Дуплексная связь: понятие, принцип действия, назначение и применение

Опубликованно 01.10.2018 02:24

В статье мы постараемся подробно рассказать о том, что такое дуплексная связь. Это принцип соединения приемника и передатчика, который подразумевает передачу информации одновременно в обе стороны. Впервые концепция такой связи была реализована полтора столетия назад в трансатлантическом телеграфе и чуть позднее в телетайпах. Такая идея прекрасно экономила физические каналы связи. Представьте, сколько бы стоил кабель, проложенный по дну океана. Сами можете видеть – экономия существенная. В случае с телетайпом все обстоит куда проще. Идея уже всем была известна, но придумали несколько иной способ вывода информации (с помощью печатающих устройств). 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. Принцип функционирования дуплексных устройств

Что касается устройств дуплексной связи, то они имеют несколько иную конструкцию. С их помощью происходит соединение двух точек. В качестве примера можно привести современные компьютерные порты типа Ethernet. Именно в них обычно происходит такой обмен информацией. Аналогичный принцип закладывается и в телефонной связи – ведь вы прекрасно знаете, что два человека могут разговаривать и слышать одновременно.

В цифровой технике существует только видимость эффекта дуплексной радиосвязи (и проводной тоже). Если бы каналы приема и передачи работали на самом деле одновременно, аппаратура сгорала бы за считанные секунды. Существует определенное временное деление, с его помощью происходит формирование и коммутация пакетов. И пользователи, которые используют средства связи, не могут заметить «подвох». Существует так называемый неполный дуплекс, который активно используется в рациях. При этом разбивается канал с помощью внедрения определенных кодовых слов, которые произносят абоненты. Как делятся каналы по времени

В качестве следующего примера мы рассмотрим Всемирную паутину – интернет. Именно здесь важно разделение каналов и выделение временных промежутков различным абонентам. Это линии с несимметричными скоростями (присутствует одновременно и выгрузка, и загрузка данных). Неравенство каналов для различных потоков информации позволило воплотить в жизнь доступ к спутникам. При таком доступе запрос осуществляется к ближайшей сети мобильного оператора, а ответ уже приходит от спутника из космических глубин.

Приведем примеры устройств, использующих такие технологии: Третье поколение сотовой связи (более привычное обозначение 3G). Несколько разновидностей LTE. WiMAX (или 3G+). А также менее известная телефония беспроводного типа DECT. Разновидности передачи информации

Чуть более 50 лет назад начали широко внедряться импульсные устройства. Причина ее массового внедрения заключается в том, что появилась и хорошо зарекомендовала себя твердотельная электроника. Дискретные ламповые устройства занимали слишком большие пространства (если сравнивать с более продвинутыми полупроводниковыми).

Изначально было два режима, в которых происходило сжатие каналов: Циклический (синхронный) тип передачи – к линии абоненты подключаются периодически. Причем последовательность подключения строго оговаривается. Сначала нужно разработать структуру кадра, затем внедрить синхронизирующие сигналы. Что касается характера кодирования, то он не имеет значения. Асинхронный тип передачи широко используется в цифровых системах. В этом случае посылается информация заранее сформированными пакетами, размер у которых составляет несколько сотен или даже тысяч бит. Так как имеются адреса, появляется возможность организовать асинхронное взаимодействие. Такой принцип используется на сегодняшний день даже в сотовой связи. Нужно обратить внимание на то, что в современных протоколах связи количество байтов четное. По этой причине синхронизация отсутствует чисто формально. Частота сигнала и его форма

Также нужно отметить, что каждый пакет информации дополняется заголовком. Состав передаваемой информации определяется тем, какой стандарт имеет протокол. Загрузка канала происходит с определенным периодом и частотой. Советские дуплексные каналы связи работали с частотой 8 кГц (дискретизация телефонного сигнала происходит со скоростью 64 кбит/сек).

Отметим несколько методов модуляции несущей частоты: ШИМ (широтно-импульсная). Время-импульсная. Амплитудно-импульсная.

Двоичные типы сигналов кодируются при помощи импульсов прямоугольной формы. При этом получается бесконечно широкий спектр, а истинный сигнал можно обрезать с помощью фильтров. Результат этого – сглаживание фронтов. За счет растягивания происходит межимпульсная интерференция. По соседним каналам появляются помехи – это происходит из-за того, что спектры пересекаются. Ступени временного разделения

А теперь давайте рассмотрим, какие ступени разделения сигнала можно встретить в переговорных устройствах дуплексной связи. Можно выделить такую иерархию: На первой ступени находится 32 канала, из них два отводятся для служебных сообщений. Скорость этих каналов суммарная 2048 кбит/сек. Остальные ступени формируются с помощью уплотнения четырех потоков мультиплексированием (побитным). Стоит отметить, что все разделы стандартов формируются заранее. Частотное деление

И напоследок стоит поговорить о частотном делении. Оно было впервые применено на практике связистом Игнатьевым Г. Г. в 1880 году. Передатчик сигнала формирует определенный набор импульсов аналогового типа (как правило, их 12). Ширина сигнала стандартная – в диапазоне 300-3500 Гц. В блоке имеется необходимое количество генераторов, работающих в данном диапазоне.

Частотное деление можно назвать идеальным для организации каналов симметричного трафика. Оно активно используется в технологиях ADSL, IEEE 802.16, CDMA2000. Автор: Ксения Демина 14 Сентября, 2018

Категория: Технологии