Симплекс и дуплекс простыми словами

Когда два человека разговаривают по рации, один говорит — другой молчит и слушает. Чтобы передать ответ, нужно нажать тангенту. Это и есть симплекс в чистом виде. Понять разницу между симплексом, полудуплексом и дуплексом несложно — а для любого, кто интересуется цифровой радиосвязью и протоколом DMR, это базовое знание, без которого невозможно разобраться ни в репитерах, ни в хотспотах.

Симплекс: одна дорога в оба конца

Симплексная связь — это передача по одной частоте поочерёдно. В каждый момент времени канал занят либо первым абонентом, либо вторым. Одновременно говорить оба не могут физически: если оба нажмут тангенту, сигналы сложатся и ни один не будет разобран.

Классические примеры: рации прямой связи «точка — точка», переговоры в такси, охране, на стройке. Отличительная черта — слово «приём» или «over» в конце реплики: говорящий сигнализирует, что закончил и отпустил тангенту. Оба абонента настроены на одну и ту же частоту (RX = TX).

На практике симплексные рации работают в диапазонах LPM, PMR446 и любительских УКВ-частотах. Дальность ограничена мощностью и рельефом: прямая видимость. Подробнее о разрешённых частотах в России — в статье «Частоты и закон».

Полудуплекс: та же очерёдность, разные частоты

Полудуплекс (half-duplex) работает по той же логике — один говорит, второй слушает, — но приём и передача ведутся на разных частотах. Именно так устроена работа через репитер (ретранслятор): рация передаёт на одной частоте («вход» репитера), а репитер ретранслирует на другой частоте («выход»). Пользователь при этом всё равно нажимает тангенту и ждёт ответа — одновременной двусторонней речи нет.

Разницу между симплексом и полудуплексом пользователь обычно не замечает на слух. Принципиальное отличие — внутри оборудования и в частотном плане сети.

Дуплекс: два потока одновременно

Полный дуплекс (full-duplex) — это одновременная двусторонняя связь. Самый знакомый пример — обычный телефонный звонок: вы говорите и слышите собеседника одновременно, никаких «приёмов» не нужно. Для этого используются две разные частоты (или два разных временны́х интервала в цифровых системах), разделённые так, чтобы сигналы не мешали друг другу.

В аналоговой радиосвязи полный дуплекс требует либо двух отдельных антенн с дуплексным фильтром (дуплексером), либо большого частотного разноса — сдвига (shift). На диапазоне 2 метра (144 МГц) стандартный разнос репитера составляет 600 кГц, на диапазоне 70 сантиметров (430–440 МГц) — 1,6 МГц. Репитер принимает на «входной» частоте и одновременно ретранслирует на «выходной».

Как это работает в DMR: магия TDMA

Протокол DMR (Digital Mobile Radio) добавляет важный нюанс: он использует технологию TDMA — Time Division Multiple Access, доступ с разделением по времени. На одной физической частоте шириной 12,5 кГц DMR размещает два независимых тайм-слота (Time Slot 1 и Time Slot 2), чередующихся с периодом 30 мс каждый. Два 30-миллисекундных слота образуют фрейм длиной 60 мс.

Что это означает на практике? Репитер или хотспот могут одновременно обслуживать два разговора на одной частоте — каждый на своём тайм-слоте. Это принципиально отличает DMR от аналогового FM: там один канал = один разговор.

При прямой (simplex) связи между рациями без репитера DMR-радиостанции также работают на одной частоте, но в этом режиме используется только один тайм-слот. Второй слот в эфир не выходит — занимать канал нечем.

Симплексный и дуплексный хотспот: в чём разница

Хотспот — это персональный «репитер в кармане», который соединяет вашу рацию с интернет-сетью вроде DMRhub. И здесь различие между симплексным и дуплексным хотспотом становится практически важным.

Симплексный хотспот (например, MMDVM на одном модуле) использует одну частоту для приёма и передачи (RX = TX). Это проще и дешевле в сборке, подходит для личного использования «один разговор». Но поскольку DMR — TDMA с двумя тайм-слотами, «симплексный» по радиочасти хотспот всё равно обрабатывает оба слота программно: принятый пакет декодируется и ретранслируется в сеть, а входящий из сети пакет передаётся в эфир по расписанию TDMA. Фактически хотспот работает как «псевдо-полудуплексный» узел — но оба слота доступны поочерёдно в пределах одного частотного канала.

Дуплексный хотспот (Duplex Hotspot, подробнее в отдельной статье) использует две разные частоты — одну для приёма от рации, другую для передачи в эфир, — и два радиомодуля. Это полностью воспроизводит логику репитера: рация получает и передаёт одновременно, задержек «переключения» нет. Дуплексный хотспот обеспечивает корректную работу обоих тайм-слотов DMR одновременно и лучше подходит для небольших групп или сложных конфигураций тверклауда.

Выбор между ними определяется задачей. Хотите просто слушать сеть и разговаривать со своей рации — симплексный хотспот справится. Нужна полноценная двухслотовая работа или несколько пользователей — смотрите в сторону дуплексного. Детальный разбор вариантов — в статье «Какой хотспот выбрать».

Репитер — всегда дуплекс

Репитер (ретранслятор) — это стационарная станция, которая принимает сигнал на одной частоте и немедленно ретранслирует его на другой. По определению это дуплексное устройство: обе частоты работают одновременно. Именно поэтому в настройках рации для работы через репитер всегда указываются две частоты (RX и TX) и сдвиг (shift): рация передаёт на «входе» репитера, а слушает его «выход».

В DMR к этому добавляются Color Code и номер тайм-слота — параметры, без которых репитер попросту проигнорирует вашу рацию.

DMRhub: связь без эфирной частоты

Сеть DMRhub предлагает интересную возможность: приложение для Android позволяет участвовать в переговорах без рации и без эфирной частоты вовсе. Смартфон подключается к серверу DMRhub напрямую через интернет и работает как полноценный DMR-терминал. С точки зрения сети — это такой же абонент, как рация через хотспот.

Если у вас уже есть рация и хотспот, они подключаются к той же сети. Хотспот RadioStar (выпускается в симплексном и дуплексном вариантах) регистрируется на странице устройств и сразу получает доступ к тактгруппам сети. Зарегистрировать свой DMR ID и войти в сеть можно через личный кабинет.