In diesem Artikel werden wir versuchen, Ihnen im Detail zu erklären, was Duplex-Kommunikation ist. Dies ist das Prinzip der Verbindung von Empfänger und Sender, was die gleichzeitige Übertragung von Informationen in beide Richtungen impliziert. Zum ersten Mal wurde das Konzept einer solchen Verbindung vor anderthalb Jahrhunderten in der transatlantischen Telegrafie und etwas später in Fernschreibern umgesetzt. Eine solche Idee sparte perfekt physische Kommunikationskanäle. Stellen Sie sich vor, wie viel es kosten würde, ein Kabel über den Meeresboden zu verlegen. Sie können sich selbst überzeugen – die Einsparungen sind erheblich. Bei einem Fernschreiber ist alles viel einfacher. Die Idee war bereits allen bekannt, aber sie kamen auf eine etwas andere Art, Informationen anzuzeigen (mithilfe von Druckern).
Simplex-Systeme
Simplex- und Duplex-Kommunikation sind sozusagen Synonyme. Es gibt jedoch Unterschiede im Prinzip des Sendens und Empfangens von Informationen. Bei der Duplex-Kommunikation können mehrere Geräte gleichzeitig Informationen austauschen (empfangen und senden). Aber bei der Organisation der Simplex-Kommunikation sendet zuerst ein Gerät, dann das zweite, das dritte usw.e. Mit anderen Worten, es gibt eine gewisse Ordnung.
Hier sind Beispiele für Simplexsysteme:
- Rundfunk.
- Mikrofone zur Tonaufnahme.
- Babyphone.
- Kabellose und kabelgebundene Kopfhörer.
- Verschiedene Überwachungskameras.
- Drahtlose Steuerungssysteme für beliebige Geräte.
Simplex-Kommunikation muss nicht in der Lage sein, Informationen in beide Richtungen zu übertragen.
Funktionsprinzip von Duplexgeräten
Duplex-Kommunikationsgeräte haben ein etwas anderes Design. Sie verbinden zwei Punkte. Ein Beispiel sind moderne Computerports wie Ethernet. In ihnen findet normalerweise ein solcher Informationsaustausch statt. Ein ähnliches Prinzip ist in der Telefonkommunikation festgelegt – schließlich wissen Sie genau, dass zwei Personen gleichzeitig sprechen und hören können.
In der Digit altechnik gibt es nur den Schein der Wirkung von Duplex-Funkkommunikation (und auch kabelgebunden). Funktionierten Empfangs- und Sendekanal tatsächlich gleichzeitig, würde das Gerät innerhalb von Sekunden durchbrennen. Es gibt eine bestimmte Zeiteinteilung, mit deren Hilfe die Bildung und Vermittlung von Paketen erfolgt. Und Benutzer, die Kommunikationstools verwenden, können den "Trick" nicht bemerken. Es gibt einen sogenannten unvollständigen Duplex, der in Walkie-Talkies aktiv verwendet wird. In diesem Fall wird der Kanal unterbrochen, indem bestimmte Codewörter eingeführt werden, die ausgesprochen werdenAbonnenten.
Unterteilung der Kanäle nach Zeit
Als nächstes Beispiel betrachten wir das World Wide Web - das Internet. Hier kommt es auf die Trennung von Kanälen und die Zuordnung von Zeitintervallen zu verschiedenen Teilnehmern an. Dabei handelt es sich um Leitungen mit asymmetrischen Geschwindigkeiten (Upload und Download von Daten erfolgen gleichzeitig). Die Ungleichheit der Kanäle für verschiedene Informationsströme ermöglichte die Realisierung des Zugriffs auf Satelliten. Bei einem solchen Zugriff erfolgt die Anfrage an das nächstgelegene Netz des Mobilfunkanbieters, und die Antwort kommt bereits vom Satelliten aus den Tiefen des Weltraums.
Hier sind Beispiele für Geräte, die diese Technologien verwenden:
- Dritte Generation der Mobilfunkkommunikation (bekanntere Bezeichnung 3G).
- Verschiedene Varianten von LTE.
- WiMAX (oder 3G+).
- Sowie die weniger bekannte drahtlose DECT-Telefonie.
Vielf alt der Informationsübertragung
Vor etwas mehr als 50 Jahren begannen Impulsgeräte weit verbreitet eingeführt zu werden. Der Grund für seine Masseneinführung ist, dass die Festkörperelektronik aufgetaucht ist und sich gut bewährt hat. Diskrete Röhrengeräte nahmen zu viel Platz ein (im Vergleich zu fortschrittlicheren Halbleitergeräten).
Am Anfang gab es zwei Modi, in denen Kanäle komprimiert wurden:
- Zyklischer (synchroner) Übertragungstyp – Teilnehmer verbinden sich periodisch mit der Leitung. Außerdem ist die Anschlussreihenfolge streng vorgegeben. ZuerstSie müssen die Frame-Struktur entwerfen und dann die Timing-Signale implementieren. Die Art der Kodierung spielt keine Rolle.
- Asynchrone Übertragungsart ist in digitalen Systemen weit verbreitet. In diesem Fall werden Informationen in vorgeformten Paketen gesendet, deren Größe mehrere hundert oder sogar tausend Bits beträgt. Da es Adressen gibt, wird es möglich, eine asynchrone Interaktion zu organisieren. Dieses Prinzip wird heute sogar in der Mobilfunkkommunikation verwendet. Beachten Sie, dass bei modernen Kommunikationsprotokollen die Anzahl der Bytes gerade ist. Aus diesem Grund gibt es rein formal keine Synchronisation.
Signalfrequenz und -form
Zu beachten ist auch, dass jedes Informationspaket um einen Header ergänzt wird. Die Zusammensetzung der übertragenen Informationen wird dadurch bestimmt, welchen Standard das Protokoll hat. Der Kanal wird mit einer bestimmten Periode und Frequenz geladen. Sowjetische Duplex-Kommunikationskanäle, die mit einer Frequenz von 8 kHz betrieben werden (das Telefonsignal wird mit einer Rate von 64 kbps abgetastet).
Beachten Sie mehrere Methoden der Trägerfrequenzmodulation:
- PWM (Impulsbreite).
- Zeitimpuls.
- Impulsamplitude.
Binäre Arten von Signalen werden mit Rechteckimpulsen kodiert. In diesem Fall erhält man ein unendlich breites Spektrum, und das wahre Signal kann mit Filtern abgeschnitten werden. Das Ergebnis davon ist die Glättung der Fronten. Aufgrund der Dehnung treten Interpulsstörungen auf. In benachbarten Kanälen treten Interferenzen auf - dies liegt daran, dass die Spektrenschneiden.
Schritte der Zeittrennung
Und nun schauen wir uns an, welche Stufen der Sign altrennung bei Duplex-Sprechanlagen zu finden sind. Wir können folgende Hierarchie unterscheiden:
- Es gibt 32 Kanäle auf der ersten Stufe, zwei davon sind für Servicemeldungen reserviert. Die Gesamtgeschwindigkeit dieser Kanäle beträgt 2048 kbps.
- Die verbleibenden Stufen werden durch Multiplexen von vier Streams (Bit für Bit) gebildet. Es ist erwähnenswert, dass alle Abschnitte der Standards im Voraus gebildet werden.
Frequenzteilung
Und zum Schluss reden wir noch über die Frequenzteilung. Es wurde erstmals 1880 vom Signalmann G. G. Ignatiev in die Praxis umgesetzt. Der Signalgeber erzeugt einen bestimmten Satz analoger Impulse (normalerweise 12 davon). Die Signalbreite ist Standard - im Bereich von 300-3500 Hz. Der Block hat die erforderliche Anzahl von Generatoren, die in diesem Bereich arbeiten.
Frequenzteilung kann als ideal für die Organisation symmetrischer Verkehrskanäle bezeichnet werden. Es wird aktiv in ADSL, IEEE 802.16, CDMA2000 verwendet.
