【网络基础】半双工和全双工
讨论在网络中使用的两种不同的传输类型。
半双工（half duplex）和全双工（full duplex）。
引入基带传输、宽带传输两种传输频带，并讨论全双工的实现。
半双工
在半双工的网络中，两个设备使用网络电缆互连成一个点对点系统，这两个系统彼此之间可以进行双向通信。
但在半双工系统中，他们一次只能在一个方向上通信，不能同时双向通信，所以每次只能有一个方向的数据流。
当着两台计算机相互发送数据时，必须轮流进行。
半双工就像对讲机一样，如果某人向把语音传递给另一个人，它必须按下某个按钮，然后再说话。当按下按钮时，信息只向一个方法传递，所以他们在传输语音时听不到对方的声音，为了能接收到对方的声音，必须松开按钮。
全双工
现在，全双工是更好的传输类型。
在全双工系统中，两个设备彼此之间可以进行双向通信。但与半双工不同的是，两个设备之间可以同时双向通信，这就是全双工比半双工有优势的地方，设备可以同时收发数据。
因此，由于设备可以同时发送和接收数据，全双工系统的带宽是半双工系统的两倍。
网络带宽是指在单位时间(一般指的是1秒钟)内能传输的数据量。
全双工的一个很好的例子是电话通信。当你和某人在电话里交谈时，你可以同时向对方讲话并倾听对方的声音。所以你不必等待，可以边说边听。
CSMA/CD
拿交通公路做比较。
这里，半双工需要“交警”来控制道路的方向，否则如果两个方向的数据同时发送，就会出现下图的“碰撞”了。
这就是为什么在半双工系统中，需要交警来管理车道。
在网络中，交警被称为"CSMA/CD"
也就是"载波监听多点接入/冲突检查"，这是一种用来辅助避免碰撞的访问方法。如果确实发生了碰撞，也要做出正确的反应。
集线器&交换机
对应的半双工、全双工实体是：HUB（集线器）和SWITCH（交换机）
但是现在集线器基本就没人用了。
基带传输、宽带传输
由计算机或终端产生的数字信号，频谱都是从零开始的，这种未经调制的信号所占用的频率范围叫基本频带（这个频带从直流起可高到数百千赫，甚至若干兆赫），简称基带（base band）。这种数字信号就称基带信号。
在有线信道中，直接用电传打字机进行通信时传输的信号就是基带信号。而传送数据时，以原封不动的形式，把基带信号送入线路，称为基带传输。
如果信号需要长距离传输，就需要通过调制解调器将信号转换为宽带信号进行宽带传输，然后在接收端又将它转换过来。
原理
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基带传输：信号源产生的原始电信号称为基带信号，将数字数据0、1直接用两种不同的电压表示，然后送到线路上去传输。
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宽带传输：将基带信号进行调制后形成模拟信号，然后采用频分复用技术实现宽带传输。即将数字信号变换为特定带宽的音频信号传输，然后在接收端又将它变换过来的传输方式，其中的变换仍由调制——解调器来完成。
传输距离
宽带传输的距离比基带远，因为基带传输直接传送数字信号，虽然数字信号的传输速率高，但是传输的速率越高，能够传输的距离越短；而一个宽带信道能被划分为许多个逻辑信道（只是在宽带信道中划分，可控制的划分。
划分之后也不是变成多条线了，实际还是一条数据线），从而可以将各种声音、图像和数据信息传输综合在同一物理信道中进行。在多个逻辑通道中用不同的信号（模拟信号和数字信号）传输数据。
用途
- 基带传输：用于数字传输：局域网，500，通常传输距离185M（细缆）、500M（粗缆）
- 宽带传输：有线电视网：带宽可达750MHz，由于以模拟信号传输，所以传输距离达100km；
宽带系统可分为多个信道，所以模拟和数字数据课混合硬用，但通常需解决双向传输的问题；
全双工的实现
只要有合适的设备支持，在某些特定类型的局域网中实现全双工通信是完全可能的。
关键是首先解决每个方向上的通信流量信道问题。
该问题能否解决主要取决于所使用的网络媒体。
如：
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同轴电缆是由中心导体、绝缘材料层、网状织物构成的屏蔽层以及外部隔离材料层组成，所以其不具备在两个方向上同时运行通信流量的物理方式，除非每次连接时另安装两根电缆这样也可支持运行。
但通过两条同轴电缆可以实现全双工，也可以采用频分多路复用FSK等方式在一条同轴电缆上同时传输多个信号以实现全双工。 -
另一方面，双绞线电缆由两根具有绝缘保护层的铜导线组成，所以在理论上，使用双绞线电缆作为媒体的网络能实现全双工模式
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当前有些制造商正在努力在以太网设备上实现此过程。
从本质上看，全双工以太网在现有网络基础上双倍提高了通信吞吐量。
全双工和半双工区别
目前的网卡一般都支持全双工。
参考：
