これで解決！受信しながら送信できるナゾ！半二重通信と全二重通信

「受信しながら送信するってなんだか不思議だな！？」

はい、こんにちは！有線LANの標準規格「イーサネット」について、連続記事で紹介しております。

前回は、アクセス制御方式CSMA/CDについてご紹介しました。イーサネットに同軸ケーブルが使われるバス型トポロジーで、多元接続を可能にするための技術でしたね。興味深い仕組みですが、現代のスター型トポロジーでは使われていないのでした。

CSMA/CDが使われるバス型トポロジー

さて、今回は、通信方式の一つ、半二重通信と全二重通信についてお話しします。私たちは、データを送信しながら受信をしています。この送信と受信を上手に行う２つの仕組みです。

でも、不思議に思いませんか？データってどう流れているのでしょう？

このモヤモヤを取り去る記事となっております。気になる方は続きをどうぞ！

半二重通信：話は交互に行います

半二重通信は、一度に一方向のみの通信が可能な方式です。

例えば、トランシーバを使った通信では、一人が話している間は他の人は待つ必要がありますよね。あれをイメージすると分かりやすいです。

あるいは、片側交互通行の道路をイメージしてもいいですね。山道を車で走っていると工事で片側車線が止められていて、1方向ずつ交互に走る方法です。

この方式の大きな制約は、送信中に別の信号が来ると「衝突」が起こることです。これを回避するために、CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）というメカニズムがあったのですよね。

デバイスがケーブルが空いているかを確認し（CS）、衝突が検出（CD）された場合にはランダムな時間を待ってから再送信を試みる仕組みです。前回紹介しました！（そう、同軸ケーブルによるバス型トポロジーは、半二重通信です。）

誰かが回線を使っているなら待たねばいけない、衝突が起きたらさらに待たねばいけない…。半二重通信で、現代の高速通信を実現するのは難しいのです。

全二重通信：聞きながら話します

全二重通信は、送信と受信が同時に可能な方式です。

例えていうなら、電話の会話ですね。両者が同時に話し、聞くことができます。あるいは、二車線道路をイメージしてもいいです。

これを実現するためには、送信用と受信用の二つの物理的に独立した伝送路が必要です。ただし、時分割複信（Time Division Duplex；TDD）のような技術を用いて、一つの伝送路で送受信を行うこともあります。これは、体感的には全二重ですが、超短い間隔で半二重通信をしているようなものですね。

全二重通信は、高速データ伝送に不可欠です。現代のイーサネット通信の基本形態となっています。

以上が、半二重と全二重の違いです。

オートネゴシエーション：交渉を自動でやります！

もうちょっと、深掘りしますか。オートネゴシエーションという機能があります。

これは、イーサネット機器が通信相手との間で、（半二重と全二重を含めて）最適な通信モードを自動的に決定する機能です。

FLP（Fast Link Pulse）という特殊な信号を使用して、半二重または全二重通信をサポートするかどうかを検出し、優先順位に基づいて通信方式を決定します。

両方の機器がオートネゴシエーションをサポートしていないと、「半二重」になることがあるので注意が必要です。

はい、本日はここまで！今回は、通信方式（半二重と全二重）についてお話ししました。受信しながら送信できる「なんでだろう？」が腹落ちしたなら幸いです！

次回からはデータリンク層の話に突入します。まずは、イーサフレームの話をしましょう！

では！