Tổng quan về hệ thống mạng trong nhà

Lời Mở đầu Truyền thông thông tin ngày trở nên quan trọng đời sống hàng ngày Việc sử dụng máy tính để hồn thành cơng việc hay kết nối Internet trở thành phổ biến, thường xuyên Sử dụng hệ thống mạng nhà có dây không dây giúp việc chia sẻ truy cập băng thơng rộng máy tính trở nên dễ dàng thuận tiện với phổ biến dịch vụ truy cập băng thông rộng, số lượng máy tính gia đình tăng trưởng số hộ gia đình sử dụng Thơng tin, liệu chuyển đổi sang dạng tín hiệu điện tín hiệu quang để truyền kênh truyền Có nhiều loại phương tiện truyền dẫn, đơn cử cáp xoắn đơi, cáp đồng trục, dây mạng, cáp quang, chí mơi trường tự phương tiện truyền tín hiệu.Q trình xây dựng, lắp đặt hệ thống mạng nhà cần nghiên cứu, tính tốn đo đạc loại phương tiện truyền dẫn sử dụng để đảm bảo hiệu tối ưu chất lượng kinh tế Trong chương trình đào tạo ngành điện tử viễn thơng trường đại học dân lập Hải Phòng tất loại hình phương tiện truyền dẫn giới thiệu, phân tích.Tuy nhiên, việc nghiên cứu sâu, cụ thể đại lượng kênh truyền loạiphương tiện truyền dẫn dung kênh lại không đề cập chi tiết Dung kênh số đại lượng đặc trưng cho kênh truyền, mô tả chi tiết khả truyền tải thông tin kênh truyền Trong đề tài nghiên cứu này, emtập trung nghiên cứu, phân tích, đánh giá dung kênh loại kênh truyền cáp xoắn cáp đồng trục Các thiết bị đo đánh giá dung kênh đắt tiền để thiết lập tập đo dung kênh hoàn tồn khơng đơn giản, thơng qua phân tích, đánh giá, phương trình dung kênh,em xây dựng chương trình mơ để tính tốn dung kênh số điều kiện cụ thể, loại mơi trường cụ thể Sử dụng chương trình này, sinh viên trường hiểu sâu thêm khái HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ niệm khả năng, cách thức truyền loại hình kênh, nhờ vận dụng vào thực tế hiểu sâu thêm khối kiến thức kênh truyền, số phần kiến thức quan trọng ngành điện tử viễn thông Nội dung đồ án gồm chương: Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống mạng nhà Chương trình bày mơi trường nhà nhà đại phương tiện truyền thơng có Chƣơng 2: Cáp xoắn đơi Chương trình bày đặc điểm, tham số mơ hình nhiễu cáp xoắn đơi từ tính dung kênh Chƣơng 3: Cáp đồng trục Chương trình bày đặc điểm, tham số mơ hình nhiễu cáp đồng trục từ tính dung kênh Chƣơng 4: Kết mơ Chương trình bày kết mơ khảo sát dung kênh Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song vài hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót, sai lầm Em mong nhận góp ý, hướng dẫn, giúp đỡ thầy cô bạn bè Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn, giúp đỡ tận tình thầy Trần Hữu Trung thầy cô khoa Điện tử Viễn thông để em hồn thành đề tài tốt nghiệp Hải Phịng, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực Vũ Đình Bình HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Chƣơng TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ 1.1 Môi trƣờng nhà Trong nhà phòng tách biệt tường thông với qua cánh cửa Điện, điện thoại, truyền hình cáp, thiết bị phát khói điển hình đặt ngầm tường trình xây dựng nhà Hiện hệ thống đường dây ngầm nối với mạng lưới dịch vụ bên từ điểm cổng vào, thường nằm mặt tầng 1hoặc tầng hầm, vài nhánh dây điện nối với đầu chốt cắm tường phịng khác thơng qua tồn ngơi nhà Chiều dài nhánh dây phụ thuộc kích thước nhà, thường ngắn 300m Đường điện đưa vào nhà thường pha mát hai pha lửa Kết thức bảng phân phối bên nhà nối với dây điện ngầm qua tự ngắt Một đường dây nối đất đưa vào bảng phân phối Mỗi đường điện đầu tường nối với dây lửa, dây trung tính dây nối đất để bảo vệ an toàn Mạng dịch vụ điện thoại nối với đường dây điện thoại ngầm giá đấu dây đặt bên ngồi ngơi nhà Đường dây điện thoại ngầm có cặp, cặp nhiều Một số nhà dây cáp cặp xoắn, mà điện thoại nối đến điểm trung tâm Để chăm sóc tốt cho ngơi nhà tương lai ngành điện thoại, mạng liệu giải trí cần phải cải thiện nữa, cấu trúc dây phát triển với thực tế cho việc kết nối nhà Mạng lưới thơng tin liên lạc bên ngồi, điện thoại hay DSL, nguồn giải trí, truyền hình cáp hay truyền hình vệ tinh giới hạn bảng phân phối trung tâm gửi qua nhà cấu trúc dây làm cáp cặp xoắn phục vụ cho ngành điện thoại kết nối liệu đơn đôi cáp đồng trục phục vụ cho dịch vụ giải trí Một đơi cáp đồng trục dùng để phân phối lại HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ nguồn dịch vụ giải trí gia đình đầu DVD cho phòng khác Một chia tách nhiều đầu vào nhiều đầu xây dựng sẵn để kết nối cáp đồng trục Một trung tâm Ethernet định tuyến nhà đặt vào bên bảng phân phối Đôi khi, âm stereo tín hiệu điều khiển từ xa truyền qua suốt nhà đường dây nối thêm Hình 1.1 cho thấy giá đấu dây trung tâm với đường điện thoại, ổ cắm tường điện thoại, trung tâm Ethernet cho cổng kết nối cáp đồng trục kết nối với truyền hình cáp Hình 1.1 Bảng trung tâm phân phối cho cấu trúc dây Chốt cắm điện thoại, liệu tín hiệu truyền hình đặt Wallplace Hình 1.2 cho thấy số khả khác Wallplace số đầu chốt cắm tường Modul điện thoại (RJ – 11), Ethetnet (RJ – 45), cáp đồng trục, RCA (cho âm thanh) phích cắm S-video hình 1.3, gắn vào khe hở tường từ phía sau HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 1.2 Wall place Hình 1.3 Chốt chèn vào Wall place Việc lắp đặt hệ thống cáp phù hợp với ngơi nhà Bởi chi phí cho lắp đặt thiết bị hệ thống cho nhà xây sẵn xuyên tường cao Sử dụng sóng vơ tuyến giải pháp tốt cho nhà xây dựng sẵn.Việc sử dụng sóng vơ tuyến khơng gian nhà phải tuân theo quy định phủ để tránh gấy ảnh hưởng đến hệ thống thông tin liên lạc khác Sóng vơ tuyến xun qua tường trần nhà với lượng tín hiệu suy giảm 3dB Kinh nghiệm cho thấy sóng vơ tuyến giảm 6dB khoảng cách tăng gấp đôi Tham khảo cho thấy tín hiệu giảm khoảng 42dB, 50dB 57dB khoảng cách 30m so với nguồn với băng tần sóng vơ tuyến 900MHz, 2,4GHz 5,7GHz Trong mơi trườngnhà ở, sóng vơ tuyến đến điểm thông qua nhiều đường khác nhau: trực HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ tiếp, xuyên qua phản xạ Sóng vơ tuyến đến thơng qua nhiều đường khác để tạo thành tín hiệu tổng Chúng cộng trừ phần phụ thuộc vào sai pha, nguyên nhân tượng thay đổi tín hiệu cách đáng kể: tượng fading Sóng vơ tuyến xun hầu hết loại vật liệu ngoại trừ vữa trát có chứa lưới kim loại Nói cách khác, sóng vơ tuyến bao phủ nội nhà thông thường 1.2 Phƣơng tiện truyền thơng có Bob Metcalfe đồng nghiệp Xerox PARC (Trung tâm nghiên cứu Palo Alto) phát triển Ethernet vào cuối năm 1972 để kết nối bàn làm việc cá nhân người Tiêu chuẩn IEEE phiên cặp xoắn đôi Ethernet bản, 10Base-T ban hành năm 1990 10Base-T có tỷ lệ truyền liệu 10Megabits/giây (10Mbps) hai cặp cáp cặp xoắn đôi hay cặp xoắn đôi Phiên 100Mbps cáp xoắn đôi Ethernet bản, 100BaseTX, chuẩn hóa năm 1995 Ethernet 10/100 sử dụng cặp cáp cặp xoắn đôi Loại cặp thường kết thúc với đầu RJ – 45 tường Đầu cắm RJ – 11 đường điện thoại đặt chung vào đầu RJ – 45 kết nối cho ghim Hai ghim phích cắm RJ – 11 thường sử dụng đường dây điện thoại Mặt khác, hai ghim phích cắm RJ – 45 khơng Ethernet 10/100 sử dụng Vì hệ thống mạng đại bao gồm điện thoại, mạng liệu, dịch vụ giải trí cho nhà tiêu biểu Lý thuyết kỹ thuật truyền dẫn theo chuẩn HomePNA (Home Phoneline Networking Alliance) dùng để kết nối máy tính nhà với đầu điện thoại tường Hệ thống Tut Epigram tìm cách truyền tải đường dây điện thoại cách dễ dàng để áp dụng thêm cho công nghệ máy thu phát Hệ thống Pulse Position Modulation (PPM) chọn đầu năm 1999 HomePNA 1.0 với tốc độ truyền tải dòng mã khoảng 1Mbps Epigram QAM chọn vào cuối năm 1999 tiêu chuẩn cho HomePNA 2.0 với tốc độ truyền tải dòng mã lên tới 10Mbps Bằng cách nhân HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ đôi chế HomePNA 1.0, HomePNA 2.0 tương thích ngược lại Mới nhất, HomePNA 3.0 xác nhận dựa đề xuất từ Broadcom Coppergate Communications Tiêu chuẩn IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394 biết đến FireWire hay iLink dùng để kết nối máy tính với thiết bị điện tử người tiêu dùng đặc biệt kết nối đoạn video kỹ thuật số Tên FireWire đặt đầy sáng tạo cơng ty máy tính Apple Tên iLink sử dụng sản phẩm SONY IEEE 1394 theo công nghệ Bus thiết kế để xử lý cho việc truyền gói khơng đồng (như liệu) đồng (như video) Phiên cơng nghệ 1394 có khả truyền tải lên tới 100, 200 400Mbps cặp dây cáp xoắn dài 4.5m bao bọc đặc biệt Tiêu chuẩn 1394b mới, phát hành năm 2001, làm theo công nghệ FireWire chạy nhanh xa Tín hiệu 1394b mang đoạn cáp bọc xoắn có chiều 4,5m với tốc độ lên đến 1600Mbps loại cáp cặp xoắn ko bọc với chiều dài lên tới 100m đạt tốc độ 100Mbps Chốt cắm FireWire tìm số PC, tất iMAC, vài máy ảnh kỹ thuật số (KTS) tất máy quay KTS Công nghệ FireWire tạo tiềm lớn cho ứng dụng mạng gia đình mang theo nhiều tín hiệu tốc độ cao Một hệ thống mạng nhà thiết lập cách dùng đường dây điện ngầm chốt cắm tường Có hệ thống chủ yếu dựa đường dây điện có sẵn là: X – 10, CEBus gần HomePlug X – 10 trang bị cho đèn chiếu sáng, công tắc bấm điều khiển CEBus (Consumer Electronic Bus), với tốc độ 10 kilobytes/giây (kbps), tiêu chuẩn công nghiệp dành cho nhà tự động ứng dụng thông tin giải trí Các đường dây điện dựa lớp vật lý CEBus tìm ứng dụng hiệu tòa nhà trung tâm thương mại Hệ thống Intellon có tốc độ 10Mbps được chọn sở cho công nghệ HomePlug vào ngày HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ 5/6/2000 Các đặc điểm kỹ thuật tương ứng sau phát hành vào ngày 26/6/2001 Wireless Ethernet tên đặt cho hệ thống truyền tải theo tiêu chuẩn IEEE 802.11 Có nhiều phiên khác Wireless Ethernet xác định theo phần tương ứng tiêu chuẩn IEEE 802.11 Ban đầu phiên Wireless Ethernet dựa công nghệ trải phổ băng tần ISM 2.4GHz Hai phiên Wireless Ethernet phát hành tháng 6/1997 Frequency-Hopping Spread Spectrum (FHSS) and Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) Chúng có khả truyền với tơc độ hay Mbps Tiêu chuẩn IEEE 802.11b với việc mở rộng tốc độ lên 5.5 11 Mbps cho Wireless Ethernet DSSS băng tần ISM 2.4GHz phát hành vào cuối năm 1999 Ngày nay, hầu hết sản phẩm Wireless Ethernet tuân theo tiêu chuẩn IEEE 802.11b có khả tương thích với phiên DSSS gốc Tiêu chuẩn IEEE 802.11a cho Wireless Ethernet Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) phát hành năm 1999 Bản Wireless Ethernet OFDM gốc hoạt động băng tần ISM 5GHz có tốc độ truyền 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 54 Mbps Mới nhất, kỹ thuật truyền dẫn OFDM điều chỉnh cho phù hợp với băng tần ISM 2.4GHz kết tiêu chuẩn IEEE 802.11g đời Bảng 1.1 tóm tắt công nghệ mạng nhà đề cập trước bao gồm đặc tính truyền tải thời gian tồn tham khảo nhanh để so sánh Đặc tính truyền tải cơng nghệ gồm tốc độ truyền, phương tiện truyền, khoảng cách truyền Phương tiện truyền tải cáp xoắn đơi khơng bọc (UTP), dây điện thoại, cáp xoắn đơi có bọc (STP), sợi lai cáp quang (POF) dây điện, sóng vơ tuyến Khoảng cách đo mét đề cập đến tồn ngơi nhà (Whole House) HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Type Rate (Mbps) Medium Coverage Int 1999 2000 2001 2002 10BaseT 10 UTP 100 m 1990 Avail Avail Avail Avail 100BaseTX 100 UTP 100 m 1995 Hot Avail Avail Avail HomePNA 1.0 10 Telephone Wiring Whole House 1999 Avail Limit Limit HomePNA 2.0 10 Telephone Wiring Whole House 1999 Avail Hot Limit HomePNA 3.0 100 Telephone Wiring 1394 100, 200, 400 STP Avail Hot Avail 1394b …, 800, UTP, STP, 4.5, 50, 1600 POF 100 m 2001 X – 10 60 bps Electrical Wiring Whole House 1979 Avail Avail Avail Avail CEBus 0.01 Electrical Wiring Whole House 1991 Limit Limit Limit Limit HomePlug 10 Electrical Wiring Whole House 2001 802.11 FHSS 1, 2.4 RF GHz Whole House 1997 Avail Avail Avail Limit 802.11 DSSS 1, 2.4 RF GHz 90, 75 m 1997 Avail Avail Avail Limit 802.11b 5.5, 11 2.4 RF GHz 60, 35 m 1999 Avail Avail Hot 802.11a Up 54 HomeRF 1.0 1, 2.4 RF HomeRF 2.0 5, 10 2.4 GHz 2002 3.5 m to GHz RF 1995 Whole House 1999 GHz Whole House 1999 Whole House Avail Avail Avail Avail Avail Hot Avail 2001 Bảng 1.1 So sánh công nghệ Home network HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Chƣơng CÁP XOẮN ĐÔI 2.1.Các đặc điểm cáp xoắn đơi Cáp xoắnđơi bao gồm dây đồng có đường kính nhỏ, thường nhỏ 0.1 inch cho điện thoại, dây ngầm nhà, ứng dụng văn phòng Trong lớp vỏ nhựa bảo vệ, có nhiều dây đồng xoắn đôi cách điện với theo cặp Hai dây cặp xoắn chặt với điều kiện vật lý Do đó, việc xạ Sóng vơ tuyến ảnh hưởng nhiễu giảm thiểu tín hiệu truyền qua Hơn nữa, cặp xoắn có góc xoắn riêng để giảm thiểu nhiễu xuyên âm từ cặp xoắn khác Chất lượng dây cáp xoắn đôi xác định chất lượng vật liệu cách điện, độ kín độ xác xoắn, đường kính dây đồng Kích thước dây đồng tính theo đơn vị AWG (American Wire Gauge) Các kích thước phổ biến cáp xoắn đôi thường 19, 22, 24 26 AWG Bảng 2.1 quy đổi AWG với đơn vị Anh mil tương đương 0,001inch đơn vị quốc tế mm Ví dụ cáp xoắn đôi cỡ 24 26 AWG tương ứng với 0.4 0.5mm AWG mil mm AWG mil mm AWG mil mm 11 90.741 2.3048 21 28.462 0.7229 31 8.9276 0.2268 12 80.807 2.0525 22 25.346 0.6438 32 7.9503 0.2019 13 71.961 1.8278 23 22.572 0.5733 33 7.0799 0.1798 14 64.083 1.6277 24 20.101 0.5106 34 6.3048 0.1601 15 57.067 1.4495 25 17.900 0.4547 35 5.6146 0.1426 16 50.820 1.2908 26 15.940 0.4049 36 5.0000 0.1270 10 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Chƣơng 4: KẾT QUẢ CHƢƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG Phần mềm em chọn để viết chương trình mơ phần mềm Matlab phiên 7.8 chương trình đào tạo ngành điện tử viễn thơng trường đại học dân lập Hải Phòng, phần mềm matlab giới thiệu giảng dạy Qua trình học tập, em nhận thấy phần mềm lập trình nàycó nhiều ưu điểm thân thiện với người sử dụng,với ứng dụng tiết kiệm thời gian cơng sức chương trình khác Hơn matlab mạnh tính tốn tốn học khả mạnh mẽ đồ họa, qua thiết kế riêng giao diện người dùng (GUI – Graphic User Intreface) để giải vấn đề riêng Trong giao diện xuất liệu dạng văn đồ họa Mỗi GUI có hay nhiều diện mạo khác Việc tạo GUI tạo nên công cụ đồ họa phục vụ nhập xuất liệu cách trực giác thuận tiện Giao diện người dùng giúp có nhìn trực quan hiểu sâu vấn đề trình bày đồ án Thơng qua phân tích, đánh giá phương trình dung kênh, em xây dựng chương trình mơ để tính tốn dung kênh số điều kiện cụ thể, loại môi trường cụ thể đôi với loại cáp cặp xoắn, cặp xoắn, cặp xoắn, cáp Quad-22, cáp FW-26, cáp đồng trục Chương trình mơ thể kết khảo sát dung kênh trực quan, rõ ràng Việc thay đổi tham số chương trình mơ dễ dàng Kết việc thay đổi tham số thị ln Qua đó, giúp người dùng dễ dàng nhận tác động việc thay đổi 52 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ 4.1 Giao diện Hình 4.1 Giao diện chƣơng trình mơ Trong cửa sổ giao diện chương trình mơ hai loại phương tiện truyền dẫn khảo sát dung kênh cáp xoắn đôi cáp đồng Khi kích chuột vào loại phương tiện truyền dẫn muốn khảo sát dung kênh cửa sổ giao diện xuất cửa sổ giao diện đóng lại 4.2 Giao diện mơ dung kênh cáp xoắn đôi 53 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.2 Giao diện mơ dung kênh cáp xoắn đơi Hình 4.2 thể giao diện mô dung kênh cáp xoắn đôi dây dẫn nhà Giao diện khảo sát dung kênh cáp xoắn bao gồm khảo sát dung kênh dây dẫn nhà.Em gọi chung khảo sát dung kênh cáp xoắn Chương trình khảo sát dung kênh loại cáp với chiều dài 100m Để khảo sát dung kênh cáp xoắn, trước hết cần nhập số liệu cho tham số suy hao số truyền dẫnγ(f) để tính hàm truyền H(f) Từ ta tính tốn dung năngkênh cho loại hình cáp với số băng thơng tín hiệu Chương trình tính dung kênh cáp cặp xoắn, cặp xoắn, cặp xoắn, cáp Quad-22 cáp FW-26 thông qua thiếp lập tham số suy hao loại cáp a b, băng thơng loại nhiễu ảnh hưởng Kết tính tốn mô đồ thị Với a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 1012 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , băng thông 9kHz, nhiễu -140dBm/Hz 54 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ vớitần số trung tâm lên đến 15MHz Dung kênhtrong khoảng từ 260 đến 300kbps Ta có kết hình 4.3 Hình 4.3 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu -140dBm/Hz với băng thơng 9kHz Cũng với tham số trên,a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 10-12 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , nhiễu 140dBm/Hz với tần số trung tâm lên đến 15MHz Khi băng thông thay đổi lên đến 1MHz ta thu kết dung kênh khoảng từ 26,5 đến 30,5 Mbps hình 4.4 55 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.4 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu -140dBm/Hz với băng thơng 1MHz Cũng với tham số trên,a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 10-12 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , nhiễu 140dBm/Hz với tần số trung tâm lên đến 15MHz Khi băng thông thay đổi lên đến 10MHz ta thu kết dung kênh khoảng từ 205 đến 165 Mbps hình 4.5 56 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.5 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu -140dBm/Hz với băng thơng 10MHz Ta dễ dàng nhận thấy ảnh hưởng nhiễu tới dung kênh cáp xoắn băng thông thay đổi Băng thông lớn suy giảm dung kênh nhanh tần số cao Với a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 1012 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , băng thông 9kHz, tần số trung tâm lên đến 15 MHz Xuất loạt dạng dung kênhkhác loại cáp dây dẫn nhà tần số khác Dung kênhcủa loại cáp cặp xoắn 100 kbps, dung kênh dây dẫn nhàQuad Flatnhỏ 10 kbps tần số 15 MHz Ta có kết hình 4.6 57 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.6 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu đầu gần NEXT Cũng với tham số trên, băng thông thay đổi lên đến 1MHz, a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 10-12 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , băng thông MHz, tần số trung tâm lên đến 15 MHz ta thu kết dung kênh khoảng từ đến 25 Mbps hình 4.7 Hình 4.7 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu đầu gần NEXT 58 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Cũng với tham số trên, băng thông thay đổi lên đến 1MHz, a3 = 8.17 x 10-7 , b3 = 8.07 x 10-11 , a4 = 7.73 x 10-7 , b4 = 9.12 x 10-12 , a5 = 7.26 x 10-7 , b5 = 4.56 x 10-12 , aq = 6.77 x 10-7 , bq = 4.97 x 10-11 , af = 9.17 x 10-7 , bf = 4.87 x 10-11 , băng thông 10MHz, tần số trung tâm lên đến 15 MHz ta thu kết dung kênh khoảng 252 đến 260 MHz hình 4.8 Hình 4.8 Kết khảo sát dung kênh có nhiễu đầu gần NEXT Ảnh hưởng NEXT thường cao nhiễu NEXT tăng tần số cao Dưới ảnh hưởng nhiễu đầu gần NEXT dung kênh khơng có suy giảm q nhanh ảnh hưởng nhiễu Qua vài kết trên, ta nhận thấy cáp loại cặp xoắn tốt loại cáp lại Dung kênh cao khả chống nhiễu tốt 4.3 Giao diện mô dung kênh cáp đồng trục 59 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.9 Giao diện mô dung kênh cáp đồng trục Chương trình mơ khảo sát dung kênh cáp đồng trục dựa vào mơ hình cáp, mơ hình xun nhiễu mật độ phổ cơng suất tín hiệu truyền Mơ hình nối tivi dùng chia bốn đoạn cáp đồng trụcnối từ TV A tới TV C hình 4.10 Mơ hình kênh thiết lập cách phân tầng ma trận tham số ABCD đoạn cáp 100 feet, 25 feet 35 feet Ma trận tham số ABCD sau chuyển đổi thành suy hao trung gian đáp ứng xung Hình 4.10 Mơ hình phân chia cáp đồng trục 60 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Mơ hình mơi trường nhiễu chuẩn hóa tác động đến dung kênh cáp đồng trục hình 4.11 Hình 4.11 Mơ hình chuẩn hóa mơi trƣờng nhiễu Hình 4.5 thể dung kênh cáp đồng trục Chương trình tính dung kênh cáp đồng trục thơng qua thiếp lập tham số Kết tính tốn mô đồ thị Với tham số l1 = 100 feet, l2 = 35 feet, l3 = 25 feet, z0 = 75Ω, z1 = 75Ω PSD từ tới 50 dBµVta có kết mơ hình 4.12 Dung kênh nằm khoảng đến Mbps 61 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Hình 4.12 Kết mơ dung kênh Với mơ hình nhiễu chuẩn hóa PSD từ đến 50 dBµV, thay đổi chiều dài cáp l1 = 50 ft, l 35 feet, l3 = 25 feet, z0 = 75Ω, z1 = 75Ω Ta thu kết hình 4.13 Khi mức tín hiệu truyền tăng cao, độ dài cáp ngắn dung kênh cao Ở mức tính hiệu truyền thấp, dung kênh khơng có nhiều khác biệt Hình 4.13 Kết mô thay đổi l1 = 50ft 62 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Với tham số l1 = 100 feet, l2 = 35 feet, l3 = 25 feet, z0 = 75Ω, z1 = 50Ω PSD từ tới 50 dBµV Ta thu kết hình 4.14 Hình 4.14 Kết dung kênh phối hợp trở kháng z1 = 50Ω Với tham số l1 = 100 feet, l2 = 35 feet, l3 = 25 feet, z0 = 75Ω, z1 = 10Ω PSD từ tới 50 dBµV Ta thu kết hình 4.15 Hình 4.15 Kết dung kênh phối hợp trở kháng z1 = 10Ω 63 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Khi phối hợp trở kháng có thay đổi lớn nằm ngồi khoảng cho phép, dung kênh có thay đổi lơn mức tín hiệu truyền thấp Rõ ràng việc phối hợp trở kháng quan trình chia nhánh cáp đồng trục 64 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRỂN ĐỀ TÀI Với đồ án này, em tìm hiểu số loại phương tiện truyền dẫn phục vụ cho hệ thống mạng nhà, cụ thể cáp xoắn cáp đồng trục.Thực phân tích yếu tố ảnh hưởng đến q trình truyền dẫn: thơng số cáp, loại nhiễu mơ hình nhiễu từ tiến hành khảo sát dung kênh loại phương tiện truyền dẫntrong số điều kiện cụ thể, loại môi trường cụ thể Qua đó, có nhìn tổng quát yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống mạng nhà Qua trình nghiên cứu,em hiểu sâu thêm khái niệm khả năng, cách thức truyền loại hình kênh, nhờ vận dụng vào thực tế hiểu sâu thêm khối kiến thức kênh truyền, số phần kiến thức quan trọng ngành điện tử viễn thơng Đề tài tiếp tục phát triển mở rộng đối tượng nghiên cứu như: Ethernet, FireWire, sóng vơ tuyến, mạng không dây…hay khảo sát dung kênh nhiều điều kiện khác nhau, môi trường khác Từ đề tài nghiên cứu phát triển thêm thành modul mô để kiểm tra, ghép nối, so sánh loại kênh truyền Đây hướng phát triển tiếp tục đề tài sau 65 HỆ THỐNG MẠNG TRONG NHÀ Tài liệu tham khảo Walter Y.Chen (2003), Home Network Basic Các trang web tham khảo http://fcc.gov http://ebook.edu.vn http://en.wikipedia.org 66