Half Dúplex vs Full Dúplex: diferencias principales y funcionamiento

Dentro de los cables de fibra óptica dúplex se puede encontrar que está la opción de trabajar en Half Dúplex o Full Dúplex. Pero, ¿cuándo conviene usar un modo u otro? Para ello, hay que conocer cuáles son las principales diferencias que se dan entre ambos. De esta manera resulta más sencillo comprender qué son estos modos de transmisión.

Qué significa Dúplex en las comunicaciones

En primer lugar vamos a explicar qué significa el término Dúplex. Hace referencia, por sí solo, a la capacidad de enviar y recibir datos. El Dúplex se usa a menudo cuando se habla de conversaciones por teléfono o equipos informáticos. Este por tanto es el sistema que permite mantener comunicaciones bidireccionales, algo que resulta básico hoy en día, al poder recibir y enviar mensajes de forma simultánea. Ahora bien, la capacidad para poder transmitir en modo Dúplex está condicionada por diferentes niveles. Uno de esos niveles es el medio físico para poder transmitir en ambos sentidos, también el sistema de transmisión para poder enviar y recibir a la vez y por último el protocolo o norma de comunicación que utilice.

Podemos encontrar diferentes posibilidades. Vamos a ver en qué se diferencian Full Dúplex y Half Dúplex. Son dos términos que pueden aparecer a la hora de configurar una red, especialmente en sistemas como Windows, y es bueno saber exactamente qué significa cada uno y cuál podríamos elegir para lograr exprimir al máximo los recursos disponibles.

Diferencias entre Full Dúplex y Half Dúplex

Saber la diferencia entre Full Dúplex y Half dúplex es algo muy importante para las redes, aunque actualmente a partir del estándar 1000BASE-T siempre tenemos conectividad Full Dúplex.

Full Dúplex

Por un lado podemos empezar a explicar qué significa Full Dúplex. Este término describe la transmisión y recepción de datos simultáneas a través de un canal. Un dispositivo que sea Full Dúplex es capaz de realizar transmisiones de datos de red bidireccionales al mismo tiempo. No va a tener que esperar y verificar si se está emitiendo en un sentido.

En Dúplex Completo, como se traduce en español, tiene un mejor rendimiento al duplicar el uso del ancho de banda. Un ejemplo en la utilización del Full Dúplex es en un teléfono. Aquí la comunicación es simultánea y de forma bidireccional. También está presente en los switches de red.

Podemos poner como ejemplo una carretera de dos vías. Por allí pueden pasar coches en ambos sentidos. Lo mismo ocurre con la comunicación en el Full Dúplex. Es por ello que este modo de transmisión ofrece un mejor rendimiento. Es lo que encontraremos en las conexiones más veloces y dispositivos compatibles con ellas.

Lo que esto quiere decir, es que, en este modo, el remitente es capaz tanto de enviar como de recibir datos al mismo tiempo y que además siempre realiza el uso de dos canales durante la transmisión de dichos datos debido a que los canales siempre están divididos para el envío y recepción simultánea de datos y toda la capacidad se utiliza dividiendo el canal de comunicación para que la transmisión en ambas direcciones sea posible al mismo tiempo.

Respecto a las conexiones de Internet hay un punto muy a tener en cuenta y es que las conexiones alámbricas, las que conectan cables Ethernet, son Full Dúplex. Esto permite obtener así mejores velocidades. Básicamente significa que podemos enviar y recibir de forma simultánea, sin que se produzcan esperas.

Un ejemplo claro y al mismo tiempo bastante simple, podríamos encontrarlo en las videollamadas o las salas de chat instantáneo, donde la información, como ya hemos explicado, se envía y se recibe al mismo tiempo.

Half Dúplex

Por otra parte tenemos la opción de Half Dúplex. Este tipo de dispositivos solo pueden transmitir en una dirección a la vez. Con este modo, los datos pueden moverse en dos direcciones, pero no al mismo tiempo. Por tanto la comunicación es bidireccional, pero una a la vez. Esto, como podemos imaginar, es menos óptimo que el caso anterior.

Podemos decir que ofrece un rendimiento inferior respecto al Full Dúplex por lo que mencionamos. Un ejemplo de modo de uso sería un walkie-talkie. Los dos pueden hablar, pero no al mismo tiempo. Uno tiene que esperar a que termine el otro. No podrían establecer una comunicación al mismo tiempo, en ambos sentidos, como sí podríamos lograr con un teléfono móvil.

Imaginemos nuevamente una carretera con dos carriles. Pueden ir vehículos en un sentido y también en otro, pero no los dos a la vez. Es decir, los coches que vayan en un sentido tendrían que esperar a que pasen todos los que van en el sentido contrario y posteriormente continuar la marcha. Se podría producir un cuello de botella.

Estas redes Half Dúplex van a requerir de un mecanismo para evitar colisiones de datos. Necesita verificar si hay algo transmitiendo antes de intentar enviar algo y evitar así problemas. Un dispositivo que utiliza esta opción es un hub. Vemos que hay diferencia importante frente a un switch de red. No podría servirnos en determinados casos en los que vamos a requerir que sea Dúplex Completo.

El modo Half Dúplex o semidúplex es el que está presente en las redes Wi-Fi. Ya sabemos que las redes inalámbricas cada vez están más presentes en nuestro día a día y han mejorado notablemente en los últimos años, pero siguen teniendo ciertos problemas en cuanto a estabilidad y no logran la misma velocidad que las redes alámbricas. También son requisito en los hubs de Internet.

En este caso podemos encontrarnos con el riesgo de colisión. Significa que más de un usuario o un dispositivo intenta comunicarse al mismo tiempo pero, como hemos visto, no es posible. Esto puede dar lugar a problemas, a cortes, esperas y determinados errores. Esto obliga a implementar un sistema para evitar esas colisiones y que la comunicación fluya correctamente.

Gracias a este sistema para detectar colisiones, los dispositivos detectarán que ha habido una colisión y las transmisiones se pararán durante el tiempo necesario y posteriormente volver a transmitir nuevamente. Esto permitirá que ambos dispositivo emitan al mismo tiempo y se generen problemas como hemos mencionado. El objetivo no es otro que evitar esas colisiones en la transmisión. Por tanto, en un sistema que permita prever este problema analizará antes de enviar la transmisión. En caso de que esté libre el canal, continuará; si por el contrario está ocupado, esperará hasta que esté libre y así no se produce esa colisión.

El Half-Duplex implica una menor utilización del ancho de banda único en el momento de la transmisión por lo que resulta más adecuado utilizarlo cuando necesitamos realizar transmisión de datos en ambas direcciones, pero en las que no es necesario que dichos datos sean enviados al mismo tiempo.

Podemos destacar también que por ejemplo en este modo, cada carácter transmitido se muestra inmediatamente en un monitor mientras que en full dúplex los datos transmitidos no aparecen en la pantalla hasta que se reciben y se devuelven, por lo que termina ahorrando más tiempo en comparación ya que además alivia las colisiones y las retransmisiones de tramas.

Dispositivos full y half-duplex

En las comunicaciones de datos, el dispositivo de full y half-duplex permiten a los usuarios elegir ambos modos. Con dispositivos, como los módems o los router, se pueden configurar en modo full o half. Por lo tanto, es uno de los elementos que se deben tener en cuenta de estos modos de transmisión.

No obstante, hay que tener claro que el modo se puede modificar para que se corresponda con cada tipo específico de programa de comunicación y cuando se establece en un sistema half-duplex, las conexiones alternan el uso del canal de comunicación y el hardware puede determinar el tiempo que se asigna a cada enlace de datos en el sistema para las transmisiones.

Para tener una mayor idea, siempre hay que tener en cuenta cuáles son los ejemplos de dispositivos que usan este tipo de modos de transmisión. En este caso, los hubs Ethernet son equipos Half Dúplex, puesto que crean un solo canal de comunicación compartido. En cambio, los switches Ethernet si que pueden usar ambos modos. Por otro lado, hay que tener en mente que dispositivos antiguos solamente podrían usar el modo Half Dúplex. Además de que las redes inalámbricas están usando también este modo por canal. Aunque con el estándar WiFi 6 ya se permite el uso de múltiples canales a la vez a través de diferentes antenas, por lo que se dan las comunicaciones Full Dúplex entre los nodos.

Configurar funciones dúplex en el ordenador

Acceder y configurar las funciones de half dúplex y full dúplex en un ordenador se realiza a través de las propiedades de la interfaz de red. Estas configuraciones nos permitirán ajustar la comunicación bidireccional en la red y la capacidad de enviar y recibir datos al mismo tiempo o solo en una dirección a la vez. Para configurar estos aspectos en tu ordenador sigue los siguientes pasos:

Windows

Si tienes un ordenador Windows y quieres llevar a cabo al configuración de funciones dúplex en el sistema, entonces hay una serie de pasos que debes seguir. En este caso, el proceso a seguir es el siguiente:

• Abre el “Panel de control”: Puedes acceder al “Panel de control” desde el menú inicio.
• Selecciona “Centro de redes y recursos compartidos”: Busca esta opción desde el “Panel de control”
• Cambia la configuración del adaptador: En el lado izquierdo de la pantalla, haz clic en “Cambiar configuración del adaptador”. Esto te mostrará tus conexiones de red.
• Accede a las propiedades del adaptador: Haz clic derecho sobre la conexión de red que estés utilizando y selecciona “Propiedades”.
• Configura la velocidad y el dúplex: Busca la pestaña “Configuración avanzada” o “Configuración”. Aquí podrás configurar la velocidad y dúplex en función de tus necesidades.
• Guarda los cambios: Haz clic en “Aceptar” o “Guardar” para aplicar los cambios.

macOS

En cambio, si en vez de usar un PC Windows, quieres configurarlo en un sistema macOS, debes tener claro que el proceso cambia. Por lo tanto, para los equipos que usen este sistema se deberá seguir el siguiente proceso desde el menú de preferencias del sistema operativo de Apple:

• Abre preferencias del sistema: Puedes encontrarlas en el menú de Apple.
• Selecciona “Red”: Aquí encontrarás tus conexiones de red.
• Selecciona tu conexión activa: Puede ser Ethernet o WiFi, dependiendo de la que estés usando en ese momento.
• Haz clic en “Avanzado”: Esto te llevará a las opciones adicionales.
• Configura la velocidad y el dúplex: Busca las opciones relacionadas con la velocidad y el dúplex y ajústalo según tus necesidades.
• Guarda los cambios: Aplica y guarda las configuraciones.

Más términos sobre transmisiones

La terminología para este tipo de transmisiones no es demasiado extensa. Pero si podemos encontrarnos con algunos términos, que pueden ser un poco más desconocidos. Si bien no son demasiado complejos, podemos decir que en la línea de los demás, también convienen conocerlos.

• Multiplexación: Es la habilidad para realizar la transmisión de datos, los cuales provienen de diferentes pares de apartados. Los transmisores y los receptores. Como puede ser una comunicación telefónica. Esta permite la comunicación en las dos direcciones, pero no todo en el mismo momento. Si nos fijamos en la radio, como pueden llevar a cabo los radioaficionados, siempre es de esperar que uno termine de hablar, para que otro pueda continuar la conversación. El multiplexado utiliza tres sistemas. El primero es FDMA (Frequency Divider Multiple Access), TDMA (Time Divider Multiple Access) y CDMA (Code Divider Multiple Access). En la última, todas las señales tienen el mismo espectro, el cual es compartido. Cada una de ellas, tiene un código digital que les permite identificarse ante un emisor.
• Simplex: Se trata de una comunicación donde un nodo, actúa como fuente. Y tiene otro nodo, el cual actúa como colector. Esto permite una transmisión de información, que circula en un único sentido. Esta es la que luego se divide en tres sistemas diferentes, como hemos podido ver. Semidúplex, Dúplex y Multiplexación. Pero esta puede ser reversible, que es cuando la podemos llamar Semidúplex.

Por otro lado, ya tenemos la tecnología de banda ancha, la cual permite diferentes señales en el mismo cable de forma simultánea. Con conexiones DSL, los usuarios pueden realizar descargas de datos en los equipos, y al mismo tiempo establecer una comunicación por teléfono. Como puedes ver, se trata de un ámbito que puede ser complejo. Pero al fin y al cabo todo se rige por las mismas normas, y cada cosa tienen su explicación lógica.

¿Dónde se utiliza Full Dúplex y Half Dúplex en la actualidad?

Aunque estos modos de comunicación te pueden resultar raros, se utilizan en el día a día más de lo que creemos, por lo que vamos a ver unos ejemplos para que puedas entender mejor su uso y necesidad en la actualidad:

• En redes Ethernet: Hoy en día, la mayoría de las redes Ethernet funcionan en Full Dúplex. Esto significa que los datos pueden ir y venir al mismo tiempo sin interferencias. Es algo clave para mantener un buen rendimiento, sobre todo si queremos utilizar cable en vez de WiFi, debido a que necesitemos eso, una estabilidad y velocidad mejor.
• En Wi-Fi y redes inalámbricas: Aunque el Wi-Fi es muy común, la mayoría de estas conexiones funcionan en Half Dúplex. ¿Por qué? Pues porque las limitaciones de esta forma de comunicación hacen que solo se pueda transmitir o recibir datos en un momento dado, pero no las dos cosas a la vez. Esto puede afectar un poco al rendimiento cuando hay muchos dispositivos conectados.
• En walkie-talkies: Aunque puede que no hayas usado uno nunca, y solo los vemos en ciertos trabajos o usos, debido a que todos tenemos ya móviles, los walkie-talkies son el ejemplo perfecto de Half Dúplex. Aquí está claro: uno habla, el otro escucha. No hay forma de hablar al mismo tiempo porque ambos usan la misma frecuencia de forma alternada, de ahí el «cambio» que se dice, para que la otra persona sepa cuándo tiene que responder.
• En teléfonos móviles: Por otro lado, los teléfonos móviles también funcionan en Full Dúplex. Esto es lo que permite que las conversaciones sean fluidas, porque puedes hablar y escuchar al mismo tiempo. Si no fuera así, imagina cómo sería una llamada, como hablar con un walkie-talkie.
• En videollamadas: Lo mismo ocurre con las videollamadas. Herramientas como Zoom o Google Meet usan Full Dúplex para que la comunicación sea natural, permitiendo que ambos hablen (o incluso interrumpan) sin problema, aunque a veces, debido al eco, pueda silenciarse la otra persona al hablar nosotros, lo que no tendrá nada que ver con el sistema que se usa.

Estos ejemplos nos muestran que Full Dúplex y Half Dúplex no son solo términos técnicos, sino algo que usamos constantemente, incluso sin darnos cuenta. Cada uno tiene su lugar dependiendo de las necesidades del dispositivo o red.

Futuro de full y half-duplex

El mundo de las comunicaciones siempre se encuentra en evolución constante. De forma más reciente, lo hemos visto con tecnologías como el 5G. En el caso de full y half dúplex, estamos ante dos sistemas que juegan un papel fundamental e importante en todo el panorama actual y futuro de las redes dedicadas a la comunicación. De inicio, el futuro se inclina más hacia la tecnología full duplex, ya que esta nos ofrece algunas ventajas bastante significativas en cuanto a rendimiento y eficiencia. Se trata principalmente del ancho de banda y la transmisión acelerada de datos, eliminando las esperas de turnos a la hora de realizar transmisiones. Por otro lado, facilita mucho la implementación de nuevas tecnologías emergentes. Tales como el Internet de las cosas, o el propio 5G.

En cambio, a pesar de que se trata de una elección bastante clara, cuenta con sus propios desafíos. Y uno de los principales es la cancelación del llamado eco, el cual se produce cuando se realiza una transmisión de forma simultánea generando interferencias entre las señales que entran y las que salen. Por lo cual, que se produzcan avances en este aspecto es de vital importancia. Pero esto no quiere decir que half-dúplex desaparezca. Esta seguirá siendo necesaria para muchas otras funciones, de radio principalmente. Pero donde juega un papel fundamental en muchos casos. Pero obviamente no está tan sujeto a cambios o grandes mejoras, ya que el uso es bastante limitado a algunas pocas aplicaciones. No es el caso de full-dúplex, donde es necesario que cubra gran cantidad de aspectos diferentes

Por lo cual a pesar de que incluso puede parecer que los avances son complicados, sin dejar de serlo los más importantes son los que pasan por aumentar la calidad del servicio y aumentar las capacidades del mismo sin perder calidad. Adaptarse a nuevas necesidades siempre será lo importante, debido a que cada vez tenemos más dispositivos conectados a Internet, por lo cual la demanda de datos es mucho mayor y con ella las necesidades de establecer comunicaciones.

En definitiva, podemos decir que la principal diferencia entre Half Dúplex y Full Dúplex es que la comunicación va en una única dirección o en ambas de manera simultánea. Además de esta diferencia clave, el resto es en el modo de uso y en las situaciones en las que vamos a utilizar una u otra opción. Algunos dispositivos, además, pueden funcionar únicamente en un modo u otro. Eso puede ser determinante en algunas circunstancias.