概念

单工:指数据传输只支持数据在一个方向上传输

全双工和半双工在哪里设置(详解单工双工)(1)

双工:指二台通讯设备之间,允许有双向的资料传输。通常有两种双工模式。一种叫半双工,另一种叫全双工

全双工

全双工(full-duplex)的系统允许二台设备间同时进行双向数据传输。一般的电话、手机就是全双工的系统,因为在讲话时同时也可以听到对方的声音。

全双工和半双工在哪里设置(详解单工双工)(2)

半双工

半双工(half-duplex)的系统允许二台设备之间的双向数据传输,但不能同时进行。因此同一时间只允许一设备传送资料,若另一设备要传送资料,需等原来传送资料的设备传送完成后再处理。

全双工和半双工在哪里设置(详解单工双工)(3)

全双工和半双工优缺点对比

1. 半双工传输模式采用载波侦听多路访问/冲突检测。传统的共享型LAN以半双工模式运行,线路上容易发生传输冲突。与集线器相连的节点(即多个节点共享一条到交换机端口的连接)必须以半双工模式运行。因为这种节点必须能够冲突检测。

2. 全双工传输模式可以用于点到点以太网连接和快速以太网连接,同时不会发生冲突,因为他们使用双绞线中两条不同线路。

3. 一般在网卡的高级属性里可以修改网卡的双工类型,默认是自动协商。交换机上有Duplex灯,如果亮表示工作在全双工方式。目前绝大多数的交换机均能自动识别与支持双工方式,无需手工设置。

全双工系统的模拟

当一个设备连接到网络上,需要利用通道存取方法(en:channel access method)使传送的资料及接收资料共用同一物理介质。此时使用的通道存取方法就称为双工

方法,如以下的两种:

时分双工(时间分隔多工)

时分双工(英文缩写为TDD,),是利用时间分隔多工技术来分隔传送及接收的信号。它利用一个半双工的传输来模拟全双工的传输过程。

01 缺点

在时分双工系统中,需在邻近的区段中增加保护区段(guard band),但这会使频谱效率下降。否则就要有同步机制,使一设备的传送和另一设备的接收同步。同步机制会增加系统的复杂度及成本,而且因为所有的设备及时间区块都要同步,也降低了带宽使用的灵活性。

02 时分双工在非对称网络(上传及下载带宽不平衡的网络)有明显的优点

它可以根据上传及下载的资料量,

动态的调整对应的带宽,

如果上传资料量大时,就会提高上传的带宽,

若资料量减少时再将带宽降低。

时分双工的另一个好处是在缓慢移动的系统中,上传及下载的无线电路径大致相同,因此类似波束成形(beamforming)的技术可以运用在时分双工的系统中。

03 时分双工系统的例子

UMTS/WCDMA TDD 模式(室内使用)

TD-SCDMA 系统

DECT

IEEE 802.16 WiMAX TDD 模式

使用载波侦听多路访问技术的半双工封包网络,例如以太网路或使用集线器的以太网路、无线局域网路及蓝牙等,虽然不像TDMA使用固定的框架宽度,不过均可视为时分双工的系统。

频分双工(频率分隔多工)

频分双工是利用频率分隔多工技术来分隔传送及接收的信号。

01 缺点

在这个情形下,时分双工会在切换传送接收时,浪费一些带宽,因此延迟时间较长,而且其线路较复杂且耗电。

02 频分双工优势

在无线电收发规划上较简单且较有效率,因为一个设备传送及接收使用不同的频带,因此设备不会接收到自己传出的资料,传送及接收的资料也不会互相影响。

上传及下载的区段之间用“频率偏移”(frequency offset)的方式分隔。

若上传及下载的资料量相近时,频分双工比时分双工更有效率。

03 频分双工系统的例子

非对称数位用户线路及超高速数位用户回路

大部份的手机系统,包括UMTS/WCDMA FDD 模式

IEEE 802.16 WiMAX FDD 模式

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