双工查看源代码讨论查看历史

双工

双工原图链接

Duplex Separation， 简称：duplex 。指二台通讯设备之间，允许有双向的资料传输。移动设备之间的通信链路会占用两个频率：从终 端到网络（上行链路）的传输信道，以及一个反方向（下行链路）的信道。双工的含义是可以同时进行双向传输，就如平时的在电话中通话那样。像步行对话机这样的设备是半双工或简单双工的。 以太网可以在半双工或者全双工方式下工作。当在半双工方式下工作 时，在任何指定的瞬间可以进行发送或者接受，但不能同时进行发送和接受。这意味着：如果当前有另一台设备正在发送数据（你正在接受该数据），那么你必须等待，只有当那台设备的传输结束时，才可以发送数据。这还意味着：冲突不只是可能存在，而且是很可能存在。将半双工以太网设想为一条单行道，然后将报文设想为沿着这条道路呼啸而过的城市公交汽车。如果一辆公共汽车向你驶来，而你的公共汽车向其驶去，这就会产生冲突。这个冲突会导致同时丧失两辆公共汽车（或报文）。

可以使用交叉电缆来实现两台设备之间全双工通信，在交叉电缆中，发送电缆和接收电缆交叉，这样，在一端上进行发送，而在另一段进行接收。这种场合中不需要集线器。

注意：全双工通信不能够在物理总线拓扑上实现。

定义

提到全双工，就不能不提与之密切对应的另一个概念，那就是“半双工（Half Duplex）”，所谓半双工就是指一个时间段内只有一个动 作发生，举个简单例子，一条窄窄的马路，同时只能有一辆车通过，当目前有两辆车对开，这种情况下就只能一辆先过，等到头儿后另一辆再开，这个例子就形象的说明了半双工的原理。早期的对讲机、以及早期集线器等设备都是基于半双工的产品。随着技术的不断进步，半双工会逐渐退出历史舞台。

分类

数据通常是在两个站（点对点）之间进行传输，按照数据流的方向可分为三种传输模式：单工、半双工，全双工。

单工

单工（simplex）指仅能单方向传输数据。通信双方中，一方固定为发送端，一方则固定为接收端。信息只能沿一个方向传输，使用一根 传输线。

例如计算机和打印机之间的通信是单工模式，因为只有计算机向打印机传输数据，而没有相反方向的数据传输。还有在某些通信信道中，如单工无线发送等。

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传送资料，若另一设备 要传送资料，需等原来传送资料的设备传送完成后再处理。

半双工在通信过程中，信息既可由A传到B，又能由B传A，但只能有一个方向上的传输存在。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。收/发开关实际上是由软件控制的电子开关。

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。由于对讲机传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。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。 全双工在通信过程中，线路上存在A到B和B到A的双向信号传输。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换操作所产生的时间延迟，这对那些不能有时间延误的交互式应用（例如远程监测和控制系统）十分有利。这种方式要求通讯双方均有发送器和接收器，同时，需要两根数据线传送数据信号（可能还需要控制线和状态线，以及地线）。

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。

全双工系统的模拟

当一个设备连接到网络上，需要利用通道存取方法（en:channel access method）使传送的资料及接收的资料共享同一物理介质。此时使用的通道存取方法就称为双工（duplexing）方法，全双工主要有两种形式。分别为时分双工（时间分隔多工）和频分双工。

时分双工（时间分隔多工）

时分双工（英文缩写为TDD，Time-Division Duplexing），是指利用时间分隔多工技术来分隔传送及接收信号。 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，如上传资料量大时，就提高上传的带宽，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（en:beamforming）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 系统

DECT

IEEE 802.16 WiMAX TDD 模式

使用载波侦听多路访问（en:carrier sense multiple access）技术的半双工封包网络，例如以太网路或使用集线器的以太网路、无线局域网 （WLAN）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。

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传送及接收的信号。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 ，时分双工会在切换传送接收时，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，因为一个设备传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资料，传送及接收的资料也不会互相影响。

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，使一设备的传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：

非对称数位用户线路（ADSL）及 超高速用户数位回路（VDSL）

大部份的手机系统，包括UMTS/WCDMA FDD 模式

IEEE 802.16 WiMAX FDD 模式

范例

网卡

网卡的全双工（Full Duplex）是指网卡在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，这好像我们平时打电话一样，说话的同时也 能够听到对方的声音。目前的网卡一般都支持全双工。

电话网络

手机网络

IRC