Full-duplex vs Half-duplex verkkoliikenne

Monet verkkolaitteet käyttävät verkkoyhteyksiään full-duplex- tai half-duplex-muodossa. Tätä termiä ei kuitenkaan usein selitetä, koska oletetaan ihmisten tietävän, mitä se tarkoittaa. Duplex-viestintäjärjestelmä on järjestelmä, jossa kaksi tai useampi käyttäjä voi kommunikoida molempiin suuntiin.

Full-duplex

Full-duplex-järjestelmässä molemmat osapuolet voivat kommunikoida samanaikaisesti. Molemmat laitteet voivat lähettää ja vastaanottaa tietoja toisilleen ja toisiltaan samanaikaisesti.

Puhelin on tunnettu esimerkki full-duplex-järjestelmästä, koska molemmat osapuolet voivat puhua ja kuunnella toista käyttäjää samanaikaisesti (riippumatta kyvystään ymmärtää toisiaan puhuessaan samaan aikaan!)

Puoliduplex

Half-duplex-järjestelmässä molemmat osapuolet voivat silti kommunikoida keskenään, mutta vain yksi käyttäjä voi lähettää dataa kerrallaan. Esimerkiksi radiopuhelimet, kaksisuuntainen radiojärjestelmä, jossa käytetään push-to-talk-painikkeita, käyttäjä voi joko kuunnella tai puhua milloin tahansa, ei molempia.

Radiopuhelin voi oletuksena vastaanottaa viestejä. Jos käyttäjä haluaa kommunikoida, hänen on painettava push-to-talk -painiketta, jolloin hänen laitteensa siirtyy lähetystilaan. Kun push to talk -painike vapautetaan, laite siirtyy takaisin vastaanottotilaan. Muut puolidupleksilaitteet toimivat samalla tavalla, oletusarvoisesti vastaanottavat ja lähettävät vain tarvittaessa.

Vihje: Laitteita, jotka eivät vaadi minkäänlaista kaksisuuntaista tiedonsiirtoa, kutsutaan simpleksiksi. Yksipuolisissa järjestelmissä laite on joko lähetin tai vastaanotin. Radio ja TV ovat hyviä esimerkkejä simplex-tekniikasta.

Half-duplex-järjestelmät ovat yleensä jollain tapaa yksinkertaisempia. Esimerkiksi puolidupleksitietoliikennekanaville tarvitaan vain yksi johdin tai radiotaajuus. Vertailun vuoksi full-duplex-järjestelmä tarvitsee vähintään kaksi johtoa tai radiotaajuutta, yhden lähetykseen ja toisen vastaanottoon.

Törmäykset half-duplexissa

Suurin ongelma half-duplex-järjestelmissä on törmäysvaara, jossa useampi kuin yksi käyttäjä tai laite yrittää lähettää dataa samanaikaisesti. Törmäysten estämiseksi on otettava käyttöön törmäyksenestojärjestelmä, törmäyksentunnistusjärjestelmä tai molemmat.

Törmäyksenilmaisujärjestelmässä lähettävät laitteet havaitsevat, että törmäys on tapahtunut, ja keskeyttävät lähetykset satunnaiseksi ajaksi ennen kuin ne yrittävät lähettää uudelleen. Tämä satunnainen tauko on suunniteltu estämään molemmat laitteet yrittämästä lähettää uudelleen samanaikaisesti ja törmäämästä uudelleen.

Törmäyksenestojärjestelmässä dataa välittävä laite tarkistaa ennen lähetystä, onko verkko vapaa. Jos verkko on käytössä, se pysähtyy satunnaisen ajan ennen uudelleentarkistusta.

Törmäyksenesto- ja törmäyksenhavaitsemisjärjestelmien yhdistäminen on yleisesti ottaen tehokas tapa hallita verkkolaitteiden half-duplex-viestintää, ja se voi aiheuttaa mitättömiä viiveitä useimmissa olosuhteissa. Manuaalisessa järjestelmässä, kuten radiopuhelimet, käyttäjien on kuitenkin suoritettava tämä toiminto manuaalisesti, mikä on johtanut standardeihin, kuten sanomien lopettamiseen sanalla "over".