Полудуплексная связь. Симплексная, полудуплексная и дуплексная связь: типы передачи данных в системах связи — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое симплексная связь. Как работает полудуплексная передача данных. В чем особенности дуплексного режима связи. Какие существуют примеры использования разных типов связи. Чем отличаются симплексные и дуплексные оптические патч-корды.

Содержание

Основные типы передачи данных в системах связи

В современных телекоммуникационных системах используются различные режимы передачи данных между устройствами. Наиболее распространенными являются три основных типа связи:

Симплексная
Полудуплексная
Дуплексная

Каждый из этих режимов имеет свои особенности, преимущества и области применения. Рассмотрим их подробнее.

Симплексная связь: передача данных в одном направлении

Симплексная связь представляет собой односторонний канал передачи данных. При таком режиме информация может передаваться только в одном направлении — от передатчика к приемнику.

Основные характеристики симплексной связи:

Данные передаются только в одном направлении
Приемник не может подтвердить получение сообщения или ответить

Один узел имеет только передатчик, другой — только приемник

Где применяется симплексная связь?

Симплексный режим используется в следующих системах:

Радио- и телевещание
Системы оповещения (в школах, больницах, торговых центрах)
Пейджинговая связь
Радионяни
Беспроводные микрофоны

Преимущество симплексной связи — простота реализации. Недостаток — невозможность обратной связи.

Полудуплексная связь: поочередная двусторонняя передача

При полудуплексном режиме оба устройства могут как передавать, так и принимать данные. Однако передача возможна только поочередно — в каждый момент времени либо одно устройство передает, а второе принимает, либо наоборот.

Ключевые особенности полудуплексной связи:

Двусторонний обмен данными
Передача и прием осуществляются поочередно
Каждое устройство имеет и передатчик, и приемник

Требуется механизм переключения режимов

Примеры использования полудуплексной связи

Полудуплексный режим применяется в следующих системах:

Радиостанции и рации
Домофоны
Системы громкой связи
Беспроводные датчики

Главное преимущество — возможность двустороннего обмена данными при использовании одного канала связи. Недостаток — невозможность одновременной передачи в обоих направлениях.

Дуплексная связь: одновременная двусторонняя передача

Дуплексный режим обеспечивает полноценную двустороннюю связь с возможностью одновременной передачи данных в обоих направлениях.

Основные характеристики дуплексной связи:

Одновременная передача и прием данных
Каждое устройство имеет отдельные передатчик и приемник
Используются два независимых канала связи
Максимальная пропускная способность

Где применяется дуплексная связь?

Дуплексный режим используется в следующих системах:

Телефонная связь
Мобильная связь
Компьютерные сети (Ethernet)
Видеоконференции
Спутниковая связь

Преимущество дуплексной связи — максимальная скорость обмена данными. Недостаток — необходимость двух каналов связи, что усложняет и удорожает систему.

Сравнение симплексной, полудуплексной и дуплексной связи

Для наглядного сравнения разных режимов передачи данных рассмотрим их ключевые характеристики:

Симплексная связь: односторонняя, простая, дешевая, но без обратной связи
Полудуплексная связь: двусторонняя поочередная, один канал, средняя сложность
Дуплексная связь: двусторонняя одновременная, два канала, максимальная скорость

Выбор оптимального режима зависит от конкретных требований к системе связи — необходимой скорости, дальности, стоимости и других факторов.

Особенности реализации разных типов связи

Реализация различных режимов передачи данных имеет свои технические особенности:

Симплексная связь

Для организации симплексного канала требуется:

Один передатчик на передающей стороне
Один приемник на принимающей стороне
Однонаправленная среда передачи (кабель, радиоканал и т.д.)

Полудуплексная связь

Для реализации полудуплексного режима необходимо:

Приемопередатчик на каждой стороне
Механизм переключения режимов прием/передача
Протокол управления доступом к каналу

Дуплексная связь

Организация дуплексного канала требует:

Отдельные передатчик и приемник на каждой стороне
Два независимых канала передачи данных
Схемы развязки приемного и передающего трактов

Применение разных типов связи в современных системах

Рассмотрим примеры использования различных режимов передачи данных в современных телекоммуникационных системах:

Симплексная связь

Системы GPS-навигации (спутники передают сигналы на приемники)

Телеметрия (датчики отправляют данные на центр обработки)
Системы автоматического оповещения

Полудуплексная связь

Рации для оперативной связи
Беспроводные сенсорные сети
Системы радиоуправления

Дуплексная связь

Сотовая связь стандартов GSM, UMTS, LTE
Проводной и беспроводной интернет
IP-телефония

Как видим, каждый тип связи находит свое применение в зависимости от требований конкретной системы.

Оптические патч-корды: симплексные vs дуплексные

В оптоволоконных системах связи используются специальные соединительные кабели — патч-корды. Они бывают симплексными и дуплексными.

Симплексные патч-корды

Особенности симплексных патч-кордов:

Содержат одно оптическое волокно
Передают сигнал только в одном направлении
Имеют один коннектор на каждом конце
Дешевле дуплексных аналогов

Дуплексные патч-корды

Характеристики дуплексных патч-кордов:

Содержат два оптических волокна
Обеспечивают двунаправленную передачу
Имеют два коннектора на каждом конце
Позволяют организовать полноценный дуплексный канал

Выбор типа патч-корда зависит от требований конкретной системы связи — необходимости однонаправленной или двунаправленной передачи данных.

Симплексная, полудуплексная и дуплексная связь

В технических системах часто возникает задача связать две подсистемы или два узла для организации информационного обмена между ними. Полученную коммуникативную связь называют каналом связи.

Каналы связи можно разделить по типу передаваемого сигнала (электрический, оптический, радиосигнал и т.д.), по среде передачи данных (воздух, электрический проводник, оптоволокно и т.д.) и по многим другим характеристикам. В этой статье речь пойдёт о делении каналов связи по режимам и правилам приёма и передачи информации. По указанным признакам каналы связи делят на симплексные, полудуплексные и дуплексные.

Симплексная связь

Симплексный канал связи — это односторонний канал, данные по нему могут передаваться только в одном направлении. Первый узел способен отсылать сообщения, второй может только принимать их, но не может подтвердить получение или ответить. Типичным примером каналов связи этого типа является речевое оповещение в школах, больницах и других учреждениях. Другой пример — радио и телевидение.

При симплексной передаче данных один узел связи имеет передатчик, а другой (другие) приёмник.

Полудуплексная связь

При полудуплексном типе связи оба абонента имеют возможность принимать и передавать сообщения. Каждый узел имеет в своём составе и приёмник, и передатчик, но одновременно они работать не могут. В каждый момент времени канал связи образуют передатчик одного узла и приёмник другого.

Типичным примером полудуплексного канала связи является рация. По рации обычно происходит приблизительно такой диалог:

— Белка, Белка! Я Мадагаскар! Приём!

— Мадагаскар, я Белка. Приём!

Слово «Приём» делегирует право на передачу сообщения. В этот момент узел, который был приёмником, становится передатчиком и наоборот. Конечно, направление обмена данными меняется не само по себе. Для этого на рации предусмотрена специальная кнопка. Человек, начинающий говорить, зажимает эту кнопку, включая свою рацию в режим передачи. После этого он произносит своё сообщение и кодовое слово «Приём», отпускает кнопку и возвращается в режим приёмника. Кодовое слово даёт другому абоненту понять, что сообщение закончено и он может переключиться в режим передачи для ответного сообщения. Слово «Приём» позволяет избежать коллизий, когда оба абонента начнут передавать одновременно и ни одно из сообщений не будет услышано собеседником.

Дуплексная связь

По дуплексному каналу данные могут передаваться в обе стороны одновременно. Каждый из узлов связи имеет приёмник и передатчик. После установления связи передатчик первого абонента соединяется с приёмником второго и наоборот.

Классическим примером дуплексного канала связи является телефонный разговор. Безусловно, одновременно говорить и слушать собеседника тяжело для человека, но такая возможность при телефонном разговоре имеется, и,согласитесь, разговаривать по дуплексному телефону гораздо удобнее, чем по полудуплексной рации. Электронные же устройства, в отличие от человека, без проблем могут одновременно передавать и принимать сообщения, благодаря своему быстродействию и внутренней архитектуре.

Что такое полудуплексный и полнодуплексный режим и как он влияет на ваш маршрутизатор?

Главная > Дополнительно > Что такое полудуплексный и полнодуплексный режим и как он влияет на ваш маршрутизатор?

Дуплексный режим

Дуплексная радиосвязь предусматривает одновременную двустороннюю передачу информации. Исторически первыми концепцию реализовали трансатлантический телеграф (1870-е), телетайпы (1890-е). Идея вызвана необходимостью экономии спектра физического канала. Режим, когда передача данных может производиться одновременно с приёмом данных (иногда его также называют «полнодуплексным», для того чтобы яснее показать разницу с полудуплексным).

Дуплексная связь обычно осуществляется с использованием двух каналов связи: первый канал — исходящая связь для первого устройства и входящая для второго, второй канал — исходящая для второго устройства и входящая для первого.

Суммарная скорость обмена информацией по каналу связи в данном режиме может достигать своего максимума. Например, если используется технология Fast Ethernet со скоростью 100 Мбит/с, то скорость может быть близка к 200 Мбит/с (100 Мбит/с — передача и 100 Мбит/с — приём).

В ряде случаев возможна дуплексная связь с использованием одного канала связи. В этом случае устройство при приёме данных вычитает из сигнала свой отправленный сигнал, а получаемая разница является сигналом отправителя (модемная связь по телефонным проводам, 1000BASE-T).

Процесс обмена информацией

Преимущества изобретения Попова доступны сторонам, выполнившим ряд условий:

Единая частота.
Одинаковая поляризация.
Верный выбор пространственного направления.

Наличие единственной частоты обусловливает возможность однонаправленной передачи. Поэтому организации применяют наборы позывных, условных сигналов – регламент. Известные «первый, первый, я второй, приём». Условные знаки помогают абоненту захватить канал. Новое сообщение начинается словами, предусмотренными протоколом: «второй, второй, я первый, …текст сообщения… Приём!». Захвативший общение возвращает палку эстафеты инициировавшему общение.

Полнодуплескная схема

Принцип универсален. Корабли, самолёты, солдаты, полиция снабжены позывными. Организации сажают централизованных операторов, заправляющих общением. Радиолюбители равноправны.

Описанную схему называют полудуплексной. Означает наличие возможности взаимного общения, но поочерёдно. Полнодуплескная схема подразумевает использование двух частот, практически встречается редко.

Организация сетей радиосвязи

Радиосистема – это совокупность устройств, которые с помощью радиоволн передают необходимую информацию на расстояние. Есть радиолинии и радиосети.

По методу организации сетей радиосвязи радиолинии разделяют на односторонние и двухсторонние.

Одностороння радиосвязь – система, в которой одна радиолиния настроена исключительно на передачу, а вторая – только на прием. К таким системам относятся: любые службы оповещения и сигнализации, «центры отзывов» компаний, сети радиовещания, телевидение и т.п.

Двухсторонняя сеть радиосвязи предполагает одновременную передачу и прием данных на каждую радиостанцию. Есть симплексная, и дуплексная двухсторонняя радиосвязь:

При симплексной прием/отправка информации на каждом приемопередатчике осуществляются по очереди
При дуплексной связи передача и получение данных могут производиться одновременно

Симплексную связь применяют там, где нужны небольшие информационные потоки. Дуплексную же применяют на объектах, где сеть постоянно находится под сильной нагрузкой.

Чтобы узнать все детали проектирования и построения радиосетей – звоните по номер выше в нашу Компанию.

Разновидности

Критериями деления могут являться:

Частота (ДВ, СВ, КВ, УКВ, СВЧ…).
Модуляция (амплитудная, фазовая, частотная, ШИМ, ВИМ…).
Тип сигнала (цифровой, аналоговый, дискретный…).
Поляризация (круговая, линейная, эллиптическая…).
Уровень подготовки абонентов (профессиональная, любительская…).
Назначение (рабочая, служебная, домашняя, технологическая, тестировочная…).
Местоположение абонентов, узлов (космическая, наземная…).
Степень подвижности приёмопередающих устройств (мобильная, стационарная, транспортная…).
Факт участия человека (автоматическая, автоматизированная, живая…).

Полудуплексный режим

Полудуплекс — режим, при котором, в отличие от дуплексного, передача ведётся по одному каналу связи в обоих направлениях, но (в каждый момент времени передача ведётся только в одном направлении). Полная скорость обмена информацией по каналу связи в данном режиме имеет вдвое меньшее значение, по сравнению с дуплексом.

Разделение во времени вызвано тем, что передающий узел в конкретный момент времени полностью занимает канал передачи. Явление, когда несколько передающих узлов пытаются в один и тот же момент времени осуществлять передачу, называется коллизией и при методе управления доступом CSMA/CD считается нормальным, хотя и нежелательным явлением.

Этот режим применяется тогда, когда в сети используется коаксиальный кабель или в качестве активного оборудования используются концентраторы.

В зависимости от аппаратного обеспечения одновременный приём/передача в полудуплексном режиме может быть или физически невозможен (например, в связи с использованием одного и того же контура для приёма и передачи в рациях) или приводить к коллизиям.

Проектирование сетей радиосвязи различного назначения

Перед началом проектирования выполняются следующие работы:

С Заказчиком обговариваются все детали рабочего проекта сети связи
На объект выезжает бригада специалистов, которые собирают необходимую информацию касаемо объекта
Согласовывается и подписывается договор на создание радиосистемы
Разрабатывается схема радиосвязи
Прорабатываются все пункты Технического Задания

Непосредственно проектирование сетей радиосвязи различного назначения включает создание и оформление проектного пакета документов:

Технического Задания
Проектной и рабочей документации
Исполнительных и эксплуатационных бумаг и т.д.

Симплексная радиосвязь

Симплексной радиосвязью принято называть одностороннюю радиоэлектронную связь между двумя людьми, в которой прием и отправка голосовых сообщений осуществляется с помощью одного радиоканала.

Другими словами, если используется симплексная радиосвязь, то второй пользователь сети, который должен получить отправленное сообщение, не сможет ничего предпринять кроме приема голосовых данных.

То есть, второй пользователь такой радиосети не сможет ни отправить ответное сообщение, ни дать подтверждение о приеме.

Дуплексная радиосвязь

Дуплексной радиосвязью называют двухстороннюю радиосвязь между несколькими участниками радиосети. То есть, к примеру, оба абонента радиосети могут одновременно и принимать, и отправлять голосовые сообщения, используя, при этом, один и тот же радиоканал связи.

Самый наглядный пример дуплексной радиосвязи – разговор по телефону (как стационарному, так и мобильному). Но, на практике, для передачи и приема применяются два разных радиоканала.

Всего одна радиолиния может прекрасно справиться с реализацией нескольких каналов связи. Такая система будет называться многоканальной.

Двухсторонняя радиосвязь

Такая связь предполагает возможность осуществления одновременной передачи и приема сообщений каждым приемопередатчиком.

Чтобы реализовать двухстороннюю связь, необходима как минимум пара оборудования для симплексной связи. То есть, каждая точка сети должна иметь и радиоприемное, и радиопередающее устройство.

Стоит отметить, что двухсторонняя связь может быть как симплексной, так и дуплексной. Разберемся с каждой вариацией подробнее:

Дуплексная двухсторонняя связь. Передача и получения информации производится одновременно
Симплексная двухсторонняя связь. Отправка и прием сообщений осуществляется каждой радиостанцией по очереди

А) – организация симплексной радиосвязи, В) — организация дуплексной радиосвязи

При симплексной радиосвязи приемопередатчики на обеих концах радиосети будут функционировать на одной и той же радиочастоте. При дуплексной – на двух разных частотах, одна для приема, другая – для передачи информации. Последнее реализовано для того, чтобы радиоприемник получал данные только от передатчика, находящегося на другом конце сети, а не принимал свои собственные сигналы.

В дуплексной радиосети во время приема или отправки голосовых сообщений каждый приемник и передатчик должны постоянно находиться во включенном состоянии. Точнее – в то время, когда осуществляется передача данных через радиолинию.

Если вы хотите глубже вникнуть в работу симплексных и дуплексных сетей, а также, радиоустройств, которые в них входят, звоните в нашу Компанию по номеру телефона, указанному выше.

Симплексный канал — связь

Симплексные каналы связи 137 Синтез органический промышленный, модель оптимизации 249 ел.

Диаграмма кода устройства ЦИТРУС-4.

При симплексном канале связи передача телеинформации ведется щиклически, циклы следуют друг за другом непрерывно. При наличии обратного канала связи возможна работа устройства в режиме циклической передачи ТИ и спорадической передачи ТС. Перевод устройства в такой режим работы происходит только при получении по обратному каналу связи квитирующего сигнала о правильном воспроизведении на приемной стороне информации ТС.

Возможна как односторонняя ( симплексные каналы связи), так и двусторонняя ( дуплексные каналы связи) передача информации.

Особенностью подвижной радиосвязи является осуществление симплексных каналов связи. Для симплексной связи выделяется одна частота ( одночастотный симплекс) или две частоты ( двухчастотный симплекс), которые используются для всех радиостанций, входящих в данную радиосеть. Работа в радиосети на общих частотах требует строгого соблюдения оперативной дисциплины. Персонал, пользующийся радиосвязью, обязан отвечать только на позывные, присвоенные данной радиостанции; не входить в связь, установленную другими корреспондентами, за исключением особых случаев, обусловленных требованиями оперативной работы; прекращать переговоры по указанию вышестоящего оперативного лица.

Структурная схема устройства ПУ комплекса ТМ-512.

ПУ на КП) или при наличии только симплексного канала связи полукомплект КП работает в режиме циклической передачи групп ТИ и ТС.

При обрыве обратного канала связи ( с ДП на КП) или при наличии только симплексного канала связи полукомплект КП работает в режиме циклической передачи групп ТИ и ТС.

По направлению передачи данных каналы связи делятся на симплексные, полудуплексные и дуплексные. Симплексный канал связи может передавать данные только в одном направлении, полудуплексный канал — в двух направлениях, но в каждый момент времени передача может идти только в одном направлении; дуплексный канал может одновременно передавать данные в двух направлениях. По скорости передачи данных каналы делятся на телеграфные, телефонные и широкополосные.

По направлению передачи данных каналы связи делятся на симплексные, полудуплексные и дуплексные. Симплексный канал связи может передавать данные только в одном направлении; полудуплексный — в двух направлениях, но в каждый момент передача может идти только в одном направлении; дуплексный канал связи может одновременно передавать данные в двух направлениях.

Передача информации производится сигналами в виде токов высокой ( по сравнению с промышленной) частоты по нескольким отдельным каналам, организуемым уплотнением линии связи. Возможны как односторонняя ( симплексные каналы связи), так и двусторонняя ( дуплексные каналы связи) передачи информации.

Устройство обеспечивает выполнение всех указанных функций при работе по дуплексному телеграфному каналу связи 80 — 140 гц. При наличии толька одного симплексного канала связи с КП на ПУ исключаются функции вызова СИ, ВТИ, ТБ. В этом случае ТС передается циклически вместе с ТИ.

Системы передачи без обратной связи используют симплексный канал связи и подразделяются на системы передачи простым кодом, системы с кодом, исправляющим ошибки, и системы с повторением передачи информации.

Общая схема взаимодействия между элементами корпоративной.

Во-первых, все корпоративные сети обладают общим принципом взаимодействия между узлами сети ( рис. 2.5): логически можно выделить передающее устройство, генерирующее поток сообщений; среда передачи ( канал связи), по которому передается этот поток, принимающее устройство, обрабатывающее этот поток сообщений. Таким образом, если между двумя узлами имеем симплексный канал связи, допускающий передачу информации только в одном направлении, то схема передачи остается неизменной; если между двумя узлами полудуплексная связь, которая допускает передачу информации в обоих направлениях, но в разные моменты времени, то данная схема в разные моменты времени будет менять только направление передачи в противоположную сторону; в случае же дуплексной связи ( одновременная передача информации в обоих направлениях) можно выделить две такие логические схемы, работающие параллельно и имеющие противоположные направления передачи.

Дуплексный режим [ править | править код ]

Терминология в ГОСТ 24375-80 (Радиосвязь. Термины и определения)

Симплексная радиосвязь — двухсторонняя радиосвязь, при которой передача и прием на каждой радиостанции осуществляются поочередно.

Одночастотная симплексная радиосвязь — Симплексная радиосвязь, при которой связь между радиостанциями осуществляется на одной частоте.

Двухчастотная симплексная радиосвязь — Симплексная радиосвязь, при которой связь между радиостанциями осуществляется на разных частотах.

Полудуплексная радиосвязь — Симплексная радиосвязь с автоматическим переходом с передачи на прием с возможностью переспроса корреспондента.

Дуплексная радиосвязь — двухсторонняя радиосвязь, при которой передача осуществляется одновременно с радиоприемом.

Терминология в ГОСТ 24375-80 (Радиосвязь. Термины и определения)

Симплексная, полудуплексная и дуплексная связь | LAZY SMART

Симплексная связь

При симплексной передаче данных один узел связи имеет передатчик, а другой (другие) приёмник.

Полудуплексная связь

— Белка, Белка! Я Мадагаскар! Приём!

— Мадагаскар, я Белка. Приём!

Дуплексная связь

СУХОПУТНАЯ ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ

Сухопутная ПРМ четко отличается от других типов радиосвязи. Разделяется она на такие системы связи:

С каналом, закрепленным за группой пользователей (конвекционные системы)
С частотой, доступ к которой имеют все абоненты (трнакинговые сети)
С пространственно-разнесенным неограниченным повторным использованием частот (сотовая связь)

Конвекционные сети связи – самый простой подтип ПРМ. Для такой системы характерна небольшая пропускная способность, и повышенная оперативность связи. Обусловлены эти характеристики максимальным числом абонентов на канале, и небольшим временем подключения к каналу.

Симплексные системы

Симплексная и дуплексная связь – это, можно сказать, синонимы. Но отличия имеются в принципе передачи и приема информации. В случае с дуплексной связью могут одновременно несколько устройств обмениваться информацией (принимать ее и передавать). А вот при организации симплексной связи сначала вещает одно устройство, затем второе, третье и т. д. Другими словами, существует некоторая очередность.

Вот примеры симплексных систем:

Радиовещание.
Микрофоны для записи звука.
Радионяни.
Беспроводные и проводные наушники.
Различные камеры слежения.
Беспроводные системы управления какими-либо приборами.

Симплексная связь не нуждается в возможности передачи информации в обе стороны.

Оптические патч-корды simplex vs duplex

Как и упоминалось выше, оптический патч-корд simplex имеет одну плотно прилегающую оболочку. Защитная оболочка позволяет патч-корду быть вплотную присоединенным к механическому коннектору. Оптический патч-корд duplex можно рассматривать как два симплексных, оболочки которых соединены между собой. Некоторые оптический патч-корд duplex имеют зажимы на коннекторах на каждой стороне кабеля, чтобы соединять два коннектора вместе. Патч-корд simplex дешевле duplex, из-за меньшего количества исходных материалов. Кроме того, оптические патч-корды simplex используют только один пучок волокон для однонаправленной передачи, в то время как оптический патч-корд duplex используют пару волокон для передачи данных в двух направлениях. Соответственно волокно simplex требуется для передачи данных в одном направлении. Например, весы для взвешивая автомобилей на границах штатов, которые передают данные о весе на специальную станцию, или монитор уровня нефти, он передает данные о потоке нефти в центральную локацию. Используйте одномодовый или многомодовый оптический патч-корд duplex в случаях, когда требуется одновременная двунаправленная передача данных. Рабочие станции, коммутаторы или серверы, модемы и подобное оборудование требует использования дуплексных патч-кордов. Волокно duplex может быть одномодовым и многомодовым.

СПУТНИКОВАЯ ПОДВИЖНАЯ РАДИОСВЯЗЬ

Суть спутниковой подвижной радиосвязи заключается в том, что базовая станция принимает сигнал со спутника, и сеансы связи, при перемещении абонента, не прерываются.

В качестве примера такой системы можно выделить Inmarsat, Turaja (работают со спутниками, расположенными на геостационарной орбите), и Iridium, GlobalStar (подключаются к спутникам, расположенным ниже).

Технология

Наземная спутниковая станция (телефон) обменивается данными со спутником, к которому она подключена
Спутник, получая сигнал от телефона через шлюз (базу сопряжения устройств) перенаправляет данные на сеть общего пользования

Построение сетей радиосвязи

Построение сетей радиосвязи производится с учетом ВССС (всеувязанной Сети Связи Содружества стран СНГ). Цель такого подхода – максимально удовлетворить требования пользователей радиосетей.

С помощью радиосети радиосвязи можно передавать различную информацию:

Голосовую и текстовую
Телеграфную и телефаксную
Автоматические аварийные и предупредительные сигналы
Видео-послания и данные с ПК и т.п.

При построении сетей радиосвязи учитываются все ее составляющие:

Линии и устройства для передачи/приема данных
Системы коммуникации
Конечное оборудование

Самые «затратные» устройства – линейные узлы и устройства отправки информации. В каждой системе может быть несколько таких узлов, и ребер, которые считаются «соединителями» этих узлов.

Построение сетей радиосвязи может быть:

Полносвязным («узел с узлом»). Каждый узел имеет прямой «выход» на какой-либо другой
Узловым. Несколько устройств составляют группу, и такие группы соединяются с другими
Радиальным («звездообразным»). Узел только один, и к нему подключаются все остальные устройства

Дуплексный режим

Оцените статью:

Типы связи| Виды связи |Примеры оборудования

Дуплексная связь. Автосимплексная связь. Симплексная (полудуплексная) связь.

В телефонии термины дуплекс, автосимплекс, полудуплекс, симплекс относятся не к способу передачи сигнала по сети, а к способу подачи акустического сигнала абоненту. Причем, поскольку проблема разделения каналов приема и передачи в телефонной трубке раз и навсегда решена чисто физически — между микрофоном (куда мы говорим) и телефоном (откуда мы слушаем) есть расстояние с акустической преградой, то необходимость вышеперечисленных видов подачи сигналов остается в телефонии для устройств громкоговорящей связи: системных телефонов, спикерфонов, пультов, переговорных устройств, домофонов, Максифонов и т.д.

Что же такое дуплекс, автосимплекс, симплекс, полудуплекс применительно к телефонной связи?

Дуплекс (дуплексная связь) — возможность одновременно говорить и слушать. Все знакомы с ним по обыкновенной телефонной трубке. В принципе, самый естественный для человека вариант общения, однако, не всегда безупречно воспроизводимый техникой в связи с проблемой акустической обратной связи. Поднят на новый уровень качества цифровой техникой связи. Характерное проявление проблемы — на радиостанциях звонящего слушателя просят приглушить громкость своего приемника, иначе — акустическая заводка.

Автосимплекс — попеременное общение абонентов, автоматически организованное оконечным аппаратом (системным телефоном, пультом и т.д.). В этом случае, по мере замолкания одного из абонентов, аппаратура сама переключается на другого. Этим исключается проблема дуплекса, но при плохой настройке переключения (так называемых качелях), теряется начальная часть первого слова.

Симплекс (полудуплекс) — такое же попеременное общение, но организованное самими абонентами вручную. У каждого есть кнопка или тангента, которую нужно нажимать, когда говоришь и отпускать, когда слушаешь. Качество связи очень зависит от опыта нажимания на кнопку абонентом. В любом случае, самый неудобный способ организации громкой связи.

Системы дуплексной связи.

Дуплексная связь является ключевым понятием для систем оперативной связи и управления.

Дело в том, что стационарные телефонные аппараты нужно и можно устанавливать далеко не везде. Например, какой смысл делать это на караульном посту? Пока часовой возьмет трубку. пока наберет номер… Да и сам телефонный аппарат нужно будет защитить от температурных колебаний, дождя. снега, пыли… Или, скажем, рабочее место в цехе. У мастера заняты руки, а когда они освободятся, нужно будет их вытереть, иначе телефонный аппарат за день покроется грязью.

Там, где использовать стационарные, DECT и сотовые телефоны нецелесообразно, применяют переговорные устройства. Они и защищены лучше, и пользоваться ими удобнее. Нажал на кнопку — вызвал диспетчера. Вызвал диспетчер — ответил. Разговор идет по громкой связи.

Оперативно-диспетчерская связь не ограничивается использованием переговорных устройств. Это сложное хозяйство, в котором применяются и пульты, и каналы громкого оповещения, и каналы специальной связи ТЧ — не говоря уж о стационарных телефонах, DECT и сотовых. Отсюда вывод:

Коммутатор дуплексной связи. Система дуплексной связи будет по-настоящему эффективной только в том случае, если строить ее на базе универсального коммутатора. АТС МАКСИКОМ полностью соответствуют этому определению.

На схеме показано далеко не все оборудование. Например, для подключения каналов ГГС потребуются специальные адаптеры, для сопряжения с сотовой связи — GSM-шлюзы и т.д. Но вот что важно: все необходимое оборудование подключается к ОДНОМУ И ТОМУ же коммутатору. Потому что он универсальный!

Дуплексная связь требуется в самых разных учреждениях и организациях. Показаны лишь некоторые примеры. В качестве коммутаторов применяются мини АТС МАКСИКОМ. Модель и конфигурация станции подбираются под конкретную задачу.

Дуплексная связь: примеры систем двусторонней связи МАКСИКОМ.

Реализованных проектов очень много. Практически в каждом из этих проектов используется коммутатор дуплексной связи МАКСИКОМ.

Вот некоторые.

Система связи для комнаты переговоров ГУФСИН обеспечивает не только безопасную организацию переговоров, но и возможность контроля разговора и даже вмешательства в него в случае необходимости.

Система “Инспектор-камеры заключенных” для ГУФСИН обеспечивает безопасность сотрудников и сохранность переговорных устройств дуплексной связи, размещенных в камерах.

Система связи караульной службы обеспечивает дуплексную связь начальника караула с вышестоящими службами, а также с часовыми на постах.

Система палатной связи, среди прочего, обеспечивает оперативную дуплексную связь дежурного поста с больничными палатами.

Есть вопросы по системам дуплексной связи? Подобрать коммутатор дуплексной связи и другое оборудование?

Пишите: [email protected]

Звоните:

8(800) 511-15-40

8(812) 325-15-40

Поможем.

Дуплексная радиосвязь: принцип действия, организация, примеры

Невозможны одновременная передача, приём беспроводной связью единой частоты. Результатом станет ужасная интерференция. Андре Голдсмит «Беспроводные коммуникации»

Дуплексная радиосвязь предусматривает одновременную двустороннюю передачу информации. Исторически первыми концепцию реализовали трансатлантический телеграф (1870-е), телетайпы (1890-е). Идея вызвана необходимостью экономии спектра физического канала. Океанический кабель слишком дорого стоил. Случай телетайпов немного отличен: идея уже была известна, некто придумал способ получения дополнительной прибыли, пользуясь скромными запросами печатающих устройств (ниже голосовой линии).

Примеры симплексных систем

Лучше прочувствовать принцип действия симплексной передачи информации помогут примеры систем однонаправленного потока информации:

Вещание.
Микрофоны звукозаписи.
Наушники.
Радионяни.
Беспроводная система управления рольставнями.
Камеры слежения.

Симплекс характеризуется отсутствием необходимости, возможности двухсторонней передачи информации.

Принцип действия

Дуплексная коммуникационная система обычно соединяет две точки (противопоставляя себя вещанию). Современными компьютерными портами (Ethernet) часто осуществляется аналогичный ход, выделяют отдельную витую пару каналам приёма, передачи. После телеграфа, телетайпа концепция настигла телефонные линии. Общеизвестно: абоненты могут говорить одновременно. Расслышать собеседника – вопрос десятый.

Цифровая техника предоставляет видимость эффекта дуплексной радиосвязи. Передатчик давно сжёг бы приёмник, работай каналы одновременно. Однако временное деление функционирует быстро, пакеты коммутируются столь искусно, что собеседники бессильны заметить «подвох». Дуплекс бывает неполным. Полудуплексный метод применяется рациями. Канал разбивается, благодаря внедрению кодовых вызывных комбинаций слов, произносимых абонентами.

Временное деление каналов

Разделение каналов с выделением временных слотов абонентам демонстрирует весомые преимущества на линиях с несимметричными скоростями (загрузка, выгрузка данных). Типичный пример – интернет. Весомое неравенство каналов входящей, исходящей информации сделало возможным спутниковый доступ (запрос по местной мобильной сети, ответ – из космоса). Примеры:

Стандарт третьего поколения сотовой связи 3G.
Беспроводная телефония DECT.
WiMAX (3G+).
Некоторые разновидности LTE.

Широкое распространение методики дало внедрение импульсных устройств (середина 60-х годов XX века). Причиной существующего положения эксперты называют появление твердотельной электроники. Ламповые дискретные устройства занимали слишком большое пространство. Приёмопередающее оборудование требовало наличия просторного помещения. Первоначально создали два режима сжатия канала:

Синхронная (циклическая) передача подразумевает периодическое подключение к линии абонентов. Последовательность строго оговорена. Разрабатывается структура кадра, внедряются синхронизирующие сигналы. Характер кодирования безразличен.
Асинхронная передача практикуется цифровыми системами. Информация посылается заблаговременно сформированными пакетами размером сотни-тысячи бит. Наличие адресов делает возможным асинхронную схему взаимодействия. Сегодня принцип использует даже сотовая связь. Современные протоколы предусматривают пакеты с чётным количеством байтов. Поэтому отсутствие синхронизации чисто формальное.

Пакет дополнен заголовком. Состав информации определён стандартом протокола. Канал загружается периодически, с частотой передачи пакетов. Традиционные советские системы использовали 8 кГц (телефонный сигнал дискретизируется со скоростью 64 кбит/с). Методы модуляции несущей:

Широтно-импульсная.
Амплитудно-импульсная.
Время-импульсная.

Двоичный сигнал кодируют прямоугольными импульсами. Спектр выходит бесконечно широким, реальный сигнал обрезают фильтрами. В результате фронты сглаживаются. Растягивание вызывает межимпульсную интерференцию. Помехи по соседнему каналу вызваны пересечением спектров. Параметры систем временного разделения каналов стандартизированы, иерархия получила название плезиохронной:

Первая ступень несёт 32 канала (32 х 64 = 2048 кбит/с). 2 канала отдают служебным сообщениям.
Следующие ступени (120, 480, 1920) формируются путём уплотнения 4 цифровых потоков побитным мультиплексированием. Причём некоторые разделы стандарта были сформированы заблаговременно, не найдя немедленной аппаратной реализации.

Оптоволоконной альтернативой приведённому методу называют синхронную цифровую иерархию. Алгоритм нацелен обеспечивать крупные ветви сети, где скорости значительные. Требуется повальная синхронизация узлов. Длительность блока (синхронного транспортного модуля) составляет прежние 125 мс (8 кГц). Цифровая длина – 2340 байт. Заголовку отводится 90. Сформирована 5-ступенчатая иерархия согласно размеру пакетов. Мелкие могут являться составными частями крупных.

Частотное деление

Впервые применил частотное деление войсковой связист Игнатьев Г.Г. (1880). Военный подразумевал повторить опыт трансатлантического кабеля. Хотел расширить рамки проложенного кабеля (поле боя оставляет мало времени сантиментам). Передающая аппаратура формирует набор стандартных аналоговых сигналов (обычно 12) стандартной ширины 300-3500 Гц. Блок включает нужное число генераторов выбранного диапазона связи. Канальный промежуток составляет 900 Гц (ДВ).

Групповой аналоговый сигнал занимает 48 кГц. Сегодня приёмопередающее оборудование задействует одновременно две частоты (минимум). Принцип широко используется любительской радиосвязью. Дальнобойщики хорошо знают каналы бедствия, вызова. Пример универсален, касается двустороннего общения радиолюбителей планеты. Первые аналоговые сети использовали внеполосный цифровой вызов станции – слабый пример дуплекса.

Частотное деление – идеальный вариант организации канала симметричного трафика. Базовые станции перестают слышать друг друга, устраняется интерференция. Примеры:

ADSL.
CDMA2000.
IEEE 802.16 (разновидность WiMAX).

Кодовое деление

Частота выборки телефонного сигнала – 64 кГц, используется фазовая манипуляция:

1 – 0 градусов.
0 – 180 градусов.

Чтобы закодировать цифровой сигнал, бит дополнительно разбивают. Впервые методика продемонстрирована системой Зелёный шершень времён Второй мировой войны. Наложение псевдошумового сигнала сильно озадачило фашистов. Союзники, разделённые Атлантическим океаном, провели свыше 3000 совместных конференций.

Длину кода называют базой сигнала. Графически нули и единицы наложенной последовательности обозначают +1 и -1, явно отличая от основного информационного сообщения. Наложение расширяет спектр в число раз, равное базе. Искусственное увеличение позволяет избежать интерференции. Особенность прямо касается вышек сотовой связи. Каждый канал получает фиксированную кодирующую последовательность, осуществляя концепцию ортогональности. Число совпадающих битов равно числу не совпадающих.

Приёмник корреляционного типа. Часто заменяют согласованным фильтром. Опорным выступает код канала с фазовой манипуляцией. Пытаясь снизить ширины спектры, применяют специальные коды. Хорошо себя зарекомендовал псевдошумовой сигнал. Межканальные помехи вызваны искажениями группового сигнала:

Коррективы, вносимые полосами пропускания радиоэлектронных устройств.
Мультипликативные помехи эфира.
Недостаточная ортогональность кодов.

Стандарт IS95 стал основой сотовых сетей CDMA, спутниковой связи Globalstar.

Устранение эхо

Двусторонние системы громкой связи создают эффект положительной обратной связи, выражающийся резким свистом. Звук динамика достигает микрофона, усиливается, передаётся оппоненту. Визави повторяет порядок преобразований, возвращая послание. Громкость нарастает.

Стандарты модемов, компьютерных шин предусматривают подавление эха. Лишённая техники блокировки отражённого сигнала система бессильна развить полную скорость. Работа цифровых сетей требует жёсткой синхронизации.

Общие сведения о полудуплексном/ полнодуплексном режиме

Обзор

В статье объясняется, как работают полудуплексный и полнодуплексный режимы в airFiber, а так же как выбрать канал с помощью утилиты airView и нашего калькулятора соединений.

Содержание

Вступление
Как работает полудуплексный режим?
Как работает полнодуплексный режим?
Как выбрать канал

Вступление

Дуплекс с гибридным разделением (HDD), также известный как полудуплекс, представляет собой специальный проприетарный беспроводной режим, позволяющий использовать полудуплексную беспроводную связь, когда используется TX/RX одинаковая частота. Этот режим аналогичен дуплексной связи с разделением по времени (TDD) и обеспечивает более устойчивую связь на больших расстояниях.

Дуплекс с частотным разделением (FDD), также известный как полный дуплекс, представляет собой беспроводной протокол, позволяющий работать в полнодуплексном режиме беспроводной связи. Он использует отдельные частоты для TX/RX цепей на одном и том же устройстве. Учитывая изоляцию, данный беспроводной режим обеспечивает максимальную доступную пропускную способность.

Эта информация, а также описание других функций airFiber содержится в различных руководствах пользователя на странице «Загрузки» в разделе «Документация». Узнайте, какие устройства airFiber поддерживают описанные выше режимы в статье airFiber — Модели устройств и дуплексные режимы.

Как работает полудуплексный режим?

Все устройства линейки airMAX и airFiber серии X работают в полудуплексном режиме. Для этих устройств выбирается одна частота и ширина канала. AP и CPE используют одну и ту же частоту/ ширину для отправки данных в обоих направлениях. AF5 и airMAX отправляют данные по очереди. Несмотря на значительные технические и аппаратные различия в том, как airMAX и airFiber отправляют данные с использованием одного канала, помните, что в обоих случаях отправка осуществляется с одной стороны. Это AF5 в полудуплексном режиме и AF-2X/ AF-3X/ AF-4X/ AF-5X.

Если вы привыкли выбирать один открытый канал с помощью airMAX или заменять другой полудуплексный канал, то полудуплексный режим AF5 или любой модели AF-X покажется вам очень знакомым и легким для понимания. Просто выберите канал, открытый с обеих сторон, и используйте его в обоих направлениях.

Важно понимать, что полудуплексный режим AF5 не является полускоростным. Он не похож на полудуплексный Ethernet, когда вы используете меньше проводов и работаете на половине скорости. С AF5 вы получаете одинаковую пропускную способность на каждый используемый спектр как в полудуплексном, так и в полнодуплексном режиме. Пропускная способность зависит не от того, используете ли вы полудуплексный или полнодуплексный, а от используемого спектра. Фактически, при некоторых условиях полудуплекс обеспечивает лучшую общую пропускную способность, чем полнодуплексный режим.

Другое важное отличие полудуплекса AF5 и airMAX заключается в том, что временные интервалы отправки/ получения данных AF5 фиксированы, а в airMAX — меняются. airMAX корректирует временные интервалы для приоритетного в данных момент времени направления, имея при этом возможность отдать почти всю полосу пропускания одному направлению. Для уменьшения задержки AF5 времени на эти настройки. нет Временные интервалы отправки/ получения данных, или рабочий цикл, фиксированы, поэтому обе стороны могут мгновенно передавать любые поступающие данные. В версии 2.1 рабочий цикл всегда составляет 50%, что означает 50/50 отправки/ получения. Начиная с версии 3.2, можно выбирать свой вариант рабочего цикла, например 75%, что будет означать получения данных 75% и отправки данных 25%; и 67% — 67% получения данных и 33% отправки данных.

Как работает полнодуплексный режим?

Существуют более продвинутые способы использования полудуплекса, но мы пока их пропустим и перейдем к полнодуплексному режиму. В режиме полного дуплекса вы используете отдельные каналы для каждого направления. Один канал используется исключительно для передачи, а другой — исключительно для приема. Стороны могут отправлять данные одновременно, отсюда и название — Full Duplex. Поскольку каждая частота используется только в одном направлении, односторонний поток удваивается по сравнению с полудуплексом. Но для отправки в обоих направлениях нужно два канала и расширенный спектр. Важно помнить, что любое увеличение скорости при использовании полного дуплекса достигается только за счет увеличения спектра.

Использование полного дуплекса имеет некоторые интересные преимущества. Во-первых, каждый конец канала имеет шум на разной частоте, поэтому можно независимо настроить наилучшую частоту приема для каждой стороны на основе обнаруженного шума. Не нужно искать общий наземный канал, открытый с обеих сторон.

Другое преимущество полнодуплексного режима заключается в том, что ширина канала для каждого направления может быть разной. Можно предоставить более широкий канал для ускоренного получения данных и более узкий канал для отправки данных, экономя спектр.

Как выбрать канал

Давайте воспользуемся приведенной выше информацией для выбора канала. Первый шаг — всегда запускай утилиту airView с обоих концов соединения для поиска свободных каналов. Если вы не уверены, есть ли у свободные каналы, обравдывающие покупку пары AF5, вы можете использовать антенну airMAX, направленную в том же направлении, чтобы получить достаточно хорошее представление о доступном спектре. Запустите airView на минимум 15 минут, чтобы найти весь трафик на различных каналах. Затем внимательно проанализируйте доступные каналы, ширину и, самое главное: центральную частоту открытого слота.

Устройство AirFiber от Ubiquiti очень гибкое и не заставляет выбирать реальный канал. Если вы нашли полосу свободного спектра, укажите середину и создайте свой канал. Запишите центральную частоту и ширину, доступную на этой частоте. Например 5790 — ширина 22. 5753 — ширина 36 и т.д.

Калькулятор соединений

Следующий шаг — использование встроенного в airFiber калькулятора соединений и установка расстояния канала и требуемой пропускной способности в каждом направлении. Укажите расстояние точно, это важно. Если вам нужно меньше выгрузки, чем загрузки данных, укажите это в двух столбцах калькулятора справа. Добавьте требуемую сумму загрузки и выгрузки в крайний левый столбец полудуплексного режима (в версии 2.1 полудуплексная загрузка и выгрузка должны совпадать). Для получения точных результатов пропускной способности, включите в верхней части значение границы затухания, равное 6. Затем нажмите «Рассчитать», вы получите количество спектра, которое вам понадобится для достижения данной емкости на таком расстоянии.

ВНИМАНИЕ:

Обратите внимание на дБм Tx с обеих сторон. Если показатели превышают 30 дБм Вт, вы не можете использовать DFS-каналы. В США установлено ограничение 5,8 (или 5,1 — 5,3 при наличии в AF5) в зависимости от модели AF5.

Теперь изучите результаты калькулятора и сравните их со списком доступных частот утилиты airView. Если в левой части полудуплексного режима калькулятора канала есть результат, отвечающий вашим потребностям, укажите центральную частоту самого тихого канала данного размера и установите для него значение полудуплекс. Обязательно установите Tx на уровень, который в калькуляторе рекомендуется использовать в качестве отправной точки. Использование слишком большой мощности, особенно выше 44-45 дБм, зачастую может ухудшить ситуацию.

Если вы можете получить требуемую пропускную способность только с помощью правой части калькулятора каналов, тогда понадобится полнодуплексный режим. Найдите доступный канал для стороны Tx и второй для Rx. Установите режим «Полный дуплекс», затем установите ширину в каждом направлении. При использовании полного дуплекса сравните результаты airView с обеих сторон, выберите самый тихий канал для данной стороны и используйте данный канал для передачи с другой стороны. Нужно, чтобы каждая сторона имела самый тихий канал. Также убедитесь, что между каналами есть пространство. В противном случае они будут друг другу мешать. Чем больше пространство между каналами, тем лучше.

Примечание:

Полный дуплекс может создавать себе помехи, если мощность слишком высока, а каналы слишком близко. Максимальное увеличение мощности контрпродуктивно в случае полного дуплекса. Между 43-45 дБм находится предел, выше которого более высокие комбинации не могут поддерживаться, а производительность начнет падать.

При отсутствии свободных каналов заданной ширины, придется довольствоваться меньшей пропускной способностью. Снимите флажки в нижней части калькулятора для каналов шире, чем у вас есть или чем вы хотите использовать. И нажмите «Рассчитать». Если получен пустой ответ, снизьте требования к пропускной способности и попробуйте выполнить расчет еще раз.

Теперь вернемся к полудуплексу. Не обязательно использовать только один канал для полудуплекса. Ничто не запрещает использовать по одному каналу для каждого направления. Но AF5 по-прежнему будет передавать данные только в одном направлении за раз, что может привести к бесполезной трате спектра. Но использование двух каналов пополам иногда может быть довольно полезно. Допустим, вы смогли найти только разные свободные каналы шириной 20 с каждой стороны соединения. И они перекрываются на 10 общих пунктов посередине. Вы не можете использовать полный дуплекс, так как каналы будут создавать помехи друг другу. Или можно использовать общие 10 пунктов посередине. Но оптимальное решение — использовать полудуплекс с двумя немного разными каналами. Поскольку каждая сторона отправляет данные по одному пакету, помех на общих 10 пунктах создаваться не будет. И полученная в результате увеличенная пропускная способность удвоит вашу пропускную способность по сравнению с тем, чтобы довольствоваться общими 10 пунктами посередине.

Некоторые не традиционные аспекты использования радиосвязи в морской практике Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.5.087.3:621.396.94

НЕКОТОРЫЕ НЕ ТРАДИЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАДИОСВЯЗИ В МОРСКОЙ ПРАКТИКЕ

Маковецкая Н.А., аспирант ФГБОУ ВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Боран-Кешишьян А.Л., к.т.н., доцент кафедры «Судовождение» ФБГОУВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Попов А.Н., к.т.н., доцент кафедры «Технические средства судовождения», ФГБОУ ВО «ГМУ им. адмирала Ф.Ф. Ушакова» Попов В.В., д.т.н., профессор кафедры «Судовождение», ФГБОУ ВО «ГМУ им.адмирала Ф.Ф. Ушакова»

В данной статье анализируются возможности применения не традиционных конфигураций систем связи для обеспечения устойчивости морской подвижной радиосвязи и при бедствии.

Электромагнитная совместимость источников радиосвязи в сложных техноцентрах. Использование полудуплексной схемы связи при отсутствии свободных частот.

Ключевые слова: Радиочастоты ,дуплекс, симплекс, тропосферная связь, электромагнитная совместимость ,гетеродин, мульти-плекс.

SOME TRADITIONAL ASPECTS OF THE USE OF RADIO COMMUNICATIONS IN

MARINE PRACTICE

Makovetskaya N., the post-graduate student, FSEIHE «Admiral Ushakov Maritime State University» Boran-Keshishyan А., Ph.D, associate professor of the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University» Popov А., Ph.D, associate professor of TMN chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University» Popov V., Doctor of Techniques, Professor of the Navigation chair, FSEI HE «Admiral Ushakov Maritime State University»

This article examines the possibility of using not a conventional configuration of communication systems to ensure the sustainability of the maritime mobile radio communication and distress. Electromagnetic compatibility of radio sources in complex technology centers. Using half-duplex communication scheme in the absence offree frequencies.

Keywords: radio frequency, duplex, simplex, tropospheric communication, electromagnetic compatibility, a local oscillator, a multiplex.

Более ста лет активно развивается радиосвязь. Сегодня нет таких сторон жизни, где бы не было источников и систем какой-либо радиосвязи. Практически ВСЕ диапазоны плотно заняты различными абонентами. Проблема — электромагнитная совместимость источников связи, особенно в крупных техносферных конгломератах, таких как крупные промышленные центры и порты( наиболее актуально, где совмещенные военные и торговые, как в порту Новороссийск). Для возможной организации стабильных систем связи применяются технические системы, ранее широко известные, а в настоящее время несколько забытые, но актуальные при использовании современного аппаратурного оформления.

Морская полудуплексная связь.

В начале 21 века в основном практика применения связных технологий перешла в область цифрового линейного использования радиосвязи.

Вместе с тем насыщенность источников электромагнитного излучения, особенно в таких зонах, как крупные современные порты, не позволяет зачастую изыскать свободные радиочастоты.

Электромагнитная насыщенность во всех диапазонах частот достигла предельного максимума в радиочастотной зоне порта Новороссийск еще в 2000 году, порта Находка в 2008, а порта большой Санкт-Петербург, включая порт Приморск в 2001 году. Ситуация усугубилась в 2016 году и Керчь-Еникальском канале при резком росте эксплуатационных работ в портах Керчь и Кавказ, особенно с началом строительства Керченского моста.

Ввод в эксплуатацию новых терминалов, мощностей портов и создание морских организаций заставляет создавать не традиционную конфигурацию связи, поскольку получить свободные связные частоты в Госсвязьнадзоре невозможно при полном их отсутствии.

Впервые в 2009 году при пуске нефтеналивных терминалов порта Козьмино, большого порта Находка применили схему связи для обеспечения работы сервисных компаний с разделением дуплексного канала на два полудуплекса с использованием каждого, как симплексного.

Необходимость возникла в связи с технологическими особенностями связи на симплексных каналах между лоцманами, буксирами, катерами-заводчиками «концов» и диспетчерами при швартовых операциях танкеров.

Для создания такой конфигурации необходимо дополнительно на каждый канал ввести ресивер и разделить несущую частоту с помощью коммутатора частот, а каждый приемник перестроить для работы в своем радиодиапазоне.

Симплексная связь (Simplexoperation)

Схема связи позволяет передавать сигналы только в одном направлении, в одну сторону и по одному и тому же каналу связи, при этом прием сообщения производятся поочередно. Передатчик включается при передаче и выключается при приеме. Большинство УКВ радиостанций с однополосным сигналом (SSB — Single Side Band) работают в симплексном режиме.

Полудуплекснаясвязь (Semi Duplexoperation)

Полудуплексная радиосвязь представляет собой способ симплексной связи на одном конце линии и дуплексной на другой, осуществляется с помощью двух частот. Радиопередатчик включается при передаче и выключается во время приема. Сигнал принимается на одной частоте, а передается на другой.

Дуплексная связь (Duplexoperation)

Дуплексная связь — это связь, которая осуществляется одновременно на двух частотах. На одной прием, на другой передача, как в обычном телефоне.

Оборудования для дуплексной связи более дорогое, а так же требует дополнительную антенну, соответственно это делает стоимость больше, а установку сложнее.

Дуплекс более удобен для общения. Обычная телефонная связь, в том числе и в сотовых сетях, осуществляется в дуплексном режиме. Однако дуплекс не лишен недостатков. Симплексный же режим, несмотря на некоторые неудобства при радиообмене, имеет ряд преимуществ в техническом плане.

В симплексе достаточно просто реализуется один из основных режимов радиообмена в сетях ПМР — групповой вызов и различные его вариации(что крайне важно в морской связи для передачи команд в режиме лоцман — буксиры — швартовщики — диспетчер) . В современных дуплексных сетях возможна организация так называемой конференц-связи, однако для оперативной связи она малопригодна, так как включение режима требует определенного времени(в то же время крайне нужна в условиях ликвидации ЛАРН и других аварий).

Дуплексный режим менее экономичен. Это вызвано тем, что для сохранения радиоканала в обоих направлениях передатчик мобильной станции работает непрерывно, в то время как разговор обычно происходит в виде диалога или монолога, поэтому в среднем 50 % времени передачи сигнала в одном из направлений не требуется, и энергия источника питания расходуется не оптимально. В симплексных радиостанциях энергия источника питания используется более рационально.

В условиях неустойчивой связи дуплекс менее надежен, так как требуется поддержание надежного канала связи в обоих направлениях.

В техническом плане реализация дуплексного режима значительно сложнее, так как требуется применение дополнительных технических решений для обеспечения одновременной работы приемника и передатчика, поэтому дуплексные радиостанции обычно дороже симплексных.

При организации сети связи, радиосредства которой работают в симплексном режиме, как правило, требуется значительно меньше каналов связи. Тем самым симплексный режим способствует экономии ресурсов радиочастотного спектра.

Следует отметить, что в отдельных случаях решающим фактором выполнения задачи может оказаться возможность передачи сообщения от диспетчера стационарной радиостанции мобильным абонентам, даже если по каким-либо причинам обратный канал связи невозможен. При симплексном режиме это не вызовет затруднения, в дуплексе такое невозможно.

Организация связи с использованием полудуплекса решает вопросы симплексной связи при дефиците частот с использованием аппаратуры дуплексной связи.

Многие сети профессиональной мобильной радиосвязи позволяют одновременно использовать абонентские радиостанции как в дуплексном, так и в симплексном режимах. В этом случае базовая станция работает в дуплексном режиме, а симплексная абонентская радиостанция — в полудуплексном, т. е. с разносом частот приема и передачи и поочередным включением этих режимов. Учитывая изложенное, можно дать следующие общие рекомендации: для систем связи, имеющих выход на телефонную сеть, использование дуплексного режима работы абонентских терминалов может быть целесообразно, для оперативной радиосвязи — оптимальным вариантом является симплексный режим работы станций.

Тональный шумоподавитель (CTCSS)

Принцип идентификации с помощью СТСББ заключается в том, что к полезному сигналу «примешивается» тон определенной звуковой частоты, так называемый субтон или пилот тон. Приемник радиостанции активизируется («открывается») только в том случае, если в принимаемом сигнале присутствует субтон, на который радиостанция настроена. Пример связи с использованием тонального шумопо-давителя показан на схеме:

Как видно, связь с использованием CTCSS возможна только между абонентами, у которых совпадают частотный канал (частота) и субтон тонального шумоподавителя.

Подобные системы требуют наличия в радиостанции устройства, формирующего и анализирующего CTCSS тоны. Это устройство может быть оформлено в виде независимого модуля, встраиваемого в радиостанцию, либо являться частью схемы. Обычно CTCSS модуль может формировать 38-50 тонов в каждом частотном канале радиостанции. Использование CTCSS позволяет организовывать достаточно развитые системы радиосвязи с групповыми (реже индивидуальными) вызовами. В некоторых случаях (особенно в районах со сложной электромагнитной обстановкой), встраивают (активизируют) CTCSS даже в простых симплексных системах связи без идентификации. Это позволит частично защитить систему от помех и в некоторой степени от нелегальных абонентов. Например, ретранслятор системы не будет «открываться» на сигналы, не содержащие требуемого CTCSS тона.

Частоты пилот-тонов лежат в диапазоне ниже 300 Гц (обычно 67-250 Гц) и при приеме не слышны в громкоговорителе радиостанции, так как вырезаются специальными фильтрами.

Следует учитывать, что использование пилот-тонов не позволяет расширить емкость системы (количество абонентов). Все равно в один момент времени, на одном частотном канале может проводиться только один сеанс связи (абонент-абонент, абонент-группа, группа-группа). Это связано с тем, что радиостанция не может одновременно принимать два сигнала, с одинаковой частотой, даже если у них разные тоны (увы, физические принципы радиосвязи фундаментальны). Поэтому емкость системы не зависит от метода и сложности идентификации, а ограничена пропускной способностью системы. Одна частота (дуплексная пара частот) — один сеанс связи (неопровержимая догма в аналоговых сетях). Это характерно для любых систем связи, вне зависимости от методов организации доступа и идентификации.

Цифровой шумоподавитель (DCS)

Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная цифровая посылка перед началом сообщения. При передаче (нажатии клавиши PTT), радиостанция автоматически формирует цифровую посылку на рабочей частоте, соответствующую абоненту (группе абонентов), которому адресовано сообщение. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на прием данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Организация идентификации практически аналогична использованию CTCSS, со всеми достоинствами и недостатками последней.

Возможное количество цифровых комбинаций теоретически бесконечно, хотя стандартными являются 104 кода.

Кодовый шумоподавитель (DTMF)

Для идентификации абонента или группы абонентов используется специальная тональная посылка перед началом сообщения, так называемая DTMF последовательность. Каждому символу на клавиатуре радиостанции соответствует звуковой тон определенной частоты (по

КАНАЛ 1 CTCSS-14

КАНАЛ 2 CTCSS-6

КАНАЛ 1 CTCSS-6

Рисунок 1. Связь между абонентами с использованием тонального шумоподавителя

принципу тонального набора в современных телефонных сетях). Когда вы нажимаете клавишу на клавиатуре радиостанции, формируется звуковой тон, который затем передается в эфир на частоте передачи. Приемник активизируется только в том случае, если он настроен на включение при приеме данного кода, остальные приемники, работающие на той же частоте, будут неактивны. Для организации связи с помощью DTMF радиостанция должна быть оснащена клавиатурой и модулем DTMF.

Наиболее распространенный метод идентификации. В частности без DTMF невозможна организация телефонных вызовов. Чаще всего используется совместно с CTCSS и DCS. Кроме идентификации абонентов, применяется для доступа к внешним устройствам, подключенным к системе связи. Например, телефонные интерфейсы, устройства дистанционного управления, контроллеры и т.п.

Вся система выстраивается в виде сопрягаемых протоколов связи,при всем разнообразии методов идентификации (DQT, PL, Select 5, CCIR, EEA, EIA, ZVEI и пр.), практически все они сводятся к трем основным форматам CTCSS, DCS и DTMF, отличающиеся длительностью посылок, их частотой, формой сигналов и т.п.

Таблица 1. Форматы протоколов связи

Прямая связь Непрямая связь

Увеличение дальности Диспетчерская радиостанция (симплекс или полудуплекс) Ретранслятор (симплекс или полудуплекс)

Идентификация

Разбивка на группы внутри системы связи CTCSS или/и DCS

Индивидуальный вызов DTMF (+ CTCSS или/и DCS)

Вызов группы DTMF (+ CTCSS или/и DCS)

Вызов в телефонную сеть DTMF (+ CTCSS или/и DCS)

Доступ к устройствам управления DTMF (+ CTCSS или/и DCS)

Методы идентификации могут использоваться в сочетаниях друг с другом. Например, доступ в телефон осуществляется DTMF последовательностью, но для дополнительной защиты можно установить проверку CTCSS и/или DCS тона.

Симплексная связь (нажимаю говорю, отпускаю слушаю) использовалась с самого зарождения радиосвязи, она имеет меньшую сложность аппаратной реализации т.к. использует один и тот же канал и на прием и на передачу. Дуплекс использует как бы два канала (передача-прием, прием-передача) объединенных в один. Сейчас симплекс используется в радиосвязи (Военные, флот, летчики, полиция, МЧС, таксисты, радиолюбители) Симплекс позволяет экономить частотный диапазон, в то же время при швартовых операциях судов при работе буксирной группы и лоцмана возможна только симплексная связь или полудуплексная с глушением обратного канала [3].

Полудуплексная диада; одностороння связь между двумя точками, которые можно определить как источник и приемник информации, развита в теоретических разработках сравнения пропускной способности дискретного и непрерывного каналов из известных формул Шеннона.

Формула Шеннона для непрерывного (аналогового) канала связи:

V max = Af log2 (1+ S / N)

V Af

где max — максимальная скорость передачи (бит/сек), — — полоса пропускания линии передачи и, одновременно, полоса частот, занимаемая сигналами (если не используется частотное разделение каналов), S/N — отношение сигнал/шум по мощности. График этой зависимости приведен на рисунке 1(формуле Шеннона соответствует кривая под названием «теоретический предел»). Под шумом понимается любой нежелательный сигнал, в том числе внешние помехи или сигнал, вернувшийся к передающему устройству — может быть, и модему — в результате отражения от противоположного конца линии. Сами по себе сосредоточенные помехи не столь существенно ограничивают пропускную способность аналогового канала, как непредсказуемый в каждый момент времени белый гауссовский шум. «Умные» высокоскоростные модемы умеют, определять уровень и задержку «своих» отраженных сигналов и компенсировать их влияние. Так зависимость максимальной скоро-сти передачи УШКСдля аналоговой линии от отношения сигнал-шум по мощности S/N [3]

бит/с

33600

28800

24000

19200

14400

9600

4800

Теоретический предел

(26,7)

0 /Ш 20

Рисунок 2. График зависимости сигнал/шум по мощности передачи

5/Ы,дБ Точки для стандарта V.34 (при Ю-4) Практический предел (аналоговые линии)

Формула Шеннона для многопозиционного дискретного канала, построенного на базе предыдущего непрерывного канала, в отсутствие ошибок при приеме, имеет следующий вид:

V max = 2log2 n

2 , (2) Здесь n — общее число вариантов дискретного (цифрового) сигнала (алфавит). Если за время одной посылки (длительность элементарного аналогового сигнала типа отрезка синусоиды) передается информация о k двоичных разрядах, то n = 2k. Практически расширение алфавита

для дискретных сигналов приводит к появлению все менее различимых элементарных посылок, так что величина п ограничивается сверху все тем же отношением сигнал/шум S/N аналоговом канале.

При учете ошибок при приеме формула Шеннона для многопозиционного дискретного канала, построенного на базе непрерывного канала, имеет следующий вид (3).

Где Рш — отношение числа бит, принятых с ошибками, к общему числу переданных бит за время наблюдения, теоретически стремящееся к бесконечности, а практически достаточное для набора статистики.

Согласно стандарта МККТТ (CCITT, новое название той же организации -ITU-T), для телефонных сообщений должно выполняться условие Рш< 3 • 10-5, а для цифровых данных Pit) < 10~6 (в отдельных случаях для критичных данных этот порог уменьшают до 10-9). При выполнении требований стандартов влиянием ошибок при приеме на максимально-допустимую скорость передачи можно полностью пренебречь и от соотношения (3) перейти к более простому соотношению (2). В частном случае бинарного канала (k = 1, п = 2) при Рш=1/2 из соотношения (3) следует, что V -> 0, а при P&J —>0 и при Ры —> 1 ; V-* 2Д/

V max = 2 А/

log2 n + Pa log2 (-^ + (1 + Pa )log2 (1- Pa ) n -1

(3)

Физический смыслтакой зависимости состоит в том, что при Рш — 1/2 принятый сигнал не содержит полезной информации (каждый из принятых битов может оказаться ошибочным). При Рш (гипотетический случай, имеющий чисто теоретический интерес) каждый бит с большой вероятностью инвертируется, и доля полезной информации снова возрастает.

Конфигурация каналов полудуплексной системы относится к технике связи и может быть использовано для организации системы обмена данными в процессе технологических операций на море. Технический результат состоит в осуществлении дуплексера в системе с высокой пропускной способностью. Для этого применены системы и методы, которые предоставляют полудуплексную связь в системе дуплексной связи с частотным разделением каналов (FrequencyDivisionDuplex, FDD). Связь в системе FDD может быть разделена на полудуплексные чередования, причем ресивер может принимать в течение одного временного периода и может передавать в течение другого временного периода. Сеть доступа в системе FDD может использовать полудуплексную схему, чтобы осуществлять связь с приемником доступа, который неспособен одновременно передавать и принимать, используя полудуплексное чередование. Кроме того, сеть доступа также может использовать дуплексную схему, чтобы осуществлять связь с терминалом доступа, который способен передавать и принимать одновременно[4].

Двусторонняя радиосвязь предполагает возможность передачи и приема информации каждой радиостанцией. Для этого нужны два комплекта оборудования односторонней связи, т.е. в каждом пункте надо иметь и передатчик и приемник. Двусторонняя связь может быть симплексной, дуплексной и полудуплексной. При симплексной радиосвязи передача и прием на каждой радиостанции ведутся поочередно. Радиопередатчики в конечных пунктах линии связи в этом случае работают на одинаковой частоте, на ту же частоту настроены и приемники. При полудуплексной связи в схему включается дополнительный ресивер и коммутатор частот.

При дуплексной радиосвязи радиопередача осуществляется одновременно с приемом. Для каждой дуплексной линии радиосвязи должны быть выделены две разные частоты.(двухканальная связь при работе дуплексера (6)

С = со

■’■ — «» ,(одноканальная связь симплексера(7)

Поток данных

Передатчик

Лишь в одном направлении

Приемник

Станция А

Передатчик

Приемник

СИМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕДАЧА

Поток данных

Станция В

Приемник

Приемник Передатчик

Противоположный поток ПОЛУДУПЛЕКС

Станция A Станция В

Передатчик Приемник

Одновременный поток данных

Передатчик

ПОЛНЫЙ ДУПЛЕКС

Рисунок 3. Схема графического отображения потока данных при разных соединениях

Представленный вид коммуникации востребован в коммерческом использовании морских сервисных компаний занятых на аварийных и технологических операциях в портах с острейшим дефицитом симплексных каналов связи.

По сути рамочных условий конфигуративность каналов связи принимает вид работы в мультиплексном режиме :

IV. Мультиплексный режим

МК1 [ МК 2 I МК 3

ГМССБ(б) с системой тропосферной подсветки.

В процессе создания в Азово-Черноморской зоне морской сети ГМССБ(б) в 2000 годах была применена экспериментальная схема нового интегрального подхода к обслуживанию судов высокоэффективной помехоустойчивой тропосферной УКВ- и СВЧ- радиосвязью[1,6].

Радиосигнал подавался с двух береговых тропосферных радиоцентров (ТБРЦ) одновременно в морских районах А1 и А2 на площади до 200 миль, освещаемый тропосферной системой «подсветки» скрещенными лучами. Реализуемым достоинством являлась принципиальная аппаратурная совместимость с действующей морской системой спутниковой радиосвязи типа ИНМАРСАТ и создание устойчивого поля приема сигналов на предельном удалении от береговых радиоцентров, даже в сложных радиометерологических условиях, любой экстремализации погодных и вредных техногенных процессах состояния атмосферы не благоприятствующих сверхрефракции.

Сигнал принимается на ненаправленные антенны типа резонансных вибраторов применяемых на морских судах (ИНМАПСАТ-С диапазона 1550-1650 мГц).

При традиционной схеме создания сети ГМССБ(б) при протяженной береговой линии России необходимо более 100 БРЦ тогда как при использовании ТРС сокращается в несколько раз и уменьшаются затраты на техническую эксплуатацию.

Такие радиоприемники высокой чуствительности выпускаются и могут быть применены в морской подвижной радиосвязи.

Станция Р-423-1А.

Предназначена для осуществления прямых связей на расстояния не менее 150 км и для строительства тропосферных радиорелейных линий связи протяженностью 500-560 км при трех ретрансляциях.Станция Р-423-1А работает в сантиметровом диапазоне волн.Станция может использоваться для приема/передачи цифровой информации, которая поступает в мультиплексную систему «Импульс».

Сетка частот возбудителя — гетеродина, формирующего частоты излучения и первую гетеродинную частоту приемника, дискретна с шагом в 20 кГц. В первом поддиапазоне формируется 5850 рабочих волн связи, а во втором 6000 волн.В станции обеспечивается работа с фиксированным (192 МГц) и переменным (>192 МГц) разнесением частот приема и передачи. Основным видом работы является работа с фиксированным разносом частот в 192 МГц. При воздействии преднамеренных помех от соседних станций допускается работа с переменным разносом величиной >192 МГц. Мощность излучателя передающего устройства на любой из волн связи в каждой антенне не менее:

— при работе одним передатчиком в режиме деления 200 Вт;

— при работе двумя передатчиками 400 Вт.

Идея создания линий тропосферной связи с расстояниями между пунктами в сотни километров принадлежала советскому ученому В. А. Смирнову[2]. Особенность этих линий заключается в использовании эффекта рассеяния радиоволн на неоднородностях (спорадических слоях) атмосферы. Для дальней тропосферной связи требовались мощные передающие устройства, антенны с большим усилением, высокочувствительные приемники многократного приема с порого понижающими системами.

Наиболее подходящим для тропосферных систем с расстояниями между пунктами 200-300 км являлся диапазон 700-1000 МГц. На основании теоретических исследований, анализа отечественной и зарубежной литературы, сравнения различных систем многократного приема была выработана структура построения, как отдельных станций, так и всей линии дальней тропосферной связи. Первая отечественная тропосферная станция ТР-60/120 была построена в 60-х годах прошлого века.

На аппаратуре ТР-60/120 в 60-70-х годах была построена сеть тропосферных линий протяженностью более 15 000 км, содержащая 55 промежуточных станций. Была построена линия тропосферной связи между СССР и Индией длиной 700 км (между городами Душанбе и Сринагар), которая в 1981 г. связала две крупнейшие столицы мира — Москву и Дели. Попытка осуществить передачу черно-белого телевидения в диапазоне 700-1000 МГц успеха не имела, а вот в диапазоне 5000 МГц это стало возможным.

Появление в конце 1960-х — начале 70-х средств спутниковой связи и широкое их применение начиная с 1980-х годов значительно сократили область использования ТРРС. Несмотря на широкое (и все более растущее) применение спутниковых средств в сетях и системах связи и развитие проводных сетей, полагали, что средства тропосферной загоризонтной связи перспективны для использования как в сетях специального, так и коммерческого назначения особенно в трудно доступной местности. В сетях специального назначения преимуществом тропосферных средств перед спутниковыми, является более высокая живучесть и устойчивость, особенно в особых условиях .

В коммерческих сетях применение тропосферных средств в некоторых случаях может быть экономически целесообразнее, чем применение спутниковых, особенно в больших морских системах связи. Использование тропосферных станций возможно также при развертывании линий связи в высоких северных широтах, где применение спутниковой связи через геостационарные спутники принципиально невозможно.

За счет большей протяженности интервалов линии загоризонтной связи имеют преимущество перед линиями прямой видимости при организации связи в труднодоступных, горных и малонаселенных районах.

Аппаратно-программный комплекс больших систем связи

Сопряжение ЭВМ с каналом связи осуществляется с помощью последовательного (RS-232) или параллельного интерфейса, каждый из которых может обеспечить работу сопрягаемых устройств в любом из рассмотренных режимов — все зависит от типа используемого канала связи и технологии его использования. Способ, с помощью которого интерфейс обеспечи-вает связь в заданном режиме, определяется Протоколом. Дуплексная связь ЭВМ с внешним устройством (принтером, модемом), при которой осуществляются симплексный режим обмена информацией, извещение внешнего устройства о готовности ЭВМ с помощью сигнала DTR и извещение ЭВМ о готовности внешнего устройства с помощью сигнала DSR, обеспечивается Аппаратурным протоколом DTR.

Программно-аппаратурный протокол RTS/CTS используется для синхронного обмена информацией между ЭВМ и ее внешним устройством. В соответствии с этим протоколом производится взаимное оповещение взаимодействующих устройств о выполненных ими действиях: ЭВМ обращается к подключенному внешнему устройству, вырабатывая сигнал DTR (DataTerminalReady) — «ЭВМ готова к выходу на связь», сопровождающий команду внешнему устройству, находящуюся на информационных линиях интерфейса. Внешнее устройство, получив команду, выполняет ее (обычно первая команда связана с выполнением внешним устройством подготовительных операций — включению, установлению связи, настройке), после чего внешнее устройство выставляет управляющий сигнал DSR (DataSetReady) — «Внешнее устройство готово», сопровождающий выставленное внешним устройством на информационные линии интерфейса сообщение. Получив сигнал DSR и прочитав ответный код, ЭВМ выставляет сигнал RTS (Request То Send) — «ЭВМ готова к обмену информацией». Внешнее устройство (тот же модем) в ответ на сигнал RTS вырабатывает сигнал CTS (Clear То Send) — «Готов к обмену», по которому коммуникационная программа начинает передачу/прием данных.Четыре управляющих сигнала: DTR, DSR, RTS, CTS вырабатываются ЭВМ и внешним устройством. Анализ поступивших сигналов производится Коммуникационной программой. Передаваемые данные в синхронном режиме могут сопровождаться управляющим сигналом от передающего или приемного устройства (TXD — TransmittedData и RXD — ReceivedData соответственно)[5,8].

Рисунок 4. Конфигурация большой морской системы связи

Таким образом при развертывании в национальном сегменте береговой части концепции Е-навигации наработанные ранее комплексные большие системы связи позволят без больших затрат на развертывание, используя базовые аппаратно-программные комплексы портов решать по мере поступления задачи возлагаемые рекомендациями ИМО[9] по данному вопросу.

Литература:

1.Демьянов В.В., Попов В.В. Научное осмысление опыта создания информационной сети ГМССБ на Юге России.//РАТ. НГМА. Ростов-на-Дону. Новороссийск: 1999.

2.Введенский Б.А. Дальнее тропосферное распространение УКВ. //Советское радио,№4, М:1965.

3.Берлин А.Н. Коммутация в системах и сетях связи.// Эко-Трендз. М: 2006.

4.Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Никитин А.Н., Сиверс М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов.// С-Пб ГУ им. Бонч-бруевича. С-Пб: 1999.

5.Б.М.Долматов, В.В.Попов. Научные аспекты создания автоматизированных информационно-идентификационных систем безопасности мореплавания в портах южного бассейна России.//Росконсульт. М:2001.

6.В.В.Демьянов,В.В.Лицкевич,В.В.Попов. Проблемы обеспечения качества больших морских информационных систем связи.//РАТ. НГМА. Новороссийск: 1997.

7.Концепция е-Навигации, разработанная ИМО [Электронный ресурс] — Режим доступа URL: http://www.internavigation.ru/news. phtml?n=103

8.Е-навигация и РИС: Анализ технологий и примеры возможных реализаций проектов береговых систем [Электронный ресурс] — Режим доступа URL: ftp://ftp.marsat.nj/Forum2011/modeev_transas.doc

9.Проблемы реализации концепции е-Навигации [Электронный ресурс] — Режим доступа URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-498853.html?page=10.

Что такое дуплексная система связи?

Дуплексная система связи — это метод передачи сигналов, позволяющий двум людям или единицам оборудования общаться друг с другом в противоположных направлениях, то есть одновременно. Система дуплексной связи стала важным стандартом в области телекоммуникаций, особенно в телефонии и компьютерных сетях. Хотя определение дуплекса означает одновременную передачу в противоположных направлениях, это не относится к любой дуплексной системе связи. Существуют две основные области: дуплекс и полудуплекс. В полудуплексной системе обе стороны могут передавать данные, поэтому она технически работает в противоположных направлениях, но не одновременно.

Чтобы понять систему полнодуплексной связи, подумайте о двух группах людей, стоящих на противоположных концах поля в отдельных дорожках. Триггер срабатывает, и обе стороны идут или бегут навстречу друг другу без сигналов, предупреждающих группы остановиться. Движение людей продолжается упорядоченным образом, без столкновений, пока не будет выпущен другой триггер, информирующий их об остановке. Это метод, в котором дуплекс работает в дуплексной системе связи. Телефон, как стационарный, так и мобильный, является наиболее известным примером полнодуплексных систем. Телефоны позволяют людям говорить и слышать одновременно.

Компьютерные сети также являются примерами полнодуплексной связи. При подключении к Интернету компьютер на одном конце отправляет данные, в то время как компьютер на другом конце передает данные одновременно — одновременный обмен информацией. Оба получают и отправляют данные без остановки, пока не сработает. Коммутируемые телефонные соединения и высокоскоростной широкополосный Интернет способны обмениваться данными в полнодуплексном режиме, в зависимости от используемых сетей. Использование дуплексного режима обеспечивает более быстрые соединения, поскольку можно отправлять и получать больше информации.

Полудуплексная связь позволяет общаться в двух направлениях, но только в одном направлении одновременно. В примере двух групп, стоящих на противоположных концах поля, только одна группа может взлететь при отпускании триггера. Противоположная группа не может взлететь, пока первая группа не будет остановлена и второй триггер не будет отпущен. Радиостанции Walkie-Talkie являются хорошим примером полудуплексной системы — каждый человек должен ждать, пока другой перестанет говорить, чтобы передавать. Один человек говорит, и человек на противоположном конце получает сообщение. Когда сообщение завершено, человек часто заявляет, «закончен», что информирует другого человека, что он может передать свое сообщение.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Режимы передачи в компьютерных сетях (симплексный, полудуплексный и полнодуплексный)

Режим передачи означает передачу данных между двумя устройствами. Он также известен как режим связи. Шины и сети предназначены для обеспечения связи между отдельными устройствами, которые соединены между собой. Существует три типа режима передачи:

Они описаны ниже.

1. Симплексный режим –
В симплексном режиме связь является однонаправленной, как на улице с односторонним движением.Только одно из двух устройств в канале может передавать, другое — только принимать. Симплексный режим может использовать всю пропускную способность канала для отправки данных в одном направлении.
Пример: Клавиатура и традиционные мониторы. Клавиатура может только вводить, монитор может только выводить.

2. Полудуплексный режим –
В полудуплексном режиме каждая станция может как передавать, так и принимать, но не одновременно. Когда одно устройство отправляет, другое может только получать, и наоборот.Полудуплексный режим используется в тех случаях, когда нет необходимости в связи в обоих направлениях одновременно. Вся пропускная способность канала может быть использована для каждого направления.
Пример: Рация, в которой сообщения отправляются по одному, а сообщения отправляются в обоих направлениях.

 Пропускная способность канала = пропускная способность * задержка распространения

3. Полнодуплексный режим –
В полнодуплексном режиме обе станции могут передавать и принимать одновременно.В полнодуплексном режиме сигналы, идущие в одном направлении, разделяют пропускную способность канала с сигналами, идущими в другом направлении, это разделение может происходить двумя способами:

Либо канал должен содержать два физически отдельных пути передачи, один для отправки, а другой для получения.
Или пропускная способность делится между сигналами, проходящими в обоих направлениях.

Полнодуплексный режим используется, когда постоянно требуется обмен данными в обоих направлениях.Однако пропускная способность канала должна быть разделена между двумя направлениями.
Пример: Телефонная сеть, в которой два человека общаются по телефонной линии, по которой оба могут говорить и слушать одновременно.

 Пропускная способность канала=2* Полоса пропускания*Задержка распространения

Ссылки- Передача данных и сеть, 5-е издание, Бехруз А. Форузан.

Эта статья предоставлена Saloni Gupta . Если вам нравится GeeksforGeeks и вы хотите внести свой вклад, вы также можете написать статью, используя write.geeksforgeeks.org или отправьте свою статью по адресу [email protected]. Посмотрите, как ваша статья появится на главной странице GeeksforGeeks, и помогите другим гикам.

Пожалуйста, пишите комментарии, если вы обнаружите что-то неправильное, или вы хотите поделиться дополнительной информацией по теме, обсуждаемой выше.

Полный дуплекс и полудуплекс Объяснение!

Полнодуплексная и полудуплексная сеть

Полный дуплекс против полудуплекса, симметричная и асимметричная полоса пропускания, задержка, перекрестные помехи и многое другое!

Что такое дуплекс в сети?

Дуплекс в сети часто относится к системе двухточечной связи и ее способности отправлять и получать информацию.

Полный дуплекс против полудуплексного

При оценке коммутаторов Power over Ethernet важно понимать полный дуплекс и полудуплекс. Когда коммутатор подключен к IP-устройству, информация передается в обоих направлениях. Коммутатор отправляет информацию на конечное устройство и наоборот. Полнодуплексные (FDX) коммутаторы обеспечивают одновременную передачу информации между коммутатором и конечной точкой. В полудуплексной (HDX) системе обмен данными осуществляется только в одном направлении.

Допустим, нужно обменяться двумя файлами. Один файл находится в головной части (в конце коммутатора), а другой — в конечной точке. Два файла имеют размер 150 МБ, а коммутатор может передавать 100 Мбит/с в полнодуплексном режиме. В этом сценарии для передачи ОБА файлов в места назначения потребуется 1,5 секунды.

Давайте теперь проанализируем этот сценарий с точки зрения полудуплекса. В этой ситуации первый файл должен быть передан до того, как можно будет отправить другой. При одинаковом размере файла и одинаковой скорости доставки 100 Мбит/с время, необходимое для передачи двух файлов, примерно удваивается.Оба файла передаются с одинаковой скоростью, но не одновременно, что создает совершенно разные впечатления.

Приведенный выше пример немного упрощен по сравнению с реальным примером. Полнодуплексные и полудуплексные коммутаторы различаются по производительности. Управление коллизиями, направленность трафика, количество конечных точек в сети и длина/тип кабеля также окажут влияние. Нередко можно увидеть производительность менее половины полнодуплексной сети.

Полудуплексную систему можно сравнить с рацией по принципу «нажми и говори».При нажатии кнопки приемник выключается, а передатчик активируется. При отпускании кнопки передатчик выключается, а приемник снова включается. Устройство не может передавать и принимать одновременно. Полнодуплексная система подобна разговору по телефону, когда обе стороны могут говорить и слушать одновременно.

Вся серия продуктов NVT Phybridge CHARIoT представляет собой полнодуплексные коммутаторы. Данные передаются одновременно от коммутатора к конечной точке и наоборот, чтобы обеспечить оптимальную производительность и скорость сети.

Симметричная и асимметричная полоса пропускания

Подобно полному дуплексу и полудуплексу, симметричная и асимметричная полоса пропускания будет играть важную роль в общей производительности и надежности сети. Коммутатор, обеспечивающий симметричную полнодуплексную передачу данных со скоростью 100 Мбит/с, может передавать и принимать данные со скоростью 100 Мбит/с. Даже если это полный дуплекс, сетевой коммутатор с асимметричной полосой пропускания не может отправлять И получать данные со скоростью 100 Мбит/с. Например, асимметричные коммутаторы будут использовать неравномерное разделение для передачи со скоростью 70 Мбит/с и приема со скоростью 30 Мбит/с.

Используя тот же пример перемещения двух файлов по 150 Мбит/с, симметричный полнодуплексный коммутатор со скоростью 100 Мбит/с доставит оба файла за 1,5 секунды. Асимметричному полудуплексному коммутатору со скоростью 100 Мбит/с с разделением 70/30 потребуется 7,14 секунды для доставки обоих файлов. Несмотря на то, что оба устройства могут продаваться как коммутаторы со скоростью 100 Мбит/с, реальная производительность существенно отличается.

Все продукты серии NVT Phybridge CHARIoT имеют возможности симметричной полосы пропускания, обеспечивая быструю и согласованную доставку данных по сети.

Задержка

Помимо скорости передачи, задержка также играет важную роль в производительности сети и качестве обслуживания. Задержка — это время, необходимое для того, чтобы часть информации (пакет) достигла места назначения. Задержка может быть не столь критична для определенных конечных точек, таких как терминалы данных. Однако для приложений реального времени, таких как голосовые вызовы или мониторинг видео в реальном времени, малая задержка имеет решающее значение для обеспечения хорошего взаимодействия с пользователем.

Чтобы проиллюстрировать задержку, мы протестировали наш коммутатор Ethernet over Coax с большим радиусом действия в сравнении с конкурирующим продуктом.Оба коммутатора были протестированы на скорости 100 Мбит/с, в симметричном, полнодуплексном режиме на протяжении 2000 футов кабеля RG6.

Задержка

была протестирована с помощью тестового приложения Siama GENEM-X 10G Ethernet/IP для различных размеров кадра в диапазоне от 64 байт до 1518 байт. Средняя задержка, или задержка, коммутатора NVT Phybridge CLEER24 составляла 64 микросекунды. Средняя задержка конкурирующего продукта составила 4685 микросекунд, что в 73 раза больше, чем у коммутатора CLEER24. См. полное сравнение производительности этих двух продуктов.

Даже на высоте 600 м коммутаторы NVT Phybridge Power over Ethernet имеют чрезвычайно низкую задержку, сравнимую со стандартными решениями Ethernet от лидеров рынка, таких как Cisco. Многие представленные на рынке решения Power over Ethernet с большим радиусом действия имеют более высокие уровни задержки, которые не подходят для поддержки приложений реального времени.

Шум/перекрестные помехи

Наконец, существует проблема шума, также известного как перекрестные помехи. Перекрестные помехи возникают, когда передача сигнала приводит к нежелательным электромагнитным волнам, которые создают помехи для окружающего оборудования или проводки.

Производство шума оказывает большое влияние на большие развертывания, когда в одном физическом пространстве находится много оборудования и кабелей. На эту проблему можно не обращать внимания при тестировании оборудования с несколькими устройствами. Однако по мере увеличения размера развертывания увеличивается производимый шум и, следовательно, помехи для других устройств. В результате устройства будут работать медленнее и будут терять пакеты.

NVT Phybridge Решения Power over Ethernet сертифицированы FCC класса B и создают очень минимальные шумовые помехи.Это делает наше оборудование безопасным и эффективным даже рядом с чрезвычайно чувствительными устройствами, такими как кардиостимуляторы. Наши коммутаторы Power over Ethernet с большой досягаемостью используются на борту многих роскошных круизных лайнеров, чтобы без проблем обеспечить тысячи конечных точек внутри шумных металлических стен корабельных сетевых шкафов. Это делает наши решения очень масштабируемыми, особенно для крупномасштабных развертываний со многими конечными точками.

На рынке есть несколько коммутаторов Power over Ethernet, и они далеко не равны.Умная маркетинговая тактика иногда может скрыть реальную историю ожидаемой производительности коммутатора Power over Ethernet. Важно понимать, что означают цифры и как они влияют на удобство использования.

Вы заинтересованы в более глубоком изучении производительности решений NVT Phybridge Power over Ethernet для дальней связи? Посетите нашу страницу сравнения производительности, чтобы увидеть, как мы сравниваем с ведущими в отрасли коммутаторами Cisco и как мы превосходим конкурентов!

NVT Phybridge Power over Ethernet коммутаторы

NVT Phybridge Коммутаторы и удлинители Power over Ethernet для дальней связи обеспечивают симметричный, полнодуплексный режим и PoE в любой новой или существующей сетевой инфраструктуре.Мы предоставляем лучшие в отрасли решения, чтобы сделать проекты цифровой трансформации максимально простыми и полезными для наших клиентов и партнеров. Оставьте технологии нам. Все, о чем вам нужно подумать, это то, какие устройства и приложения вы будете активировать?

Связанные ресурсы

Power over Ethernet (PoE) Объяснение

Описание управляемых и неуправляемых коммутаторов

Если у вас есть предстоящий проект модернизации IP/IoT, мы будем рады помочь! Нажмите ниже, чтобы записаться на личную встречу с одним из наших консультантов по цифровой трансформации.

Подписывайтесь на NVT Phybridge в социальных сетях

Полудуплекс и полный дуплекс

В телекоммуникациях дуплексная система связи представляет собой двухточечную систему двух устройств, которые могут обмениваться данными друг с другом в обоих направлениях. В средах Ethernet существуют два типа дуплексных систем связи:

полудуплекс — порт может отправлять данные только тогда, когда он не принимает данные. Другими словами, он не может отправлять и получать данные одновременно.Сетевые концентраторы работают в полудуплексном режиме, чтобы предотвратить коллизии. Поскольку концентраторы в современных локальных сетях встречаются редко, полудуплексная система больше не используется широко в сетях Ethernet.
полный дуплекс — все узлы могут одновременно отправлять и получать данные через свой порт. В полнодуплексном режиме коллизий нет, но сетевая карта хоста и порт коммутатора должны поддерживать полнодуплексный режим. Полнодуплексный Ethernet использует две пары проводов одновременно вместо одной пары проводов, как в полудуплексе.

На следующем рисунке показана концепция:

Поскольку концентраторы могут работать только в полудуплексном режиме, коммутатор и концентратор согласуют использование полудуплексного режима, что означает, что только одно устройство может отправлять данные в данный момент времени. Рабочая станция справа поддерживает полнодуплексный режим, поэтому соединение между коммутатором и рабочей станцией будет использовать полнодуплексный режим, при котором оба устройства отправляют данные одновременно.

Каждая сетевая карта и порт коммутатора имеют настройку дуплекса. Для всех соединений между хостами и коммутаторами или между коммутаторами следует использовать полнодуплексный режим.Однако для всех каналов, подключенных к концентратору локальной сети, следует использовать полудуплексный режим, чтобы предотвратить несоответствие дуплексного режима, которое может снизить производительность сети.

В Windows вы можете настроить параметры двусторонней печати в окне Свойства вашего сетевого адаптера:

Загрузите наше бесплатное руководство по изучению CCNA в формате PDF , где вы найдете полные заметки по всем темам экзамена CCNA 200-301 в одна книга.

Мы рекомендуем Cisco CCNA Gold Bootcamp в качестве основного учебного курса CCNA .Это онлайн-курс Cisco с самым высоким рейтингом со средней оценкой 4,8 из более чем 30 000 общедоступных обзоров и золотым стандартом в обучении CCNA:

Полудуплекс против полного дуплекса

Дуплекс или дуплекс, хотя звучит как бренд туалетной бумаги и слово для его применения — это сетевой термин, обозначающий способность двух мест или устройств общаться друг с другом. Примером этого являются рации. Один говорит, другой слушает, пока вы не скажете.В популярной культуре компьютерщики/ботаники, каким бы разговорным термином они ни назывались, всегда были огорчены тем, что настаивали на использовании слова «over». Угадайте, в каком я лагере? Верно, откуда ты должен знать, когда твоя очередь говорить?! Можешь кричать сколько хочешь, но если я не прекращу передачу, ты не дозвонишься до Джека!

Таким образом, существует много типов дуплексных систем с временным разделением (TDD), которые широко распространены и в той или иной форме встречаются сегодня в 99,99% всех домов.Ваши домашние Wi-Fi, Bluetooth и телефонные системы DECT являются яркими примерами этой технологии. Одна проблема, с которой иногда сталкиваются мои клиенты, заключается в том, что если они рассматривают возможность использования полудуплексного моста, единственное, чего они не хотят, — это повторять «над» при использовании VoIP. TDD работает с использованием системы переключения, в которой направления передачи находятся в интервале времени. Это переключение происходит очень и очень быстро и не будет замечено пользователем. TDD может поддерживать голосовые и другие услуги симметричной связи, а также услуги асимметричной передачи данных.TDD также может обрабатывать динамическую смесь обоих типов трафика.

TDD использует одну и ту же частоту, но передает и принимает в разное время. Этот метод обычно используется в экономичном беспроводном мостовом соединении, поскольку в отличие от FDD (я получу его через секунду) он не требует дополнительных затрат, связанных с аппаратным и программным обеспечением, необходимым для изоляции передающей и приемной антенн, используемых в FDD. метод. Важно также понимать, что большинство производителей дают «совокупную» пропускную способность.Например, совокупная пропускная способность составляет 170 Мбит/с, реально это будет равно 85 Мбит/с в одном направлении.

ПРЕИМУЩЕСТВА TDD

Более щадящий спектр, позволяющий использовать только одну частоту для работы и резко повышающий коэффициент использования спектра, особенно в нелицензируемых или узкополосных диапазонах частот;
Он позволяет распределять пропускную способность между направлениями передачи и приема, что делает его подходящим для приложений с асимметричными требованиями к трафику, таких как видеонаблюдение, вещание и просмотр в Интернете;
можно настроить для работы в любом диапазоне и использовать на любом конце канала.Следовательно, для обслуживания обоих концов канала требуется только один запасной.

НЕДОСТАТКИ TDD

Переключение с передачи на прием вызывает задержку, из-за которой традиционные системы TDD имеют большую задержку, чем системы FDD;
Традиционные подходы TDD дают низкую производительность TDM из-за задержки;
Для симметричного трафика (50:50) TDD менее эффективен с точки зрения спектра, чем FDD, из-за времени переключения между передачей и приемом; и Несколько совместно расположенных радиостанций могут мешать друг другу, если они не синхронизированы.

ПОЛНЫЙ ДУПЛЕКС — FDD (дуплекс с частотным разделением)

Я не знал, что люди могут это делать, но я помню, как впервые услышал, как моя жена и ее мама разговаривают. У них было два разных разговора одновременно, я даже не знаю, как это возможно! Однако я могу понять FDD, ну, его основы. Проще говоря, полный дуплекс — это сетевой термин для описания связи между двумя точками или устройствами одновременно в обоих направлениях.

В отличие от TDD метод FDD достигается за счет использования двух разных частот для передачи и приема. Как кратко упоминалось ранее, для достижения этого требуется специальное аппаратное и программное обеспечение для изоляции обеих антенн, что требует значительных исследований и разработок. В беспроводном мостовом соединении это дает множество преимуществ и сложностей, а также добавляет несколько фунтов к общей цене. Стоит иметь в виду, что в мире беспроводных мостов эти возможности можно найти только в технологиях и частотах Millimeter.Эти решения обычно представляют собой решения корпоративного или операторского класса, специально разработанные для коммерческого использования.

ПРЕИМУЩЕСТВА FDD

Полный объем данных всегда доступен в каждом направлении, поскольку функции отправки и приема разделены;
Обеспечивает очень низкую задержку, поскольку функции передачи и приема работают одновременно и непрерывно;
Может использоваться в лицензируемых и нелицензируемых диапазонах;
Большинство лицензированных диапазонов во всем мире основаны на FDD; и Из-за нормативных ограничений радиостанции FDD, используемые в лицензированных диапазонах, скоординированы и защищены от помех, хотя и не застрахованы от них.

НЕДОСТАТКИ FDD

Комплекс для установки. Любой заданный путь требует наличия пары частот; если какая-либо частота в паре недоступна, то развертывание системы в этой полосе может оказаться невозможным;
требуются предварительно настроенные пары каналов, что усложняет резервирование;
Любое распределение трафика, отличное от разделения 50:50 между передачей и приемом, приводит к неэффективному использованию одной из двух парных частот, снижая спектральную эффективность; и Совместное размещение нескольких радиостанций затруднено.

Полудуплекс

Простая иллюстрация полудуплексной системы связи

Полудуплексная система (HDX) обеспечивает связь в обоих направлениях, но только в одном направлении за раз (не одновременно). Как правило, как только сторона начинает получать сигнал, она должна дождаться прекращения передачи передатчиком, прежде чем ответить.

Примером полудуплексной системы является двухсторонняя система, такая как рация, в которой необходимо использовать слово «over» или другое предварительно назначенное ключевое слово для обозначения окончания передачи и гарантировать, что только одна сторона передает в определенный момент времени. времени, потому что обе стороны передают и принимают на одной и той же частоте.Хорошей аналогией для полудуплексной системы может быть однополосная дорога с регулировщиками на каждом конце, например, реконструируемый двухполосный мост. Движение транспорта может осуществляться в обоих направлениях, но только в одном направлении, которое регулируется регулировщиками.

Полудуплексные системы обычно используются для экономии пропускной способности, поскольку требуется только один канал связи, который попеременно используется двумя направлениями. Например, рации требуется только одна частота для двунаправленной связи, в то время как сотовому телефону, который является полнодуплексным устройством, требуются две частоты для одновременной передачи двух голосовых каналов, по одному в каждом направлении.

В автоматически запускаемых системах связи, таких как двусторонние каналы передачи данных, распределение времени для связи в полудуплексной системе может строго контролироваться аппаратным обеспечением. Таким образом, нет потери канала на коммутацию. Например, станции А на одном конце линии передачи данных может быть разрешено передавать ровно одну секунду, затем станции В на другом конце может быть разрешено передавать ровно одну секунду, а затем цикл повторяется.

В полудуплексных системах, если более одной стороны передают одновременно, возникает коллизия, приводящая к потере сообщений.

Полный дуплекс

Простая иллюстрация полнодуплексной системы связи. Полный дуплекс не распространен в портативных радиостанциях, как показано здесь, из-за стоимости и сложности обычных методов дуплекса, но используется в телефонах, мобильных телефонах и беспроводных телефонах.

Полнодуплексная система (FDX), или иногда называемая двухдуплексной , обеспечивает связь в обоих направлениях и, в отличие от полудуплексной, позволяет это делать одновременно.Наземные телефонные сети являются полнодуплексными, поскольку они позволяют обоим абонентам говорить и быть услышанными одновременно, при этом переход от четырех проводов к двум достигается за счет гибридной катушки в телефонном гибриде. Современные сотовые телефоны также являются полнодуплексными.

Хорошим аналогом полнодуплексной системы является двухполосная дорога, по одной полосе в каждом направлении. Более того, в большинстве полнодуплексных систем, передающих компьютерные данные, кажется, что передаваемые данные не отправляются до тех пор, пока они не будут получены, а другая сторона не отправит обратно подтверждение; таким образом, такие системы реализуют надежные методы передачи.

Радиостанции двусторонней связи 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 могут расширить свой диапазон за счет использования наборов простых ретрансляционных станций, потому что сообщения, передаваемые на любой одной частоте, всегда движутся в одном и том же направлении.

Полнодуплексные соединения Ethernet работают за счет одновременного использования двух физических витых пар внутри одной оболочки, которые напрямую подключены к каждому сетевому устройству: одна пара предназначена для приема пакетов, а другая пара — для отправки пакетов.Некоторые типы Ethernet, например Gigabit Ethernet, используют две витые пары в каждом направлении. Это фактически делает сам кабель средой без коллизий и удваивает максимальную общую пропускную способность, поддерживаемую каждым соединением Ethernet.

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

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

Полнодуплексный и полудуплексный сетевой трафик

Многие сетевые устройства относятся к своим сетевым соединениям как к полнодуплексным или полудуплексным.Однако этот термин часто не объясняется, поскольку предполагается, что люди знают, что он означает. Дуплексная система связи — это система, в которой два или более пользователей могут общаться в обоих направлениях.

Полный дуплекс

В полнодуплексной системе обе стороны могут общаться одновременно. Оба устройства могут отправлять и получать данные друг от друга одновременно.

Телефон является хорошо известным примером полнодуплексной системы, так как обе стороны могут одновременно говорить и слушать другого пользователя (независимо от их способности понимать друг друга во время одновременного разговора!)

Полудуплекс

В полудуплексной системе обе стороны могут общаться друг с другом, однако одновременно передавать данные может только один пользователь.Например, с рациями, системой двусторонней радиосвязи, использующей кнопки «нажми и говори», пользователь может либо слушать, либо говорить в любой момент времени, а не то и другое одновременно.

По умолчанию рация может принимать сообщения. Если пользователь хочет общаться, ему нужно нажать кнопку разговора, после чего его устройство переключится в режим передачи. При отпускании кнопки «нажми и говори» устройство снова переключается в режим приема. Другие полудуплексные устройства работают аналогичным образом, по умолчанию они принимают и передают только тогда, когда это необходимо.

Совет. Устройства, не требующие дуплексной связи, называются симплексными. В симплексных системах устройство является либо передатчиком, либо приемником. Радио и телевидение являются хорошими примерами симплексной технологии.

Полудуплексные системы, как правило, в некоторых отношениях проще. Например, для полудуплексных каналов связи требуется только один провод или радиочастота. Для сравнения, полнодуплексной системе требуется как минимум два провода или радиочастоты: один для передачи и один для приема.

Коллизии в полудуплексном режиме

Основной проблемой полудуплексных систем является риск коллизий, когда более одного пользователя или устройства пытаются передать данные одновременно. Для предотвращения столкновений необходимо внедрить систему предотвращения столкновений, систему обнаружения столкновений или и то, и другое.

В системе обнаружения коллизий передающие устройства обнаруживают, что произошла коллизия, и приостанавливают передачу на случайное время перед повторной попыткой передачи.Эта случайная пауза предназначена для того, чтобы оба устройства не пытались одновременно выполнить повторную передачу и не столкнулись снова.

В системе предотвращения коллизий устройство, которое хочет передать данные, перед передачей проверяет, свободна ли сеть. Если сеть используется, она приостанавливается на произвольное время перед повторной проверкой.

Сочетание систем предотвращения столкновений и обнаружения столкновений является в целом эффективным способом управления полудуплексной связью сетевого оборудования и в большинстве случаев может вызывать незначительные задержки.Однако в ручной системе, такой как рации, пользователи должны выполнять эту функцию вручную, это привело к таким стандартам, как окончание сообщений словом «over».

Сеть

— зачем вообще использовать полудуплекс?

Полудуплекс почти всегда эффективнее и быстрее.

Для любого канала данных у вас ограниченная пропускная способность, объявление чего-либо «полнодуплексным» не меняет этого. Ваша линия DSL должна выделять разные части своей пропускной способности для загрузки и загрузки.Сигналы Wi-Fi могут передавать не так много, прежде чем они начнут мешать. Как правило, если вы выделяете большую пропускную способность для загрузки, у вас меньше пропускной способности для загрузки, и наоборот. Это верно почти для всех СМИ.

Вы можете проложить два провода, чтобы получить полный дуплекс куда-то, но тогда для каждого направления используется только половина вашей полной полосы пропускания, потому что вы могли бы иметь оба провода, передающие в одном направлении, если бы одна сторона была более болтливой.

Если вы не ожидаете всегда одинакового постоянного объема данных в обоих направлениях, полный дуплекс не имеет особого смысла.Гораздо разумнее использовать всю пропускную способность для тех, кому нужно говорить в определенное время, чтобы они могли быстро закончить то, что должны сказать, и позволить говорить кому-то другому. Если вы помните модемы и скачок скорости, который произошел со стандартом V.92, это было связано с возможностью переключения с полного дуплексного режима на полудуплексный, что позволило это сделать. поэтому он может выделить всю пропускную способность для загрузки, а не постоянно резервировать часть для загрузки. Полудуплекс значительно ускорил работу.

Кроме того, гораздо сложнее реализовать многоточечные протоколы в полнодуплексном режиме. Когда у вас есть дюжина устройств, подключенных к одной и той же линии I2C, CAN-BUS, RS485 или чему-то еще, тогда между кем является полнодуплексное соединение? все слышат, что все говорят.

В некоторых случаях полный дуплекс имеет смысл в ограниченной ситуации, иногда у вас действительно есть дополнительная пропускная способность, поэтому можно тратить часть на неиспользуемый канал, потому что улучшение пропускной способности того стоит или характеристики того, для чего он используется, делают полный дуплекс более естественный.