DUPLEX (TELEKOMUNIKACE

DUPLEX (TELEKOMUNIKACE

DUPLEXNÍ KOMUNIKAČNÍ SYSTÉM JE POINT-TO-POINT SYSTÉM SLOŽENÝ ZE DVOU NEBO VÍCE PROPOJENÝCH STRAN NEBO ZAŘÍZENÍ, KTERÁ MOHOU KOMUNIKOVAT S NAVZÁJEM V OBOU SMĚRECH. DUPLEXNÍ SYSTÉMY SE POUŽÍVAJÍ V MNOHA KOMUNIKAČNÍCH SÍTÍCH, A TO BUĎ PRO UMOŽNĚNÍ SOUČASNÉ KOMUNIKACE V OBOU SMĚRECH MEZI DVĚMA PROPOJENÝMI STRANAMI, NEBO PRO ZAJIŠTĚNÍ ZPĚTNÉ CESTY PRO SLEDOVÁNÍ A DÁLKOVÉ NASTAVENÍ ZAŘÍZENÍ V TERÉNU. EXISTUJÍ DVA TYPY DUPLEXNÍCH KOMUNIKAČNÍCH SYSTÉMŮ: FULL DUPLEX (FDX) A POLODUPLEXNÍ (HDX).

V PLNĚ DUPLEXNÍM SYSTÉMU MOHOU OBĚ STRANY SOUČASNĚ KOMUNIKOVAT. PŘÍKLADM PLNĚ DUPLEXNÍHO ZAŘÍZENÍ JE TELEFON ; STRANY NA OBOU KONCÍCH HOVORU MOHOU SOUČASNĚ MLUVIT A BÝT VYSLECHNUTY DRUHOU STRANOU. SLUCHÁTKO REPRODUKUJE ŘEČ VZDÁLENÉ STRANY, PROTOŽE MIKROFON VYSÍLÁ ŘEČ MÍSTNÍHO SDRUŽENÍ, PROTOŽE MEZI NIMI EXISTUJE DVOUCESTNÝ KOMUNIKAČNÍ KANÁL, NEBO PŘESNĚJI, PROTOŽE MEZI NIMI EXISTUJÍ DVA KOMUNIKAČNÍ KANÁLY.

V POLODUPLEXNÍM SYSTÉMU MOHOU OBĚ STRANY KOMUNIKOVAT NAVZÁJEM, ALE NE SOUČASNĚ; KOMUNIKACE JE JEDNÍM SMĚREM NAJEDNOU. PŘÍKLADEM POLODUPLEXNÍ ZAŘÍZENÍ JE VYSÍLAČKA OBOUSMĚRNÝ RÁDIO, KTERÉ MÁ " PUSH-TO-TALK TLAČÍTKO"; KDYŽ MÍSTNÍ UŽIVATEL CHCE MLUVIT SE VZDÁLENÝM ČLOVĚKEM, STLAČÍ TOTO TLAČÍTKO, KTERÉ ZAPNE VYSÍLAČ, ALE VYPNE RECEIVER, TAKŽE NESLYŠÍ VZDÁLENÉHO ČLOVĚKA. CHCETE-LI POSLOUCHAT DRUHOU OSOBU, UVOLNÍ TLAČÍTKO, KTERÉ ZAPNE PŘIJÍMAČ, ALE VYPNE VYSÍLAČ.

SYSTÉMY, KTERÉ NEPOTŘEBUJÍ DUPLEXNÍ FUNKCI, MOHOU MÍSTO TOHO POUŽÍVAT JEDNODUCHOU KOMUNIKACI , V NÍŽ JEDEN PŘÍSTROJ VYSÍLÁ A OSTATNÍ MOHOU POUZE "NASLOUCHAT". PŘÍKLADY JSOU VYSÍLÁNY ROZHLAS A TELEVIZI, OTVÍRAČE GARÁŽOVÝCH VRAT , DĚTSKÉ CHŮVIČKY , BEZDRÁTOVÉ MIKROFONY A BEZPEČNOSTNÍ KAMERY . V TĚCHTO ZAŘÍZENÍCH JE KOMUNIKACE POUZE V JEDNOM SMĚRU.

HALF DUPLEX

JEDNODUCHÉ ZNÁZORNĚNÍ POLODUPLEXNÍHO KOMUNIKAČNÍHO SYSTÉMU

POLODUPLEXNÍ SYSTÉM (HDX) ZAJIŠŤUJE KOMUNIKACI V OBOU SMĚRECH, ALE JEN JEDEN SMĚR NAJEDNOU (NE SOUČASNĚ). TYPICKY, JAKMILE STRANA ZAČNE PŘIJÍMAT SIGNÁL, MUSÍ POČKAT NA TO, ABY VYSÍLAČ PŘESTAL VYSÍLAT, NEŽ ODPOVÍ.

PŘÍKLADEM POLODUPLEXNÍ SYSTÉM JE SYSTÉM DVOU STRAN, JAKO JE NAPŘÍKLAD VYSÍLAČKU , KDE JE TŘEBA POUŽÍT "PŘES" NEBO JINÝ PŘEDEM URČENÝ KLÍČOVÉ SLOVO OZNAČUJÍCÍ KONEC PŘENOSU, A ZAJISTIT, ŽE POUZE JEDNA STRANA VYSÍLÁ NAJEDNOU , PROTOŽE OBĚ STRANY VYSÍLAJÍ A PŘIJÍMAJÍ STEJNOU FREKVENCI. DOBROU ANALOGIÍ PRO POLODUPLEXNÍ SYSTÉM BY BYLA JEDNOSMĚRNÁ KOMUNIKACE S DOPRAVNÍMI KONTROLERY NA OBOU KONCÍCH, JAKO JE DVOUBODOVÝ MOST PŘI REKONSTRUKCI. DOPRAVA MŮŽE PROUDIT V OBOU SMĚRECH, ALE POUZE V JEDNOM SMĚRU, ŘÍZENÉM DOPRAVNÍMI KONTROLORY.

POLOVODUPLEXNÍ SYSTÉMY SE OBVYKLE POUŽÍVAJÍ K ŠETŘENÍ ŠÍŘKY PÁSMA , PROTOŽE JE POTŘEBA POUZE JEDINÝ KOMUNIKAČNÍ KANÁL , KTERÝ SE STŘÍDÁ STŘÍDAVĚ MEZI OBĚMA SMĚRY. NAPŘÍKLAD VYSÍLAČKA VYŽADUJE POUZE JEDNU FREKVENCI PRO OBOUSMĚRNOU KOMUNIKACI, ZATÍMCO MOBILNÍ TELEFON , KTERÝ JE PLNĚ DUPLEXNÍM ZAŘÍZENÍM, VYŽADUJE DVĚ KMITOČTY PRO PŘENOS DVOU SIMULTÁNNÍCH HLASOVÝCH KANÁLŮ, JEDEN V KAŽDÉM SMĚRU.

V AUTOMATICKÝCH KOMUNIKAČNÍCH SYSTÉMECH, JAKO JSOU OBOUSMĚRNÉ DATOVÉ LINKY, MŮŽE BÝT PŘIDĚLENÍ ČASU PRO KOMUNIKACI V POLODUPLEXNÍM SYSTÉMU PEVNĚ ŘÍZENO HARDWAREM. NEEXISTUJE TEDY ŽÁDNÝ ODPAD Z KANÁLU PRO SPÍNÁNÍ. STANICE A NA JEDNOM KONCI DATOVÉHO SPOJENÍ BY NAPŘÍKLAD MOHLA BÝT VYSÍLÁNA PŘESNĚ ZA VTEŘINU, POTOM BY MOHLA STANICE B NA DRUHÉM KONCI PŘENÁŠET PŘESNĚ JEDNU VTEŘINU A PAK SE CYKLUS OPAKUJE.

V POLODUPLEXNÍCH SYSTÉMECH, POKUD VYSÍLÁ VÍCE STRAN SOUČASNĚ, DOJDE KE KOLIZI , COŽ VEDE KE ZTRÁTĚ ZPRÁV.

JEDNODUCHÉ ZNÁZORNĚNÍ PLNĚ DUPLEXNÍHO KOMUNIKAČNÍHO SYSTÉMU. ÚPLNÝ DUPLEX NENÍ BĚŽNÝ V RUČNÍCH RÁDIÍCH, JAK JE UKÁZÁNO ZDE KVŮLI NÁKLADŮM A SLOŽITOSTI BĚŽNÝCH DUPLEXNÍCH METOD, ALE POUŽÍVÁ SE V TELEFONECH , MOBILNÍCH TELEFONECH A BEZDRÁTOVÝCH TELEFONECH . 

FULL DUPLEX

JEDNODUCHÉ ZNÁZORNĚNÍ PLNĚ DUPLEXNÍHO KOMUNIKAČNÍHO SYSTÉMU. ÚPLNÝ DUPLEX NENÍ BĚŽNÝ V RUČNÍCH RÁDIÍCH, JAK JE UKÁZÁNO ZDE KVŮLI NÁKLADŮM A SLOŽITOSTI BĚŽNÝCH DUPLEXNÍCH METOD, ALE POUŽÍVÁ SE V TELEFONECH , MOBILNÍCH TELEFONECH A BEZDRÁTOVÝCH TELEFONECH .

SYSTÉM PLNĚ DUPLEXNÍ (FDX), NEBO NĚKDY NAZÝVANÝ DVOJITÝ DUPLEX , UMOŽŇUJE KOMUNIKACI V OBOU SMĚRECH A NA ROZDÍL OD POLODUPLEXU TO UMOŽŇUJE SOUČASNĚ. POZEMNÍ TELEFONNÍ SÍTĚ JSOU PLNĚ DUPLEXNÍ, PROTOŽE UMOŽŇUJÍ OBĚMA VOLAJÍCÍM MLUVIT A SLYŠET SOUČASNĚ, PŘIČEMŽ PŘECHOD ZE ČTYŘ NA DVA DRÁTY JE DOSAŽEN HYBRIDNÍ CÍVKOU V TELEFONNÍM HYBRIDU . MODERNÍ MOBILNÍ TELEFONY JSOU TAKÉ PLNĚ DUPLEXNÍ. [1]

DOBROU ANALOGIÍ PRO PLNĚ DUPLEXNÍ SYSTÉM JE DVOUPROUDOVÁ SILNICE S JEDNÍM PRUHEM PRO KAŽDÝ SMĚR. NAVÍC VE VĚTŠINĚ SYSTÉMŮ S PLNĚ DUPLEXNÍM REŽIMEM, KTERÉ PŘENÁŠEJÍ POČÍTAČOVÁ DATA, SE ZDÁ, ŽE PŘENÁŠENÁ DATA NEJSOU ZASÍLÁNA, DOKUD NEBYLA PŘIJATA, A POTVRZENÍ DRUHÉ STRANĚ ZASLÁNO ZPĚT. TÍMTO ZPŮSOBEM TYTO SYSTÉMY IMPLEMENTUJÍ SPOLEHLIVÉ METODY PŘENOSU.

DVOUCESTNÉ RADIOSTANICE MOHOU BÝT NAVRŽENY JAKO PLNĚ DUPLEXNÍ SYSTÉMY, VYSÍLAJÍCÍ NA JEDNÉ FREKVENCI A PŘIJÍMAT NA DRUHÉ; TOTO SE TAKÉ NAZÝVÁ DUPLEX DĚLENÍ FREKVENCÍ. DUPLEXNÍ SYSTÉMY S DĚLENÍM S KMITOČTEM MOHOU ROZŠÍŘIT ROZSAH POMOCÍ SADY JEDNODUCHÝCH OPAKOVACÍCH STANIC, PROTOŽE KOMUNIKACE PŘENÁŠENÁ NA LIBOVOLNÉ FREKVENCI SE VŽDY POHYBUJÍ STEJNÝM SMĚREM.

KOMPLEXNÍ DUPLEXNÍ PŘIPOJENÍ K SÍTI ETHERNET PRACUJE SOUČASNĚ S POUŽITÍM DVOU FYZICKÝCH KROUCENÝCH DVOJIC UVNITŘ STEJNÉHO PLÁŠTĚ, KTERÉ JSOU PŘÍMO PŘIPOJENY KE KAŽDÉMU SÍŤOVÉMU ZAŘÍZENÍ: JEDEN PÁR SLOUŽÍ K PŘIJÍMÁNÍ PAKETŮ, ZATÍMCO DRUHÝ PÁR SLOUŽÍ K ODESÍLÁNÍ PAKETŮ. TO EFEKTIVNĚ ČINÍ SAMOTNÝ KABEL PROSTOREM BEZ KOLIZE A ZDVOJNÁSOBUJE MAXIMÁLNÍ CELKOVOU PŘENOSOVOU KAPACITU PODPOROVANOU KAŽDÝM PŘIPOJENÍM K SÍTI ETHERNET.

FULL-DUPLEX MÁ TAKÉ NĚKOLIK VÝHOD OPROTI POUŽITÍ POLOVODIČE. ZA PRVÉ, NEJSOU ŽÁDNÉ KOLIZE, TAKŽE ČAS NENÍ ZBYTEČNÝ TÍM, ŽE MUSÍME OPAKOVANĚ VYSÍLAT RÁMCE. ZA DRUHÉ, PLNÁ PŘENOSOVÁ KAPACITA JE K DISPOZICI V OBOU SMĚRECH, PROTOŽE FUNKCE ODESÍLÁNÍ A PŘÍJMU JSOU ODDĚLENÉ. ZA TŘETÍ, VZHLEDEM K TOMU, ŽE NA KAŽDÉM KROUCENÉM PÁRU JE VYSÍLAČ POUZE JEDEN, NEMUSÍ STANICE (UZLY) ČEKAT, NEŽ OSTATNÍ DOKONČÍ SVÉ VYSÍLÁNÍ.

NĚKTERÉ POČÍTAČOVÉ SYSTÉMY ŠEDESÁTÝCH A SEDMDESÁTÝCH LÉT VYŽADOVALY PLNĚ DUPLEXNÍ ZAŘÍZENÍ, DOKONCE I PRO POLOVODIČOVÝ PROVOZ, NEBOŤ JEJICH SCHÉMATA HLASOVÁNÍ A ODPOVĚDI NEMOHLY TOLEROVAT MÍRNÉ ZPOŽDĚNÍ PŘI OBRÁCENÍ SMĚRU PŘENOSU V POLODUPLEXNÍ LINCE.

FULL-DUPLEX EMULACE

TAM, KDE SE POUŽÍVAJÍ METODY PŘÍSTUPU K KANÁLU V SÍTÍCH TYPU POINT TO MULTIPOINT (JAKO JSOU CELULÁRNÍ SÍTĚ ) PRO ROZDĚLENÍ KANÁLŮ DOPŘEDNÉHO A ZPĚTNÉHO KOMUNIKAČNÍHO KANÁLU NA STEJNÉ FYZICKÉ KOMUNIKAČNÍ MÉDIUM, JSOU ZNÁMÉ JAKO DUPLEXNÍ METODY, JAKO JE DUPLEXNÍ ROZDĚLENÍ PODLE ČASU A FREKVENČNÍ DĚLENÍ OBOUSTRANNÝ TISK.

ČASOVÉ DĚLENÍ DUPLEXNÍ

DUPLEXNÍ ROZDĚLENÍ PODLE ČASU (TDD) JE POUŽITÍ MULTIPLEXOVÁNÍ ČASOVÉHO DĚLENÍ NA ODDĚLENÉ SIGNÁLY SMĚREM VEN A ZPĚT. NAPODOBUJE PLNOU DUPLEXNÍ KOMUNIKACI PŘES POLOVODIČOVÉ KOMUNIKAČNÍ SPOJENÍ.

ČASOVÝM DĚLENÍM DUPLEXNÍ MÁ SILNOU VÝHODU V PŘÍPADĚ, ŽE EXISTUJE ASYMETRIE Z UPLINK A DOWNLINK RYCHLOSTÍ PŘENOSU DAT. JAK SE ZVYŠUJE MNOŽSTVÍ UPLINKOVÝCH DAT, MŮŽE BÝT DYNAMICKY PŘIDĚLENO VÍCE KOMUNIKAČNÍ KAPACITY A VZHLEDEM K TOMU, ŽE DOPRAVNÍ ZATÍŽENÍ JE LEHČÍ, MŮŽE BÝT KAPACITA ODEBRÁNA. TOTÉŽ PLATÍ VE SMĚRU SESTUPU.

U RÁDIOVÝCH SYSTÉMŮ, KTERÉ SE RYCHLE NEPOHYBUJÍ, JE DALŠÍ VÝHODOU TO, ŽE VYSÍLACÍ A SESTUPNÉ RÁDIOVÉ CESTY JSOU PRAVDĚPODOBNĚ VELMI PODOBNÉ. TO ZNAMENÁ, ŽE TECHNIKY, JAKO JE FORMOVÁNÍ PAPRSKŮ, FUNGUJÍ DOBŘE S TDD SYSTÉMY.

PŘÍKLADY DUPLEXNÍCH SYSTÉMŮ S ČASOVÝM DĚLENÍM JSOU:

• DOPLŇKOVÉ ROZHRANÍ UMTS 3G TD-CDMA PRO VNITŘNÍ MOBILNÍ TELEKOMUNIKACE.
• ČÍNSKÉ TD-LTE 4-G , TD-SCDMA 3-G MOBILNÍ KOMUNIKAČNÍ ROZHRANÍ.
• DECT BEZDRÁTOVÁ TELEFONIE
• POLODUPLEXNÍ PAKETOVÉ PŘEPÍNAČE ZALOŽENÉ NA VÍCENÁSOBNÉM PŘÍSTUPU ZALOŽENÉM NA NOSIČÍCH , NAPŘÍKLAD DVOUŽILOVÉ NEBO ROZBITÉ ETHERNETOVÉ SÍTI , BEZDRÁTOVÉ LOKÁLNÍ SÍTĚ A TECHNOLOGIE BLUETOOTH , LZE POVAŽOVAT ZA DUPLEXNÍ SYSTÉMY S ČASOVÝM DĚLENÍM, I KDYŽ NE TDMA S PEVNÝMI DÉLKAMI RÁMCŮ.
• IEEE 802.16 WIMAX
• PACTOR
• ROZHRANÍ ISDN BRI U , VARIANTY POUŽÍVAJÍCÍ LINKOVÝ SYSTÉM KOMPRESE ČASOVÉHO MULTIPLEXU (TCM)
• G.FAST , STANDARD DIGITÁLNÍ ÚČASTNICKÉ LINKY (DSL) VYVINUTÝ ITU-T

DUPLEXNÍ ROZDĚLENÍ PODLE FREKVENCE

DUPLEXNÍ ROZDĚLENÍ PODLE FREKVENCE (FDD) ZNAMENÁ, ŽE VYSÍLAČ A PŘIJÍMAČ PRACUJÍ S RŮZNÝMI NOSNÝMI FREKVENCEMI . METODA JE ČASTO POUŽÍVÁNA V PROVOZOVÁNÍ ŠUNKOVÝCH ROZHLASŮ , KDE SE OPERÁTOR POKOUŠÍ POUŽÍT OPAKOVACÍ STANICI. STANICE OPAKOVAČE MUSÍ BÝT SCHOPNA VYSÍLAT A PŘIJÍMAT VYSÍLÁNÍ SOUČASNĚ A DĚLÁ TAK ZMĚNOU FREKVENCE, KTEROU VYSÍLÁ A PŘIJÍMÁ. TENTO REŽIM PROVOZU SE OZNAČUJE JAKO DUPLEXNÍ REŽIM NEBO REŽIM OFSET .

PODŘÍZENÉ PÁSMA VZESTUPU A SESTUPU JSOU POVAŽOVÁNY ZA ODDĚLENÉ FREKVENČNÍM POSUNEM . V PŘÍPADĚ SYMETRICKÉHO PROVOZU MŮŽE BÝT OBOUSTRANNÝ TISK S DĚLENÍM FREKVENCÍ ÚČINNÝ. V TOMTO PŘÍPADĚ DOCHÁZÍ PŘI DUPLEXNÍM PŘENOSU ČASOVÉHO DĚLENÍ KE ZTRÁTĚ PÁSMA PŘI PŘECHODU Z PŘENOSU NA PŘÍJEM, MÁ VĚTŠÍ VLASTNÍ LATENCI A MŮŽE VYŽADOVAT SLOŽITĚJŠÍ OBVODY .

DALŠÍ VÝHODOU OBOUSTRANNÉHO DĚLENÍ FREKVENCÍ JE TO, ŽE ROZHLASOVÉ PLÁNOVÁNÍ JE JEDNODUŠŠÍ A EFEKTIVNĚJŠÍ, NEBOŤ ZÁKLADNOVÉ STANICE SE VZÁJEMNĚ "NESLYŠÍ" (VYSÍLAJÍ A PŘIJÍMAJÍ V RŮZNÝCH DÍLČÍCH PÁSMECH), A PROTO NEBUDOU NORMÁLNĚ VZÁJEMNĚ OVLIVŇOVAT. NAPROTI TOMU S DUPLEXNÍMI SYSTÉMY S ČASOVÝM DĚLENÍM JE TŘEBA DBÁT NA TO, ABY SE UDRŽOVALY DOBY STRÁŽE MEZI SOUSEDNÍMI ZÁKLADNOVÝMI STANICEMI (COŽ SNIŽUJE SPEKTRÁLNÍ ÚČINNOST ) NEBO SYNCHRONIZOVAT ZÁKLADNÍ STANICE, ABY TAK SOUČASNĚ VYSÍLALY A PŘIJÍMALY (COŽ ZVYŠUJE SLOŽITOST SÍTĚ A TEDY NÁKLADY A SNIŽUJE FLEXIBILITU PŘIDĚLENÍ ŠÍŘKY PÁSMA, PROTOŽE VŠECHNY ZÁKLADNÍ STANICE A SEKTORY BUDOU NUCENY POUŽÍVAT STEJNÝ POMĚR UPLINK / DOWNLINK)

PŘÍKLADY DUPLEXNÍCH SYSTÉMŮ S DĚLENÍM FREKVENCÍ JSOU:

• ADSL A VDSL
• VĚTŠINA BUNĚČNÝCH SYSTÉMŮ , VČETNĚ UMTS / WCDMA, VYUŽÍVÁ REŽIM DUPLEXNÍHO TISKU S DĚLENÍM FREKVENCÍ A SYSTÉM CDMA2000 .
• IEEE 802.16 WIMAX TAKÉ POUŽÍVÁ DUPLEXNÍ REŽIM DĚLENÍ FREKVENCÍ.

ZRUŠENÍ OZVĚNY

PLNĚ DUPLEXNÍ ZVUKOVÉ SYSTÉMY, JAKO JSOU TELEFONY, MOHOU VYTVÁŘET ECHO, KTERÉ JE TŘEBA ODSTRANIT. ECHO SE VYSKYTUJE, KDYŽ ZVUK VYCHÁZEJÍCÍ Z REPRODUKTORU POCHÁZÍ ZE VZDÁLENĚJŠÍHO KONCE, VSTUPUJE ZPĚT DO MIKROFONU A JE POSLÁN ZPĚT NA VZDÁLENĚJŠÍ KONEC. ZVUK SE PAK ZNOVU OBJEVÍ NA PŮVODNÍM ZDROJOVÉM KONCI, ALE ZPOŽDĚNÝ. TATO CESTA ZPĚTNÉ VAZBY MŮŽE BÝT AKUSTICKÁ, VZDUCHEM NEBO MECHANICKY SPOJENÁ, NAPŘÍKLAD V TELEFONNÍM SLUCHÁTKU. ZRUŠENÍ OZVĚNY JE OPERACE ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLU, KTERÁ ODPOJÍ VZDÁLENÝ SIGNÁL ZE SIGNÁLU MIKROFONU PŘED JEHO ODESLÁNÍM ZPĚT PŘES SÍŤ.

ZRUŠENÍ OZVĚNY JE DŮLEŽITÁ TECHNOLOGIE UMOŽŇUJÍCÍ MODEMŮM DOSÁHNOUT DOBRÉHO PLNĚ DUPLEXNÍHO VÝKONU. NORMY MODEMU V.32, V.34, V.56 A V.90 VYŽADUJÍ ZRUŠENÍ OZVĚNY.

ZRUŠOVAČE OZVĚNY JSOU K DISPOZICI JAKO SOFTWAROVÉ I HARDWAROVÉ IMPLEMENTACE. MOHOU TO BÝT NEZÁVISLÉ KOMPONENTY V KOMUNIKAČNÍM SYSTÉMU NEBO INTEGROVANÉ DO CENTRÁLNÍ PROCESNÍ JEDNOTKY KOMUNIKAČNÍHO SYSTÉMU . ZAŘÍZENÍ, KTERÁ NEODSTRAŇUJÍ OZVĚNU, NĚKDY NEDOSAHUJÍ DOBRÉHO PLNĚ DUPLEXNÍHO VÝKONU.