اقرأ في هذا المقال
- ما هو نظام اتصالات نصف مزدوج Half Duplex
- أساسيات نظام Half Duplex
- مبدأ عمل نظام Half Duplex
- العلاقة بين اتصالات الضوء المرئي ونظام Half Duplex
- مزايا نظام Half Duplex
- عيوب نظام Half Duplex
يُعد أحادي الاتجاه هو أسلوب اتصال يمكن من خلاله إرسال البيانات أو استقبالها ولكن لا يمكن إرسالها واستلامها في وقت واحد، وفي الأنظمة أحادية الاتجاه إذا قام أكثر من طرف بالإرسال في نفس الوقت يحدث تضارب ممّا يؤدي إلى فقدان الرسائل.
ما هو نظام اتصالات نصف مزدوج Half Duplex
نظام اتصالات نصف مزدوج “Half Duplex”: هو طريقة اتصال يمكن من خلالها إرسال البيانات أو تلقيها ولكن لا يمكن إرسالها واستلامها في وقت واحد، وأبسط مثال على ذلك هو جهاز اتصال لاسلكي وعليك الضغط على زر للتحدث وتحرير الزر للاستماع، وعندما يستخدم شخصان أجهزة اتصال لاسلكية للتواصل وفي أي لحظة معينة، يمكن لأحدهما فقط التحدث بينما يستمع الآخر، وإذا حاول كلاهما التحدث في وقت واحد يحدث تصادم ولا يسمع أي منهما ما يقوله الآخر.
أساسيات نظام Half Duplex
يُعد نظام “HDX” هو نوع من أنظمة الاتصالات، وفي نصف مزدوج يوجد اتصال ثنائي الاتجاه بين المرسل والمستقبل، كما يمكن لكل من المرسل والمتلقي تلقي الرسائل وإرسالها ولا يمكن أن يتم النقل بين الأطراف المتصلين إلّا واحداً تلو الآخر، وهذا يعني أنّه بمجرد إرسال أحد الطرفين يتعين على الطرف الآخر انتظار اكتمال الإرسال قبل بدء الإرسال.
ويستخدم هذا النوع من أنظمة الاتصال في المواقف التي لا يكون فيها الاتصال في كلا الاتجاهين في نفس الوقت ضرورياً، ومثال نموذجي لنظام اتصال أحادي الاتجاه هو جهاز اتصال لاسلكي، حيث يتيح جهاز الاتصال اللاسلكي للمستخدمين الاتصال ذهاباً وإياباً على تردد راديو معين، ومع ذلك نظراً لوظيفة “walkie talkie” في وضع أحادي الاتجاه يستطيع شخص واحد فقط التحدث في كل مرة.
يُعد الاتصال عبر شبكات “Ethernet” التقليدية مثالاً آخر على الاتصال أحادي الاتجاه، وعندما ترسل إحدى المحطات على “Ethernet”، تكتشف المحطات الأخرى إشارة الناقل وتستمع بدلاً من الإرسال، حيث إذا قامت محطتان بإرسال إشارات في وقت واحد يحدث تصادم، وتتوقف كلتا المحطتين عن الإرسال وتنتظر فترات زمنية عشوائية قبل إعادة الإرسال.
عادةً ما تُستعمل الأنظمة أحادية الاتجاه للحفاظ على عرض النطاق الترددي نظراً لأنّ هناك حاجة إلى قناة اتصال واحدة فقط والتي يتم مشاركتها بالتناوب بين الاتجاهين، وعلى سبيل المثال يحتاج جهاز الاتصال اللاسلكي تردداً واحداً معيناً فقط للاتصال ثنائي الاتجاه، بينما يحتاج الهاتف الخلوي وهو جهاز مزدوج الاتجاه بالكامل ترددين لإرسال قناتين صوتيتين متزامنتين “simultaneous audio channels” وواحدة في كل اتجاه.
وفي المقابل يمكّن الاتصال ثنائي الاتجاه المحطات من إرسال واستقبال الإشارات في وقت واحد مع ميزة توفير ضعف عرض النطاق الترددي لتقنيات أحادي الاتجاه المكافئة، ومع ذلك يتطلب الازدواج الكامل قناتي اتصال لتحقيق هذه النتائج وواحدة للإرسال والأخرى لاستقبال الإشارات، كما يسمى الوضع الثالث للاتصال البسيط والذي يتضمن الإرسال في اتجاه واحد فقط، حيث تقوم إحدى المحطات بإرسال الإشارات والأخرى تستقبلها.
- “HDX” هي اختصار لـ “Half Duplex”.
مبدأ عمل نظام Half Duplex
يتيح نظام أحادي الاتجاه “HDX” الاتصال في كلا الاتجاهين ولكن اتجاه واحد فقط في كل مرة وليس في وقت واحد، وعادةً بمجرد أن يبدأ الطرف في تلقي إشارة يجب عليه انتظار توقف جهاز الإرسال عن الإرسال قبل الرد، وكمثال على “Half Duplex” هو نظام ثنائي الأطراف هو جهاز اتصال لاسلكي حيث يجب على المرء استعمال “over” أو كلمة رئيسية أخرى محددة مسبقاً للإشارة إلى نهاية الإرسال والتحقق من قيام طرف واحد فقط بالإرسال في كل مرة، لأنّ كلا الطرفين يرسل ويستلم على نفس التردد.
كما سيُعد القياس الجيد لنظام أحادي الاتجاه هو أسلوب ذو مسار واحد مع وحدات تحكم حركة المرور في كل طرف مثل جسر ذي مسارين قيد إعادة البناء، كما يمكن أن تنصب حركة المرور في كلا الاتجاهين ولكن في اتجاه واحد فقط في كل مرة تنظمها وحدات التحكم في حركة المرور.
في أنظمة الاتصالات التي يتم تفعيلها تلقائياً مثل روابط البيانات ثنائية الاتجاه يمكن التحكم في تخصيصات الوقت للاتصالات في نظام أحادي الاتجاه بشكل قاسي بواسطة الأجهزة، وبالتالي لا يوجد ضياع للقناة للتبديل وعلى سبيل المثال يمكن الإتاحة للمحطة “A” المتوفرة على أحد طرفي ارتباط البيانات بالإرسال لمدة ثانية واحدة بالضبط، ثم يمكن إعطاء الإذن للمحطة “B” على الطرف الآخر بالإرسال لمدة ثانية واحدة بالضبط ثم تتكرر الدورة.
في الأنظمة أحادية الاتجاه إذا عمل أكثر من طرف بالإرسال في نفس الوقت يحدث تصادم ممّا يؤدي إلى فقدان الرسائل، حيث تأخذ الطريقة أحادية الاتجاه خطوة أعلى من خلال السماح بتدفق المعلومات في كلا الاتجاهين ولكن ليس في نفس الوقت، كما يسمح هذا للمرسل والمستقبل بالتواصل مع بعضهما البعض ولكن يتعين على أحدهما انتظار الآخر عند القيام بذلك.
وبهذه الطريقة يمكن أن يكون للنسخ أحادي الاتجاه إخراج أداء أعلى عبر قناة الإرسال البسيط، حيث يمكن أن تتدفق المعلومات في كلا الاتجاهين، وأفضل مثال على ذلك في العمل هو عندما نستخدم زر راديو ثنائي الاتجاه أي جهاز اتصال لاسلكي للتواصل مع الآخرين، وهذا يسمح بالتواصل بشكل فعال مع أي شخص موجود على نفس القناة ولكن يمكن لطرف واحد فقط التحدث في كل مرة، كما يتم استخدام سعة نقل القناة بالكامل بواسطة جهاز الإرسال في الوقت الذي يتم فيه إرسال الرسالة إلى جهاز الاستقبال.
العلاقة بين اتصالات الضوء المرئي ونظام Half Duplex
في أنظمة اتصالات الضوء المرئي النموذجية “VLC” تُستخدم الثنائيات الباعثة للضوء “LEDs” كأجهزة إرسال بصرية وتستخدم الثنائيات الضوئية كمستقبلات بصرية، وفي الوقت الحالي تحتوي العديد من أجهزة الاتصالات مثل الهواتف الذكية على مصباح “LED” مدمج، في حين أنّها عادة لا تحتوي على ثنائي ضوئي مدمج.
وإذا وجد طريقة لاستقبال إشارات “VLC” دون الحاجة إلى إضافة ثنائي ضوئي إضافي على أجهزة الاتصال فسوف يساهم ذلك في انتشار “VLC”، لذلك يتم وضع وعرض مخطط “VLC” دون الحاجة إلى الثنائي الضوئي، وكخطوة أولى يتم فحص خصائص “LED” كجهاز استقبال “VLC” والكشف على أنّه يمكن أيضاً استخدام “LED” كجهاز استقبال “VLC” في ظروف معينة.
وبعد ذلك يتم عرض نظام “VLC” أحادي الاتجاه باستخدام مصباح “LED” كجهاز إرسال بصري وجهاز استقبال بصري ودون الحاجة إلى الثنائي الضوئي، كما يمكن استخدام هذه التقنية في تطبيقات مختلفة مثل “VLC” بين الهواتف الذكية مع مصباح “LED” مدمج و”VLC” بين إشارات المرور “LED”.
- “LED” هي اختصار لـ “Light Emitting Diode”.
- “VLC” هي اختصار لـ “Visible light communication”.
مزايا نظام Half Duplex
- سهولة التنفيذ.
- هناك حاجة إلى أجهزة أقل تعقيداً.
- توجد شبكة أقل ازدحاماً في وضع الإرسال هذا.
- يمكننا الاستفادة من هوائي واحد فقط يمكن استخدامه كجهاز استقبال ومرسل.
عيوب نظام Half Duplex
سرعة أحادي الاتجاه تكون أقل بالمقارنة مع أسلوب الإرسال ثنائي الاتجاه.
