Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Funktionsweise Vollduplex-Übertragung über das selbe Aderpaar


von Josef (josefo)


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Wie funktioniert eine vollduplex Datenübertragung über das selbe 
Aderpaar? (Wieso) Gibt es keine Kollisionen?

Beispielsweise bei Single Pair Ethernet (SPE) 10BASE-T1L:

https://www.analog.com/en/technical-articles/enabling-seamless-ethernet-to-field-with-10base-t1l-connectivity.html

> 10BASE-T1L core capability is a full duplex, dc balanced,
> point-to-point communication scheme with PAM 3 modulation
> at a 7.5 MBd symbol rate with 4B3T coding.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (michaelm)


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von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Eine alte, voll analoge Moeglichkeit ist hier beschrieben:
https://de.wikipedia.org/wiki/Gabelschaltung
Da in jedem Ethernetphy derweilen ordentlich DSP-Power eingebaut ist, 
muss man halt "nur" gucken, was bei einem ankommt, davon das abziehen, 
was man selber gesendet hat (weiss man ja) und dessen Echos(muss man 
halt bisschen korrelieren). Uebrig bleibt dann, was der andere Gesendet 
hat und irgendwelche eingekoppelten Stoerungen...
Schon fertsch :-)

Gruss
WK

von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Mit diesem Standard habe ich bisher noch keinen Kontakt gehabt, aber im 
damaligen ISDN wurde auf der Uk0-Seite (die Doppelader zwischen Amt und 
NTBA) das gleiche Prinzip genutzt, nur etwa den Faktor 20 langsamer, 
dafür über eine Distanz bis 8km:
Jede Seite entkoppelt ihr Sendesignal mit einer Gabelschaltung
https://de.wikipedia.org/wiki/Gabelschaltung
vom Empfangszweig, "hört" daher im Idealfall nur das Signal von der 
Gegenseite. Das funktioniert so natürlich auf einer angepassten Punkt zu 
Punkt Verbindung mit definiertem Wellenwiderstand und definierten 
Abschlüssen an den Enden. Trotzdem muss die Gabelschaltung ihre 
Leitungsnachbildung dynamisch an die vorgefundene Realität anpassen.
Vielleicht hilft Dies zum Verständnis.

Edit: Typo

: Bearbeitet durch User
von Ingo W. (uebrig) Benutzerseite


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Dergute W. schrieb:
> und dessen Echos(muss man
> halt bisschen korrelieren).

Wobei diese Echos in der Realität durch die unvollkommene Anpassung der 
Gegenseite zustande kommen.

von Josef (josefo)


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Danke für die Antworten.

Der Signalverarbeitungsaufwand erklärt dann wohl auch, weshalb 
10BASE-T1L vollduplex (point-to-point) ist aber 10BASE-T1S nur 
halbduplex ist (multidrop).

: Bearbeitet durch User
von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Ingo W. schrieb:
> Jede Seite entkoppelt ihr Sendesignal mit einer Gabelschaltung

Moin, ist schon länger her, aber das hab ich etwas anders in Erinnerung. 
Stell Dir vor, Du hast einen Sender mit einem Innenwiderstand der 
Leitung und kannst +1, 0 oder -1 senden. Am anderen Ende der Leitung 
macht der andere Sender das Gleiche und zwar gleichzeitig und 
ununterbrochen, egal ob Nutzinformation gesendet wird oder nicht. ISDN 
mit 144Kbit/sec ist ja in 2x 64KBit/sec- Kanäle für Daten und Sprache 
und 1x 16 KBit/sec für Signale aufgeteilt. Dadurch, das das gesendete 
Bit 3 Zustände haben kann, verringert sich die Datenrate um den Faktor 
3. Gleichzeitig wird die Spannung am jeweiligen Sender gemessen und 
ausgewertet. Unterschieden wird also Zwischen +1 nach+1, +1 nach 0, +1 
nach -1, 0 nach +1 usw. Somit ist die gleichzeitige Übertragung zweier 
Richtungen auf einer Ader möglich.
Gruß
Carsten

von Rainer W. (rawi)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Dadurch, das das gesendete Bit 3 Zustände haben kann, verringert sich
> die Datenrate um den Faktor 3.

Und bei 2 Zuständen um einen Faktor 2?
Das wäre das Perpetuum Mobile der Nachrichtentechnik ;-)

Wenn man Symbole mit drei Zuständen verwendet, lassen sich pro 
Zeitschritt gut 1.5 mal so viele Informationen übertragen, wie bei 
binärer Übertragung. Wie kommst du auf einen Faktor 3?

von (prx) A. K. (prx)


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von Boris (skyperhh)


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Für Uk0 werfe ich mal die "4B3T" Codierung in den Ring... lange ist es 
her.

https://de.wikipedia.org/wiki/MMS43-Code

von Carsten-Peter C. (carsten-p)


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Rainer W. schrieb:
> Wie kommst du auf einen Faktor 3?

Hallo Reiner, wie schon beschrieben. Entweder sendet man plus, 0 oder 
minus pro Halbwelle. Ich bin seit einigen Jahren Rentner, habe auch nur 
am Rande mit solch „kleinen“ Leitungen gearbeitet. In der 
leitergebundenen Übertragungstechnik hat man schon immer mehr Bits durch 
Kodierung übertragen. In der Funktechnik wurden sogar pro Halbwelle 64 
Bit übertragen. Es soll aber auch Systeme mit 256Bit pro Halbwelle 
gegeben haben und das bei hohen Frequenzen.
Gruß
Carsten

von (prx) A. K. (prx)


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Die Codierung selbst beantwortet aber nicht das Duplex-Problem der 
eigentlichen Frage.

von (prx) A. K. (prx)


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Carsten-Peter C. schrieb:
> Es soll aber auch Systeme mit 256Bit pro Halbwelle
> gegeben haben und das bei hohen Frequenzen.

QAM beispielsweise.
https://de.wikipedia.org/wiki/Quadraturamplitudenmodulation

Hat aber immer noch nichts mit Duplex zu tun. Das findet man 
beispielsweise bei Gbit Kupfer-Ethernet:
https://en.wikipedia.org/wiki/Gigabit_Ethernet#1000BASE-T

Die eigentliche Frage wurde oben schon beantwortet. Das eigene 
Sendesignal vom Empfangssignal abziehen, und ebenso die diversen Echos, 
die unterwegs auftreten. Was bedeutet, dass man die Leitung durchmisst, 
um ebendiese Echos zu erfassen.
Beitrag "Gigabit Ethernet Vollduplex"

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Eine interessante Variante ist der M-Bus.
Der Master sendet mit Spannungsänderung 12V, der Slave mit Stromänderung 
15mA.

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