu je standardní - v rozsahu 300-3500 Hz. Blok má požadovaný počet generátorů pracujících v tomto rozsahu.
Kmitočtové dělení lze označit za ideální pro organizaci symetrických provozních kanálů. Aktivně se používá v ADSL, IEEE 802.16, CDMA2000.
