概念
單工:指數據傳輸隻支持數據在一個方向上傳輸
雙工:指二台通訊設備之間,允許有雙向的資料傳輸。通常有兩種雙工模式。一種叫半雙工,另一種叫全雙工
全雙工
全雙工(full-duplex)的系統允許二台設備間同時進行雙向數據傳輸。一般的電話、手機就是全雙工的系統,因為在講話時同時也可以聽到對方的聲音。
半雙工
半雙工(half-duplex)的系統允許二台設備之間的雙向數據傳輸,但不能同時進行。因此同一時間隻允許一設備傳送資料,若另一設備要傳送資料,需等原來傳送資料的設備傳送完成後再處理。
全雙工和半雙工優缺點對比
1. 半雙工傳輸模式采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測。傳統的共享型LAN以半雙工模式運行,線路上容易發生傳輸沖突。與集線器相連的節點(即多個節點共享一條到交換機端口的連接)必須以半雙工模式運行。因為這種節點必須能夠沖突檢測。
2. 全雙工傳輸模式可以用于點到點以太網連接和快速以太網連接,同時不會發生沖突,因為他們使用雙絞線中兩條不同線路。
3. 一般在網卡的高級屬性裡可以修改網卡的雙工類型,默認是自動協商。交換機上有Duplex燈,如果亮表示工作在全雙工方式。目前絕大多數的交換機均能自動識别與支持雙工方式,無需手工設置。
全雙工系統的模拟
當一個設備連接到網絡上,需要利用通道存取方法(en:channel access method)使傳送的資料及接收資料共用同一物理介質。此時使用的通道存取方法就稱為雙工
方法,如以下的兩種:
時分雙工(時間分隔多工)
時分雙工(英文縮寫為TDD,),是利用時間分隔多工技術來分隔傳送及接收的信号。它利用一個半雙工的傳輸來模拟全雙工的傳輸過程。
01 缺點
在時分雙工系統中,需在鄰近的區段中增加保護區段(guard band),但這會使頻譜效率下降。否則就要有同步機制,使一設備的傳送和另一設備的接收同步。同步機制會增加系統的複雜度及成本,而且因為所有的設備及時間區塊都要同步,也降低了帶寬使用的靈活性。
02 時分雙工在非對稱網絡(上傳及下載帶寬不平衡的網絡)有明顯的優點
它可以根據上傳及下載的資料量,
動态的調整對應的帶寬,
如果上傳資料量大時,就會提高上傳的帶寬,
若資料量減少時再将帶寬降低。
時分雙工的另一個好處是在緩慢移動的系統中,上傳及下載的無線電路徑大緻相同,因此類似波束成形(beamforming)的技術可以運用在時分雙工的系統中。
03 時分雙工系統的例子
UMTS/WCDMA TDD 模式(室内使用)
TD-SCDMA 系統
DECT
IEEE 802.16 WiMAX TDD 模式
使用載波偵聽多路訪問技術的半雙工封包網絡,例如以太網路或使用集線器的以太網路、無線局域網路及藍牙等,雖然不像TDMA使用固定的框架寬度,不過均可視為時分雙工的系統。
頻分雙工(頻率分隔多工)
頻分雙工是利用頻率分隔多工技術來分隔傳送及接收的信号。
01 缺點
在這個情形下,時分雙工會在切換傳送接收時,浪費一些帶寬,因此延遲時間較長,而且其線路較複雜且耗電。
02 頻分雙工優勢
在無線電收發規劃上較簡單且較有效率,因為一個設備傳送及接收使用不同的頻帶,因此設備不會接收到自己傳出的資料,傳送及接收的資料也不會互相影響。
上傳及下載的區段之間用“頻率偏移”(frequency offset)的方式分隔。
若上傳及下載的資料量相近時,頻分雙工比時分雙工更有效率。
03 頻分雙工系統的例子
非對稱數位用戶線路及超高速數位用戶回路
大部份的手機系統,包括UMTS/WCDMA FDD 模式
IEEE 802.16 WiMAX FDD 模式
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