双工
半双工
半双工(half-duplex)的系统允许二台设备之间的双向资料传输,但不能同时进行。因此同一时间只允许一设备发送资料,若另一设备要发送资料,需等原来发送资料的设备发送完成后再处理。
半双工的系统可以比喻作单线铁路。若铁道上无列车行驶时,任一方向的车都可以通过。但若路轨上有车,相反方向的列车需等该列车通过道路后才能通过。
无线对讲机就是使用半双工系统。由于对讲机发送及接收使用相同的频率,不允许同时进行。因此一方讲完后,需设法告知另一方讲话结束(例如讲完后加上"OVER"),另一方才知道可以开始讲话。
全双工
全双工(full-duplex)的系统允许二台设备间同时进行双向资料传输。全双工的系统可以用复线铁路类比。两个方向的车辆因使用不同的轨道,因此不会互相影响。
全双工系统的模拟
当一个设备连接到网络上,需要利用通道访问使发送的资料及接收的资料共享同一物理介质。此时使用的通道访问方法就称为双工(duplexing)方法,如以下的两种:
时分双工
时分双工(英文缩写为TDD,Time-Division Duplexing),是利用时间分隔多工技术来分隔发送及接收的信号。 它利用一个半双工的传输来模拟全双工的传输过程。时分双工在非对称网络(上传及下载带宽不平衡的网络)有明显的优点,它可以根据上传及下载的资料量,动态的调整对应的带宽,如果上传资料量大时,就会提高上传的带宽,若资料量减少时再将带宽降低。
时分双工的另一个好处是在缓慢移动的系统中,上传及下载的无线电路径大致相同,因此类似波束成形的技术可以运用在时分双工的系统中。
以下是一些时分双工系统的例子:
- UMTS/WCDMA TDD 模式(室内使用)
- TD-SCDMA和TD-LTE移动网络空中接口。
- 数字增强无线电话系统(DECT)
- IEEE 802.16 WiMAX
- 使用载波侦听多路访问技术的半双工数据包网络,例如以太网或使用集线器的以太网、无线局域网及蓝牙等,虽然不像TDMA使用固定的框架宽度,不过均可视为时分双工的系统。
- 通用串行总线(USB)
- 铱卫星
- 短波通信
频分双工
频分双工(英文缩写为FDD,Frequency-Division Duplexing),是利用频率分隔多工技术来分隔发送及接收的信号。上传及下载的区段之间用“频率偏移”(frequency offset)的方式分隔。若上传及下载的资料量相近时,频分双工比时分双工更有效率。 在这个情形下,时分双工会在切换发送接收时,浪费一些时间进而没有利用此时的带宽,且延迟时间较长,线路较复杂且耗电。
频分双工的另一个好处是在无线电收发规划上较简单且较有效率,因为基站(base stations)发送及接收使用不同的频带(基站之间不会"听到"到彼此发出的信号),因此正常情况下基站之间彼此也较不会互相影响。
在时分双工系统中,需在邻近的基站(base station)中增加保护时段(guard times),但这会使频谱效率下降。否则就要有同步机制,使不同基站的发送与接收同步。同步机制会增加系统的复杂度及成本,而且因为所有的设备及时间区块都要同步,也降低了带宽使用的灵活性。
以下是一些频分双工系统的例子: