半二重および全二重操作とは何ですか？また、ルーターにどのように影響しますか？

LANの有線部分が全二重である間、WiFi接続は半二重で実行されています。だから、WiFi経由で接続することによって、何かが与えられなければならなかったようです。私たちはショートチェンジされましたか？あなたは何かの半分を失うのが好きですか？さらに悪いことに、WiFi経由で接続されている場合、コンピューターや周辺機器で特定の処理を実行できませんか？

デュプレックスとシンプレックス

ネットワーキングでは、「デュプレックス」という用語は、単方向通信を指す「シンプレックス」とは対照的に、2つのポイントまたはデバイスが相互に通信する機能を意味します。二重通信システムでは、両方のポイント（デバイス）が情報を送受信できます。二重システムの例には、電話やトランシーバーが含まれます。

一方、シンプレックスシステムでは、1つのデバイスのみが情報を送信し、他のデバイスは情報を受信します。一般的な赤外線リモコンは、シンプレックスシステムの代表的な例であり、IRリモコンは信号を送信しますが、代わりに信号を受信することはありません。

フルデュプレックスとハーフデュプレックス

2つのコンポーネント間の全二重通信は、両方が相互に同時に情報を送受信できることを意味します。電話は全二重システムであるため、電話の両方の当事者が同時に話したり聞いたりすることができます。

半二重システムでは、情報の送信と受信を交互に行う必要があります。一方のポイントが送信している間、もう一方のポイントは受信する必要があります。ウォーキー-トーキー無線通信は半二重システムであり、これは、当事者が情報を受信する準備ができていることを示すために、送信の最後に「オーバー」と言うことを特徴とします。

半二重通信システムの簡単な図。画像クレジット：ウィキペディア

二重化がWiFiルーターに与える影響

WiFiルーターは、半二重で動作するIEEE 802.11と呼ばれる特定の標準またはプロトコルを使用して、WiFi対応の電子デバイス（ラップトップやスマートフォンなど）とインターネットとの間の情報の流れを調整およびスケジュールするデバイスです。 WiFiはこの特定の商標ブランドです IEEE 標準（一般的なWiFi標準を理解する）。

WiFiデバイスは、2.4GHzまたは5GHzの電波を使用してルーターにワイヤレスで接続します。ルーターは、接続されている各デバイスとインターネットの間で正しい情報が流れるようにスケジュールし、確認します。衝突や損失なし。プロセスによって、時分割複信（TDD）を呼び出して、全二重のように動作します。

TDDは、送信と受信を交互に繰り返す期間を設定または分割することにより、全二重をエミュレートします。データパケットは、時分割で指定されているように双方向に流れます。これらの時間を細かく刻むことにより、このように接続されたデバイスは同時に送信と受信を行っているように見えます。

現在のルーターが全二重で実行できないのはなぜですか？

無線を介して全二重機能を実現するための最大の問題は、自己干渉です。この干渉またはノイズは、実際の信号自体よりも強力です。簡単に言えば、全二重システムでの干渉は、単一のポイントが同時に送信および受信しているときに発生し、それ自体の送信も受信するため、自己干渉が発生します。

自己相互参照を示す図。クレジット： Kumu Network

実用的な全二重無線は、研究や学界の分野で可能です。これは主に、2つのレベルで自己干渉をキャンセルすることによって達成されます。 1つは、ノイズ信号自体の信号反転によるもので、次にノイズキャンセルのプロセスがデジタルでさらに強化されます。スタンフォード大学の数人の学生が動作する全二重無線プロトタイプを構築 2010年と2011年（ホワイトペーパーを読む）。これらの学生の何人かは、と呼ばれる商業スタートアップを形成し続けています KUMUネットワーク、ワイヤレスネットワークに革命を起こすことを約束します。

他の作品など IBFD （インバンド全二重）コーネル大学と星 Photonic Systems Inc.による（同時送受信）もあります。

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有線LANはどうですか？

LANの有線部分は、イーサネットケーブル接続を形成する2対のツイストワイヤと全二重で通信します。各ペアは、情報パケットを同時に送信および受信するための専用であるため、データの衝突や干渉は発生しません。

これがイーサネットケーブルについて知っておくべきことすべて。

FTPケーブル3 にバラン・イヴォ - 自身の仕事。パブリックドメインでライセンス供与ウィキメディアコモンズ

WiFi接続の進歩

IEEE 802.11プロトコル内で、より良い範囲またはより良いデータスループット、あるいはその両方を達成するために変更が加えられました。 1997年から2013年の形成期から、WiFi規格は802.11から802.11b / a、802.11g、802.11n、そして最後に802.11acに修正されました（ワイヤレスACルーターを購入する必要がありますか？）。どれほど高度になっても、802.11ファミリに属しており、常に半二重で動作します。改善が行われていますが、特にMIMO（ MIMOとは？）、半二重で実行すると、全体的なスペクトル効率が半分に低下します。

興味深いことに、MIMO対応ルーター（複数入力複数出力）は、はるかに高速なデータレートをアドバタイズします。これらのルーターは、複数のアンテナを使用して複数のデータストリームを同時に送受信し、全体的な転送速度を向上させることができます。これは、600メガビット/秒以上の速度をアドバタイズする802.11n以降のルーターでよく見られます。ただし、これらは半二重で動作するため、帯域幅の50％（300メガビット/秒）は送信用に予約され、残りの50％は受信用に使用されます。

将来の全二重WiFi

全二重無線接続への商業的関心が高まっています。主な理由は、半二重FDDとTDDの進歩が飽和していることです。ソフトウェアの機能強化、変調の進歩、MIMOの改善はますます難しくなっています。より多くのデバイスがワイヤレスで接続するにつれて、スペクトル効率を向上させる必要性が最終的に最も重要になります。全二重無線接続は、このスペクトル効率の瞬間的な倍増を成功裏に実証しました。

ハードウェア、ソフトウェアの再構成、規制の変更、および金銭的投資への影響が最小限である領域では、半二重から全二重へのこの変更がますます顕著になり始めます。当初はより多くの容量が必要でしたが、近い将来、全二重WiFiが、最初は最新の半二重コンポーネントと並んで見つかる可能性があります。

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