Simplex, Half-Duplex e Full-Duplex

Transmissões quanto aos seus sentidos.

1. Introdução aos tipos de transmissão Conexão Física Conexão Lógica Simplex Duplex Half-Duplex Full-Duplex

2. Simplex, half-duplex e full-duplex são três tipos de canais de comunicação em telecomunicações e redes de computadores. Esses canais de comunicação fornecem caminhos para transmitir informações, podem ser tanto por meio de transmissão física quando por uma conexão lógica em um meio multiplexado.

3. O meio de transmissão física refere-se aqueles que são limitados em material sólido, às ondas viajam através de um material sólido. Exemplos: Cabos elétricos (pares trançado e cabos coaxiais) e Cabos de Fibra Óptica.

4. A conexão lógica geralmente se refere à transmissão que não necessita de um material sólido, onde as ondas se propagam na atmosfera e espaço. Exemplos: wireless e canal digital de satélite.

5. A ligação simplex caracteriza uma ligação onde os dados circulam em apenas um sentido, de um transmissor para um receptor, sendo que este papel não se inverte nunca no período de transmissão. A transmissão tem sentido unidirecional. Pode-se ter um transmissor para vários receptores, e o receptor não tem a possibilidade de sinalizar se os dados foram recebidos. Este tipo de ligação é útil quando os dados não precisam circular nos dois sentidos.

6. Transmissões de TV e rádio são exemplos de transmissões simplex.

7. Monitor

8. Duplex é um sistema de comunicação composto por dois interlocutores que podem se comunicar entre si em ambas direções, Diz-se, portanto, bidirecional. É importante lembrar que o termo duplex não é usado para descrever uma comunicação entre mais de dois partidos ou dispositivos. Esses sistemas são empregados em quase todas as redes de comunicações, para permitir uma comunicação em dois sentidos entre dois partidos conectados ou para fornecer um caminho de volta, turn - around , para a monitoração e o ajuste remoto de equipamentos

9. Uma comunicação é dita half-duplex (também chamada semi-duplex ) quando temos um dispositivo Transmissor e outro Receptor, sendo que ambos podem transmitir e receber dados, porém não simultaneamente, a transmissão tem sentido bidirecional. Isso é semelhante à forma de funcionamento de walkie-talkies ou rádios bidirecionais à medida que apenas uma pessoa pode falar por vez. Se alguém fala com outra pessoa já falando, ocorre uma colisão.

10. A comunicação half-duplex implementa CSMA/CD para ajudar a reduzir o potencial de colisões e as detectar quando elas acontecerem. CSMA/CD, do inglês Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection , é um protocolo de telecomunicações que organiza a forma como os dispositivos de rede compartilham o canal utilizando a tecnologia Ethernet. Esse tipo de transmissão tem problemas de desempenho devido à espera constante, porque os dados só podem fluir em uma direção por vez.

11. A conexão em half-duplex costuma ser vista em hardwares mais antigos, como hubs. Os nós acoplados a hubs que compartilham sua conexão com uma porta de switch devem funcionar em modo half-duplex porque os computadores finais devem ser capazes de detectar colisões. Os nós poderão funcionar em um modo half-duplex se a placa de rede não puder ser configurada para operações em full-duplex. Nesse caso, a porta no switch também usa como padrão um modo half duplex. Por causa dessas limitações, a comunicação em full-duplex substituiu half-duplex nos hardwares mais atuais.

12. Uma comunicação é dita full-duplex (também chamada apenas duplex) quando temos um dispositivo Transmissor e outro Receptor, sendo que os dois podem transmitir dados simultaneamente em ambos os sentidos, de forma bidirecional. O suporte bidirecional aprimora o desempenho, reduzindo o tempo de espera entre as transmissões. Grande parte das placas de rede Ethernet, Fast Ethernet e Gigabit Ethernet vendidas atualmente oferece recursos em full duplex.

13. No modo full-duplex, o circuito de detecção de colisões é desabilitado. Os quadros enviados pelos dois nós finais conectados não podem colidir porque os nós finais usam dois circuitos separados no cabo de rede. Cada conexão em full-duplex usa apenas uma porta. As conexões em full-duplex exigem um switch que o suporte ou uma conexão direta entre dois nós em que cada um suporte full-duplex. Os nós acoplados diretamente a uma porta de switch dedicada com placas de rede que suportam full-duplex devem ser conectados a portas de switch configuradas para funcionar no modo full-duplex.

14. Métodos de acesso a canais são utilizados em redes ponto-a-multiponto assim como em redes celulares para dividir canais de comunicação em envio e recepção, sobre o mesmo meio de comunicação física.

15. Numa primeira fase (antes do switch saber quem tem ligado a ele), quando um switch recebe informação numa determinada porta, transmite esse mesma informação por todas as outras portas, excepto por aquela que recebeu essa informação ( flood ). No entanto, ao contrário dos Hubs, os switchs registam o endereço MAC dos dispositivos que estão ligados a cada porta do equipamento. Sempre que um equipamento envia uma frame (quadro), o switch analisa o endereço MAC de destino e comuta a frame para a porta onde se encontra a máquina de destino. Desta forma, numa rede Ethernet, o switch não necessita de propagar a informação por todas as portas, sendo esta directamente enviada (com base na informação da tabela MAC do switch) para a máquina de destino.

16. Duplexação por divisão de tempo (TDD) é a aplicação de divisão de tempo multiplexado para separar os sinais de envio e recepção. Ele emula comunicação full-duplex através de um link de comunicação half duplex. A duplexação por divisão de tempo tem uma grande vantagem em casos onde existem assimetria do uplink e downlink . Quanto mais a quantidade de dados no uplink aumenta, mais capacidade de comunicação será dinamicamente alocada e quando a carga de tráfego se torna mais leve, a capacidade será reduzida. O mesmo se aplica no downlink . Para os sistemas de rádio, que possuem baixa velocidade de comunicação, técnicas como a formação de feixe funcionam bem com os sistemas TDD, porque seus percursos de rádio de uplink e downlink são muito semelhantes.

17. Divisão de frequência duplex (FDD) significa que o transmissor e receptor operam em diferentes frequências portadoras. O termo é frequentemente usado na operação de rádio amador, em que o operador está tentando entrar em contato com uma estação repetidora. A estação tem de ser capaz de enviar e receber uma transmissão, ao mesmo tempo, e fazê-lo através de uma ligeira alteração da frequência em que ele envia e recebe. Este modo de operação é referido como o modo duplex ou modo de deslocamento.

18. Uplink e downlink sub-bandas são separadas por um deslocamento de frequência. Divisão de frequência duplex pode ser eficiente no caso do tráfego simétrico, neste caso, duplexação por divisão de tempo tende a desperdiçar largura de banda durante a transição de transmissão para recepção, tem maior latência inerente, e pode requerer circuitos mais complexos.

19. Outra vantagem de duplexação por divisão de frequência, é que torna rádio planeamento mais fácil e eficiente, uma vez que as estações de base não se escutam (como transmitir e receber em diferentes sub-bandas) e, portanto, não interferem uns com os outros. No inverso, com os sistemas de divisão de tempo de duplexação, deve-se tomar cuidado para manter os tempos de espera entre as estações de base vizinhas (que diminui a eficiência do espectro) ou para sincronizar as estações de base, de forma que eles irão transmitir e receber ao mesmo tempo (o que aumenta a complexidade da rede e, portanto custo, e reduz a flexibilidade de alocação de largura de banda. Todas as estações base e setores serão obrigados a utilizar a relação de uplink / downlink mesmo).

20. Full-duplex sistemas de áudio como telefones pode criar eco, que precisa ser removido. Eco ocorre quando o som que sai do alto-falante, proveniente do extremo, entra novamente no microfone e é enviado de volta até o final. O som então reaparece na extremidade da fonte original, mas atrasado. Este caminho de feedback pode ser acústico, através do ar, ou pode ser acoplado mecanicamente, por exemplo num aparelho de telefone. Cancelamento de eco é uma operação de processamento de sinal, que subtrai o sinal de extremidade a partir do sinal do microfone antes de ser enviada de volta através da rede.

21. Cancelamento de eco estão disponíveis como software e implementações de hardware. Eles podem ser componentes independentes em um sistema de comunicação ou integrados em unidade do sistema de comunicação de processamento central. Dispositivos que não eliminam eco às vezes não vai produzir o desempenho full-duplex bom.

22. A principal diferença entre os dois modos é o desempenho. Numa rede de 100 megabits operando em modo half -duplex, existe um canal único de 100 megabits, usado tanto para transmitir quanto para receber transmissões. Em situações onde o mesmo micro precisa transmitir e receber uma grande quantidade de dados simultaneamente (como o caso de um servidor de arquivos, que serve arquivos para os clientes da rede e ao mesmo tempo precisa baixar arquivos disponíveis num segundo servidor) o canal é dividido e é possível (numa situação ideal) no máximo enviar 50 megabits e receber 50 megabits.

23. Numa rede full-duplex existem dois canais de 100 megabits separados e o servidor poderia enviar 100 megabits e receber mais 100 megabits, ao mesmo tempo. Os dois canais não podem ser somados para apenas enviar ou apenas receber. Ou seja, quando é necessário apenas enviar dados, a transmissão continua sendo feita a apenas 100 megabits. O modo full-duplex representa ganho de desempenho apenas quando é necessário fazer as duas coisas simultaneamente.