Qu'est-ce que le fonctionnement semi-duplex et duplex intégral, et comment cela affecte-t-il votre routeur?

Les connexions WiFi fonctionnent en semi-duplex tandis que la partie câblée du LAN est en duplex intégral. Il semble donc qu'en se connectant via WiFi, quelque chose devait donner. Avons-nous échangé?

Les connexions WiFi fonctionnent en semi-duplex tandis que la partie câblée du LAN est en duplex intégral.  Il semble donc qu'en se connectant via WiFi, quelque chose devait donner.  Avons-nous échangé?
Publicité

Les connexions WiFi fonctionnent en semi-duplex tandis que la partie câblée du LAN est en duplex intégral. Il semble donc qu'en se connectant via WiFi, quelque chose devait donner. Avons-nous échangé? Aimez-vous perdre la moitié de tout? Pire, ne serons-nous pas en mesure d'effectuer certaines choses avec nos ordinateurs et périphériques s'ils étaient connectés via le WiFi?

Duplex contre Simplex

En réseau, le terme «duplex» signifie la capacité pour deux points ou dispositifs de communiquer les uns avec les autres, par opposition à «simplex» qui se rapporte à la communication unidirectionnelle. Dans un système de communication duplex, les deux points (dispositifs) peuvent transmettre et recevoir des informations. Les exemples de systèmes duplex comprennent les téléphones et les talkies-walkies.

D'autre part, les systèmes simplex permettent seulement à un dispositif de transmettre des informations, tandis que les autres reçoivent. La télécommande infrarouge commune est un excellent exemple de système simplex, où la télécommande IR transmet des signaux mais n'en reçoit jamais en retour.

Plein et demi-duplex

La communication en duplex intégral entre deux composants signifie que les deux peuvent transmettre et recevoir des informations entre eux simultanément. Les téléphones sont des systèmes full-duplex afin que les deux parties sur le téléphone puissent parler et écouter en même temps.

Dans les systèmes semi-duplex, la transmission et la réception de l'information doivent se faire alternativement. Alors qu'un point transmet, l'autre doit seulement recevoir. Walkie-talkie communication radio est un système semi-duplex, cela se caractérise par dire "plus" à la fin d'une transmission pour signifier que la partie est prête à recevoir des informations.

Crédit d'image: Wikipedia
Une illustration simple d'un système de communication semi-duplex. Crédit d'image: Wikipedia

Comment le duplexage affecte les routeurs WiFi

Les routeurs WiFi sont des dispositifs qui modulent et ordonnent le flux d'informations vers et depuis n'importe quel appareil électronique compatible WiFi (comme un ordinateur portable ou un smartphone) vers Internet, en utilisant une norme ou un protocole spécifique appelé IEEE 802.11 qui fonctionne en semi-duplex. Le WiFi est juste la marque de commerce pour cette norme IEEE (comprendre les normes WiFi communes) Comprendre les standards Wi-Fi les plus courants Comprendre les standards Wi-Fi les plus courants Le Wi-Fi peut être un peu déroutant parce qu'il y a une poignée de normes différentes utilisé, voici ce que vous devez savoir.

Les périphériques WiFi se connectent sans fil au routeur en utilisant des ondes radio à 2, 4 GHz ou à 5 GHz. Le routeur planifie et s'assure que les informations correctes circulent entre chaque appareil connecté et Internet; sans collision et perte; par un appel de processus Time Division Duplexing (TDD) pour se comporter comme un duplexage complet.

TDD émule le duplex intégral en configurant ou en divisant les périodes qui alternent entre la transmission et la réception. Les paquets de données circulent dans les deux sens selon les divisions temporelles. En coupant finement ces périodes de temps, les appareils connectés de cette façon semblent transmettre et recevoir simultanément.

Pourquoi les routeurs actuels ne peuvent-ils pas fonctionner en duplex intégral?

Le plus gros problème pour obtenir une capacité full-duplex par radio est l'auto-interférence. Cette interférence ou bruit est plus intense que le signal lui-même. Autrement dit, l'interférence dans un système full-duplex se produit lorsqu'un seul point transmet et reçoit simultanément, et il recevra sa propre transmission aussi, d'où une auto-interférence est produite.

Diagramme illustrant l'auto-interférence. Crédit: Réseau Kumu
Diagramme illustrant l'auto-interférence. Crédit: Réseau Kumu

Le sans fil bidirectionnel pratique est possible dans les domaines de la recherche et du milieu universitaire. Ceci est largement réalisé en annulant l'auto-interférence sur deux niveaux. Le premier est l'inversion de signal du signal de bruit lui-même et ensuite le processus d'annulation de bruit est encore amélioré numériquement. Quelques étudiants de l'Université de Stanford ont construit des prototypes de radio fonctionnant en duplex intégral en 2010 et 2011 (lire le livre blanc). Certains de ces étudiants ont formé une entreprise commerciale appelée KUMU Networks, qui s'est engagée à révolutionner le réseautage sans fil.

D'autres travaux tels que IBFD (In-Band Full-Duplex) par Cornell University et STAR (Simultaneous Transmit and Receive) par Photonic Systems Inc. peuvent également être trouvés.

Qu'en est-il du LAN câblé?

La partie câblée du LAN communique en full-duplex avec deux paires de fils torsadés formant la connexion du câble Ethernet. Chaque paire est dédiée à la transmission et à la réception de paquets d'informations simultanément, donc pas de collision de données et pas d'interférences.

Voici tout ce que vous devez savoir sur les câbles Ethernet Tout ce que vous devez savoir sur les câbles Ethernet Tout ce que vous devez savoir sur les câbles Ethernet En savoir plus.

FTP cable3 par Baran Ivo - Travail personnel. Licencié sous Public domain via Wikimedia Commons
FTP cable3 par Baran Ivo - Travail personnel. Licencié sous Public domain via Wikimedia Commons

Progrès dans la connectivité WiFi

Dans le cadre du protocole IEEE 802.11, des modifications ont été apportées pour obtenir une meilleure portée ou un meilleur débit de données, ou les deux. Depuis ses débuts en 1997 jusqu'en 2013, les normes WiFi ont été modifiées de 802.11 à 802.11b / a, 802.11g, 802.11n, et enfin, 802.11ac (si vous achetez un routeur AC sans fil Si vous achetez un routeur sans fil 802.11ac Si vous achetez un routeur 802.11ac sans fil 802.11ac promet des vitesses fulgurantes, mais de nombreux consommateurs commencent tout juste à passer à la norme 802.11n, laissant beaucoup à se demander si la nouvelle version vaut la peine. Peu importe leur évolution, ils appartiennent toujours à la famille 802.11, qui fonctionnera toujours en semi-duplex. Bien que des améliorations ont été apportées, notamment avec l'inclusion de MIMO (Qu'est-ce que MIMO Ce que vous devez savoir lors de l'achat d'un routeur WiFi pour votre maison Ce que vous devez savoir lors de l'achat d'un routeur WiFi pour votre maison Beaucoup de gens trouvent qu'ils ne en savoir plus sur les routeurs quand vient le temps d'en acheter un.Il n'y a pas de honte.Les consommateurs ne prennent pas la peine d'en apprendre beaucoup sur eux parce que nous ne ... Lire la suite?), fonctionnant en half-duplex réduit la efficacité spectrale globale de moitié.

Il est intéressant de noter que les routeurs pris en charge par MIMO (entrées multiples à sorties multiples) annoncent des débits de données beaucoup plus rapides. Ces routeurs utilisent plusieurs antennes pour transmettre et recevoir simultanément plusieurs flux de données, ce qui peut augmenter les taux de transfert globaux. Ceci est généralement trouvé dans les routeurs 802.11n et plus récents, qui annoncent des vitesses de 600 mégabits par seconde et plus. Cependant, comme ils fonctionnent en semi-duplex, 50% (300 mégabits par seconde) de la bande passante sont réservés à la transmission tandis que les 50% restants sont utilisés pour la réception.

WiFi Full-Duplex dans le futur

Il y a un intérêt commercial croissant pour la connectivité sans fil en duplex intégral. La raison principale étant que les progrès dans le FDD et le TDD half-duplex sont saturés. Les améliorations logicielles, les progrès de la modulation et les améliorations MIMO deviennent de plus en plus difficiles. Au fur et à mesure que de plus en plus d'appareils se connectent sans fil, le besoin d'une efficacité spectrale accrue sera finalement primordial. La connexion sans fil en duplex intégral a démontré avec succès le doublement instantané de cette efficacité spectrale.

Dans les domaines où l'impact sur le matériel, la reconfiguration logicielle, les modifications réglementaires et les investissements monétaires sont minimes, ce passage du mode semi-duplex au mode duplex intégral commencera à figurer de plus en plus en évidence. Poussés initialement par le besoin de plus de capacité, nous pourrions trouver le WiFi en full-duplex dans un proche avenir, au début côte à côte avec les derniers composants half-duplex.

In this article