As conexões WiFi estão funcionando em half-duplex enquanto a parte com fio da LAN está em full-duplex. Então, parece que, conectando-se através de WiFi, algo tinha que dar. Nós fomos enganados? Você gosta de perder metade de tudo? Pior, não seremos capazes de executar certas coisas com nossos computadores e dispositivos periféricos se eles estiverem conectados através de WiFi?
Duplex versus Simplex
Na rede, o termo 'duplex' significa a capacidade de dois pontos ou dispositivos se comunicarem uns com os outros, ao contrário de 'simplex', que se refere à comunicação unidirecional. Em um sistema de comunicação duplex, ambos os pontos (dispositivos) podem transmitir e receber informações. Exemplos de sistemas duplex incluem telefones e walkie-talkies.
Por outro lado, os sistemas simplex permitem apenas que um dispositivo transmita informação, enquanto outro recebe. O controle remoto infravermelho comum é um excelente exemplo de um sistema simplex, onde o controle remoto infravermelho transmite sinais, mas nunca recebe nenhum em troca.
Completo e Half-Duplex
A comunicação full-duplex entre dois componentes significa que ambos podem transmitir e receber informações entre si simultaneamente. Telefones são sistemas full-duplex para que ambas as partes ao telefone possam conversar e ouvir ao mesmo tempo.
Em sistemas half-duplex, a transmissão e recepção de informações devem ocorrer alternadamente. Enquanto um ponto está transmitindo, o outro deve receber apenas. A comunicação por rádio walkie-talkie é um sistema half-duplex, que se caracteriza por dizer “over” no final de uma transmissão para significar que a parte está pronta para receber informações.
Como o duplex afeta os roteadores WiFi
Os roteadores WiFi são dispositivos que modulam e agendam o fluxo de informações de e para qualquer dispositivo eletrônico compatível com WiFi (como um laptop ou smartphone) para a Internet, usando um padrão ou protocolo específico chamado IEEE 802.11 que funciona em half-duplex. WiFi é apenas a marca registrada para este padrão IEEE específico (entenda os padrões WiFi comuns Entendendo os padrões Wi-Fi mais comuns Entendendo os padrões Wi-Fi mais comuns O Wi-Fi pode ser um pouco confuso porque há um punhado de padrões diferentes sendo usado. Veja o que você precisa saber. Leia mais).
Os dispositivos WiFi se conectam sem fio ao roteador usando ondas de rádio a 2, 4 GHz ou a 5 GHz. O roteador programa e garante que as informações corretas fluam entre cada dispositivo conectado e a Internet; sem colisão e perda; por uma chamada de processo Time Division Duplexing (TDD) para se comportar como full-duplexing.
O TDD emula full-duplexing configurando ou dividindo períodos de tempo que alternam entre transmissão e recepção. Os pacotes de dados fluem nos dois sentidos conforme determinado pelas divisões de tempo. Ao cortar esses períodos de tempo com precisão, os dispositivos conectados dessa maneira parecem estar transmitindo e recebendo simultaneamente.
Por que os roteadores atuais não podem ser executados no Full-Duplex?
O maior problema para conseguir a capacidade full-duplex sobre o rádio é a auto-interferência. Essa interferência ou ruído é mais intenso que o próprio sinal. Simplificando, a interferência em um sistema full-duplex ocorre quando um único ponto está transmitindo e recebendo simultaneamente, e ele também receberá sua própria transmissão, portanto, a auto-interferência é produzida.
Prático full-duplex sem fio é possível nos domínios da pesquisa e da academia. Isto é largamente conseguido cancelando a auto-interferência em dois níveis. O primeiro é por inversão de sinal do sinal de ruído em si e, em seguida, o processo de cancelamento de ruído é reforçado digitalmente. Alguns estudantes da Universidade de Stanford construíram protótipos de rádio full duplex em 2010 e 2011 (leia o white paper). Alguns desses estudantes formaram uma startup comercial chamada KUMU Networks, comprometida com a revolução da rede sem fio.
Outros trabalhos como o IBFD (In-Band Full-Duplex) da Cornell University e STAR (Simultaneous Transmit and Receive) da Photonic Systems Inc. também podem ser encontrados.
O que sobre LAN com fio?
A parte com fio da LAN se comunica em full-duplex com dois pares de fios trançados, formando a conexão do cabo ethernet. Cada par é dedicado a transmitir e receber pacotes de informações simultaneamente, portanto, sem colisão de dados e sem interferência.
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Progresso na conectividade WiFi
Dentro do protocolo IEEE 802.11, foram feitas alterações para obter um melhor intervalo ou melhor throughput de dados, ou ambos. De seus dias de formação em 1997 a 2013, os padrões de Wi-Fi foram alterados de 802.11 para 802.11b / a, 802.11g, 802.11n e, finalmente, 802.11ac (se você comprar um roteador de CA sem fio Se você comprar um roteador sem fio 802.11ac "Você deve comprar um roteador sem fio 802.11ac? O 802.11ac promete velocidades alucinantes, mas muitos consumidores estão apenas começando a atualizar para o padrão 802.11n, deixando a muitos a dúvida se a nova versão vale a pena. Leia mais?). Não importa quão avançados eles tenham se tornado, eles ainda pertencem à família 802.11, que sempre será executada em half-duplex. Embora melhorias tenham sido feitas, principalmente com a inclusão de MIMO (o que é MIMO O que você precisa saber ao comprar um roteador WiFi para sua casa O que você precisa saber ao comprar um roteador WiFi para sua casa Muitas pessoas acham que não Você sabe muito sobre roteadores quando chega a hora de comprar um. Não há vergonha nisso. Os consumidores geralmente não se importam em aprender muito sobre eles porque não costumamos ... Read More?), rodando em half-duplex reduz o eficiência espectral total pela metade.
Curiosamente, os roteadores suportados por MIMO (multiple-input multiple-output) anunciam taxas de dados muito mais rápidas. Esses roteadores utilizam várias antenas para transmitir e receber vários fluxos de dados simultaneamente, o que pode aumentar as taxas de transferência gerais. Isso é comumente encontrado nos roteadores 802.11n e mais recentes, que anunciam velocidades de 600 megabits por segundo e superiores. No entanto, uma vez que operam em half-duplex, 50 por cento (300 megabits por segundo) da largura de banda é reservada para transmissão, enquanto os outros 50 por cento são usados para recepção.
Full-Duplex WiFi no futuro
Há um crescente interesse comercial na conectividade sem fio full-duplex. A principal razão é que os avanços no FDD e TDD half-duplex estão saturando. Aprimoramentos de software, avanços de modulação e melhorias no MIMO estão ficando cada vez mais difíceis. À medida que mais dispositivos se conectam sem fio, a necessidade de maior eficiência espectral acabará sendo fundamental. A conexão sem fio full-duplex demonstrou com sucesso a duplicação instantânea dessa eficiência espectral.
Em áreas onde há impacto mínimo sobre hardware, reconfiguração de software, mudanças regulatórias e investimentos monetários, essa mudança de half-duplex para full-duplex começará a se tornar cada vez mais proeminente. Impulsionados inicialmente pela necessidade de mais capacidade, podemos encontrar o WiFi full-duplex em algum momento no futuro próximo, inicialmente lado a lado com os componentes half-duplex mais recentes.