듀플렉스(통신)

Duplex (telecommunications)

듀플렉스 통신 시스템은, 쌍방향으로 서로 통신할 수 있는, 2개 이상의 접속처 또는 디바이스로 이루어진 포인트 투 포인트 시스템입니다.듀플렉스 시스템은 많은 통신 네트워크에 채용되고 있습니다.이것에 의해, 접속되어 있는 2개의 쌍방향의 동시 통신이 가능하게 되거나, 현장에서 기기의 감시와 리모트 조정을 위한 역경로를 제공할 수 있게 됩니다.듀플렉스 통신 시스템에는 전이중(FDX)과 반이중(HDX)의 2종류가 있습니다.

전이중 시스템에서는, 쌍방이 동시에 통신할 수 있습니다.전이중 디바이스의 예로는 플레인오래된 전화 서비스를 들 수 있습니다.콜의 양 끝에 있는 통화자는 동시에 말하고 상대방에게 들을 수 있습니다.이어폰은 마이크가 지역 통화자의 음성을 전송함에 따라 원격 통화자의 음성을 재생한다.양자간에는 쌍방향의 통신채널이 존재하며, 더 엄밀하게 말하면 두 개의 통신채널이 있다.

반이중 또는 세미듀플렉스 시스템에서는 쌍방이 서로 통신할 수 있지만 동시에 통신할 수는 없습니다. 통신은 한 번에 한 방향으로 이루어집니다.반이중 디바이스의 예로는 푸시 투 토크버튼이 있는 쌍방향 무선인 워키토키가 있습니다.로컬 유저는, 리모트 유저와 통화하고 싶을 때에, 이 버튼을 누르면, 송신기가 온이 되고, 수신기가 오프 되어, 통화중에 리모트 유저의 소리가 들리지 않게 됩니다.리모트 유저의 소리를 듣기 위해서, 수신기를 켜고 송신기를 끄는 버튼을 놓습니다.

듀플렉스 기능이 필요 없는 시스템에서는 심플렉스 통신을 사용할 수 있습니다.이 경우 한쪽 디바이스는 송신하고 다른 한쪽 디바이스는 [1]수신만 할 수 있습니다.예를 들어 방송 라디오와 텔레비전, 차고 문 열림 장치, 베이비 모니터, 무선 마이크, 감시 카메라 등이 있습니다.이러한 디바이스에서는, 통신은 한 방향으로만 행해집니다.

반이중

반이중 통신 시스템의 간단한 그림

반이중(HDX) 시스템은 양방향으로 통신을 제공하지만 동시에 [1]양방향으로 통신을 제공하지는 않습니다.통상, 통화 상대가 신호를 수신하기 시작하면, 송신 완료까지 대기하고 나서 응답할 필요가 있습니다.

반이중 시스템의 예로는 무전기 등의 2자 시스템이 있습니다.이 시스템에서는, 「over」또는 사전에 지정된 다른 키워드를 사용하고, 송신 종료를 나타내, 한 번에 1자만이 송신하도록 할 필요가 있습니다.반이중 시스템의 예로 도로의 1차선 구간과 양 끝에 교통 관제사가 있습니다.트래픽은 양방향으로 흐를 수 있지만 트래픽컨트롤러에 의해 규제되는 방향은 한 번에 1개뿐입니다.

반이중 시스템은 일반적으로 대역폭을 절약하기 위해 사용됩니다.이는 단일 통신채널만 필요하고 양방향으로 번갈아 공유되기 때문입니다.예를 들어 무전기, DECT 전화기, 이른바 TDD 4G 또는5G 전화기는 쌍방향 통신에1개의 주파수만 필요로 합니다만, 이른바 FDD 모드의 휴대전화는 전이중 디바이스이며, 통상은 2개의 동시 음성 채널을 각 방향으로 전송하기 위해서2개의 주파수가 필요합니다.

쌍방향 데이터 링크 등의 자동 통신 시스템에서 시분할 다중화는 반이중 시스템에서 통신을 위한 시간 할당에 사용할 수 있다.예를 들어 데이터 링크의 한쪽 끝에 있는 스테이션A는 1초 동안, 다른 쪽 끝에 있는 스테이션B는 1초 동안 전송이 가능하며, 그 후 사이클이 반복됩니다.이 방식에서는 채널을 아이돌 상태로 두지 않습니다.

반이중 시스템에서는, 복수의 통화자가 동시에 송신하면, 콜리젼이 발생해, 메시지의 손실이나 왜곡이 발생합니다.

전이중

전이중 통신 시스템의 간단한 그림.일반적인 듀플렉스 방식의 비용과 복잡성 때문에, 여기서 나타내는 핸드헬드 무선에서는 전이중으로 할 수 없지만, 전화기, 휴대 전화, 무선 전화에 사용됩니다.

전이중(FDX) 시스템에서는, 쌍방향의 통신을 가능하게 해, 반이중과는 달리,[1] 이 처리를 동시에 실시할 수 있습니다.

유선 전화 네트워크는 양쪽 발신자가 동시에 말하고 들을 수 있기 때문에 전이중입니다.전화 하이브리드의 하이브리드 코일을 사용하여 2-와이어 회선 상에서 전이중 동작을 실현합니다.최신 휴대폰은 또한 전이중이다.[2]

양방향에 대해 단일 물리 통신 채널을 동시에 사용하는 전이중 통신과 양방향에 각각 하나씩 두 개의 개별 채널을 사용하는 이중 심플렉스 통신 사이에는 기술적인 차이가 있습니다.사용자 관점에서는 기술적인 차이는 중요하지 않으며, 두 변형 모두 일반적으로 전이중이라고 합니다.

많은 이더넷 접속은 같은 재킷 내의 2개의 물리 트위스트 페어 또는 각 네트워크 디바이스에 직접 접속되어 있는2개의 광섬유를 동시에 사용함으로써 전이중 동작을 실현합니다.한쪽은 패킷 수신용이고 다른 한쪽은 패킷 송신용입니다.1000BASE-T 등 다른 이더넷바리안트에서는 각 방향에서 같은 채널을 동시에 사용합니다.어느 경우든 전이중 동작에서는 케이블 자체가 무충돌 환경이 되어 각 이더넷 접속에서 지원되는 최대 총 전송 용량이2배가 됩니다

전이중에는 반이중 사용보다 몇 가지 이점도 있습니다.각 트위스트 페어에는 송신기가 1대밖에 없기 때문에 경합이나 충돌이 없기 때문에 프레임을 대기 또는 재발송신할 필요가 있어 시간을 낭비하지 않습니다.송신 기능과 수신 기능이 분리되어 있기 때문에, 쌍방향으로 풀 전송 용량을 사용할 수 있습니다.

1960년대와 1970년대의 일부 컴퓨터 기반 시스템은 폴링과 응답 방식이 반이중 회선의 [citation needed]전송 방향을 반전시키는 약간의 지연을 견딜 수 없었기 때문에 반이중 운용에도 전이중 설비를 필요로 했습니다.

에코 캔슬레이션

전화기와 같은 전이중 오디오 시스템은 에코를 생성할 수 있으며, 이는 사용자의 주의를 분산시키고 모뎀의 성능을 저해합니다.에코가 발생하는 것은 원단으로부터의 소리가 스피커로부터 근단으로부터 나와, 마이크로폰에[a] 다시 들어가 원단으로 반송되었을 때입니다.그러면 사운드는 원래 소스 엔드로 다시 나타나지만 지연됩니다.

에코 캔슬레이션은 네트워크를 통해 반송되기 전에 마이크 신호에서 원단 신호를 감산하는 신호 처리 동작입니다.에코 캔슬레이션은 모뎀이 양호한 전이중 퍼포먼스를 실현할 수 있도록 하는 중요한 테크놀로지입니다.V.32, V.34, V.56 및 V.90 모뎀 규격에서는 에코 [3]캔슬레이션이 필요합니다.에코 캔슬러는 소프트웨어와 하드웨어의 양쪽 구현으로 사용할 수 있습니다.이러한 컴포넌트는 통신 시스템의 독립 컴포넌트이거나 통신 시스템의 중앙 처리 장치에 통합될 수도 있습니다.

전이중 에뮬레이션

채널 액세스 방식이 포인트 투 멀티 포인트네트워크(셀룰러네트워크 등)에서 사용되며, 같은 물리 통신 매체상의 포워드 및 리버스 통신 채널을 분할하는 경우는 듀플렉싱 방식이라고 불립니다.

시분할 이중화

시분할 이중화(TDD)는 시분할 다중화를 적용하여 외부 신호와 리턴 신호를 분리합니다.반이중 통신 링크를 통해 전이중 통신을 에뮬레이트합니다.

시분할 듀플렉싱은 업링크 및 다운링크 데이터 레이트 또는 사용률이 비대칭인 경우에 유연합니다.업링크 데이터의 양이 증가함에 따라 더 많은 통신 용량을 동적으로 할당할 수 있으며 트래픽 부하가 가벼워지면 용량을 빼앗길 수 있습니다.다운링크 방향에서도 마찬가지입니다.

Transmit/Receive Transition Gap(TTG; 송신/수신 전환 간격)은 다운링크버스트와 후속 업링크버스트 사이의 간격(시간)입니다.마찬가지로 Receive/Transmit Transition Gap(RTG; 수신/송신 전환 간격)은 업링크버스트와 후속 다운링크버스트 [4]사이의 간격입니다

시분할 듀플렉스 시스템의 예는 다음과 같습니다.

주파수 분할 이중화

Frequency-Division Duplexing(FDD; 주파수 분할 이중화)은 송신기와 수신기가 다른 반송파 주파수를 사용하여 동작하는 것을 의미합니다.

이 방법은 오퍼레이터가 리피터 스테이션을 사용하려고 하는 햄 무선 작동에서 자주 사용됩니다.리피터 스테이션은 송수신을 동시에 할 수 있어야 하며 송수신 주파수를 약간 변경하여 송수신할 수 있어야 합니다.이 동작 모드는 듀플렉스 모드 또는 오프셋모드라고 불립니다업링크 서브밴드와 다운링크 서브밴드는 주파수 오프셋에 의해 분리된다고 불립니다.

주파수 분할 이중 시스템은 단일 주파수로 전송되는 통신이 항상 같은 방향으로 이동하기 때문에 단순한 중계국 세트를 사용하여 범위를 확장할 수 있습니다.

주파수 분할 이중화는 대칭 트래픽의 경우 효율적입니다.이 경우, 시분할 듀플렉스는, 송신으로부터 수신에의 스위치 오버시에 대역폭을 낭비하는 경향이 있어, 고유의 지연 시간이 길어져, 보다 복잡한 회로가 필요하게 되는 경우가 있습니다.

주파수 분할 듀플렉싱의 또 다른 장점은 베이스 스테이션이 서로 수신하지 않기 때문에(다른 서브밴드로 송수신하기 때문에) 무선 플래닝을 보다 쉽고 효율적으로 할 수 있다는 것입니다.반대로 시분할 듀플렉싱 시스템에서는 인접 기지국 간의 가드타임을 유지하거나(스펙트럼 효율이 저하됨) 기지국을 동시에 송수신하도록(네트워크의 복잡성과 비용을 증가시키고 대역폭 할당 플렉시빌리트를 감소시키도록) 주의를 기울여야 합니다.y는 모든 기지국과 섹터가 동일한 업링크/다운링크 비율을 사용하도록 강제됩니다.

주파수 분할 이중화 시스템의 예는 다음과 같습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ 이 피드백 경로는 공기를 통해 음향적일 수도 있고 전화기 핸드셋 등에서 기계적으로 결합될 수도 있습니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c 돈 랭커스터.'TV 타자기 쿡북'.1978년, 페이지 175
  2. ^ "Cell phone Frequencies". HowStuffWorks. Retrieved 2019-02-14.
  3. ^ Greenstein, Shane; Stango, Victor (2006). Standards and Public Policy. Cambridge University Press. pp. 129–132. ISBN 978-1-139-46075-0.
  4. ^ "TTG vs RTG-What is TTG and RTG Gaps in WIMAX, LTE". Retrieved 2021-06-05.

추가 정보