討論在網絡中使用的兩種不同的傳輸類型。
半雙工(half duplex)和全雙工(full duplex)。
引入基帶傳輸、寬帶傳輸兩種傳輸頻帶,並討論全雙工的實現。
半雙工
在半雙工的網絡中,兩個設備使用網絡電纜互連成一個點對點系統,這兩個系統彼此之間可以進行雙向通信。
但在半雙工系統中,他們一次只能在一個方向上通信,不能同時雙向通信,所以每次只能有一個方向的數據流。
當着兩台計算機相互發送數據時,必須輪流進行。
半雙工就像對講機一樣,如果某人向把語音傳遞給另一個人,它必須按下某個按鈕,然后再說話。當按下按鈕時,信息只向一個方法傳遞,所以他們在傳輸語音時聽不到對方的聲音,為了能接收到對方的聲音,必須松開按鈕。
全雙工
現在,全雙工是更好的傳輸類型。
在全雙工系統中,兩個設備彼此之間可以進行雙向通信。但與半雙工不同的是,兩個設備之間可以同時雙向通信,這就是全雙工比半雙工有優勢的地方,設備可以同時收發數據。
因此,由於設備可以同時發送和接收數據,全雙工系統的帶寬是半雙工系統的兩倍。
網絡帶寬是指在單位時間(一般指的是1秒鍾)內能傳輸的數據量。
全雙工的一個很好的例子是電話通信。當你和某人在電話里交談時,你可以同時向對方講話並傾聽對方的聲音。所以你不必等待,可以邊說邊聽。
CSMA/CD
拿交通公路做比較。
這里,半雙工需要“交警”來控制道路的方向,否則如果兩個方向的數據同時發送,就會出現下圖的“碰撞”了。
這就是為什么在半雙工系統中,需要交警來管理車道。
在網絡中,交警被稱為"CSMA/CD"
也就是"載波監聽多點接入/沖突檢查",這是一種用來輔助避免碰撞的訪問方法。如果確實發生了碰撞,也要做出正確的反應。
集線器&交換機
對應的半雙工、全雙工實體是:HUB(集線器)和SWITCH(交換機)
但是現在集線器基本就沒人用了。
基帶傳輸、寬帶傳輸
由計算機或終端產生的數字信號,頻譜都是從零開始的,這種未經調制的信號所占用的頻率范圍叫基本頻帶(這個頻帶從直流起可高到數百千赫,甚至若干兆赫),簡稱基帶(base band)。這種數字信號就稱基帶信號。
在有線信道中,直接用電傳打字機進行通信時傳輸的信號就是基帶信號。而傳送數據時,以原封不動的形式,把基帶信號送入線路,稱為基帶傳輸。
如果信號需要長距離傳輸,就需要通過調制解調器將信號轉換為寬帶信號進行寬帶傳輸,然后在接收端又將它轉換過來。
原理
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基帶傳輸:信號源產生的原始電信號稱為基帶信號,將數字數據0、1直接用兩種不同的電壓表示,然后送到線路上去傳輸。
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寬帶傳輸:將基帶信號進行調制后形成模擬信號,然后采用頻分復用技術實現寬帶傳輸。即將數字信號變換為特定帶寬的音頻信號傳輸,然后在接收端又將它變換過來的傳輸方式,其中的變換仍由調制——解調器來完成。
傳輸距離
寬帶傳輸的距離比基帶遠,因為基帶傳輸直接傳送數字信號,雖然數字信號的傳輸速率高,但是傳輸的速率越高,能夠傳輸的距離越短;而一個寬帶信道能被划分為許多個邏輯信道(只是在寬帶信道中划分,可控制的划分。
划分之后也不是變成多條線了,實際還是一條數據線),從而可以將各種聲音、圖像和數據信息傳輸綜合在同一物理信道中進行。在多個邏輯通道中用不同的信號(模擬信號和數字信號)傳輸數據。
用途
- 基帶傳輸:用於數字傳輸:局域網,500,通常傳輸距離185M(細纜)、500M(粗纜)
- 寬帶傳輸:有線電視網:帶寬可達750MHz,由於以模擬信號傳輸,所以傳輸距離達100km;
寬帶系統可分為多個信道,所以模擬和數字數據課混合硬用,但通常需解決雙向傳輸的問題;
全雙工的實現
只要有合適的設備支持,在某些特定類型的局域網中實現全雙工通信是完全可能的。
關鍵是首先解決每個方向上的通信流量信道問題。
該問題能否解決主要取決於所使用的網絡媒體。
如:
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同軸電纜是由中心導體、絕緣材料層、網狀織物構成的屏蔽層以及外部隔離材料層組成,所以其不具備在兩個方向上同時運行通信流量的物理方式,除非每次連接時另安裝兩根電纜這樣也可支持運行。
但通過兩條同軸電纜可以實現全雙工,也可以采用頻分多路復用FSK等方式在一條同軸電纜上同時傳輸多個信號以實現全雙工。 -
另一方面,雙絞線電纜由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成,所以在理論上,使用雙絞線電纜作為媒體的網絡能實現全雙工模式
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當前有些制造商正在努力在以太網設備上實現此過程。
從本質上看,全雙工以太網在現有網絡基礎上雙倍提高了通信吞吐量。
全雙工和半雙工區別
目前的網卡一般都支持全雙工。
參考: