Reguły Konwersacji: Kierunkowość Przepływu Danych

W każdej komunikacji między dwoma urządzeniami, kierunek, w którym może płynąć informacja, jest jedną z najbardziej fundamentalnych właściwości połączenia. Ta kierunkowość determinuje, czy rozmowa może być jednokierunkowa, naprzemienna, czy też może odbywać się jako jednoczesna wymiana w obie strony. Istnieją trzy główne rodzaje transmisji.

1. Transmisja Simpleksowa (Jednokierunkowa)

Simpleks to najprostszy tryb transmisji, działający jak ulica jednokierunkowa. Informacja może podróżować tylko od urządzenia nadającego do urządzenia odbierającego, nigdy w drugą stronę. Role nadajnika i odbiornika są na stałe przypisane.

Przykłady Komunikacji Simpleksowej

• Radiofonia i Telewizja: Centralna stacja nadaje sygnały, a domowe radia lub telewizory je odbierają. Nie możesz wysłać sygnału z powrotem do stacji radiowej przez swoje radio.
• Komputer do Monitora: Komputer wysyła informację wizualną do monitora, ale monitor nie wysyła danych z powrotem do komputera (pomijając nowoczesne protokoły z metadanymi).
• GPS: Satelity transmitują sygnały w dół do odbiorników GPS na Ziemi, które pasywnie nasłuchują. GPS w twoim samochodzie nie nadaje sygnału z powrotem do satelitów.

2. Transmisja Półdupleksowa (Naprzemienna)

Półdupleks (half-duplex) jest jak most jednopasmowy, na którym ruch może odbywać się w obie strony, ale samochody muszą czekać, aż most będzie wolny, zanim przejadą. Oba urządzenia w łączu mogą nadawać i odbierać, ale nigdy jednocześnie.

Przykłady Komunikacji Półdupleksowej

• Krótkofalówki (CB Radio): Jedna osoba musi wcisnąć przycisk, aby mówić, a druga osoba może tylko słuchać. Aby odpowiedzieć, druga osoba musi poczekać, aż pierwsza skończy i puści przycisk. Powiedzenie "odbiór" sygnalizuje koniec transmisji, aby poinformować drugą stronę, że nadeszła jej kolej.

3. Transmisja Dupleksowa (Dwukierunkowa Jednoczesna)

Dupleks (full-duplex) to najwydajniejsza forma komunikacji, porównywalna do dwupasmowej autostrady, na której ruch płynie w obie strony naraz. Umożliwia to naturalną, interaktywną wymianę informacji.

Przykłady Komunikacji Dupleksowej

• Rozmowa telefoniczna: Obie strony mogą mówić i słyszeć w tym samym czasie, co pozwala na przerywanie sobie i naturalny przebieg rozmowy.
• Nowoczesne sieci Ethernet: Komputer podłączony do przełącznika może wysyłać i odbierać pakiety danych jednocześnie, co radykalnie zwiększa efektywną przepustowość połączenia sieciowego.

Jak Osiągnąć Dupleks?

Osiągnięcie jednoczesnej dwukierunkowej komunikacji w jednym medium wymaga specjalnych technik:

• Dwa Kanały Fizyczne: Najprostsza metoda to użycie oddzielnych fizycznych ścieżek dla każdego kierunku, np. użycie dwóch par przewodów w kablu Ethernet – jedna para do wysyłania, druga do odbierania.
• Dupleks z Podziałem Częstotliwości (FDD): Dostępne pasmo częstotliwości jest dzielone na dwa oddzielne podpasma. Jedno podpasmo służy do nadawania, a drugie do odbierania. Jest to powszechne w systemach telefonii komórkowej.
• Dupleks z Podziałem Czasu (TDD): Czas transmisji jest dzielony na bardzo krótkie, naprzemienne szczeliny czasowe. Jedna szczelina jest do nadawania, następna do odbierania. Przełączanie jest tak szybkie, że tworzy iluzję ciągłego, jednoczesnego połączenia.
• Tłumienie Echa (Echo Cancellation): Zaawansowana technika używana na pojedynczych parach przewodów (jak w liniach DSL). Urządzenie nadaje i odbiera na tej samej częstotliwości w tym samym czasie. Zaawansowany procesor sygnałowy (DSP) oblicza "echo" własnego sygnału nadawanego i odejmuje je od sygnału odebranego, pozostawiając tylko sygnał z drugiego końca.