5.2: Operaciones Broadcast, Simplex, Duplex, Diplex y Multiplex

Uno pensaría que definir estos términos sería un asunto sencillo. Sin embargo, ha habido diferentes convenciones en diversos segmentos de la industria de las telecomunicaciones. Ahora que las telecomunicaciones están convergiendo, no son posibles las definiciones universales que acomodan todos los usos anteriores. Ahora existe la estandarización por parte de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) de los términos broadcast, simplex, dúplex, diplex y multiplex, ya que se refieren a las comunicaciones inalámbricas [1, 2] (ver Tabla\(\PageIndex{1}\)). Sin embargo, las Normas Nacionales no necesitan ajustarse a las definiciones de la UIT. Ejemplos de definiciones ligeramente diferentes provienen del Glosario de Telecomunicaciones establecido como parte de un Estándar Nacional Americano (ANS) [3]. Hay mayor especificidad hacia la radio en el uso de los términos de la UIT. En general se debe utilizar la definición de la UIT si el contexto son las radiocomunicaciones, pero tenga cuidado si la interpretación de los términos es crítica.

Esquema	ANS Definición (2005) [3]	Definición UIT (2004) [1]	ITU: Uso obsoleto [1]
	Broadcast	Broadcast	Simplex
	Simplex	Simplex	Halfduplex
	Duplex	Duplex	Fullduplex

Tabla\(\PageIndex{1}\): Definiciones de modos de funcionamiento de sistemas de comunicación inalámbrica. Definición de American National Standard (ANS), definición de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) y uso obsoleto (es decir, obsoleto).

5.2.1 Definiciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones

La UIT es el organismo de las Naciones Unidas que coordina el uso global compartido del espectro radioeléctrico y establece estándares mundiales.

La operación de difusión se refiere a la comunicación unidireccional en la que solo hay un transmisor y al menos uno, y quizás más, receptores. La UIT define la radiodifusión como [1, 2]:

una forma de telecomunicación unidireccional destinada a un gran número de usuarios que cuentan con instalaciones receptoras adecuadas, y que se lleva a cabo por medio de redes de radio o cable.

La operación simplex es definida por la ITU como [1]

designar o pertenecer a un método de operación en el que la información pueda transmitirse en cualquier dirección, pero no simultáneamente, entre dos puntos.

Entonces, la operación simplex es cuando hay comunicación de una primera unidad a una segunda unidad. A esto le sigue un procedimiento de transferencia y luego la comunicación de la segunda unidad a la primera. Por lo que el Servicio de Radio Familiar (FRS) push-to-talk es un ejemplo de comunicación simplex ya que dos personas en extremos opuestos del enlace no pueden hablar simultáneamente. La operación simplex puede usar una o dos frecuencias. Es decir, el enlace directo (del usuario 1 al usuario 2) puede usar el mismo canal de frecuencia que el enlace inverso (del usuario 2 al usuario 1). Sin embargo, la operación simplex puede usar diferentes canales de frecuencia para el enlace directo y el enlace inverso. La ITU define “semidúplex” como sinónimo de simplex, pero el uso del término “semidúplex” está obsoleto (no recomendado) [1, 2]. En la Figura\(\PageIndex{1}\) (a) se muestra una radio temprana que usa operación simplex.

La operación dúplex es definida por la ITU como [2]

el método de operación en el que la transmisión es posible simultáneamente en ambas direcciones de un canal de telecomunicación.

La comunicación bidireccional simultánea utiliza duplexado. En radio analógica los enlaces deben ser simultáneos y por lo tanto la operación requiere de dos frecuencias. Pero en radio digital con compresión y expansión del habla digitalizada y

Figura\(\PageIndex{1}\): Radios tempranas: (a) walkie-talkie con un interruptor push-to-talk (PTT) en la parte superior y que utiliza comunicación simplex; (b) radio bidireccional del despachador comercial Motorola que opera en\(33.220\text{ MHz}\) la década de 1960 como una unidad de montaje en tablero; y (c) la radio bidireccional Mitrek diseñada por Motorola en 1977. La radio tiene dos placas de PC y fue controlada por cristal con un cabezal de control de escaneo de canales. La radio estaba montada en el maletero, con el cabezal de control, el micrófono y el altavoz montados debajo del tablero de instrumentos. Las unidades en (b) y (c) son aproximadamente\(20\text{ cm}\) largas.

Figura\(\PageIndex{2}\): Esquemas dúplex.

transmisión de datos, la operación dúplex puede implicar la transmisión de datos en ranuras de tiempo que pueden no ser simultáneas en cada dirección. Si los intervalos de tiempo son lo suficientemente cortos, digamos menos de diez milisegundos, el efecto será que la comunicación de voz bidireccional es simultánea. Esto todavía se llama operación dúplex. Los primeros ejemplos de radios que utilizan operación dúplex se muestran en la Figura\(\PageIndex{1}\) (b y c). Un ejemplo moderno es el celular.

Los dos esquemas dúplex predominantes son dúplex por división de frecuencia (FDD) y dúplex por división de tiempo (TDD), como se ilustra en la Figura\(\PageIndex{2}\). En estos diagramas se muestra la unidad móvil comunicándose con una estación base, en cuyo caso la transmisión desde la unidad móvil a la estación base se denomina enlace ascendente (UL), o menos comúnmente el enlace inverso (RL), o ruta inversa.

Figura\(\PageIndex{3}\): Un diplexor que separa las señales de recepción y transmisión. Un diplexor es un tipo de duplexor. Sin embargo, no todos los duplexores son diplexores.

La comunicación desde la estación base y recibida por la unidad móvil se denomina enlace descendente, (DL), enlace directo (FL) o ruta directa. En FDD es necesario utilizar un filtro para separar las señales de enlace ascendente y descendente, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{3}\), ya que los dos enlaces están en uso simultáneamente.

En TDD, véase la Figura\(\PageIndex{2}\) (a), el enlace ascendente y el enlace descendente se separan en el tiempo y un conmutador conecta la antena al transmisor para enviar el enlace ascendente y luego al receptor para recibir el enlace descendente. Luego se repite la secuencia.

En FDD el enlace ascendente y el enlace descendente están a diferentes frecuencias y el transmisor y el receptor están conectados permanentemente a la antena, ver Figuras Figura\(\PageIndex{2}\) (b) y\(\PageIndex{3}\). FDD requiere un filtro diplex, que es un filtro especial con tres puertos que parece un filtro de paso bajo (generalmente para un teléfono) para el enlace ascendente cuando el transmisor está conectado a la antena (el enlace ascendente es generalmente a una frecuencia más baja que el enlace descendente) y un filtro de paso alto para el enlace descendente cuando el receptor está conectado a la antena.

5.2.2 Dúplex versus diplex

El término dúplex se refiere a una forma de manejar dos canales de comunicación. Deriva del término multiplexación (o MUXing) definido como [3]

la combinación de dos o más canales de información en un medio de transmisión común. Nota: En las comunicaciones eléctricas, las dos formas básicas de multiplexación son la multiplexación por división de tiempo (TDM) y la multiplexación por división de frecuencia (FDM). Sinónimo: multiplex.

El duplexado, o operación dúplex, se utiliza cuando hay dos canales y en las comunicaciones por radio casi siempre se refiere a un canal de transmisión y en el canal de recepción.

La operación diplex se define como [3]:

el intercambio de un elemento común, como una sola antena o canal, para la transmisión o recepción de dos señales simultáneas e independientes en dos frecuencias diferentes. Nota: Un ejemplo de operación diplex es el uso de una antena para dos transmisores de radio en diferentes frecuencias.

Un diplexor se define como [3]

un dispositivo dependiente de la frecuencia de tres puertos que puede usarse como separador o combinador de señales.

Entonces, en el contexto de las comunicaciones celulares, un diplexor es un filtro (ver Figura\(\PageIndex{3}\)). Se trata de un filtro de tres puertos que separa las señales transmitidas y recibidas, las cuales están a diferentes frecuencias.