¿Qué es el funcionamiento Half-Duplex y Full-Duplex, y cómo afecta a su enrutador?

¿Qué es el funcionamiento Half-Duplex y Full-Duplex, y cómo afecta a su enrutador?

Las conexiones WiFi funcionan en semidúplex mientras que la parte cableada de la LAN está en dúplex completo. Así que parece que al conectarse a través de WiFi, algo tenía que ceder. ¿Fuimos defraudados? ¿Te gusta perder la mitad de cualquier cosa? Peor aún, ¿no podremos realizar ciertas cosas con nuestras computadoras y dispositivos periféricos si estuvieran conectados a través de WiFi?





Dúplex versus simplex

En redes, el término 'dúplex' significa la capacidad de que dos puntos o dispositivos se comuniquen entre sí, a diferencia de 'simplex', que se refiere a la comunicación unidireccional. En un sistema de comunicación dúplex, ambos puntos (dispositivos) pueden transmitir y recibir información. Los ejemplos de sistemas dúplex incluyen teléfonos y walkie-talkies.





Por otro lado, los sistemas simplex solo permiten que un dispositivo transmita información, mientras que otro la recibe. El control remoto por infrarrojos común es un excelente ejemplo de un sistema simplex, donde el control remoto por infrarrojos transmite señales pero nunca las recibe a cambio.





Dúplex completo y semidúplex

La comunicación full-duplex entre dos componentes significa que ambos pueden transmitir y recibir información entre sí simultáneamente. Los teléfonos son sistemas de dúplex completo para que ambas partes del teléfono puedan hablar y escuchar al mismo tiempo.

En los sistemas semidúplex, la transmisión y la recepción de información deben ocurrir de manera alternada. Mientras un punto está transmitiendo, el otro solo debe recibir. La comunicación por radio walkie-talkie es un sistema semidúplex, este se caracteriza por decir 'cambio' al final de una transmisión para indicar que la persona está lista para recibir información.



Una ilustración simple de un sistema de comunicación semidúplex. Crédito de la imagen: Wikipedia

Cómo afecta la duplicación a los enrutadores WiFi

Los enrutadores WiFi son dispositivos que modulan y programan el flujo de información hacia y desde cualquier dispositivo electrónico con capacidad WiFi (como una computadora portátil o teléfono inteligente) a Internet, utilizando un estándar o protocolo específico llamado IEEE 802.11 que funciona en semidúplex. WiFi es solo la marca registrada de este IEEE estándar comprender los estándares WiFi comunes ).





Los dispositivos WiFi se conectan de forma inalámbrica al enrutador mediante ondas de radio a 2,4 GHz o 5 GHz. El enrutador programa y se asegura de que la información correcta fluya entre cada dispositivo conectado e Internet; sin colisión ni pérdida; mediante un proceso, llame a Duplexación por división de tiempo (TDD) para que se comporte como dúplex completo.

TDD emula el dúplex completo configurando o dividiendo períodos de tiempo que alternan entre transmisión y recepción. Los paquetes de datos fluyen en ambos sentidos según lo dictado por las divisiones de tiempo. Al dividir estos períodos de tiempo finamente, los dispositivos conectados de esta manera parecen estar transmitiendo y recibiendo simultáneamente.





¿Por qué los enrutadores actuales no pueden funcionar en dúplex completo?

El mayor problema para lograr la capacidad de dúplex completo por radio es la autointerferencia. Esta interferencia o ruido es más intenso que la propia señal real. En pocas palabras, la interferencia en un sistema full-duplex ocurre cuando un solo punto está transmitiendo y recibiendo simultáneamente, y también recibirá su propia transmisión, por lo que se produce una autointerferencia.

Diagrama que ilustra la autorreferencia. Crédito: Red Kumu

La tecnología inalámbrica full-duplex práctica es posible en el ámbito de la investigación y la academia. Esto se logra en gran parte cancelando la autointerferencia en dos niveles. El primero es mediante la inversión de la señal de ruido en sí y luego el proceso de cancelación de ruido se mejora aún más digitalmente. Algunos estudiantes de la Universidad de Stanford construyó prototipos de radio full-duplex en funcionamiento en 2010 y 2011 ( lee el libro blanco ). Algunos de estos estudiantes han pasado a formar una startup comercial llamada Redes KUMU , comprometido con revolucionar las redes inalámbricas.

Otras obras como IBFD (In-Band Full-Duplex) por la Universidad de Cornell y ESTRELLA (Transmisión y recepción simultáneas) de Photonic Systems Inc. también se puede encontrar.

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¿Qué pasa con la LAN cableada?

La parte cableada de la LAN se comunica en dúplex completo con dos pares de cables trenzados que forman la conexión del cable Ethernet. Cada par está dedicado a transmitir y recibir paquetes de información simultáneamente, por lo tanto, no hay colisión de datos ni interferencias.

Aquí está todo lo que necesita saber sobre cables Ethernet .

Cable FTP3 por Baran Ivo - Propio trabajo. Licencia bajo dominio público a través de Wikimedia Commons

Progreso en conectividad WiFi

Dentro del protocolo IEEE 802.11, se realizaron cambios para lograr un mejor rango o un mejor rendimiento de datos, o ambos. Desde sus días de formación en 1997 hasta 2013, los estándares WiFi se han modificado de 802.11 a 802.11b / a, 802.11g, 802.11ny, finalmente, 802.11ac (¿debería comprar un enrutador inalámbrico de CA?). No importa cuán avanzados se hayan vuelto, aún pertenecen a la familia 802.11, que siempre funcionará en semidúplex. Aunque se han realizado mejoras, sobre todo con la inclusión de MIMO ( que es MIMO ?), la ejecución en semidúplex reduce la eficiencia espectral general a la mitad.

Curiosamente, los enrutadores compatibles con MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas) anuncian velocidades de datos mucho más rápidas. Estos enrutadores utilizan múltiples antenas para transmitir y recibir múltiples flujos de datos simultáneamente, lo que puede aumentar las tasas de transferencia generales. Esto se encuentra comúnmente en los enrutadores 802.11ny más nuevos, que anuncian velocidades de 600 megabits por segundo y más. Sin embargo, dado que operan en semidúplex, el 50 por ciento (300 megabits por segundo) del ancho de banda se reserva para transmitir, mientras que el otro 50 por ciento se usa para recibir.

WiFi dúplex completo en el futuro

Existe un creciente interés comercial en la conectividad inalámbrica full-duplex. La razón principal es que los avances en FDD y TDD semidúplex son saturantes. Las mejoras de software, los avances de modulación y las mejoras de MIMO son cada vez más difíciles. A medida que más dispositivos se conecten de forma inalámbrica, la necesidad de una mayor eficiencia espectral eventualmente será primordial. La conexión inalámbrica full-duplex ha demostrado con éxito la duplicación instantánea de esta eficiencia espectral.

En áreas donde hay un impacto mínimo en el hardware, la reconfiguración del software, los cambios regulatorios y las inversiones monetarias, este cambio de semidúplex a dúplex completo comenzará a figurar cada vez de manera más prominente. Impulsados ​​inicialmente por la necesidad de más capacidad, es posible que encontremos WiFi full-duplex en algún momento en el futuro cercano, inicialmente al lado de los últimos componentes half-duplex.

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Sobre el Autor Phoon YS(1 Artículos publicados)

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