डुप्लेक्स (दूरसंचार)

एक डुप्लेक्स संचार प्रणाली एक पॉइंट-टू-पॉइंट (दूरसंचार) | पॉइंट-टू-पॉइंट सिस्टम है जो दो या दो से अधिक कनेक्टेड पार्टियों या उपकरणों से बना है जो दोनों दिशाओं में एक दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं। डुप्लेक्स सिस्टम कई संचार नेटवर्क में कार्यरत हैं, या तो दो जुड़े पक्षों के बीच दोनों दिशाओं में एक साथ संचार की अनुमति देने के लिए या क्षेत्र में उपकरणों की निगरानी और दूरस्थ समायोजन के लिए एक रिवर्स पथ प्रदान करने के लिए। डुप्लेक्स कम्युनिकेशन सिस्टम दो प्रकार के होते हैं: फुल-डुप्लेक्स (FDX) और हाफ-डुप्लेक्स (HDX)।

पूर्ण-द्वैध प्रणाली में, दोनों पक्ष एक दूसरे के साथ एक साथ संवाद कर सकते हैं। पूर्ण-द्वैध उपकरण का एक उदाहरण सादा पुरानी टेलीफोन सेवा है; कॉल के दोनों सिरों पर मौजूद पक्ष एक साथ बोल सकते हैं और दूसरी पार्टी द्वारा सुने जा सकते हैं। ईरफ़ोन दूरस्थ पार्टी के भाषण को पुन: उत्पन्न करता है क्योंकि माइक्रोफ़ोन स्थानीय पार्टी के भाषण को प्रसारित करता है। उनके बीच दो-तरफ़ा संचार चैनल है, या अधिक सख्ती से बोलना, उनके बीच दो संचार चैनल हैं।

अर्ध-द्वैध या अर्ध-द्वैध प्रणाली में, दोनों पक्ष एक-दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं, लेकिन एक साथ नहीं; संचार एक समय में एक दिशा है। हाफ-डुप्लेक्स डिवाइस का एक उदाहरण वॉकी-टॉकी है, एक टू-वे रेडियो जिसमें पुश-टू-टॉक बटन होता है। जब स्थानीय उपयोगकर्ता दूरस्थ व्यक्ति से बात करना चाहता है, तो वे इस बटन को दबाते हैं, जो ट्रांसमीटर को चालू करता है और रिसीवर को बंद कर देता है, जिससे उन्हें बात करते समय दूरस्थ व्यक्ति को सुनने से रोका जा सके। दूरस्थ व्यक्ति को सुनने के लिए, वे बटन छोड़ते हैं, जो रिसीवर को चालू करता है और ट्रांसमीटर को बंद कर देता है।

ऐसी प्रणालियाँ जिन्हें द्वैध क्षमता की आवश्यकता नहीं है, इसके बजाय सरल संचार का उपयोग कर सकती हैं, जिसमें एक उपकरण संचारित होता है और अन्य केवल सुन सकते हैं।उदाहरण प्रसारण रेडियो और टेलीविजन, गेराज दरवाजा खोलने वाले, बेबी मॉनिटर, वायरलेस माइक्रोफोन और निगरानी कैमरे हैं। इन उपकरणों में संचार केवल एक दिशा में होता है।

आधा डुप्लेक्स

अर्ध-द्वैध संचार प्रणाली का एक सरल उदाहरण

हाफ-डुप्लेक्स (HDX) सिस्टम दोनों दिशाओं में संचार प्रदान करता है, लेकिन एक समय में केवल एक दिशा, दोनों दिशाओं में एक साथ नहीं।

आमतौर पर, एक बार एक पार्टी को सिग्नल मिलना शुरू हो जाता है, तो उसे जवाब देने से पहले ट्रांसमिशन के पूरा होने का इंतजार करना चाहिए।

अर्ध-द्वैध प्रणाली का एक उदाहरण एक दो-पक्षीय प्रणाली है जैसे वॉकी-टॉकी, जिसमें ट्रांसमिशन के अंत को इंगित करने के लिए किसी को पहले या किसी अन्य निर्दिष्ट कीवर्ड को कहना चाहिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि एक समय में केवल एक पार्टी ही प्रसारित होती है। अर्ध-द्वैध प्रणाली के लिए एक अच्छा सादृश्य एक लेन वाली सड़क होगी जो दो-तरफा यातायात की अनुमति देती है, यातायात एक समय में केवल एक दिशा में प्रवाहित हो सकता है।

हाफ-डुप्लेक्स सिस्टम का उपयोग आम तौर पर समग्र द्विदिश थ्रुपुट को कम करने की कीमत पर बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग) को संरक्षित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि केवल एक संचार चैनल की आवश्यकता होती है और इसे दो दिशाओं के बीच वैकल्पिक रूप से साझा किया जाता है। उदाहरण के लिए, एक वॉकी-टॉकी या एक डीईसीटी फोन या तथाकथित टीडीडी 4जी या 5जी फोन को द्विदिश संचार के लिए केवल एक आवृत्ति की आवश्यकता होती है, जबकि तथाकथित एफडीडी मोड में एक सेल फोन एक पूर्ण-डुप्लेक्स डिवाइस है, और आम तौर पर इसकी आवश्यकता होती है। दो आवृत्तियां एक साथ दो ध्वनि चैनलों को ले जाने के लिए, प्रत्येक दिशा में एक।

स्वचालित संचार प्रणालियों जैसे दो-तरफ़ा डेटा-लिंक, समय-विभाजन बहुसंकेतन का उपयोग अर्ध-द्वैध प्रणाली में संचार के लिए समय आवंटन के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, डेटा लिंक के एक छोर पर स्टेशन A को ठीक एक सेकंड के लिए संचारित करने की अनुमति दी जा सकती है, फिर दूसरे छोर पर स्टेशन B को ठीक एक सेकंड के लिए संचारित करने की अनुमति दी जा सकती है, और फिर चक्र दोहराता है। इस योजना में चैनल को कभी बेकार नहीं छोड़ा जाता।

अर्ध-द्वैध प्रणालियों में, यदि एक ही समय में एक से अधिक पक्ष संचारित होते हैं, तो एक टकराव (दूरसंचार) होता है, जिसके परिणामस्वरूप संदेश खो जाते हैं या विकृत हो जाते हैं।

पूर्ण द्वैध

एक पूर्ण-द्वैध संचार प्रणाली का एक सरल उदाहरण। सामान्य डुप्लेक्सिंग विधियों की लागत और जटिलता के कारण यहां दिखाए गए हैंडहेल्ड रेडियो में फुल-डुप्लेक्स सामान्य नहीं है, लेकिन टेलीफोन, सेलफोन और कॉर्डलेस फोन में इसका उपयोग किया जाता है।

एक पूर्ण-द्वैध (FDX) प्रणाली दोनों दिशाओं में संचार की अनुमति देती है, और अर्ध-द्वैध के विपरीत, यह एक साथ होने की अनुमति देती है।

लैंड-लाइन टेलीफोन नेटवर्क पूर्ण-द्वैध हैं क्योंकि वे दोनों कॉल करने वालों को एक ही समय में बोलने और सुनने की अनुमति देते हैं। टेलीफोन हाइब्रिड में हाइब्रिड कॉइल के उपयोग के माध्यम से दो-तार सर्किट पर पूर्ण-द्वैध संचालन प्राप्त किया जाता है। आधुनिक सेल फोन भी पूर्ण-द्वैध हैं। पूर्ण-द्वैध संचार के बीच एक तकनीकी अंतर है, जो एक साथ दोनों दिशाओं के लिए एक भौतिक संचार चैनल का उपयोग करता है, और दोहरे-सरल संचार जो दो अलग-अलग चैनलों का उपयोग करता है, प्रत्येक दिशा के लिए एक। उपयोगकर्ता के दृष्टिकोण से, तकनीकी अंतर कोई मायने नहीं रखता है और दोनों वेरिएंट को आमतौर पर फुल डुप्लेक्स कहा जाता है।

कई ईथरनेट कनेक्शन एक ही जैकेट के अंदर दो भौतिक मुड़ जोड़े, या दो ऑप्टिकल फाइबर जो प्रत्येक नेटवर्क डिवाइस से सीधे जुड़े होते हैं, का एक साथ उपयोग करके पूर्ण-द्वैध संचालन प्राप्त करते हैं: एक जोड़ी या फाइबर पैकेट प्राप्त करने के लिए है, जबकि दूसरा भेजने के लिए है पैकेट। अन्य ईथरनेट संस्करण, जैसे 1000BASE-T एक साथ प्रत्येक दिशा में एक ही चैनल का उपयोग करते हैं। किसी भी स्थिति में, पूर्ण-द्वैध संचालन के साथ, केबल स्वयं एक टकराव-मुक्त वातावरण बन जाता है और प्रत्येक ईथरनेट कनेक्शन द्वारा समर्थित अधिकतम कुल संचरण क्षमता को दोगुना कर देता है।

फुल-डुप्लेक्स के भी हाफ-डुप्लेक्स के उपयोग के कई फायदे हैं। चूँकि प्रत्येक मुड़ जोड़ी पर केवल एक ट्रांसमीटर होता है, इसलिए कोई विवाद नहीं होता है और न ही कोई टकराव होता है, इसलिए प्रतीक्षा करने या फिर से फ्रेम करने से समय बर्बाद नहीं होता है। पूर्ण संचरण क्षमता दोनों दिशाओं में उपलब्ध है क्योंकि भेजने और प्राप्त करने के कार्य अलग-अलग हैं।

1960 और 1970 के दशक की कुछ कंप्यूटर-आधारित प्रणालियों को पूर्ण-द्वैध सुविधाओं की आवश्यकता थी, यहाँ तक कि अर्ध-द्वैध संचालन के लिए भी, क्योंकि उनकी पोल-और-प्रतिक्रिया योजनाएँ अर्ध-द्वैध रेखा में संचरण की दिशा को उलटने में मामूली देरी को बर्दाश्त नहीं कर सकती थीं।

इको रद्दीकरण

टेलीफोन जैसे फुल-डुप्लेक्स ऑडियो सिस्टम इको बना सकते हैं, जो उपयोगकर्ताओं के लिए विचलित करने वाला है और मोडेम के प्रदर्शन को बाधित करता है। इको तब होता है जब दूर के सिरे से उत्पन्न होने वाली ध्वनि स्पीकर के निकट के सिरे से बाहर आती है और माइक्रोफोन में फिर से प्रवेश करती है वहाँ और फिर दूर के अंत में वापस भेज दिया जाता है। ध्वनि तब मूल स्रोत के अंत में फिर से प्रकट होती है लेकिन विलंबित होती है।

इको कैंसलेशन एक सिग्नल-प्रोसेसिंग ऑपरेशन है जो नेटवर्क पर वापस भेजे जाने से पहले माइक्रोफ़ोन सिग्नल से दूर के सिग्नल को घटा देता है। इको रद्दीकरण महत्वपूर्ण तकनीक है जो मोडेम को अच्छा पूर्ण-द्वैध प्रदर्शन प्राप्त करने की अनुमति देती है। V.32, V.34, V.56, और V.90 ITU-T V-सीरीज़ अनुशंसाओं के लिए इको रद्दीकरण की आवश्यकता होती है। इको कैंसिलर सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर कार्यान्वयन दोनों के रूप में उपलब्ध हैं। वे संचार प्रणाली में स्वतंत्र घटक हो सकते हैं या संचार प्रणाली की केंद्रीय प्रसंस्करण इकाई में एकीकृत हो सकते हैं।

पूर्ण-द्वैध अनुकरण

जहाँ एक ही भौतिक संचार माध्यम पर आगे और पीछे के संचार चैनलों को विभाजित करने के लिए पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट संचार | पॉइंट-टू-मल्टीपॉइंट नेटवर्क (जैसे सेलुलर नेटवर्क) में चैनल एक्सेस विधियों का उपयोग किया जाता है, उन्हें डुप्लेक्सिंग विधियों के रूप में जाना जाता है।

समय-विभाजन डुप्लेक्सिंग

टाइम-डिवीजन डुप्लेक्सिंग (टीडीडी) आउटवर्ड और रिटर्न सिग्नल को अलग करने के लिए टाइम-डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग का अनुप्रयोग है। यह आधे-द्वैध संचार लिंक पर पूर्ण-द्वैध संचार का अनुकरण करता है।

समय-विभाजन डुप्लेक्सिंग उस मामले में लचीला है जहां दूरसंचार लिंक और डाउनलिंक डेटा दरों या उपयोग की विषमता है। जैसे-जैसे अपलिंक डेटा की मात्रा बढ़ती है, अधिक संचार क्षमता को गतिशील रूप से आवंटित किया जा सकता है, और जैसे-जैसे ट्रैफ़िक लोड हल्का होता जाता है, क्षमता को दूर किया जा सकता है। डाउनलिंक दिशा में भी यही बात लागू होती है।

'ट्रांसमिट/रिसीव ट्रांजिशन गैप' (टीटीजी) एक डाउनलिंक फटने और उसके बाद के अपलिंक फटने के बीच का अंतराल (समय) है। इसी तरह, 'रिसीव/ट्रांसमिट ट्रांजिशन गैप' (आरटीजी) एक अपलिंक फटने और उसके बाद के डाउनलिंक फटने के बीच का अंतर है। समय-विभाजन द्वैध प्रणालियों के उदाहरणों में शामिल हैं:

• 3जी मोबाइल नेटवर्क पर डेटा संचार के लिए यूएमटीएस-टीडीडी
• 4जी मोबाइल नेटवर्क पर डेटा संचार के लिए एलटीई-टीडीडी
• डीईसीटी वायरलेस टेलीफोनी
• कैरियर सेंस मल्टीपल एक्सेस पर आधारित हाफ-डुप्लेक्स पैकेट स्विच्ड नेटवर्क, उदाहरण के लिए 2-वायर या ईथरनेट हब, वायरलेस लोकल एरिया नेटवर्क और ब्लूटूथ, को समय-विभाजन डुप्लेक्सिंग सिस्टम के रूप में माना जा सकता है, हालांकि निश्चित फ्रेम-लंबाई के साथ TDMA नहीं।
• वाईमैक्स
• पैक्टर
• आईएसडीएन बीआरआई यू इंटरफेस, समय-संपीड़न मल्टीप्लेक्स (टीसीएम) लाइन सिस्टम का उपयोग करने वाले संस्करण
• G.fast, ITU-T द्वारा विकसित एक डिजिटल सब्सक्राइबर लाइन (DSL) मानक

फ्रीक्वेंसी-डिवीजन डुप्लेक्सिंग

फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न डुप्लेक्सिंग (FDD) का अर्थ है कि ट्रांसमीटर और रिसीवर (रेडियो) विभिन्न वाहक आवृत्तियों का उपयोग करके संचालित होते हैं।

हैम रेडियो ऑपरेशन में विधि का अक्सर उपयोग किया जाता है, जहां एक ऑपरेटर पुनरावर्तक स्टेशन का उपयोग करने का प्रयास कर रहा है। पुनरावर्तक स्टेशन को एक ही समय में एक संचरण भेजने और प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए और ऐसा उस आवृत्ति को थोड़ा बदलकर करता है जिस पर वह भेजता है और प्राप्त करता है। ऑपरेशन के इस मोड को 'डुप्लेक्स मोड' या 'ऑफ़सेट मोड' कहा जाता है। अपलिंक और डाउनलिंक उप-बैंड को 'आवृत्ति ऑफसेट' द्वारा अलग किया जाना कहा जाता है।

फ्रीक्वेंसी-डिवीजन डुप्लेक्स सिस्टम सरल रिपीटर स्टेशनों के सेट का उपयोग करके अपनी सीमा का विस्तार कर सकते हैं क्योंकि किसी एक आवृत्ति पर प्रसारित संचार हमेशा एक ही दिशा में यात्रा करता है।

सममित ट्रैफ़िक के मामले में फ़्रिक्वेंसी-डिवीज़न डुप्लेक्सिंग कुशल हो सकती है। इस मामले में, समय-विभाजन डुप्लेक्सिंग संचारण से प्राप्त करने के लिए स्विच-ओवर के दौरान बैंडविड्थ को बर्बाद कर देता है, इसमें अधिक अंतर्निहित विलंबता (इंजीनियरिंग) होती है, और अधिक जटिल सर्किट्री की आवश्यकता हो सकती है।

फ्रीक्वेंसी-डिवीजन डुप्लेक्सिंग का एक और फायदा यह है कि यह रेडियो प्लानिंग को आसान और अधिक कुशल बनाता है क्योंकि बेस स्टेशन एक-दूसरे को 'सुन' नहीं पाते हैं (क्योंकि वे विभिन्न उप-बैंडों में संचारित और प्राप्त करते हैं) और इसलिए आम तौर पर एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करेंगे . इसके विपरीत, समय-विभाजन डुप्लेक्सिंग सिस्टम के साथ, पड़ोसी बेस स्टेशनों (जो स्पेक्ट्रल दक्षता कम हो जाती है) या बेस स्टेशनों को सिंक्रनाइज़ करने के लिए गार्ड समय रखने के लिए देखभाल की जानी चाहिए, ताकि वे एक ही समय में संचारित और प्राप्त कर सकें (जो नेटवर्क जटिलता को बढ़ाता है और इसलिए लागत, और बैंडविड्थ आवंटन लचीलेपन को कम करता है क्योंकि सभी बेस स्टेशनों और क्षेत्रों को समान अपलिंक/डाउनलिंक अनुपात का उपयोग करने के लिए मजबूर किया जाएगा)।

फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न डुप्लेक्सिंग सिस्टम के उदाहरणों में शामिल हैं:

• एडीएसएल और वीडीएसएल
• लंबी अवधि के विकास, UMTS और CDMA2000 सहित मोबाइल तकनीक
• आईईईई 802.16 वाईमैक्स

यह भी देखें

• बातचीत का माध्यम
• क्रॉसबैंड ऑपरेशन
• डबल ट्रैक रेलवे
• डुप्लेक्स बेमेल
• डुप्लेक्सर
• चार-तार सर्किट
• मल्टीप्लेक्सिंग
• बात करने के लिए धक्का
• रेडियो संसाधन प्रबंधन
• सिम्पलेक्स संचार

आगे की पढाई

• Tanenbaum, Andrew S. (2003). Computer Networks. Prentice Hall. ISBN 0-13-038488-7.

• Riihonen, Taneli (2014). Design and Analysis of Duplexing Modes and Forwarding Protocols for OFDM(A) Relay Links. Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 81/2014. ISBN 978-952-60-5715-6.