Hoạt động bán song công và song công hoàn toàn là gì và nó ảnh hưởng đến bộ định tuyến của bạn như thế nào?
Bài học chính
Giao tiếp song công hoàn toàn cho phép truyền dữ liệu đồng thời theo cả hai hướng, trong khi ở hệ thống bán song công, chỉ có một hướng được bật tại bất kỳ thời điểm nào. Giao tiếp đơn giản liên quan đến việc truyền một chiều trong đó thông tin chỉ chảy theo một hướng. Cần phải hiểu những khác biệt này khi đánh giá thiết kế và hiệu quả của công nghệ hiện đại sử dụng kết nối không dây hoặc có dây.
Giao tiếp song công hoàn toàn cho phép truyền và nhận thông tin đồng thời giữa hai phần tử được kết nối, trong khi hệ thống bán song công sử dụng cách tiếp cận tuần tự để trao đổi dữ liệu.
Theo truyền thống, các bộ định tuyến Wi-Fi hoạt động theo mô hình giao tiếp bán song công, trong đó dữ liệu được truyền và nhận tuần tự, dẫn đến giảm dung lượng cho các hoạt động đồng thời. Tuy nhiên, những phát triển gần đây trong công nghệ bộ định tuyến song công hoàn toàn đã nổi lên như một giải pháp sáng tạo nhằm giảm thiểu các vấn đề tự nhiễu và nâng cao hiệu quả phổ tần tổng thể.
Trong thời hiện đại, năng suất của các thư từ điện tử của chúng ta phụ thuộc vào các nguyên tắc công nghệ chưa được chú ý. Trong số các khái niệm thiết yếu này có ý tưởng về “song công”, quy định việc truyền và nhận thông tin thông qua các kết nối mạng. Cách một người sử dụng các phương tiện truyền thông như trò chuyện qua điện thoại, phát trực tuyến video hoặc truy cập internet không dây sẽ thu được cái nhìn sâu sắc về thiết kế và hiệu quả của công nghệ hàng ngày.
Duplex so với Simplex: Sự khác biệt là gì?
Mô hình truyền thông song công thể hiện khả năng trao đổi lẫn nhau giữa các nút hoặc thiết bị riêng biệt, được đặc trưng bởi truyền dữ liệu hai chiều. Ngược lại, giao tiếp đơn giản đòi hỏi phải truyền dữ liệu một chiều. Hệ thống song công cho phép cả hai bên truyền đạt và thu thập thông tin. Các thiết bị được sử dụng phổ biến như điện thoại và máy thu phát vô tuyến là minh chứng cho hình thức liên lạc này.
Ngược lại, hệ thống truyền thông đơn giản chỉ cho phép một thiết bị truyền dữ liệu trong khi thiết bị kia giữ im lặng và thụ động ở chế độ nhận. Một ví dụ điển hình về điều này có thể được tìm thấy trong việc sử dụng rộng rãi các điều khiển từ xa hồng ngoại để điều khiển nhiều loại thiết bị điện tử. Trong những trường hợp như vậy, điều khiển từ xa hồng ngoại đóng vai trò là người gửi tín hiệu duy nhất mà không có khả năng nhận hoặc cung cấp phản hồi.
Tính năng
|
một mặt
|
Bán song công
|
song công hoàn toàn
—|—|—|—
Sự định nghĩa
|
Dữ liệu được truyền một chiều, với thông tin di chuyển từ điểm này sang điểm khác theo kiểu tuyến tính.
|
Truyền dữ liệu thường bao gồm một chuỗi hành động trong đó dữ liệu lần đầu tiên được truyền từ người gửi đến người nhận thông qua kênh liên lạc. Mặc dù quá trình này có thể diễn ra liên tiếp nhanh chóng nhưng nó không liên quan đến việc gửi và nhận dữ liệu đồng thời vì cả hai quá trình đều yêu cầu những khoảng thời gian riêng biệt để hoàn thành.
|
Dữ liệu được gửi và nhận đồng thời
Ví dụ về giao tiếp
|
chương trình truyền hình
|
bộ đàm
|
Các cuộc gọi điện thoại
Sử dụng công nghệ
|
Chương trình phát thanh
|
Một số giao thức Wi-Fi
|
Truyền thông cáp quang
Ưu điểm
|
Đơn giản, không có sự can thiệp
|
Chi phí thấp hơn, tiết kiệm năng lượng
|
Tốc độ dữ liệu cao, liên lạc liên tục
Nhược điểm
|
Không có phản hồi hoặc xác nhận dữ liệu đã nhận
|
Tốc độ dữ liệu chậm hơn do luân phiên
|
Sự phức tạp, mối lo ngại về nhiễu
Kịch bản sử dụng lý tưởng
|
Đài phát sóng
|
Môi trường băng thông hạn chế, bộ định tuyến bán song công
|
Yêu cầu băng thông cao, bộ định tuyến song công hoàn toàn
Full và Half Duplex khác nhau như thế nào?
Giao tiếp song công hoàn toàn đã đạt được tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực truyền dữ liệu, cho phép giao tiếp hai chiều đồng thời giữa các thực thể được kết nối. Hệ thống điện thoại là một ví dụ minh họa về khả năng như vậy, trong đó cả hai bên tham gia đối thoại đều có thể trò chuyện và lắng nghe cùng một lúc.
Ngược lại, giao tiếp bán song công sử dụng phương pháp tuần tự hóa để trao đổi thông tin giữa các bên. Trong quá trình này, chỉ một nút có thể truyền tại bất kỳ thời điểm nào, trong khi nút kia phải duy trì ở trạng thái nhận. Một ví dụ về hệ thống như vậy được tìm thấy trong liên lạc vô tuyến bộ đàm, trong đó một cá nhân giao tiếp trong khi người kia lắng nghe và sau đó, các vai trò được đảo ngược.
Sự phát triển của công nghệ đã tạo cơ sở cho việc tạo ra các hệ thống liên lạc hiệu quả trong nhiều bối cảnh bằng cách phân biệt giữa chế độ song công hoàn toàn và bán song công, được thiết kế để đáp ứng nhu cầu riêng của các tương tác khác nhau.
Việc song công ảnh hưởng như thế nào đến bộ định tuyến Wi-Fi
Bộ định tuyến Wi-Fi điều khiển luồng thông tin giữa các thiết bị điện tử hỗ trợ Wi-Fi (như máy tính xách tay hoặc điện thoại thông minh) và Internet bằng cách sử dụng một tiêu chuẩn cụ thể gọi là IEEE 802.11, hoạt động ở chế độ bán song công. Wi-Fi là thương hiệu dành cho tiêu chuẩn IEEE cụ thể này (hiểu các tiêu chuẩn Wi-Fi phổ biến).
Các tiện ích hỗ trợ Wi-Fi thiết lập liên lạc không dây với bộ định tuyến thông qua tín hiệu tần số vô tuyến hoạt động trên băng tần 2,4 Gigahertz hoặc 5 Gigahertz. Bộ định tuyến tạo điều kiện truyền dữ liệu liền mạch giữa tất cả các thiết bị được kết nối và Internet bằng cách sử dụng Song công phân chia theo thời gian (TDD), mô phỏng một cách hiệu quả việc song công hoàn toàn. Điều này cho phép truyền dữ liệu đồng thời theo cả hai hướng đồng thời tránh mọi xung đột hoặc mất dữ liệu có thể xảy ra.
TDD hoạt động bằng cách xen kẽ các khoảng thời gian truyền và nhận thông qua việc sử dụng ghép kênh phân chia theo thời gian. Trong mỗi khoảng thời gian, dữ liệu được truyền theo một hướng trong khi việc tiếp nhận diễn ra theo hướng ngược lại. Điều này cho phép truyền và nhận đồng thời bằng cách chia các khoảng thời gian thành các khoảng thời gian nhỏ hơn.
Tại sao Bộ định tuyến không thể chạy ở chế độ song công hoàn toàn?
Một trong những trở ngại chính phải vượt qua để đạt được giao tiếp hai chiều hoàn chỉnh thông qua sóng vô tuyến được gọi là khả năng tự giao thoa. Dạng nhiễu này thường có thể tỏ ra mạnh hơn chính tín hiệu dự định. Về cơ bản, hiện tượng tự can thiệp xảy ra trong hệ thống song công hoàn toàn bất cứ khi nào một nút cố gắng truyền và nhận dữ liệu cùng một lúc. Kết quả là, điều này làm cho máy thu nhận được đường truyền mà nó vừa gửi đi, dẫn đến hiện tượng tự nhiễu.
Khái niệm triển khai các bộ định tuyến song công hoàn toàn trong mạng không dây ngày càng thu hút được sự quan tâm trong lĩnh vực nghiên cứu và học thuật. Điều này liên quan đến việc nâng cao hiệu suất mạng bằng cách chuyển đổi các hệ thống bán song công truyền thống sang hệ thống song công hoàn toàn. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực khắc phục trở ngại của việc tự can thiệp thông qua các phương pháp như vô hiệu hóa các tín hiệu không mong muốn và kết hợp các kỹ thuật xử lý tín hiệu số tiên tiến.
Một số sinh viên Đại học Stanford đã xây dựng các nguyên mẫu vô tuyến song công hoàn toàn có thể hoạt động được vào năm 2010 và Họ cũng đã xuất bản tài liệu kỹ thuật [PDF] về công việc của họ. Một số sinh viên này đã thành lập một công ty khởi nghiệp thương mại có tên KUMU Networks, cam kết cách mạng hóa mạng không dây.
Các tác phẩm khác, chẳng hạn như IBFD (In-Band Full Duplex) của Đại học Cornell và STAR (Truyền và nhận đồng thời) của Photonic Systems Inc., cũng có thể được tìm thấy.
Mạng LAN có dây là một nửa hay song công hoàn toàn?
Mạng cục bộ (LAN) dựa trên dây sử dụng giao thức truyền thông song công hoàn toàn sử dụng hai bộ dây đồng xoắn để thiết lập kết nối cáp Ethernet. Trong cấu hình này, mỗi bộ dây được ghép nối hoạt động độc lập để truyền và nhận các gói dữ liệu đồng thời, nhờ đó giảm thiểu xung đột và gián đoạn tiềm ẩn trong luồng thông tin.
Cáp Ethernet là thành phần quan trọng trong việc thiết lập và duy trì kết nối mạng, cho phép các thiết bị như máy tính và máy chủ liên lạc với nhau ở khoảng cách xa hoặc ở khoảng cách gần. Hiểu được sự phức tạp của các loại cáp này là điều cần thiết để tối ưu hóa hiệu suất của chúng và đảm bảo liên lạc đáng tin cậy giữa các thiết bị được kết nối. Bài viết này cung cấp phân tích chuyên sâu về cáp Ethernet, bao gồm các loại, ứng dụng và tính năng chính của chúng. Bằng cách đọc hướng dẫn này, người đọc sẽ có được những hiểu biết sâu sắc có giá trị về thế giới cáp Ethernet và được trang bị tốt hơn để đưa ra quyết định sáng suốt khi chọn cáp thích hợp cho nhu cầu cụ thể của mình.
Tiến bộ trong kết nối Wi-Fi
Tiêu chuẩn IEEE 802.11 đã trải qua những sửa đổi nhằm cải thiện phạm vi truyền hoặc tốc độ dữ liệu hoặc cả hai, kể từ khi thành lập vào năm 1997 khi công nghệ Wi-Fi tiên tiến từ 802.11 để bao gồm các phiên bản như 802.11b/a, 802.11g, 802.11n, 802.11 ac và gần đây nhất là 802.11ax.
Điều thú vị là các bộ định tuyến được trang bị công nghệ Nhiều đầu vào nhiều đầu ra (MIMO) có tốc độ truyền dữ liệu tăng đáng kể. Các bộ định tuyến như vậy sử dụng nhiều ăng-ten để gửi và nhận đồng thời nhiều luồng dữ liệu, do đó tăng thông lượng tổng thể. Chức năng này được thể hiện rõ trong các mẫu bộ định tuyến 802.11n và hiện đại, đạt được tốc độ dữ liệu vượt quá 600 megabit/giây. Tuy nhiên, do hoạt động bán song công, các bộ định tuyến này phân bổ 50% băng thông khả dụng để truyền và 50% còn lại để thu. Cần nhấn mạnh rằng các giá trị này không cố định và có thể dao động tùy thuộc vào kiểu bộ định tuyến cụ thể và hoàn cảnh hoạt động.
FDD so với TDD: Sự khác biệt là gì?
Song công phân chia tần số (FDD), bao gồm việc phân chia phổ tần số giữa các chức năng truyền và nhận theo kiểu phân chia thời gian; và Song công phân chia theo thời gian (TDD), theo đó các khía cạnh truyền và nhận được thực hiện luân phiên trong một dải tần nhất định theo thời gian.
DOCSIS song công hoàn toàn (FDD) cho phép kết nối Internet song công hoàn chỉnh bằng cách cho phép truyền và nhận thông tin đồng thời thông qua việc sử dụng dải tần số kép. Chiến lược này tương tự với chiến lược được thấy trong các hệ thống định tuyến song công hoàn toàn thông thường, trong đó cả nhiệm vụ gửi và nhận đều diễn ra đồng thời. Đối với những người tò mò về việc Internet có hỗ trợ song công hoàn toàn hay không, họ có thể kiểm tra các mạng không dây như 3G và 4G, thường sử dụng kỹ thuật FDD để tạo điều kiện liên lạc, minh họa khả năng song công thực sự.
Ngược lại, TDD phản ánh nền tảng kỹ thuật chi phối hoạt động của các bộ định tuyến bán song công. Thông qua quá trình truyền và nhận xen kẽ trên một dải tần số duy nhất, nó tương đương với chế độ chức năng được quan sát thấy trong các bộ định tuyến như vậy. Tương tự như vậy, việc truyền thông tin diễn ra một cách tuần tự, bắt chước hoạt động của các hệ thống bán song công. Ảo tưởng về việc truyền và nhận đồng thời có thể là do sự chuyển đổi nhanh chóng giữa các giai đoạn này, như được thể hiện bởi các thiết bị như bộ định tuyến Wi-Fi.
Wi-Fi song công hoàn toàn trong tương lai
Nhu cầu ngày càng tăng của thị trường đối với công nghệ bộ định tuyến song công hoàn toàn có thể là do sự tiến bộ hơn nữa trong FDD và TDD bán song công ngày càng trở nên thách thức. Với việc nâng cấp phần mềm, đổi mới điều chế và cải tiến nhiều đầu vào nhiều đầu ra (MIMO) ngày càng khó đạt được, nhu cầu cấp thiết là phải nâng cao hiệu quả quang phổ khi số lượng thiết bị dựa vào giao tiếp không dây ngày càng tăng. Đáng chú ý, kết nối không dây song công hoàn toàn đã chứng minh khả năng tăng gấp đôi hiệu suất phổ sẵn có ngay lập tức.
Trong các tình huống cần điều chỉnh tối thiểu về phần cứng, cấu hình phần mềm, thay đổi quy định và đầu tư tài chính, việc chuyển sang giao tiếp song công hoàn toàn dự kiến sẽ ngày càng có ý nghĩa quan trọng. Ban đầu được thúc đẩy bởi mong muốn tăng công suất, người ta dự đoán rằng công nghệ Wi-Fi song công hoàn toàn sẽ sớm được giới thiệu, cùng với các hệ thống bán song công hiện có.