Was ist Halbduplex- und Vollduplexbetrieb und wie wirkt sich dies auf Ihren Router aus?

WLAN-Verbindungen werden im Halbduplexmodus ausgeführt, während der kabelgebundene Teil des LANs im Vollduplexmodus ist. Es scheint also, dass durch die Verbindung über WLAN etwas zu geben war. Wurden wir verkürzt? Verlierst du gerne die Hälfte von etwas? Schlimmer noch, werden wir nicht in der Lage sein, bestimmte Dinge mit unseren Computern und Peripheriegeräten durchzuführen, wenn diese über WLAN verbunden sind?

Duplex versus Simplex

Im Netzwerk bedeutet der Begriff "Duplex", dass zwei Punkte oder Geräte miteinander kommunizieren können, im Gegensatz zu "Simplex", das sich auf unidirektionale Kommunikation bezieht. In einem Duplex-Kommunikationssystem können beide Punkte (Geräte) Informationen senden und empfangen. Beispiele für Duplexsysteme sind Telefone und Walkie-Talkies.

Auf der anderen Seite erlauben Simplex-Systeme nur, dass ein Gerät Informationen überträgt, während andere empfangen. Die gewöhnliche Infrarot-Fernbedienung ist ein Paradebeispiel für ein Simplex-System, bei dem die IR-Fernbedienung Signale sendet, aber niemals irgendwelche empfängt.

Voll- und Halbduplex

Vollduplex-Kommunikation zwischen zwei Komponenten bedeutet, dass beide Informationen gleichzeitig senden und empfangen können. Telefone sind Vollduplex-Systeme, so dass beide am Telefon gleichzeitig telefonieren und hören können.

In Halbduplexsystemen müssen die Übertragung und der Empfang von Informationen abwechselnd erfolgen. Während ein Punkt sendet, muss der andere nur empfangen. Walkie-Talkie-Funkkommunikation ist ein Halbduplex-System, das sich durch Sprichwort auszeichnet “Über” am Ende einer Übertragung, um anzuzeigen, dass die Partei bereit ist, Informationen zu empfangen.

Wie Duplexing WiFi-Router beeinflusst

WLAN-Router sind Geräte, die den Informationsfluss zu und von jedem WLAN-fähigen elektronischen Gerät (wie einem Laptop oder Smartphone) zum Internet mit einem bestimmten Standard oder Protokoll namens IEEE 802.11 modulieren und planen, der im Halbduplex-Modus arbeitet. WiFi ist nur die Marke für diesen spezifischen IEEE-Standard (die gängigen WLAN-Standards kennen. Die gängigsten WLAN-Standards kennen. Die allgemeinsten WLAN-Standards verstehen.) WLAN kann etwas verwirrend sein, da es eine Handvoll verschiedener Standards gibt verwendet. Hier ist was Sie wissen müssen..

WLAN-Geräte können über Funkwellen mit 2,4 GHz oder 5 GHz drahtlos mit dem Router verbunden werden. Der Router plant und stellt sicher, dass die richtigen Informationen zwischen jedem verbundenen Gerät und dem Internet übertragen werden. ohne Kollision und Verlust; durch einen Prozessaufruf Time Division Duplexing (TDD), um sich wie Vollduplexing zu verhalten.

TDD emuliert Vollduplexing, indem Zeiträume eingerichtet oder aufgeteilt werden, die zwischen Senden und Empfangen wechseln. Datenpakete fließen in beide Richtungen, je nach Zeiteinteilung. Durch das feine Zerhacken dieser Zeiträume scheinen auf diese Weise verbundene Geräte gleichzeitig zu senden und zu empfangen.

Warum können aktuelle Router nicht im Vollduplexmodus ausgeführt werden??

Das größte Problem beim Erreichen der Vollduplex-Fähigkeit über Funk ist die Selbstinterferenz. Diese Interferenz oder dieses Rauschen ist intensiver als das eigentliche Signal. Vereinfacht ausgedrückt, tritt eine Interferenz in einem Vollduplexsystem auf, wenn ein einzelner Punkt gleichzeitig sendet und empfängt, und er empfängt auch seine eigene Übertragung, wodurch Selbstinterferenz erzeugt wird.

Praktisches Vollduplex-Wireless ist in Forschung und Wissenschaft möglich. Dies wird weitgehend durch die Aufhebung der Selbstinterferenz auf zwei Ebenen erreicht. Die erste erfolgt durch Signalumkehrung des Rauschsignals selbst und dann wird der Prozess der Rauschunterdrückung digital weiter verbessert. Einige Studenten der Stanford University haben in den Jahren 2010 und 2011 funktionsfähige Vollduplex-Funkprototypen gebaut (lesen Sie das Whitepaper). Einige dieser Studenten haben ein kommerzielles Startup namens KUMU Networks gegründet, das sich der Revolutionierung der drahtlosen Vernetzung verschrieben hat.

Andere Werke wie IBFD (In-Band-Full-Duplex) von der Cornell University und STAR (Simultaneous Transmit and Receive) von Photonic Systems Inc. sind ebenfalls zu finden.

Was ist mit LAN??

Der verdrahtete Teil des LANs kommuniziert im Vollduplex mit zwei verdrillten Drahtpaaren, die die Ethernet-Kabelverbindung bilden. Jedes Paar ist dafür vorgesehen, Informationspakete gleichzeitig zu senden und zu empfangen, daher keine Datenkollision und keine Interferenz.

Hier finden Sie alles, was Sie über Ethernet-Kabel wissen müssen. Alles, was Sie über Ethernet-Kabel wissen müssen. Alles, was Sie über Ethernet-Kabel wissen müssen. Weitere Informationen .

Fortschritt bei der WiFi-Verbindung

Innerhalb des IEEE 802.11-Protokolls wurden Änderungen vorgenommen, um entweder einen besseren Bereich oder einen besseren Datendurchsatz oder beides zu erreichen. In den Jahren 1997 bis 2013 wurden die WLAN-Standards von 802.11 auf 802.11b / a, 802.11g, 802.11n und schließlich auf 802.11ac (falls Sie einen Wireless-AC-Router kaufen sollten) geändert. Sollten Sie einen Wireless 802.11ac-Router kaufen "Sollten Sie einen Wireless 802.11ac-Router kaufen?" 802.11ac verspricht unglaubliche Geschwindigkeiten, aber viele Benutzer sind gerade dabei, auf 802.11n zu aktualisieren, und viele fragen sich, ob sich die neue Version lohnt. Lesen Sie weiter?). Egal wie fortgeschritten sie sind, sie gehören immer noch zur 802.11-Familie, die immer im Halbduplex-Modus ausgeführt wird. Obwohl Verbesserungen vorgenommen wurden, vor allem durch die Einbeziehung von MIMO (Was ist MIMO 4 zu wissen, bevor Sie einen WLAN-Router für Ihr Zuhause kaufen? 4 Was Sie wissen sollten, bevor Sie einen WLAN-Router für Ihr Zuhause kaufen) Wenn Sie zu Hause arbeiten, was ein WLAN-Router ist oder welche Art von Router Sie benötigen? Diese Einführung beantwortet Ihre Fragen und mehr (lesen Sie mehr?), Wenn Sie im Halbduplex-Modus arbeiten, wird die gesamte spektrale Effizienz um die Hälfte reduziert.

Interessanterweise kündigen MIMO-unterstützte Router (Multiple-Input-Multiple-Output) wesentlich schnellere Datenraten an. Diese Router verwenden mehrere Antennen, um mehrere Datenströme gleichzeitig zu senden und zu empfangen, was die Gesamtübertragungsraten erhöhen kann. Dies ist häufig in 802.11n und neueren Routern zu finden, die Geschwindigkeiten von 600 Megabit pro Sekunde und höher anzeigen. Da sie jedoch im Halbduplex-Modus arbeiten, sind 50 Prozent (300 Megabit pro Sekunde) der Bandbreite zum Senden reserviert, während die anderen 50 Prozent zum Empfangen verwendet werden.

Full-Duplex-WLAN in der Zukunft

Das geschäftliche Interesse an drahtlosen Vollduplex-Verbindungen steigt. Der Hauptgrund ist, dass die Fortschritte bei Halbduplex-FDD und TDD sättigen. Software-Verbesserungen, Modulationsverbesserungen und MIMO-Verbesserungen werden immer schwieriger. Je mehr Geräte drahtlos miteinander verbunden sind, desto wichtiger wird letztendlich die Notwendigkeit einer höheren spektralen Effizienz. Die drahtlose Vollduplexverbindung hat die sofortige Verdoppelung dieser spektralen Effizienz gezeigt.

In Bereichen, in denen die Auswirkungen auf Hardware, Software-Neukonfiguration, regulatorische Änderungen und Geldinvestitionen minimal sind, wird diese Änderung von Halbduplex zu Vollduplex zunehmend an Bedeutung gewinnen. Anfänglich getrieben von dem Bedarf nach mehr Kapazität, werden wir in naher Zukunft möglicherweise Full-Duplex-WLAN vorfinden, anfänglich neben den neuesten Halbduplex-Komponenten.

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