Simplexní duplex. Duplexní režim přenosu dat

V předchozím článku jsem krátce zmínil, co .

Nyní se seznámíme s koordinací parametrů mezi zařízeními a také s rychlostí a režimem provozu ( plný-duplexní nebo poloviční duplex).

Ve výchozím nastavení je každý port Cisco nakonfigurován tak, že zařízení samo určuje, jaká nastavení na tomto portu použít, jakou rychlost zvolit a jaký režim přenosu dat. Tato technologie se nazývá Automatické vyjednávání(Auto detekce). Tyto parametry lze také nastavit "ručně" na každém portu zařízení.

Cisco automaticky určuje rychlost mezi síťovými zařízeními (například mezi portem přepínače a síťová karta počítač) pomocí některých metod. K určení rychlosti se používají přepínače Cisco Rychlý puls (FLP), jedná se o nějaký elektrický impuls, pomocí kterého mohou zařízení pochopit, při jakých optimálních rychlostech lze navázat spojení mezi těmito síťovými zařízeními.

Pokud jsou rychlosti nastaveny ručně a shodují se, pak budou zařízení schopna navázat spojení pomocí elektrických signálů.

Pokud jsou rychlosti ručně nastaveny na přepínači a na síťovém zařízení počítače (například) a neshodují se, spojení nebude navázáno.

Definice provozního režimu připojení je přibližně stejná: poloviční duplex nebo plny Duplex.

Pokud obě zařízení pracují v režimu automatické detekce a zařízení mohou pracovat v duplexním režimu, bude tento režim nastaven.

Pokud je automatická detekce na zařízeních zakázána, pak bude režim přiřazen podle některých „výchozích“ pravidel. Half-duplex mód bude nastaven pro 10 a 100 Mbit rozhraní, Full-Duplex mód bude nastaven pro 1000 Mbit rozhraní.

Chcete-li zakázat automatickou detekci oboustranného tisku, musíte ručně zadat nastavení režimu.

Ethernetová zařízení mohou pracovat v plně duplexním režimu ( FDX), pouze když nedochází ke kolizím v přenosovém médiu.

Moderní technologie říkají, že ke kolizím nedochází. Ke kolizím dochází pouze tam, kde existuje sdílené médium pro přenos dat, například se sběrnicovou topologií, nebo při použití zařízení, jako je hub (ačkoli je nyní docela obtížné takového „dinosaura“ vidět 🙂).

Přesto je nutné porozumět tomu, jaké technologie existují a jak s takto sdílenými zdroji nakládají.

Algoritmus pro řešení kolizí se nazývá CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Collision Detection), což znamená vícenásobný přístup s rozpoznáním nosiče a detekcí kolize.

Co je to vůbec kolize?

kolize jedná se o překrytí signálu, tj. když několik síťová zařízení začnou přenášet data přes sdílené médium, tyto dva signály se setkají, překrývají a dojde ke kolizi (to znamená, že data jsou zkreslená a nenesou žádnou užitečnou zátěž.

Nyní se podívejme, jak to funguje.

Zařízení, které chce odeslat jako první, poslouchá, zda je odkaz volný.
Když je linka nečinná, toto zařízení začne posílat rámce na Ethernet.
Zařízení „slyší“, že ke kolizi nedochází, takže je vše v pořádku.
Pokud by přesto došlo ke kolizi (ale co první krok? Kde se zařízení ujistilo, že linka není obsazená? Faktem je, že linku mohlo poslouchat i jiné zařízení a tato dvě zařízení posílala snímky téměř na ve stejnou dobu, proto došlo ke kolizi). Nyní, když odesílaná zařízení „pochopí“, že došlo ke kolizi, vysílají tzv. signál rušení, který „říká“ ostatním účastníkům sítě, že přenos je nyní nemožný, protože ke kolizi došlo a vy budete muset Počkej chvíli.
Po signálu rušení je každému odesílajícímu zařízení náhodně přidělena určitá doba, kterou lze nazvat „doba nečinnosti“, kdy zařízení nemůže odesílat žádná data v síti.
Po uplynutí tohoto časovače algoritmus pokračuje krokem 1.

Zároveň. V režimu poloviční duplex buď vysílat nebo přijímat informace.

Poloduplexní režim

Režim, ve kterém se přenos provádí oběma směry, ale s časovým dělením, se nazývá poloduplexní. V každém okamžiku je přenos pouze jedním směrem.

Časové dělení je způsobeno tím, že vysílací uzel v určitém čase zcela zabírá přenosový kanál. Jev, kdy se několik vysílacích uzlů pokouší vysílat současně, se nazývá kolize a je považován za normální, i když nežádoucí, podle metody řízení přístupu CSMA/CD.

Tento režim se používá, když síť používá koaxiální kabel nebo se jako aktivní zařízení používají rozbočovače.

V závislosti na hardwaru může být současný příjem / přenos v poloduplexním režimu buď fyzicky nemožný (například kvůli použití stejného obvodu pro příjem a vysílání ve vysílačkách), nebo může vést ke kolizím.

duplexní režim

Režim, ve kterém lze na rozdíl od polovičního duplexu provádět přenos dat současně s příjmem dat.

Celková rychlost výměny informací v tento režim může být dvakrát vyšší. Pokud je například použita technologie Fast Ethernet s rychlostí 100 Mbps, pak se rychlost může blížit 200 Mbps (100 Mbps - vysílání a 100 Mbps - příjem).

Jako názorný příklad můžeme uvést konverzaci dvou lidí ve vysílačce (poloviční duplexní režim) – kdy v jeden okamžik osoba buď mluví nebo poslouchá, a na telefonu ( plny Duplex) - když člověk může mluvit i poslouchat zároveň.

Duplexní komunikace se obvykle provádí pomocí dvou komunikačních kanálů: první kanál je odchozí komunikace pro první zařízení a příchozí pro druhé, druhý kanál je příchozí pro první zařízení a odchozí pro druhé.

V některých případech je možná duplexní komunikace pomocí jednoho komunikačního kanálu. V tomto případě při příjmu dat zařízení odečte svůj odeslaný signál od signálu a výsledným rozdílem je signál odesílatele (komunikace modemu po telefonních drátech, GigabitEthernet).

Nadace Wikimedia. 2010 .

Podívejte se, co je "Half duplex" v jiných slovnících:

poloviční duplex- V poloduplexním režimu lze data přenášet oběma směry, ale vždy pouze jedním směrem. Odkazuje na komunikační kanál, který může přenášet provoz jedním směrem. V podstatě každá strana komunikační linky, ... ...

poloviční duplex- poloduplexní a... Ruský pravopisný slovník

frekvenční dělení poloviční duplex- (F.BWA REQ) - Telekomunikační témata, základní pojmy EN half duplex FDDH FDD ... Technická příručka překladatele

obousměrný simplex- poloviční duplex poloviční duplex. [L.M. Nevďajev. Telekomunikační technologie. angličtina ruština Slovník adresář. Editoval Yu.M. Gornostajev. Moskva, 2002] Telekomunikační témata, základní pojmy Synonyma half duplex EN two way simplex ... Technická příručka překladatele

Modbus je otevřený komunikační protokol založený na architektuře klient-server. Široce používané v průmyslu pro organizaci komunikace mezi elektronická zařízení. Může být použit k přenosu dat přes sériové ... Wikipedia

Svázat? Luch 10 je mobilní simplexní FM radiostanice VKV rozsahu radiotelefonního dispečerského komplexu "Luch" výrobce JSC "Zavod ELEKTROPRIBOR", Vladimir, Rusko. Certifikát: N OS / 1 RS 796. Radiostanice Luch 10M je určena pro ... ... Wikipedia - Luch 10 je mobilní simplexní FM radiostanice pásma VHF radiotelefonního dispečerského komplexu "Luch" výrobce JSC " Zavod ELEKTROPRIBOR", Vladimir, Rusko. Certifikát: N OS / 1 RS 796. Radiostanice Luch 10M je určena pro pořádání ... ... Wikipedie

Současné vysílání a příjem není možné bezdrátová komunikace jediná frekvence. Výsledkem bude hrozné rušení. Andre Goldsmith "Bezdrátová komunikace"

Duplexní rádiová komunikace umožňuje současný obousměrný přenos informací. Historicky, transatlantický telegraf (70. léta 19. století), dálnopisy (90. léta 19. století) byly prvními, kdo tento koncept realizoval. Myšlenka je způsobena potřebou zachránit spektrum fyzického kanálu. Ocean kabel byl příliš drahý. Případ dálnopisů je trochu jiný: myšlenka už byla známá, někdo přišel na způsob, jak extra profitovat využitím skromných požadavků tiskových zařízení (pod hlasovou linkou).

Příklady simplexních systémů

Příklady systémů jednosměrného toku informací vám pomohou lépe pocítit princip fungování simplexního přenosu informací:

Vysílání.
Záznamové mikrofony.
Sluchátka.
Dětské chůvičky.
Bezdrátový systém ovládání závěrky.
Bezpečnostní kamery.

Simplex se vyznačuje absencí potřeby, možností obousměrného přenosu informací.

Princip fungování

Duplexní komunikační systém obvykle spojuje dva body (na rozdíl od vysílání). Moderní počítačové porty(Ethernet) se často provádí podobný pohyb, samostatný kroucený pár přijímací a vysílací kanály. Po telegrafu předběhl koncept dálnopisu telefonní linky. Je dobře známo: předplatitelé mohou mluvit současně. Vyslechnout účastníka rozhovoru je desátá otázka.

Digitální technologie poskytuje viditelnost efektu duplexní rádio. Vysílač by už dávno spálil přijímač, kdyby kanály fungovaly současně. Časové dělení však funguje rychle, pakety jsou přepínány tak obratně, že účastníci rozhovoru nejsou schopni „triku“ postřehnout. Duplex je neúplný. Poloduplexní metodu používají vysílačky. Kanál je přerušen kvůli zavedení kombinací kódového volání slov vyslovených předplatiteli.

Časové rozdělení kanálů

Rozdělení kanálů s přidělováním časových slotů předplatitelům ukazuje významné výhody na linkách s asymetrickými rychlostmi (stahování dat, upload). Typickým příkladem je internet. Značná nerovnost kanálů příchozích a odchozích informací umožnila satelitní přístup (požadavek na místní mobilní síť, odpověď je z vesmíru). Příklady:

Standard třetí generace mobilní komunikace 3g.
Bezdrátová telefonie DECT.
WiMAX (3G+).
Některé druhy LTE.

Široké rozšíření techniky bylo dáno úvodem impulsní zařízení(polovina 60. let XX století). Odborníci uvádějí jako důvod současného stavu vznik polovodičové elektroniky. Trubková diskrétní zařízení vzala také velký prostor. Zařízení transceiveru vyžadovalo prostornou místnost. Zpočátku byly vytvořeny dva režimy komprese kanálů:

Synchronní (cyklický) přenos znamená periodické připojení k lince účastníků. Pořadí je přísně specifikováno. Rámcová struktura se vyvíjí, zavádějí se synchronizační signály. Povaha kódování je irelevantní.
Nacvičený asynchronní přenos digitální systémy. Informace jsou odesílány v předem vytvořených paketech o stovkách až tisících bitů. Adresy to umožňují asynchronní schéma interakce. Dnes tento princip využívají i mobilní komunikace. Moderní protokoly poskytují pakety se sudým počtem bajtů. Chybějící synchronizace je tedy čistě formální.

Balíček má hlavičku. Obsah informace je definován protokolovým standardem. Kanál je periodicky načítán rychlostí paketů. Tradiční Sovětské systémy Bylo použito 8 kHz (telefonní signál vzorkovaný při 64 kbps). Metody modulace nosiče:

Šířka pulzu.
Amplituda-puls.
Časový impuls.

Kódování binárního signálu obdélníkové impulsy. Spektrum je nekonečně široké skutečný signálřezané filtry. Díky tomu jsou čela vyhlazená. Protahování způsobuje mezipulzní interferenci. Rušení sousedního kanálu je způsobeno průsečíkem spekter. Parametry systémů časového dělení kanálů jsou standardizovány, hierarchie se nazývá plesiochronní:

První stupeň nese 32 kanálů (32 x 64 = 2048 kbps). Servisním zprávám jsou přiděleny 2 kanály.
Další stupně (120, 480, 1920) jsou tvořeny komprimací 4 digitálních toků bitovým multiplexováním. Některé části standardu byly navíc vytvořeny předem, aniž by se nacházela okamžitá hardwarová implementace.

Optická alternativa k výše uvedené metodě se nazývá synchronní digitální hierarchie. Algoritmus je zaměřen na poskytování velkých větví sítě, kde jsou významné rychlosti. Je vyžadována úplná synchronizace uzlů. Doba trvání bloku (synchronní transportní modul) je stejná jako 125 ms (8 kHz). Digitální délka– 2340 bajtů. Záhlaví je přiřazeno 90. Podle velikosti paketů je vytvořena 5-kroková hierarchie. Malé mohou být základní části velký.

frekvenční dělení

Poprvé frekvenční dělení použil vojenský signalista Ignatiev G.G. (1880). Armáda hodlala zopakovat zkušenost s transatlantickým kabelem. Chtěl jsem rozšířit záběr položeného kabelu (bojiště nechává málo času na sentimentalitu). Vysílací zařízení generuje sadu standardních analogových signálů (obvykle 12) se standardní šířkou 300-3500 Hz. Blok obsahuje správné číslo generátory zvoleného komunikačního rozsahu. Kanálová rozteč je 900 Hz (LW).

Skupina analogový signál zabírá 48 kHz. Dnes zařízení transceiveru používá dvě frekvence současně (minimálně). Princip hojně využívají radioamatéři. Kamionáři jsou si dobře vědomi kanálů nouze, zavolejte. Příklad je univerzální, týká se obousměrné komunikace radioamatérů planety. První analogové sítě používaly volání digitálních stanic mimo pásmo, což je slabý příklad duplexu.

frekvenční dělení - perfektní možnost organizování symetrického dopravního kanálu. základnové stanice přestanete se navzájem slyšet, rušení je eliminováno. Příklady:

ADSL.
CDMA2000.
IEEE 802.16 (varianta WiMAX).

rozdělení kódu

Vzorkovací frekvence telefonního signálu - 64 kHz, používá se klíčování fázovým posunem:

10 stupňů.
0-180 stupňů.

Ke kódování digitální signál, bit je dále rozdělen. Poprvé byla technika předvedena systémem Green Hornet z druhé světové války. Zavedení pseudo-šumového signálu nacisty velmi zmátlo. Spojenci, odděleni Atlantským oceánem, uspořádali přes 3000 společných konferencí.

Délka kódu se nazývá signálová báze. Graficky nuly a jedničky superponované sekvence označují +1 a -1, což je jasně odlišuje od hlavního informační zpráva. Překrytí rozšiřuje spektrum o faktor rovný základně. Umělé zvětšení zabraňuje rušení. Tato funkce přímo souvisí s mobilními věžemi. Každý kanál přijímá pevnou kódovací sekvenci implementující koncept ortogonality. Počet odpovídajících bitů se rovná počtu neshodných bitů.

Přijímač korelačního typu. Často nahrazován odpovídajícím filtrem. Referenční kód je kód kanálu s klíčováním fázovým posunem. Ve snaze zmenšit šířku spekter se používají speciální kódy. Pseudošumový signál se dobře osvědčil. Mezikanálové rušení je způsobeno zkreslením skupinového signálu:

Opravy zavedené šířkou pásma rádiových elektronických zařízení.
Multiplikativní etherová interference.
Nedostatečná ortogonalita kódů.

Základem se stal standard IS95 celulární sítě CDMA, satelitní komunikace Globalstar.

Zrušení echa

Dvoustranné systémy hlasitý telefon vytvořit pozitivní efekt zpětná vazba, vyjádřeno ostrým hvizdem. Zvuk reproduktoru se dostane k mikrofonu, je zesílen, přenášen k protivníkovi. Protějšek zopakuje pořadí transformací a vrátí zprávu. Hlasitost stoupá.

Standardy pro modemy, počítačové sběrnice umožňují potlačení ozvěny. Bez techniky blokování odraženého signálu se systém nemůže vyvíjet plná rychlost. Práce digitální sítě vyžaduje těsnou synchronizaci.

Simplexní

Simplexní kanál je jednosměrný a umožňuje přenos dat pouze jedním směrem, jak je znázorněno na obrázku 2.10. Příkladem simplexního přenosu je konvenční vysílání.Rozhlasová stanice vysílá vysílaný program, ale na oplátku z vašeho rádia nepřijímá nic.

Rýže. 2.10. Simplexní přenos

To omezuje použití simplexního kanálu pro přenos dat, protože pro řízení procesu přenosu, potvrzování dat atd. je vyžadován konstantní tok dat v obou směrech.

poloviční duplex

Poloduplexní přenos umožňuje poskytovat simplexní komunikaci v obou směrech po jediném kanálu, jak je znázorněno na obr. 2.11. Vysílač na stanici A zde posílá data do přijímače na stanici B. Když je požadován přenos v opačném směru, dojde k přepnutí linky. Poté je vysílač stanice B schopen komunikovat s přijímačem stanice A. Zpoždění přepínání linky snižuje množství dat přenášených na komunikačním kanálu.

Rýže. 2.11. Poloduplexní přenos

plny Duplex

Plně duplexní spojení umožňuje současnou komunikaci v obou směrech, jak je znázorněno na obr. 2.12.

Obr 2.12. Plně duplexní přenos

2.4.2. Synchronizace digitálních datových signálů

Přenos dat závisí na správné koordinaci momentů generování a příjmu signálů. K určení, který datový prvek je vysílán - "1" nebo "0", musí přijímač ve správný čas. Proces výběru a udržování referenčních časových intervalů se nazývá synchronizace.

Pro synchronizaci přenosu se musí vysílací a přijímací zařízení dohodnout na délce bitu (bit time) - trvání použitého kódového prvku. Přijímač potřebuje extrahovat vysílaný hodinový signál zakódovaný v přijímaném datovém toku. Synchronizací bitové délky hodin přijímače s bitovou délkou zakódovanou v datech odesílatele může přijímač určit správné časy pro demodulaci dat a správné dekódování zprávy. Zařízení na obou koncích digitální kanál mohou být synchronizovány buď pomocí asynchronního nebo synchronního přenosu, jak je popsáno níže.