주요 요점
전이중, 반이중, 단면 통신 시스템 간의 차이점을 파악하면 일상 생활에서 사용하는 현대 기술 장치의 개발과 기능에 대한 귀중한 관점을 제공할 수 있습니다.
전이중 통신은 연결된 요소 간에 정보를 동시에 송수신할 수 있는 반면, 반이중 시스템은 데이터 교환을 위해 순차적 접근 방식에 의존합니다.
Wi-Fi 라우터는 반이중 통신 프로토콜을 사용하여 작동하므로 자기 간섭 및 제한된 스펙트럼 효율성 문제가 발생할 수 있습니다. 그러나 최근 전이중 라우터 기술의 발전으로 동일한 주파수 대역에서 동시 송수신을 가능하게 하여 전반적인 성능을 향상시킴으로써 이러한 한계를 극복할 수 있는 가능성을 보여주었습니다.
현대 통신의 복잡성은 원활한 교환을 가능하게 하는 보이지 않는 기술적 기반에 뿌리를 두고 있습니다. 고려해야 할 중요한 측면은 네트워크를 통한 정보 송수신을 결정하는 이중화 원리입니다. 우리가 일상적으로 기술과 소통하고 상호 작용하는 방식은 이 기본 개념에 크게 의존합니다. 전이중, 반이중 및 단면 시스템의 뉘앙스를 이해하면 최신 장치의 아키텍처와 작동에 대한 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다.
전이중과 단면: 차이점은 무엇인가요?
양방향 통신은 서로 다른 두 위치 또는 장치가 양방향 상호 작용을 원활하게 할 수 있다는 특징이 있습니다. 이는 단방향 교환을 수반하는 단방향 통신과 대조됩니다. 이중 시스템을 사용하면 관련 당사자 모두 데이터를 주고받을 수 있습니다. 양방향 통신을 활용하는 일상적인 기술의 예로는 전화와 라디오 시스템이 있습니다.
이와 대조적으로, 단방향 통신 시스템은 다른 장치에서 동시에 수신하지 않고도 단일 장치에서 전송할 수 있습니다. 전자 장비를 제어하기 위해 적외선 리모컨이 널리 사용되는 것을 예로 들 수 있습니다. 이러한 시스템에서 적외선 리모컨은 피드백을 수신하거나 제공할 수 있는 기능이 없는 송신기 역할만 수행합니다.
| 특징 | 단면 | 반이중 | 전이중 |
|---|---|---|---|
| 정의 | 데이터는 한 번에 한 방향으로만 흐릅니다 | 데이터를 송수신할 수 있음, | 데이터가 동시에 송수신됨 |
| 통신 예제 | TV 방송 | 워키무전기 | 전화 통화 |
| 기술 사용 | 라디오 방송 | 일부 Wi-Fi 프로토콜 | 광섬유 통신 |
| 찬성 | 간단합니다, 간섭 없음 | 저렴한 비용, 에너지 절약 | 높은 데이터 속도, 연속 통신 |
| 단점 | 수신 데이터의 피드백 또는 승인 없음 | 턴테이크에 의한 느린 데이터 속도 | 복잡성, 간섭 우려 |
| 이상적인 사용 시나리오 | 방송국 | 제한된 대역폭 환경, 반이중 라우터 | 고대역폭 요구 사항, 전이중 라우터 |
전이중과 반이중은 어떻게 다를까요?
전이중 통신의 구현은 연결된 개체 간의 동시 양방향 통신을 허용함으로써 데이터 전송 영역을 크게 발전시켰습니다. 이 개념의 대표적인 예는 대화에 참여하는 양쪽 당사자가 동시에 대화하고 들을 수 있는 전화 시스템에서 잘 드러납니다.
반이중 통신 시스템은 발신자와 수신자 간에 데이터를 교환할 때 순차적인 패턴을 준수합니다. 이러한 시스템은 미리 정해진 순서로 정보를 송신하고 수신하는 것을 번갈아 가며 수행합니다. 이 교환 중에 한 지점만 특정 시간에 데이터를 전송할 수 있고 다른 지점은 데이터 수신으로 제한됩니다. 이러한 시스템의 예로는 한 사람이 말하는 동안 다른 사람이 듣고 있다가 차례가 되면 말하는 워키토키 무선 통신을 들 수 있습니다.
기술의 발달로 다양한 상황의 고유한 요구를 충족할 수 있는 효과적인 통신 시스템을 만들기 위해 전이중과 반이중 통신의 차이점을 이해해야 할 필요성이 커지고 있습니다. 이러한 차이점은 산업 자동화에서 통신에 이르는 다양한 분야에서 효율성 및 호환성과 같은 요소를 고려할 때 매우 중요합니다.
이중화가 Wi-Fi 라우터에 미치는 영향
Wi-Fi 라우터는 반이중 모드로 작동하는 IEEE 802.11이라는 특정 표준을 사용하여 Wi-Fi 지원 전자 장치(예: 노트북 또는 스마트폰)와 인터넷 간의 정보 흐름을 안내합니다. Wi-Fi는 이 특정 IEEE 표준의 상표 브랜드입니다(일반적인 Wi-Fi 표준에 대한 이해).
Wi-Fi 지원 가젯은 2.4기가헤르츠 또는 5기가헤르츠에서 발생하는 무선 주파수 진동을 통해 라우터와 무선 통신을 설정합니다. 라우터는 충돌을 방지하고 전송 중에 데이터가 손실되지 않도록 하기 위해 전이중을 시뮬레이션하는 시분할 이중화(TDD)라는 방법을 사용하여 상호 연결된 모든 장치와 인터넷 간에 데이터가 올바르게 전송되도록 감독하고 보장합니다.
TDD는 송신과 수신 주기를 번갈아 가며 설정하거나 시간을 분할하여 작동합니다. 데이터는 지정된 간격에 따라 전송됩니다. 이러한 주기를 정밀하게 세분화함으로써 TDD는 단일 채널에서 여러 장치에서 동시에 통신할 수 있습니다.
라우터를 전이중으로 실행할 수 없는 이유는 무엇인가요?
무선 통신을 통한 듀얼 채널 작동의 완전한 구현을 방해하는 주요 장애물 중 하나는 자기 간섭입니다. 특히 노이즈에 비유할 수 있는 이 간섭은 종종 전달되는 진짜 메시지의 힘을 능가합니다. 간단히 설명하자면, 자기 간섭은 전이중 배열에서 단독 구성 요소가 송신과 수신을 동시에 수행할 때마다 발생합니다. 결과적으로 자체 방출 신호를 포착하여 자기 간섭이 발생합니다.
무선 네트워크에 전이중 라우터를 통합하는 개념은 학자들과 전문가들 사이에서 큰 관심을 받고 있습니다. 이 패러다임 전환은 각 라우터가 전이중 용량으로 작동하도록 변환하는 데 중점을 둡니다. 연구원들은 원치 않는 신호를 무력화하고 고급 디지털 조작을 구현하는 등의 전략을 사용하여 자기 간섭을 효과적으로 완화하는 방법을 개발하기 시작했습니다.
몇몇 스탠포드 대학교 학생 는 2010년에 작동하는 전이중 무선 프로토타입 을 제작했으며, 이들의 작업에 대한 기술 문서 [PDF]도 발표했습니다. 이 학생들 중 일부는 무선 네트워킹을 혁신하는 데 전념하는 KUMU Networks 라는 상업용 스타트업을 설립했습니다.
코넬 대학교의 IBFD (대역 내 전이중), 포토닉 시스템즈의 STAR (동시 전송 및 수신) 등의 다른 작품도 찾아볼 수 있습니다.
유선 LAN은 반이중인가요, 전이중인가요?
LAN(근거리 통신망)의 유선 구성 요소는 두 쌍의 꼬인 와이어로 구성된 이더넷 케이블을 사용하여 전이중 통신을 사용합니다. 이 쌍은 정보 전송 또는 수신 전용으로 사용되므로 데이터 충돌이나 간섭 없이 동시 전송 및 수신이 가능합니다.
이더넷 케이블에 대한 포괄적인 이해를 원하는 분들을 위해 이더넷 케이블의 구성, 기능 및 다양한 유형에 대한 심층적인 개요를 제공합니다.
Wi-Fi 연결의 발전
IEEE 802.11 표준은 전송 범위 또는 데이터 전송 속도 또는 두 가지 모두를 개선하기 위해 시간이 지남에 따라 수정되어 왔습니다. 첫 번째 버전은 1997년에 802.11로 도입된 후 802.11b/a, 802.11g, 802.11n, 802.11ac, 그리고 가장 최근에는 802.11ax와 같은 후속 반복이 이어졌습니다.
실제로 다중 입력 다중 출력(MIMO) 기술이 탑재된 라우터는 데이터 전송 속도가 크게 향상되었습니다. 이러한 장치는 여러 개의 안테나를 사용하여 여러 데이터 스트림을 동시에 전송하고 수집함으로써 전체 처리량을 증가시킵니다. 이 기능은 초당 600메가비트를 초과하는 속도를 달성하는 최신 라우터 모델뿐만 아니라 802.11n에서도 보편화되어 있습니다. 그러나 반이중 작동 모드로 인해 이러한 라우터는 주파수 스펙트럼의 50%(초당 300메가비트)를 송신에 할당하고 나머지 50%(역시 초당 300메가비트)를 수신에 할당합니다. 이 값은
FDD 대 TDD: 차이점은 무엇인가요?
주파수 스펙트럼을 송신과 수신 기능으로 나누는 주파수 분할 이중화(FDD)와 시간 슬롯을 사용하여 송신과 수신 활동을 분리하는 시분할 이중화(TDD)가 있습니다.
전이중 디지털(FDD) 기술을 사용하면 듀얼 밴드 시스템에서 서로 다른 주파수 범위를 활용하여 데이터의 동시 송수신을 용이하게 할 수 있습니다. 이 설계는 송신과 수신 프로세스가 동시에 발생하는 기존 전이중 라우터에서 관찰되는 기능을 복제합니다. 인터넷이 전이중 네트워크로 작동하는지 여부를 고려할 때 통신을 위해 전이중 디지털 방식을 일상적으로 구현하는 3세대(3G) 및 4세대(4G) 모바일 네트워크와 같은 예를 살펴보고 진정한 전이중 용량을 설명할 수 있습니다.
이와 대조적으로 TDD는 이중 주파수 라우터 작동의 근간이 되는 기술적 측면을 강조합니다.단독 주파수 범위에서 송신과 수신 사이를 순환함으로써 반이중 라우터의 동작을 반영합니다. 이 통신 모드는 직렬 데이터 교환이 특징이며, 주기 간 전환이 빠르기 때문에 Wi-Fi 라우터와 같은 장치에서 동시 전송 및 수신의 모습을 모방합니다.
미래의 전이중 Wi-Fi
전이중 라우터 기술에 대한 수요 증가는 반이중 FDD 및 TDD의 개발이 정체기에 이르렀기 때문일 수 있습니다. 소프트웨어 개선, 변조 발전, MIMO 개선이 점점 더 어려워지면서 더 많은 디바이스가 무선 연결에 의존함에 따라 스펙트럼 효율을 개선해야 할 필요성이 절실히 요구되고 있습니다. 특히 전이중 무선 연결은 가용 스펙트럼 활용도를 두 배로 높일 수 있는 잠재력을 효과적으로 입증하여 많은 관심을 받고 있는 솔루션입니다.
무선 네트워크에서 전이중 통신을 구현하는 것은 하드웨어, 소프트웨어, 규제 프레임워크 및 재정 자원에 대한 최소한의 변경이 필요한 상황에서 탄력을 받을 것으로 예상할 수 있습니다. 주로 네트워크 용량을 늘리기 위한 수단으로 시작된 전이중 Wi-Fi 기술은 기존의 반이중 인프라와 함께 가까운 미래에 등장할 수 있습니다.