Nghiên cứu và mô phỏng thiết bị chống sét lan truyền trên mạng máy tính và đường dây điện thoại

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ BÌNH DƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ MƠ PHỎNG THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN MẠNG MÁY TÍNH VÀ ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ BÌNH DƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN MẠNG MÁY TÍNH VÀ ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI CHUYÊN NGÀNH : THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN MÃ SỐ NGÀNH : 60 52 50 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2005 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU VÀ MÔ PHỎNG THIẾT BỊ CHỐNG SÉT LAN TRUYỀN TRÊN MẠNG MÁY TÍNH VÀ ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI CHUYÊN NGÀNH : THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN MÃ SỐ NGÀNH : 60 52 50 Họ tên học viên : ĐỖ BÌNH DƯƠNG Người hướng dẫn: TS QUYỀN HUY ÁNH Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH o0o Cán hướng dẫn khoa học : TS QUYỀN HUY ÁNH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc só bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Ngày tháng năm 2005 LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Quyền Huy Ánh, người Thầy tận tình trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu quan trọng, đònh hướng sửa chữa thiếu sót suốt trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn Tôi xin cảm ơn q Thầy Cô Bộ môn Điện – Điện Tử thuộc Trung Tâm Việt Đức Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật động viên, góp ý tạo điều kiện tối đa cho thực luận văn Trong suốt trình thực luận văn này, nhận lời hỏi thăm, động viên nhiệt tình anh chò học viên lớp Cao Học khóa ngành thiết bò mạng nhà máy điện, bạn đồng nghiệp gia đình Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện để hoàn thành tốt luận văn Học viên thực Mục lục MỤC LỤC Trang Mục lục Chương Chương Chương Chương Chương Mở đầu I Đặt vấn đề II Giới thiệu phần tử bảo vệ III Giới hạn đề tài Mạng LAN 1.1 Giới thiệu 1.2 Các phương pháp truyền liệu 1.3 Cấu trúc mạng LAN 1.4 Các thiết bò mạng LAN Đường dây điện thoại 2.1 Giới thiệu 2.2 Băng thông đường dây điện thoại 2.3 Mạng điện thoại công cộng PSTN Phần tử bảo vệ GDT 3.1 Giới thiệu 3.1.1 Bảo vệ điện thoại/fax/modem 3.1.2 Bảo vệ đường dây tín hiệu 3.1.3 Các dạng mạch bảo vệ 3.2 Cấu trúc GDT 3.3 Các thông số kỹ thuật 3.4 Nguyên lý bảo vệ 3.5 Trạng thái đáp ứng Điốt Zener – Zener TVS 4.1 Chất bán dẫn chế dẫn điện 4.1.1 Mạng tinh thể liên kết hoá trò 4.1.2 Bán dẫn loại N bán dẫn loại P 4.1.3 Mối nối P-N trạng thái cân 4.2.4 Mối nối P-N có điện áp 4.2 Đặc tính V-I điốt Zener 4.2.1 Đặc tính thuận chiều 4.2.2 Đặc tính đánh thủng 4.3 Trở kháng Zener 4.4 Hệ số nhiệt độ 4.5 Công suất suy hao Học viên : Đỗ Bình Dương 7 11 13 13 18 18 18 19 20 22 23 25 27 27 28 29 30 30 32 33 33 35 35 Trang Mục lục Chương Chương Chương Chương 4.6 Điện dung Zener 4.7 Zener triệt xung áp lan truyền (Zener TVS) 4.7.1 Giới thiệu 4.7.2 Các thông số 4.7.3 Đặc tính kẹp điện áp 4.7.4 Công suất xung đỉnh – ảnh hưởng nhiệt độ 4.7.5 Dung kháng Mô tả TSPD 5.1 Tổng quát Thyristor 5.2 Cấu tạo hoạt động 5.3 Các thông số 5.4 Hoạt động TSPD 5.5 Cấu tạo TSPD 5.6 Mô hình TSPD dùng cho mô Các tiêu chuẩn viễn thông 6.1 Tiêu chuẩn GR 1089 6.1.1 Các kiểm tra thiết bò bảo vệ áp 6.1.2 Kiểm tra xung sét cấp thứ 6.1.3 Kiểm tra xung sét cấp thứ 6.1.4 Kiểm tra giới hạn dòng 6.2 Tiêu chuẩn ITU-T K20 K21 6.3 Tiêu chuẩn TIA-968-A (FCC part 68) 6.3.1 Kiểm tra áp 6.3.2 Xung áp dây Tip Ring (Metallic) 6.3.3 Xung áp dây Tip Ring với đất (Longitudinal) 6.4 Tiêu chuẩn UL60950 Bảo vệ phối hợp phần tử bảo vệ 7.1 Bảo vệ áp 7.2 Bảo vệ dòng 7.3 Bảo vệ sơ cấp 7.4 Bảo vệ thứ cấp 7.5 Phối hợp bảo vệ Bảo vệ mạng Lan – Wan đường dây điện thoại 8.1 Bảo vệ mạng Lan – Wan 8.1.1 Giới thiệu 8.1.2 Bảo vệ mạng 10Base-T 8.1.3 Bảo vệ mạng 100Base-T 8.2 Bảo vệ đường dây điện thoại 8.2.1 Tổng quát 8.2.2 Điện trở dây Tip Ring Học viên : Đỗ Bình Dương 36 37 37 38 38 41 43 44 44 45 46 46 47 48 48 50 50 50 51 52 52 52 53 53 55 56 57 58 58 64 64 65 66 66 66 67 Trang Mục lục Chương Mạch phát xung sét 9.1 Xung sét quy đònh theo tiêu chuẩn 9.1.1 Đònh nghóa thử nghiệm điện áp xung sét 9.1.2 Đònh nghóa thử nghiệm dòng điện xung sét 9.1.3 Dạng sóng xung tắt dần 9.2 Mô hình mạch phát xung sét Chương 10 Kết mô 10.1 Các dạng xung sét chuẩn 10.1.1 Xung sét thử theo tiêu chuẩn K20 K21 10.1.2 Xung sét thử theo tiêu chuẩn TIA-968 10.1.3 Xung sét thử theo tiêu chuẩn GR-1089 A Bảo vệ thứ cấp đường dây điện thoại TSPD 10.2 Cách thức tiến hành mô 10.3 Kết mô theo sơ đồ bảo vệ số 10.4 Kết mô theo sơ đồ bảo vệ số 10.5 Kết mô theo sơ đồ bảo vệ số 10.6 Nhận xét kết bảo vệ TSPD B Bảo vệ sơ cấp đường dây điện thoại GDT 10.7 Các sơ đồ bảo vệ mạng Lan 10.7.1 Mạng Lan 10Base-T 10.7.2 Mạng Lan 100Base-T Chương Kết luận đề nghò Tài liệu tham khảo Học viên : Đỗ Bình Dương 69 69 70 70 71 75 75 76 77 78 79 80 85 88 89 91 93 93 94 96 98 Trang Chương mở đầu CHƯƠNG MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày thiết bò truyền liệu nói chung trở nên dễ nhạy cảm với xung điện áp độ Các IC, chip ngày nhỏ có điện áp hoạt động thấp nên chúng dễ bò hư hỏng xung điện áp Một số bò hư hỏng với xung điện áp khoảng 20V Có nhiều nguồn gây xung điện áp độ tác động vào đường truyền cảm ứng sét, cảm ứng đường dây AC, phóng điện tónh điện ESD Mặc dù thời gian tác động ngắn chúng có lượng lớn Cơ sở hạ tầng viễn thông, đặc biệt hệ thống dây thường trời dễ bò tác động nguồn nhiễu trên, đặc biệt sét cảm ứng sét Năng lượng lớn sét tạo độ hệ thống lân cận Những tình truyền sét đánh tạo độ lan truyền nhanh hệ thống điện thoại hay mạng máy tính Điện áp hàng trăm, hàng ngàn vôn tạo độ làm hư hỏng thiết bò viễn thông hay máy tính Theo thống kê số xung sét có cường độ vượt 200kA, giá trò thường sử dụng nghiên cứu sét đánh trực tiếp Các nghiên cứu IEEE cho thấy độ cảm ứng sét hệ thống điện thoại thường khoảng vài kV xung dòng 1kA Các xung sét nguồn gây độ thường gặp hệ thống máy tính hay viễn thông Dòng sét chạy dây dẫn sét đánh hay vào cáp ngầm qua dòng điện tản đất Bởi đường dây điện thoại thường dùng chung trụ, chung tuyến hay chung cọc nối đất với đường dây AC nên thường xuyên xuất dòng điện cảm ứng có giá trò đo dây Tip Ring Các độ điện áp hay dòng điện thường xảy đường dây điện thoại hai dạng là: độ dây Tip, Ring với đất (longitudinal) độ xảy dây Tip Ring (metallic) Các bảo vệ thường chia làm loại bảo vệ thứ cấp bảo vệ sơ cấp Các bảo vệ sơ cấp có khả chòu công suất lớn nhiều so với bảo vệ sơ cấp nhiên chúng có ngưỡng tác động xác Các bảo vệ sơ cấp thường lắp đặt tổng đài đầu vào tòa nhà thường tài sản công ty cung cấp dòch vụ, bảo vệ thứ cấp thường lắp phía khách hàng thuê bao Các bảo vệ thứ cấp thường bao gồm bảo vệ dòng áp Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương mở đầu II GIỚI THIỆU CÁC PHẦN TỬ BẢO VỆ Các thiết bò bảo vệ thường chia làm lọai bảo vệ áp bảo vệ dòng Các thiết bò bảo vệ áp thường dùng GDT (Gas Discharge Tube), MOV (Metal Oxide Varistor), TVS zener Thyristor Các thiết bò bảo vệ dòng cầu chì PPTC (Polymeric PTC) Hiện nay, Thyristor PPTC phần tử bán dẫn bảo vệ tin cậy thiết bò điện tử viễn thông Dưới giới thiệu tóm tắt số đặc điểm phần tử bảo vệ này:  GDT (Gas Discharge Tube) ống phóng khí thường có dạng cực cực điện cực giữ khoảng cách gần đặt ống có đầy khí Khi có điện áp cao đặt vào điện cực vượt giá trò đònh mức khí bên bò ion hóa xuất dòng điện chạy qua điện cực trạng thái không dẫn (off) điện trở ống phóng khí cao, dẫn giá trò điện trở giảm xuống Các GDT có thời gian đáp ứng chậm giải thoát lượng xung lớn có điện dung nhỏ từ đến 1,2pf Tuy nhiên chúng thường bò hư hỏng sau vài trăm lần tác động  MOV (Metal Oxide Varistor) phần tử bảo vệ thông dụng, rẻ tiền, bền khả dẫn dòng lượng lớn mà không hư hỏng Tuy nhiên sau lần MOV tác động khả chúng bò suy giảm Chúng có đáp ứng chậm phần tử bảo vệ bán dẫn  TVS diode (Transient Voltage Suppressor Diode) diode chế tạo đặc biệt dùng cho bảo vệ áp Chúng có đặc tính điện áp hoạt động điện áp kẹp thấp, thời gian đáp ứng nhanh tác động  TSPD (Thyristor Surge Protective Device) phần tử bảo vệ có cấu tạo bán dẫn tin cậy Chúng dùng nhiều thiết bò điện tử viễn thông dùng cho mục đích bảo vệ áp Chúng gồm có cực có khả dẫn dòng xung lớn có áp độ hai cực  PPTC phần tử dùng bảo vệ dòng mạch việc tăng giá trò điện trở xảy áp độ Chúng có hai ưu điểm lớn là: bảo vệ không gây nhiệt điện trở đường dây tác động giới hạn dòng không gây hở mạch Và hết độ giá trò điện trở chúng trở lại bình thường (self resetting)  Cầu chì: xảy dòng cầu chì đứt làm hở mạch để bảo vệ thiết bò Chúng dễ kiểm tra thay bò đứt, chúng Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương mở đầu phần tử nhạy cảm so với linh kiện điện tử Tuy nhiên chúng có thời gian đáp ứng chậm so với phần tử bảo vệ bán dẫn Trong hệ thống mạng điện thoại máy tính thường dùng phần tử bảo vệ GDT, TSPD, TVS diode, PPTC hay cầu chì Trong mạng điện thoại điện áp bảo vệ thiết bò thường từ 260V đến 350V Mạng máy tính mạng truyền liệu tốc độ cao nên cần ý đến điện dung thân phần tử bảo vệ sinh gây nhiễu ảnh hưởng đến tốc độ truyền liệu Để giảm điện dung phần tử bảo vệ bán dẫn người ta thường mắc thêm cặp diode song song nối tiếp để giảm điện dung Khi sử dụng thử nghiệm phần tử bảo vệ phải tuân theo tiêu chuẩn ITU-T K20, K21, Telcordia GR-1089, UL 60950 TIA-968-A III GIỚI HẠN ĐỀ TÀI Việc nghiên cứu mô hành vi phần tử bảo vệ quan trọng Tuy nhiên, thời gian trình độ có hạn nên phạm vi nghiên cứu đề tài thực tìm hiểu mặt lý thuyết phần tử GDT, TVS diode, TPSD , đặc điểm biện pháp bảo vệ cho mạng máy tính đường dây điện thoại Quá trình mô thực khảo sát đáp ứng chống lại điện áp đường dây gây xung sét lan truyền phần tử GDT TSPD phần mềm Orcad/PSPICE Phần mô đề tài thực mô dựa mô hình phần tử GDT, TSPD rút nhận xét đáp ứng chúng dạng xung sét chuẩn khác Các dạng xung sét chuẩn tạo sử dụng mô có thông số theo tiêu chuẩn mạng máy tính viễn thông Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương1 Giới thiệu mạng LAN Chương 1: MẠNG LAN 1.1 GIỚI THIỆU Mạng LAN mạng máy tính tốc độ cao kết nối máy tính phạm vi tương đối nhỏ Nó chủ yếu dùng kết nối máy trạm, máy tính cá nhân, máy in số thiết bò khác Mạng LAN cho phép người sử dụng máy tính nhiều thuận tiện truy cập liệu chung với thiết bò ứng dụng, trao đổi tập tin truyền thông người dùng qua mail ứng dụng khác Hình 1.1 mạng LAN 1.2 - - - CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN DỮ LIỆU Truyền liệu mạng lan có phương pháp : Unicast transmission: gói liệu gửi từ nguồn đến đích mạng Trước tiên nút nguồn đònh vò cho gói liệu việc sử dụng đòa nút đích Sau đó, gói liệu gửi lên mạng cuối mạng chuyển gói liệu tới đích Multicast transmission: bao gồm gói liệu đơn copy gửi tới nhóm nút mạng Trước tiên, nút nguồn đònh vò cho gói liệu nhiều đòa Sau đó, gói liệu đưa lên mạng để chép chép tới nút mạng Broadcast transmission: Một gói liệu copy gửi tới tất nút mạng Trong phương pháp truyền nút nguồn đònh vò cho gói liệu đòa tất nút mạng Sau đó, gói liệu đưa lên mạng để chép chép tới tất nút mạng Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương1 Giới thiệu mạng LAN 1.3 CẤU TRÚC MẠNG Cấu trúc mạng Lan xác đònh theo cách mà thiết bò kết nối với mạng Hiện có dạng cấu trúc là: bus, ring, start, tree Các cấu trúc mạng cấu trúc logic, thiết bò thực không cần phải có kết nối vật lý cấu trúc Cấu trúc bus cấu trúc mạng Lan tuyến tính việc truyền liệu từ trạm mạng lan truyền tới tất trạm khác với chiều dài đường truyền trung bình Hình 1.2 Cấu trúc mạng dạng bus Cấu trúc mạng dạng ring cấu trúc gồm chuỗi thiết bò kết nối nối tiếp với liên kết truyền đơn hứớng để tạo thành vòng kín Hình 1.3 Cấu trúc mạng dạng ring Cấu trúc mạng dạng start cấu trúc mà điểm kết nối cuối kết nối tới hub trung tâm, công tắc hay kết nối Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương1 Giới thiệu mạng LAN Cấu trúc mạng dạng gần giống cấu trúc dạng bus, ngoại trừ nhánh có nhiều nút Hình 1.4 Cấu trúc mạng dạng 1.4 CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG LAN Các thiết bò mạng lan thường dunøg lặp(repeater), hub, mở rộng mạng lan (Lan extender), chuyển mạch router Trong phạm vi đề tài giới thiệu repester lan extender Một lặp repeater thiết bò thuộc lớp vật lý dùng để kết nối trung gian đoạn mạng lại với mở rộng mạng Các repeater nhận tín hiệu từ đoạn mạng khuếch đại, truyền lại tín hiệu tới đoạn mạng khác Các hoạt động ngăn cản tín hiệu bò suy giảm chiều dài cáp số lượng lớn thiết bò kết nối Ngoài ra, tất tín hiệu điện bao gồm nhiễu điện lỗi khác lặp lại khuếch đại Hình1.5 Vai trò repeater Lan extender công tắc đa tầng truy xuất từ xa (remote access) cho phép kết nối tới máy chủ Lan extender phân đoạn truyền thông hay tạo Học viên : Đỗ Bình Dương Trang Chương1 Giới thiệu mạng LAN tường lửa Hình minh họa số Lan extender kết nối tới máy chủ qua WAN Hình 1.6 Các Lan extender kết nối tới host qua WAN Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 10 Chương Đường dây điện thoại Chương 2: ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI 2.1 GIỚI THIỆU Máy điện thoại sử dụng dòng điện để truyền tải thông tin âm Tổng đài gửi tới máy điện thoại dòng điện ổn đònh Khi nói chuyện dòng điện từ tổng đài thay đổi Sự thay đổi liên hệ trực tiếp đến thay đổi áp suất không khí người nói micro Bởi máy điện thoại chia sẻ chung dòng điện tổng, nói chuyện thay đổi dòng điện máy làm thay đổi dòng điện máy Dòng điện mà máy điện thoại nhận từ tổng đài lấy từ nguồn 48V Điện áp - 48Vdc gửi tới máy điện thoại qua điện trở cuộn dây (giá trò điện trở khoảng từ 2k đến 4k mắc nối tiếp với nguồn Pin) Hình 2.1 Sơ đồ phác họa đường dây điện thoại Điện áp 48V chọn sử dụng điện áp vừa đủ để dẫn nhiều Km dây điện thoại mà mức thấp vừa đủ để bảo đảm an tòan (theo quy đònh nghành điện nhiều nước điện áp 50V coi an tòan) Mặt khác 48V dễ dàng có dùng bình acqui axit chì (4 x12V) Các nguồn ắc qui sử dụng tổng đài để đảm bảo chắn hệ thống hoạt động có cố từ đường dây cấp nguồn AC, đưa điện áp ổn đònh giúp cho mạch tổng đài hoạt động tin Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 11 Chương Đường dây điện thoại cậy Điện áp đường dây điện thoại chọn âm để làm cho phản ứng hóa điện dây điện thoại bò ướt nguy hại Hình 2.2 Nguyên lý giao tiếp đường dây điện thoại điển hình Khi máy điện thoại trạng thái chờ điện áp dây Tip 0V dây Ring khoảng -48V so với đất Khi nhấc máy xuất dòng điện dây Tip trở thành âm dây Ring trở nên dương (ít âm hơn) Trạng thái điển hình nhấc máy Tip khoảng 20V Ring khoảng -28V Có nghóa chêch lệch khoảng 8V dây điều kiện hoạt động bình thường Điện trở DC mạch điện thoại khoảng từ 200 đến 300 Ohm dòng điện chạy qua máy từ 20-50mA Khi dây có điện âm so với đất ion kim lọai di chuyển từ đất tới dây thay điện dương làm cho ion kim lọai từ dây chạy xuống đất làm giảm bào mòn Một số nước sử dụng điện áp từ 36V tới 60V Các tổng đài PBX dùng điện áp thấp 24V điện dương thay điện âm dùng mạng điện thoại thông thường điện dương thường sử dụng nhiều mạch điện tử dễ tạo cực tính đường dây viễn thông môi trường tòa nhà vấn đề quan trọng Máy điện thoại có dây Tip Ring chúng mang tín hiệu loa micro Chức cho phép gửi nhận tín hiệu âm cách đồng thời hệ thống thiết kế cho mạch cân đầu chia tách tín hiệu âm đến nhờ mạch tích hợp mạch giao tiếp mạng máy Mạch giao tiếp mạng máy điện thoại nối micro loa tới đường dây điện thoại Mạch thiết kế cho gửi dòng điện thay đổi tới máy điện thoại khác qua tác động loa Dòng điện thay đổi không đưa tới loa máy Điều thực nhờ việc phối hợp tổng trở tốt Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 12 Chương Đường dây điện thoại 2.2 BĂNG THÔNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI Đường dây điện thoại Mỹ châu u thường có dải băng tần 3kHz Một đường dây điện thoại thông thườg có tần số từ 400Hz đến 3.4kHz Đáp ứng tần số giới hạn tối đa 3.4 kHz giới hạn phần tử hệ thống điện thoại : tụ điện biến áp, chúng có kích thứơc nhỏ lý mà không dùng tần số thấp ảnh hưởng tới tần số nguồn (50/60Hz sóng hài chúng) làm tác động tới tín hiệu âm tai nghe 2.3 MẠNG ĐIỆN THOẠI CÔNG CỘNG PSTN (PUBLIC SWITCHED TELEPHONE NETWORK) Mạng điện thoại đơn giản gồm máy nguồn Pin cung cấp cho máy : Hình 2.3 Mạng điện thoại đơn giản Đối với mạng điện thoại dùng cho mục đích quân hay hệ thống liên kết đặc biệt Việc nối kết thêm nhiều máy điện thoại tạo ta mạng lưới điện thoại hữu ích Các điện thoại nối với qua tổng đài (Central Office : CO), tổng đài cung cấp kết nối, chuyển mạch, nguồn….đường dây điện thoại nối máy điện thoại tới tổng đài gọi thuê bao (Subcriber hay loop, local) Hình 2.4 Mạng điện thoại cục (local) Tuy nhiên, mạng điện thoại cục thực gọi theo vùng hay gọi tổng đài Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 13 Chương Đường dây điện thoại Để thực gọi tổng đài cần phải có đường trục nối tổng đài với Hình 2.5 Đường trục nối tổng đài CO Đøng trục nối kết tổng đài xuất thực lần gọi Sang kỷ 20, người ta thực khả đa hợp miền tần số FDM (Frequency Domain Multiplexing) CO cho phép đường dây mang 24 tín hiệu âm lúc FDM trộn tín hiệu âm sau chia băng thông 96kHz thành 24 dải tần số dải 4kHz, dải tần số mang tín hiệu gọi Để thực gọi đường dài, người ta kết nối theo sơ đồ: Hình 2.6 Sơ đồ nối kết gọi đường dài Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 14 Chương Đường dây điện thoại Tuy nhiên với phương pháp truyền tín hiệu analog chất lượng gọi truyền xa chúng thường bò méo dạng tín hiệu ảnh hưởng nhiễu gây Các nguồn nhiễu động cơ, máy móc công nghiệp, sét, đèn phóng điện … Hình 2.7 Các nguồn nhiễu Đường dây điện thoại hấp thụ nhiễu làm xấu tín hiệu gọi Để khuếch đại tín hiệu âm bò yếu, người ta dùng khuếch đại tín hiệu : Hình 2.8 Khuếch đại tín hiệu Các khuếch đại tín hiệu đường dây (line amplifier) khuếch đại tín hiệu mà khuếch đại nhiễu Với đường dây dài người ta phải dùng nhiều khuếch đại rõ ràng giải pháp tốt Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 15 Chương Đường dây điện thoại Để khắc phục vần đề liên quan đến nhiễu khuếch đại, người ta phát triển đường truyền tín hiệu số Hình 2.9 Mạng truyền tín hiệu số Hình mô tả mạng truyền tín hiệu số đơn giản Các tín hiệu số gồm chuỗi xung, chúng tín hiệu rời rạc Trong điều kiện lý tưởng thời điểm có xung xung trạng thái lưng chừng Tuy nhiên tín hiệu analog, tín hiệu số chòu ảnh hưởng nhiễu, bò suy giảm, méo dạng Tuy nhiên tín hiệu số chúng hiệu chỉnh lại Hình 2.10 Bộ lặp số đường dây Thay sử dụng khuếch đại nối kết đường dài truyền tín Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 16 [...]... 11 Chương 2 Đường dây điện thoại cậy Điện áp trên đường dây điện thoại được chọn âm để làm cho các phản ứng hóa điện trên dây điện thoại bò ướt sẽ ít nguy hại hơn Hình 2.2 Nguyên lý giao tiếp đường dây điện thoại điển hình Khi máy điện thoại ở trạng thái chờ thì điện áp dây Tip là 0V và dây Ring khoảng -48V so với đất Khi nhấc máy sẽ xuất hiện dòng điện và dây Tip trở thành âm và dây Ring trở nên dương... thời gian và trình độ có hạn nên phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ thực hiện tìm hiểu về mặt lý thuyết các phần tử GDT, TVS diode, TPSD , đặc điểm và biện pháp bảo vệ cho mạng máy tính và đường dây điện thoại Quá trình mô phỏng chỉ thực hiện khảo sát đáp ứng chống lại các quá điện áp trên đường dây gây ra do xung sét lan truyền của các phần tử GDT và TSPD bằng phần mềm Orcad/PSPICE Phần mô phỏng của... dòng điện ở máy kia Dòng điện mà các máy điện thoại nhận được từ tổng đài lấy từ nguồn 48V Điện áp - 48Vdc được gửi tới các máy điện thoại qua các điện trở và cuộn dây (giá trò các điện trở khoảng từ 2k đến 4k mắc nối tiếp với nguồn Pin) Hình 2.1 Sơ đồ phác họa đường dây điện thoại Điện áp 48V được chọn sử dụng bởi vì đó là điện áp vừa đủ để dẫn đi nhiều Km trên các dây điện thoại mà vẫn ở mức thấp... hiện mô phỏng dựa trên các mô hình của các phần tử GDT, TSPD và rút ra các nhận xét về đáp ứng của chúng đối với các dạng xung sét chuẩn khác nhau Các dạng xung sét chuẩn được tạo ra sử dụng trong mô phỏng có các thông số theo các tiêu chuẩn đối với mạng máy tính và viễn thông Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 6 Chương1 Giới thiệu mạng LAN Chương 1: MẠNG LAN 1.1 GIỚI THIỆU Mạng LAN là một mạng máy tính. .. hiệu loa và micro Chức năng này cho phép gửi và nhận tín hiệu âm thanh một cách đồng thời và hệ thống được thiết kế sao cho mạch cân bằng ở cả 2 đầu và chia tách tín hiệu âm đến và đi nhờ một mạch tích hợp trong mạch giao tiếp mạng của máy Mạch giao tiếp mạng của máy điện thoại nối micro và loa tới đường dây điện thoại Mạch này được thiết kế sao cho nó chỉ gửi dòng điện thay đổi tới máy điện thoại khác... số nước sử dụng điện áp từ 36V tới 60V Các tổng đài PBX có thể dùng điện áp thấp 24V và điện thế dương thay vì điện thế âm được dùng trong các mạng điện thoại thông thường vì điện thế dương thường được sử dụng trong nhiều mạch điện tử do đó dễ tạo ra và cực tính trong đường dây viễn thông đi trong môi trường tòa nhà không phải là vấn đề quan trọng Máy điện thoại chỉ có 2 dây là Tip và Ring chúng mang... các máy tính trong một phạm vi tương đối nhỏ Nó chủ yếu dùng kết nối các máy trạm, các máy tính cá nhân, các máy in và một số thiết bò khác Mạng LAN cho phép người sử dụng máy tính nhiều thuận tiện như truy cập dữ liệu chung với các thiết bò và ứng dụng, trao đổi các tập tin và truyền thông giữa các người dùng qua mail hoặc các ứng dụng khác Hình 1.1 mạng LAN 1.2 - - - CÁC PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN DỮ LIỆU Truyền. .. máy : Hình 2.3 Mạng điện thoại đơn giản nhất Đối với mạng điện thoại này chỉ dùng cho mục đích quân sự hay các hệ thống liên kết đặc biệt Việc nối kết thêm nhiều máy điện thoại sẽ tạo ta một mạng lưới điện thoại hữu ích hơn Các điện thoại nối với nhau qua một tổng đài (Central Office : CO), tổng đài cung cấp các kết nối, chuyển mạch, nguồn… .đường dây điện thoại nối mỗi máy điện thoại tới tổng đài được... kết nối tới máy chủ Lan extender không thể phân đoạn các truyền thông hay tạo ra Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 9 Chương1 Giới thiệu mạng LAN bức tường lửa Hình dưới minh họa một số Lan extender kết nối tới máy chủ qua WAN Hình 1.6 Các Lan extender kết nối tới host qua WAN Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 10 Chương 2 Đường dây điện thoại Chương 2: ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI 2.1 GIỚI THIỆU Máy điện thoại sử dụng... tới máy điện thoại khác qua tác động của loa Dòng điện thay đổi này không được đưa tới loa của chính máy đó Điều này được thực hiện nhờ việc phối hợp tổng trở tốt Học viên : Đỗ Bình Dương Trang 12 Chương 2 Đường dây điện thoại 2.2 BĂNG THÔNG CỦA ĐƯỜNG DÂY ĐIỆN THOẠI Đường dây điện thoại ở Mỹ và châu u thường có dải băng tần là 3kHz Một đường dây điện thoại thông thườg có tần số từ 400Hz đến 3.4kHz Đáp