Hispanopedia WikiUn sistema de comunicación dúplex es un sistema punto a punto compuesto por dos o más dispositivos conectados que pueden comunicarse entre sí en ambas direcciones. Los sistemas dúplex se emplean en muchas redes de comunicación, ya sea para permitir la comunicación simultánea en ambas direcciones entre dos dispositivos conectados o para proporcionar una vía inversa para la monitorización y el ajuste remoto de equipos en campo. Existen dos tipos de sistemas de comunicación dúplex: dúplex completo (FDX) y semidúplex (HDX).
En un sistema dúplex completo , ambas partes pueden comunicarse simultáneamente. Un ejemplo de dispositivo dúplex completo es el servicio telefónico convencional ; las personas en ambos extremos de una llamada pueden hablar y ser escuchadas por la otra parte al mismo tiempo. El auricular reproduce la voz de la persona remota mientras que el micrófono transmite la voz de la persona local. Existe un canal de comunicación bidireccional entre ellas, o más precisamente, existen dos canales de comunicación entre ellas.
En un sistema semidúplex o de medio dúplex , ambas partes pueden comunicarse entre sí, pero no simultáneamente; la comunicación es unidireccional. Un ejemplo de dispositivo semidúplex es un walkie-talkie , una radio bidireccional con botón de pulsar para hablar . Cuando el usuario local quiere hablar con la persona remota, pulsa este botón, lo que activa el transmisor y desactiva el receptor, impidiendo que escuche a la persona remota mientras habla. Para escuchar a la persona remota, suelta el botón, lo que activa el receptor y desactiva el transmisor. Esta terminología no está completamente estandarizada, y algunas fuentes definen este modo como simplex . [ 1 ] [ 2 ]
Los sistemas que no requieren comunicación dúplex pueden usar comunicación simplex , en la que un dispositivo transmite y los demás solo escuchan. Algunos ejemplos son la radio y la televisión, los abridores de puertas de garaje , los monitores para bebés , los micrófonos inalámbricos y las cámaras de vigilancia . En estos dispositivos, la comunicación es unidireccional.
Simplex
La comunicación simplex es un canal de comunicación que envía información en una sola dirección. [ 3 ]
La definición de la Unión Internacional de Telecomunicaciones es un canal de comunicaciones que opera en una sola dirección a la vez, pero que puede ser reversible; esto se denomina semidúplex en otros contextos.
Por ejemplo, en la radiodifusión televisiva y radiofónica , la información fluye únicamente desde la emisora hacia múltiples receptores. Un par de radios bidireccionales tipo walkie-talkie conforman un circuito simplex según la UIT; solo una persona puede hablar a la vez, mientras que la otra escucha hasta que percibe la oportunidad de transmitir. El medio de transmisión (la señal de radio por el aire) solo puede transportar información en una dirección.
La compañía Western Union utilizó el término simplex al describir la capacidad semidúplex y simplex de su nuevo cable telegráfico transatlántico completado entre Terranova y las Azores en 1928. [ 4 ] La Asociación Nacional de Protección contra Incendios utilizó la misma definición para un canal de radio simplex en 2002. [ 5 ]
Dúplex mediano
Un sistema semidúplex ( HDX ) proporciona comunicación en ambas direcciones, pero solo en una dirección a la vez, no simultáneamente en ambas. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Esta terminología no está completamente estandarizada entre las organizaciones que la definen, y en la comunicación por radio, algunas fuentes clasifican este modo como simplex . [ 2 ] [ 1 ] [ 9 ] Normalmente, una vez que una parte comienza una transmisión, la otra parte en el canal debe esperar a que la transmisión se complete antes de responder. [ 10 ]
Un ejemplo de sistema semidúplex es un sistema bidireccional como un walkie-talkie , donde uno de los interlocutores debe decir "cambio" u otra palabra clave previamente designada para indicar el final de la transmisión, asegurando así que solo una persona transmita a la vez. Una buena analogía para un sistema semidúplex sería una carretera de un solo carril con circulación en ambos sentidos; el tráfico solo puede fluir en una dirección a la vez.
Los sistemas semidúplex se utilizan generalmente para ahorrar ancho de banda , a costa de reducir el rendimiento bidireccional general, ya que solo se necesita un único canal de comunicación que se comparte alternativamente entre las dos direcciones. Por ejemplo, un walkie-talkie, un teléfono DECT o los llamados teléfonos TDD 4G o 5G requieren solo una frecuencia para la comunicación bidireccional, mientras que un teléfono celular en el llamado modo FDD es un dispositivo dúplex completo y generalmente requiere dos frecuencias para transmitir los dos canales de voz simultáneos, uno en cada dirección.
En sistemas de comunicación automáticos, como los enlaces de datos bidireccionales, la multiplexación por división de tiempo (TDM) se puede utilizar para asignar el tiempo de transmisión en un sistema semidúplex. Por ejemplo, la estación A en un extremo del enlace de datos podría transmitir durante exactamente un segundo, luego la estación B en el otro extremo podría transmitir durante exactamente un segundo, y así sucesivamente. En este esquema, el canal nunca queda inactivo.
En los sistemas semidúplex, si más de una parte transmite al mismo tiempo, se produce una colisión , lo que da como resultado la pérdida o la distorsión de los mensajes.
Dúplex completo
Un sistema dúplex completo ( FDX ) permite la comunicación en ambas direcciones y, a diferencia del semidúplex, permite que esto ocurra simultáneamente. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Las redes telefónicas fijas son dúplex completo, ya que permiten que ambos interlocutores hablen y sean escuchados al mismo tiempo. El funcionamiento dúplex completo se logra en un circuito de dos hilos mediante el uso de una bobina híbrida en un híbrido telefónico . Los teléfonos celulares modernos también son dúplex completo. [ 11 ]
Existe una distinción técnica entre la comunicación dúplex completo, que utiliza un único canal físico para ambas direcciones simultáneamente, y la comunicación simplex dual, que utiliza dos canales distintos, uno para cada dirección. Desde la perspectiva del usuario, la diferencia técnica no importa y ambas variantes se denominan comúnmente dúplex completo .
Muchas conexiones Ethernet logran el funcionamiento dúplex completo mediante el uso simultáneo de dos pares trenzados físicos dentro de la misma cubierta, o dos fibras ópticas conectadas directamente a cada dispositivo de red: un par o fibra se utiliza para recibir paquetes, mientras que el otro se utiliza para enviarlos. Otras variantes de Ethernet, como 1000BASE-T, utilizan los mismos canales en ambas direcciones simultáneamente. En cualquier caso, con el funcionamiento dúplex completo, el propio cable se convierte en un entorno libre de colisiones y duplica la capacidad máxima de transmisión total que admite cada conexión Ethernet.
La comunicación dúplex completa también ofrece varias ventajas sobre la comunicación semidúplex. Al haber un solo transmisor en cada par trenzado, se evitan la contención y las colisiones, lo que ahorra tiempo al no tener que esperar ni retransmitir tramas. La capacidad de transmisión completa está disponible en ambas direcciones, ya que las funciones de envío y recepción son independientes.
Algunos sistemas informáticos de las décadas de 1960 y 1970 requerían capacidad de comunicación dúplex completa, incluso para el funcionamiento en modo semidúplex, ya que sus esquemas de sondeo y respuesta no podían tolerar los ligeros retrasos que se producían al invertir la dirección de transmisión en una línea semidúplex.
Cancelación de eco
Los sistemas de audio dúplex completo, como los teléfonos, pueden generar eco, lo cual distrae a los usuarios e impide el buen funcionamiento de los módems. El eco se produce cuando el sonido que se origina en el extremo remoto sale del altavoz en el extremo cercano, vuelve a entrar en el micrófono [ a ] y se envía de vuelta al extremo remoto. El sonido reaparece entonces en la fuente original, pero con retardo.
La cancelación de eco es una operación de procesamiento de señales que resta la señal del extremo remoto de la señal del micrófono antes de enviarla de vuelta a través de la red. La cancelación de eco es una tecnología importante que permite a los módems lograr un buen rendimiento dúplex completo. Los estándares de módem V.32 , V.34 , V.56 y V.90 requieren cancelación de eco. [ 12 ] Los canceladores de eco están disponibles como implementaciones de software y hardware. Pueden ser componentes independientes en un sistema de comunicaciones o estar integrados en la unidad central de procesamiento del sistema de comunicaciones .
Emulación dúplex completa
Cuando se utilizan métodos de acceso al canal en redes punto a multipunto (como las redes celulares ) para dividir los canales de comunicación de ida y vuelta en el mismo medio físico de comunicaciones, se conocen como métodos de dúplex. [ 13 ]
Dúplex por división de tiempo
La multiplexación por división de tiempo ( TDD ) es la aplicación de la multiplexación por división de tiempo para separar las señales de salida y de retorno. Emula la comunicación dúplex completo a través de un enlace de comunicación semidúplex.
La comunicación por división de tiempo (TDD) ofrece flexibilidad cuando existe asimetría en las tasas de datos de subida y bajada , o en su utilización. A medida que aumenta la cantidad de datos de subida, se puede asignar dinámicamente mayor capacidad de comunicación, y a medida que disminuye el tráfico, se puede reducir dicha capacidad. Lo mismo ocurre en la dirección de bajada.
El intervalo de transición de transmisión/recepción (TTG) es el intervalo (tiempo) entre una ráfaga de enlace descendente y la siguiente ráfaga de enlace ascendente. De manera similar, el intervalo de transición de recepción/transmisión (RTG) es el intervalo entre una ráfaga de enlace ascendente y la siguiente ráfaga de enlace descendente. [ 14 ]
Algunos ejemplos de sistemas de duplexación por división de tiempo son:
- UMTS-TDD para comunicaciones de datos en redes móviles 3G.
- LTE-TDD para comunicaciones de datos en redes móviles 4G.
- telefonía inalámbrica DECT
- Las redes de conmutación de paquetes semidúplex basadas en acceso múltiple con detección de portadora , por ejemplo, Ethernet de 2 hilos o con concentrador , redes de área local inalámbricas y Bluetooth , pueden considerarse sistemas de duplexación por división de tiempo, aunque no TDMA con longitudes de trama fijas.
- WiMAX
- PACTOR
- Interfaz ISDN BRI U , variantes que utilizan el sistema de línea de multiplexación por compresión de tiempo (TCM).
- G.fast , un estándar de línea de abonado digital (DSL) desarrollado por la UIT-T.
Dúplex por división de frecuencia
La multiplexación por división de frecuencia ( FDD ) significa que el transmisor y el receptor operan utilizando diferentes frecuencias portadoras .
Este método se utiliza frecuentemente en la radioafición , cuando un operador intenta usar una estación repetidora . La estación repetidora debe poder enviar y recibir una transmisión simultáneamente, lo cual logra modificando ligeramente la frecuencia de transmisión y recepción. Este modo de operación se conoce como modo dúplex o modo de desplazamiento . Se dice que las subbandas de enlace ascendente y descendente están separadas por el desplazamiento de frecuencia .
Los sistemas dúplex por división de frecuencia pueden ampliar su alcance mediante el uso de conjuntos de estaciones repetidoras sencillas, ya que las comunicaciones transmitidas en una misma frecuencia siempre viajan en la misma dirección.
La transmisión por división de frecuencia puede ser eficiente en el caso de tráfico simétrico. En este caso, la transmisión por división de tiempo tiende a desperdiciar ancho de banda durante la conmutación entre transmisión y recepción, tiene una latencia inherente mayor y puede requerir circuitos más complejos .
Otra ventaja del dúplex por división de frecuencia es que simplifica y optimiza la planificación de radio, ya que las estaciones base no se escuchan entre sí (al transmitir y recibir en subbandas diferentes) y, por lo tanto, normalmente no interfieren. En cambio, con los sistemas de dúplex por división de tiempo, es necesario mantener intervalos de guarda entre estaciones base vecinas (lo que reduce la eficiencia espectral ) o sincronizar las estaciones base para que transmitan y reciban simultáneamente (lo que aumenta la complejidad de la red y, por consiguiente, el coste, y reduce la flexibilidad en la asignación de ancho de banda, ya que todas las estaciones base y sectores se verán obligados a utilizar la misma relación de enlace ascendente/descendente).
Algunos ejemplos de sistemas de duplexación por división de frecuencia son:
- ADSL y VDSL
- Tecnología móvil , incluyendo LTE , UMTS y CDMA2000.
- IEEE 802.16 WiMax
Véase también
Notas
- ↑ Esta vía de retroalimentación puede ser acústica, a través del aire, o puede estar acoplada mecánicamente, por ejemplo, en un auricular de teléfono.
Referencias
- 1 2 Lindley, Matthew (12 de febrero de 2023). "¿Qué es una radio bidireccional?" . Tecnología . Sitio web WiseGeek . Recuperado el 27 de febrero de 2023 .
- 1 2 Gosling, William (2000). Conservación del espectro radioeléctrico . Elsevier Science. págs. 170–171 . ISBN 9780750637404.
- ↑ "Simplex" Diccionario autorizado de términos estándar del IEEE, 7.ª ed. , 2000, Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, pág. 1053
- ↑ Milnor, JW y GA Randall. "El cable dúplex de alta velocidad Terranova-Azores". AIEE Electrical Engineering . Mayo de 1931.
- ↑ Informe del Comité de Comunicación de Servicios Públicos de Emergencia . NFPA 1221, mayo de 2002.
- ^ Sudakshina , Kundu (2010). Comunicaciones Analógicas y Digitales . Nueva Delhi: Dorling Kindersley. págs. 6 y 7. ISBN 9788131731871.
- 1 2 Frenzel, Louis (2017). Electronics Explained: Fundamentals for Engineers, Technicians, and Makers, 2nd Ed . Elsevier Science. p. 161. ISBN 9780128118795.
- 1 2 "Dúplex" . Base de datos de términos y definiciones . Sitio web de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) . Consultado el 27 de febrero de 2023 .
- ↑ "Semidúplex" . Glosario de telecomunicaciones de ATIS . Alianza para soluciones de la industria de las telecomunicaciones . Consultado el 27 de febrero de 2023 .Esta definición está acreditada por el Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI).
- ↑ "half-duplex" . www.pcmag.com . Consultado el 20 de junio de 2023 .
- ↑ "Frecuencias de teléfonos celulares" . HowStuffWorks . 14 de noviembre de 2000. Consultado el 14 de febrero de 2019 .
- ↑ Greenstein, Shane; Stango, Victor (2006). Normas y políticas públicas . Cambridge University Press. págs. 129–132 . ISBN 978-1-139-46075-0.
- ↑ Gyasi-Agyei, Amoakoh (2019). Ingeniería de telecomunicaciones: principios y práctica . World Scientific Publishing Company. pp. 519–520 . ISBN 9789811200274.
- ↑ "TTG vs RTG: ¿Qué son TTG y RTG? Brechas en WIMAX, LTE" . Consultado el 5 de junio de 2021 .
Lecturas adicionales
- Tanenbaum, Andrew S. (2003). Redes de computadoras . Prentice Hall. ISBN 0-13-038488-7.
- Riihonen, Taneli (2014). Diseño y análisis de modos de dúplex y protocolos de reenvío para enlaces de retransmisión OFDM(A) . Serie de publicaciones de la Universidad de Aalto, TESIS DOCTORAL, 81/2014. ISBN 978-952-60-5715-6.
- circuitos de comunicación
- radioaficionados
