双工

✍ dations ◷ 2025-07-26 13:11:32 #自2013年11月需要计算机科学专家关注的页面,自2013年11月需要通信工程专家关注的页面,通信

双工(duplex), 指二台通信设备之间,允许有双向的数据传输。

半双工(half-duplex)的系统允许二台设备之间的双向数据传输,但不能同时进行。因此同一时间只允许一设备发送数据,若另一设备要发送数据,需等原来发送数据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。

无线电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(full-duplex)的系统允许二台设备间同时进行双向数据传输。一般的电话、手机就是全双工的系统,因为在讲话时同时也可以听到对方的声音。

全双工的系统可以用一般的双向车道形容。两个方向的车辆因使用不同的车道,因此不会互相影响。

当一个设备连接到网络上,需要利用通道访问(英语:channel access method)使发送的数据及接收的数据共享同一物理介质。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(英文缩写为TDD,),是利用时间分隔多任务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数据量,动态的调整对应的带宽,如果上传数据量大时,就会提高上传的带宽,若数据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:

频分双工(英文缩写为FDD,),是利用频率分隔多任务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。若上传及下载的数据量相近时,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,浪费一些带宽,因此延迟时间较长,而且其线路较复杂且耗电。

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,因为一个设备发送及接收使用不同的频带,因此设备不会接收到自己传出的数据,发送及接收的数据也不会互相影响。

在时分双工系统中,需在邻近的区段中增加保护区段(guard band),但这会使频谱效率下降。否则就要有同步机制,使一设备的发送和另一设备的接收同步。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:

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