Соединения WiFi работают в полудуплексном режиме, в то время как проводная часть локальной сети находится в полнодуплексном режиме. Так вроде при подключении через WiFi что-то надо было отдать. Были ли нас обмануты? Вам нравится терять половину чего-либо? Хуже того, не сможем ли мы выполнять определенные операции с нашими компьютерами и периферийными устройствами, если бы они были подключены через Wi-Fi?
Дуплекс против симплексного
В сети термин «дуплекс» означает возможность двух точек или устройств обмениваться данными друг с другом, в отличие от «симплекс», который относится к однонаправленной связи. В дуплексной системе связи обе точки (устройства) могут передавать и принимать информацию. Примеры дуплексных систем включают телефоны и рации.
С другой стороны, симплексные системы позволяют только одному устройству передавать информацию, в то время как другое принимает. Обычный инфракрасный пульт дистанционного управления является ярким примером симплексной системы, где инфракрасный пульт дистанционного управления передает сигналы, но никогда не получает их взамен.
Полный и полудуплексный
Полнодуплексная связь между двумя компонентами означает, что оба могут передавать и получать информацию друг с другом одновременно. Телефоны являются полнодуплексными системами, поэтому обе стороны по телефону могут разговаривать и слушать одновременно.
В полудуплексных системах передача и прием информации должны происходить поочередно. Пока одна точка передает, другая должна только принимать. Радиосвязь в рации – это полудуплексная система, для которой в конце передачи произносится слово «сверх», что означает, что абонент готов к приему информации.
Как дуплексный режим влияет на WiFi-роутеры
WiFi-роутеры – это устройства, которые модулируют и планируют поток информации к любому электронному устройству с поддержкой WiFi и от него. устройства (например, ноутбука или смартфона) в Интернет, используя определенный стандарт или протокол, называемый IEEE 802.11, который работает в полудуплексном режиме. WiFi – это просто торговая марка этого конкретного стандарта IEEE (ознакомьтесь с общими стандартами WiFi).
WiFi-устройства подключаются к маршрутизатору по беспроводной сети с помощью радиоволн на частоте 2,4 ГГц или 5 ГГц.. Маршрутизатор планирует и обеспечивает передачу правильной информации между каждым подключенным устройством и Интернетом; без столкновений и потерь; с помощью процесса, вызывающего дуплексирование с временным разделением (TDD), чтобы вести себя как полнодуплексный режим.
TDD имитирует полнодуплексный режим, устанавливая или разделяя периоды времени, которые чередуются между передачей и приемом. Пакеты данных передаются в обоих направлениях, как это диктуется временным разделением. При точном разделении этих периодов времени устройства, подключенные таким образом, кажутся передающими и принимающими одновременно.
Почему текущие маршрутизаторы не могут работать в полнодуплексном режиме?
Самая большая проблема для достижения полнодуплексной связи по радио – это самоинтерференция. Эти помехи или шум более интенсивны, чем сам сигнал. Проще говоря, помеха в полнодуплексной системе возникает, когда одна точка передает и принимает одновременно, и она также будет принимать свою собственную передачу, следовательно, возникает самоинтерференция.
Практическая полнодуплексная беспроводная связь возможна в областях исследования и академические круги. Это в значительной степени достигается за счет подавления самоинтерференции на двух уровнях. Первый заключается в инверсии самого шумового сигнала, а затем процесс шумоподавления дополнительно улучшается в цифровом виде. Несколько студентов Стэнфордского университета построили работающие прототипы полнодуплексных радиостанций в 2010 и 2011 годах (прочтите технический документ). Некоторые из этих студентов создали коммерческий стартап под названием KUMU Networks, стремящийся произвести революцию в беспроводных сетях.
Другие работы, такие как IBFD (In-Band Full-Duplex) от Также можно найти Корнельский университет и STAR (одновременная передача и прием) от Photonic Systems Inc.
А как насчет проводной ЛВС?
Проводная часть локальной сети обменивается данными в полнодуплексном режиме с помощью двух пар скрученных проводов, образующих соединение кабеля Ethernet. Каждая пара предназначена для одновременной передачи и приема информационных пакетов, поэтому нет конфликтов данных и помех.
Вот все, что вам нужно знать о кабелях Ethernet.
Прогресс в подключении Wi-Fi
В протоколе IEEE 802.11 были внесены изменения для достижения либо лучшего диапазона, либо лучшей пропускной способности данных, либо обоих . С момента зарождения в 1997–2013 годах стандарты Wi-Fi были изменены с 802.11 на 802.11b/a, 802.11g, 802.11n и, наконец, 802.11ac (стоит ли покупать беспроводной маршрутизатор переменного тока?). Независимо от того, насколько они продвинуты, они по-прежнему принадлежат к 802. 11 семей, которые всегда будут работать в полудуплексе. Хотя были внесены улучшения, в первую очередь с включением MIMO (что такое MIMO?), Работа в полудуплексном режиме снижает общую спектральную эффективность вдвое.
Интересно, что маршрутизаторы с поддержкой MIMO (несколько входов и выходов) рекламируют гораздо более высокие скорости передачи данных. Эти маршрутизаторы используют несколько антенн для одновременной передачи и приема нескольких потоков данных, что может повысить общую скорость передачи. Это обычно встречается в маршрутизаторах 802.11n и более новых, которые рекламируют скорость от 600 мегабит в секунду и выше. Однако, поскольку они работают в полудуплексном режиме, 50 процентов (300 мегабит в секунду) полосы пропускания зарезервировано для передачи, а остальные 50 процентов используются для приема.
Полнодуплексный WiFi в будущем
Коммерческий интерес к полнодуплексной беспроводной связи растет. Основная причина заключается в том, что достижения в области полудуплексных FDD и TDD достигают насыщения. Улучшения программного обеспечения, усовершенствования модуляции и улучшения MIMO становятся все сложнее и сложнее. По мере того, как все больше устройств подключаются к беспроводной сети, потребность в увеличении спектральной эффективности в конечном итоге станет первостепенной. Полнодуплексное беспроводное соединение успешно продемонстрировало мгновенное удвоение этой спектральной эффективности.
В областях, где минимальное влияние на оборудование, реконфигурацию программного обеспечения, нормативные изменения и денежные вложения, это изменение с половины переход от дуплексного к полнодуплексному будет становиться все более заметным. Изначально из-за потребности в большей пропускной способности, в ближайшем будущем мы можем обнаружить полнодуплексный Wi-Fi, первоначально находящийся рядом с новейшими полудуплексными компонентами.
