Nell'articolo cercheremo di raccontarvi nel dettaglio cos'è la comunicazione duplex. Questo è il principio di collegamento tra ricevitore e trasmettitore, che implica la trasmissione di informazioni contemporaneamente in entrambe le direzioni. Per la prima volta, il concetto di tale connessione è stato implementato un secolo e mezzo fa nel telegrafo transatlantico e poco dopo nelle telescriventi. Un'idea del genere ha salvato perfettamente i canali di comunicazione fisica. Immagina quanto costerebbe un cavo posare sul fondo dell'oceano. Puoi vedere di persona: i risparmi sono significativi. Nel caso di una telescrivente, tutto è molto più semplice. L'idea era già nota a tutti, ma hanno escogitato un modo leggermente diverso di visualizzare le informazioni (usando i dispositivi di stampa).
Sistemi Simplex
Comunicazione simplex e duplex sono, si potrebbe dire, sinonimi. Ma ci sono differenze nel principio di trasmissione e ricezione di informazioni. Nel caso di comunicazione duplex, più dispositivi possono scambiare informazioni contemporaneamente (riceverle e trasmetterle). Ma quando si organizza la comunicazione simplex, il primo dispositivo trasmette, poi il secondo, il terzo, ecc.e. In altre parole, c'è un certo ordine.
Ecco alcuni esempi di sistemi simplex:
- Trasmissione.
- Microfoni per la registrazione del suono.
- Baby monitor.
- Cuffie wireless e cablate.
- Diverse telecamere di sicurezza.
- Sistemi di controllo wireless per qualsiasi dispositivo.
Non è necessario che la comunicazione simplex sia in grado di trasferire le informazioni in entrambe le direzioni.
Il principio di funzionamento dei dispositivi duplex
Per quanto riguarda i dispositivi di comunicazione duplex, hanno un design leggermente diverso. Collegano due punti. Un esempio sono le moderne porte per computer come Ethernet. È in loro che avviene solitamente un tale scambio di informazioni. Un principio simile è stabilito nelle comunicazioni telefoniche: dopotutto, sai benissimo che due persone possono parlare e ascoltare contemporaneamente.
Nella tecnologia digitale, c'è solo l'apparenza dell'effetto della comunicazione radio duplex (e anche cablata). Se i canali di ricezione e trasmissione funzionassero effettivamente contemporaneamente, l'apparecchiatura si brucerebbe in pochi secondi. C'è una certa divisione di tempo, con il suo aiuto avviene la formazione e la commutazione dei pacchetti. E gli utenti che utilizzano strumenti di comunicazione non possono accorgersi del "trucco". Esiste un cosiddetto duplex incompleto, che viene utilizzato attivamente nei walkie-talkie. In questo caso, il canale viene interrotto introducendo alcune parole in codice che si pronuncianoiscritti.
Come i canali sono divisi per tempo
Come prossimo esempio, considereremo il World Wide Web - Internet. È qui che è importante la separazione dei canali e l'assegnazione degli intervalli di tempo ai vari abbonati. Queste sono linee con velocità asimmetriche (c'è sia il caricamento che il download dei dati allo stesso tempo). La disparità di canali per i diversi flussi di informazioni ha permesso di realizzare l'accesso ai satelliti. Con tale accesso, la richiesta viene inoltrata alla rete più vicina dell'operatore mobile e la risposta arriva già dal satellite dalle profondità dello spazio.
Ecco alcuni esempi di dispositivi che utilizzano queste tecnologie:
- Terza generazione di comunicazioni cellulari (denominazione più familiare 3G).
- Diverse varietà di LTE.
- WiMAX (o 3G+).
- Oltre alla telefonia DECT wireless meno conosciuta.
Varietà di trasmissione delle informazioni
Poco più di 50 anni fa, i dispositivi a impulsi iniziarono ad essere ampiamente introdotti. Il motivo della sua introduzione di massa è che l'elettronica a stato solido è apparsa e si è dimostrata valida. I dispositivi a tubi discreti occupavano troppo spazio (rispetto ai dispositivi a semiconduttore più avanzati).
Inizialmente c'erano due modalità in cui i canali venivano compressi:
- Tipo di trasmissione ciclica (sincrona): gli abbonati si connettono periodicamente alla linea. Inoltre, la sequenza di connessione è rigorosamente specificata. Primoè necessario progettare la struttura del frame, quindi implementare i segnali di temporizzazione. Per quanto riguarda la natura della codifica, non importa.
- Il tipo di trasmissione asincrono è ampiamente utilizzato nei sistemi digitali. In questo caso, le informazioni vengono inviate in pacchetti preformati, la cui dimensione è di diverse centinaia o addirittura migliaia di bit. Poiché ci sono indirizzi, diventa possibile organizzare l'interazione asincrona. Questo principio è usato oggi anche nelle comunicazioni cellulari. È necessario prestare attenzione al fatto che nei moderni protocolli di comunicazione il numero di byte è pari. Per questo motivo, non esiste una sincronizzazione puramente formale.
Frequenza e forma del segnale
Va anche notato che ogni pacchetto di informazioni è integrato da un'intestazione. La composizione delle informazioni trasmesse è determinata dallo standard del protocollo. Il canale viene caricato con un determinato periodo e frequenza. I canali di comunicazione duplex sovietici operavano a una frequenza di 8 kHz (il segnale telefonico viene campionato a una velocità di 64 kbps).
Nota diversi metodi di modulazione della frequenza portante:
- PWM (ampiezza dell'impulso).
- Impulso temporale.
- Ampiezza impulso.
I tipi binari di segnali sono codificati utilizzando impulsi a onda quadra. In questo caso si ottiene uno spettro infinitamente ampio e il segnale reale può essere tagliato mediante filtri. Il risultato di ciò è la levigatura dei frontali. A causa dello stiramento, si verifica un'interferenza tra gli impulsi. L'interferenza appare nei canali adiacenti - ciò è dovuto al fatto che gli spettriinterseca.
Passi di separazione temporale
E ora diamo un'occhiata a quali stadi di separazione del segnale si possono trovare nei citofoni duplex. Possiamo distinguere la seguente gerarchia:
- Ci sono 32 canali sul primo livello, due dei quali sono riservati ai messaggi di servizio. La velocità totale di questi canali è 2048 kbps.
- Gli stadi rimanenti sono formati dal multiplexing di quattro flussi (a bit). Vale la pena notare che tutte le sezioni degli standard sono formate in anticipo.
Divisione di frequenza
E infine, parliamo della divisione di frequenza. Fu messo in pratica per la prima volta dal segnalatore G. G. Ignatiev nel 1880. Il trasmettitore di segnale genera un certo insieme di impulsi di tipo analogico (di solito 12). La larghezza del segnale è standard, nell'intervallo 300-3500 Hz. Il blocco ha il numero richiesto di generatori che operano in questo intervallo.
La divisione di frequenza può essere definita ideale per organizzare canali di traffico simmetrici. Viene utilizzato attivamente in ADSL, IEEE 802.16, CDMA2000.
