Tài liệu tham khảo - ngththai ď TC MMT 3

Tài liệu tham khảo - ngththai ď TC MMT 3 tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả...

Chương Môi trường truyền dẫn Nội dung        Đường truyền hữu tuyến Đường truyền vô tuyến Mạng điện thoại công cộng Mạng di động Mạng truyền hình cáp Mạng điện lực Mạng vệ tinh GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn Mở đầu  Quy tắc truyền liệu    Các thông số      Truyền sóng điện từ mơi trường truyền (hữu tuyến vơ tuyến) Hàm sóng hàm tuần hòan (hình sin) Băng thơng: Tần số sóng truyền lớn đường truyền (Hz, bội số KHz, MHz, GHz, THz…) Tốc độ truyền (bps, bội số Kbps-Mbps-Gbps-Tbps…) Tốc độ truyền tỷ lệ với băng thông đường truyền tỷ lệ nhiễu S/N Định lý Nyquist quy định tốc độ truyền tối đa không vượt lần băng thông đường truyền Các kỹ thuật truyền    Tín hiệu : Digital, Analog Sóng mang : Digital, Analog Kỹ thuật truyền : Baseband, Broadband GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn I Đường truyền hữu tuyến Cáp xoắn đôi (Twisted pair)    Chất liệu : Gồm sợi dây đồng bạc có bọc nhựa xoắn lại với để chống nhiễu Nhiều đôi cáp có chung vỏ bọc tạo thành sợi cáp Thơng dụng loại đơi, có loại 25, 50 100 đôi Phân loại    UTP (Unshield Twisted Pair): Khơng có lớp lưới bọc chống nhiễu bên ngòai đơi cáp Sử dụng nhà, khỏang cách ngắn, tốc độ truyền thấp STP (Shield Twisted Pair): Có lớp lưới bọc chống nhiễu bên ngòai đơi cáp Sử dụng ngòai trời, khỏang cách lớn, tốc độ truyền cao UTP FTP (Foil Twisted Pair) ScTP (Screened Twisted Pair) : Dùng lớp kim lọai thay cho lưới Dễ sản xuất giá thành rẻ lọai STP GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn I Đường truyền hữu tuyến  Cáp xoắn đôi (Tiếp theo)  Hạng cáp UTP (Category)          Hạng cáp STP : Dùng mạng Token IBM Chiều dài đường truyền :      Cat : Dùng cho điện thọai Analog, 8-10KHz Cat : Dùng cho điện thọai Digital, 1MHz Cat : Dùng cho mạng LAN Ethernet, 16MHz Cat : Dùng cho mạng LAN Token ring, 20MHz Cat : Dùng cho mạng LAN Fast Ethernet, 100MHz Cat : Dùng cho mạng LAN Gigabit Ethernet, 250MHz Cat : Dùng cho mạng LAN 10 Gigabit Ethernet, 600MHz UTP : 100m STP : 1.000m Trường hợp đường truyền dài cần có Repeater Repeater : Thiết bị mạng dùng để khuếch đại tín hiệu đường truyền (do tín hiệu bị suy giảm dọc theo chiều dài đường truyền) Thường sử dụng mạng hình (Star topology), kỹ thuật truyền Baseband GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn I Đường truyền hữu tuyến Cáp đồng trục (Coaxial)     Gồm dây lõi lưới bọc bên ngòai nên gọi cáp đồng trục Cấu trúc giúp chống nhiễu tốt (so với lọai TP) Băng thông rộng (1GHz) chiều dài đường truyền lớn (vài km cần repeater) Phân loại : Theo trở kháng, loại 50 Ohm dùng cho tín hiệu số, 75 Ohm dùng cho tín hiệu Analog truyền hình cáp Theo đường kính gồm Thicknet (RG-8) Thinnet (RG-58) Thường sử dụng mạng dạng Bus, kỹ thuật truyền Baseband Broadband GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn I Đường truyền hữu tuyến Cáp quang (Fiber Optics)       Nguyên lý : Truyền sóng ánh sáng (tần số cao) môi trường thuỷ tinh nhựa suốt Đặc điểm : Băng thông tốc độ truyền cao (50Tbps) Chiều dài đường truyền lớn (hàng ngàn km) Khả chống nhiễu tốt độ suy giảm tín hiệu nhỏ, vài chục km cần repeater Giá thành đắt, khó lắp đặt quản lý Nguồn phát sáng : Đèn LED laser bán dẫn Các bước sóng thơng dụng 850, 1.300 1.550 nano-mét Thường sử dụng theo Ring topology Trước dùng mạng WAN, ngày sử dụng nhiều LAN giá thành giảm nhiêu Phân loại : Đơn mode (Single Mode) đường kính 8/125 microns, truyền xa hơn, giá đắt Đa mode (Multi Mode) đường kính 50/125 62.5/125 microns, truyền gần hơn, giá rẻ Bài tập: • So sánh cáp quang với cáp đồng • So sánh loại môi trường truyền hữu tuyến GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn II Đường truyền vô tuyến Phổ điện từ    Nguyên lý : truyền sóng điện từ khơng gian Các thơng số sóng điện từ:      Tần số f (Hertz) Bước sóng  (mét) Tốc độ truyền c (mét/giây), tuỳ thuộc chiết suất n môi trường (trong chân không c = 300.000 km/s, sợi quang 200.000 km/s) Quan hệ c = .f.n Tần số toàn phổ điện từ chia băng tần LF MF, HF, VHF, UHF, SHF… GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn II Đường truyền vơ tuyến Sóng Radio      Sử dụng băng tần thấp VLF, LF MF Bước sóng dài Khoảng cách đường truyền lớn (1.000km) có khả phản xạ mặt đất tầng điện ly Dải thông hẹp nên tốc độ truyền thấp, dễ bị nhiễu khí hậu thời tiết Băng tần nhà nước quản lý chặt chẽ GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn II Đường truyền vơ tuyến Sóng Vi ba (Microwave)      Sử dụng tần số siêu cao SHF 810GHz Bước sóng ngắn Khoảng cách đường truyền ngắn truyền theo đường thẳng, Ăng ten thu/ phát phải nhìn thấy Để kéo dài đường truyền phải đặt Repeater tháp cao (tháp 100m truyền xa 80 km) Ít bị nhiễu sóng Radio, bị hấp thụ nước mưa (đối với dải 4-8GHz) Băng tần bị quản lý Một số dải tần không cần xin phép sử dụng vd : băng tần ISM (Industrial, Scientific, Medical) 2,4GHz 5GHz GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 10 III Mạng điện thoại công cộng Hệ thống chuyển mạch (tiếp theo)  Hiện có phương pháp chuyển mạch sử dụng:    Chuyển mạch kênh (Circuit Switching) Chuyển mạch thơng báo (Message Switching) Chuyển mạch gói (Packet Switching) GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 27 III Mạng điện thoại công cộng Hệ thống chuyển mạch (tiếp theo)  So sánh chuyển mạch kênh chuyển mạch gói GV : Bùi Cơng Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 28 IV Mạng điện thọai di động Còn gọi điện thoại tế bào (Cell phone) Hiện trải qua hệ cơng nghệ:   • • • • Thế hệ : Analog voice (IMTS, AMPS) Thế hệ : Digital voice (D-AMPS, GSM, CDMA, PDC) Thế hệ 2.5 : Có bổ sung tính truyền data tốc độ thấp (GPRS, EDGE , EV-DO) Thế hệ : Digital voice + data (W-CDMA) GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 29 V Mạng truyền hình cáp   Tận dụng mạng truyền hình cáp (analog) sử dụng rộng rãi để truyền data (digital) Sử dụng băng tần 5-42MHz cho liệu Upload 550-750 MHz cho download (dải tần 54-550 dùng cho TV Radio FM) GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 30 V Mạng truyền hình cáp   Trước sử dụng chủ yếu cáp đồng trục Ngày người ta sử dụng hệ thống cáp lai HFC (Hybrid Fiber Coax) Do có băng thơng lớn nên truyền data tốc độ cao (max 30 Mbps) Ngày người ta bắt đầu chuyển qua sử dụng toàn cáp quang để kết nối từ nhà cung cấp đến tận nhà thuê bao FTTH (Fiber To The Home) GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 31 V Mạng truyền hình cáp   Tại nhà khách hàng cần Modem cáp để điều chế tín hiệu (tương tự Modem điện thoại) theo chuẩn IEEE 802.14 Tại nhà cung cấp dịch vụ cần lắp đặt thiết bị CMTS (Cable Modem Termination System) tương tự DSLAM mạng điện thoại GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 32 VI Mạng điện lực   Hệ thống mạng cáp điện lực ghép sóng mang tín hiệu số để truyền data Mạng truyền đường dây điện lực gọi PLC (Power Line Communication) BPL (Broadband Power Line) Trước chưa sử dụng truyền qua hệ thống máy biến (mạng điện chia hệ thống hạ 220380V, trung 10-30KV cao 220-500KV) Ngày khắc phục thiết bị bypass : injector, repeater extractor GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 33 VI Mạng điện lực   Tại nhà cung cấp trang bị hệ thống Base Station Tại nhà khách hàng kết nối qua PLC Modem GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 34 VII Truyền thông Vệ tinh    Là dạng repeater bay cao xung quanh trái đất Làm việc tần số cao 3-30GHz Theo chế làm việc gồm loại :   Thụ động : Chỉ phản xạ sóng từ trạm phát đến trạm thu, tần số uplink downlink Thông minh : Nhận thông tin tần số, tách sóng, khuếch đại trộn sóng tần số khác để phát lại đến trạm thu GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 35 VII Truyền thông Vệ tinh  Theo độ cao quỹ đạo gồm loại : GEO, MEO LEO GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 36 VII Truyền thông Vệ tinh Vệ tinh địa tĩnh GEO (Geostationary Earth Orbit)  Có chu kỳ quay 24 giờ/vòng (bằng trái đất) nên có vị trí cố định so với mắt đất Độ cao lớn (35.800km đường xích đạo) nên cần có trạm mặt đất cơng suất lớn  Mỗi vệ tinh có góc nhìn 20 nên cho phép tổng cộng 180 vệ tinh bầu trời Các quốc gia thuê sở hữu riêng  Mỗi vệ tinh gồm 40 tiếp sóng, có băng thơng 80MHz  Hệ thống thông dụng VSAT (Very Small Aperture Terminals)  Có băng tần : L, S, C, Ku Ka GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 37 VII Truyền thông Vệ tinh Vệ tinh quỹ đạo trung bình MEO (Medium Earth Orbit)   Khơng vị trí cố định mà di chuyển bầu trời (~6 giờ/vòng), thiết bị mặt đất cần công suất nhỏ so với GEO Hiện không sử dụng viễn thông Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) sử dụng quỹ đạo Vệ tinh quỹ đạo thấp LEO (Low Earth Orbit)    Cho phép thiết bị cầm tay ăng ten nhỏ liên lạc trực tiếp với vệ tinh Thời gian trễ nhỏ, vài ms so với 270 ms GEO Do vệ tinh quay nhanh bầu trời nên cần hệ thống nhiều vệ tinh để không bị gián đoạn liên lạc GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 38 VII Truyền thông Vệ tinh Vệ tinh LEO (tiếp theo) Hiện có dự án triển khai khơng sử dụng tiếp chi phí cao:    Hệ thống Iridium Motorola Hệ thống GlobalStar Hệ thống Teledesic Microsoft GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 39 VII Truyền thông Vệ tinh  Truy cập Internet qua vệ tinh    Dial return : Nhận data qua satellite downlink, gửi data qua dial-up connection Satellite return : Gửi nhận data satellite uplink downlink Thiết bị kết nối nhà khách hàng gồm đĩa thu tín hiệu vệ tinh modem GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 40 Hết chương Q&A GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 41 ... T1=1,544 Mbps  Sử dụng cho liệu 23 kênh, kênh để đồng báo hiệu  Ghép kênh : • • • T2 = T1 = 6 ,31 2 Mbps T3 = T2 = 44, 736 Mbps T4 = T3 = 274,176 Mbps Chuẩn E1  Chia 32 kênh Tốc độ đường truyền... truyền E1=2,048 Mbps  Sử dụng cho liệu 30 kênh, kênh để đồng báo hiệu  Ghép kênh : • • • • GV : Bùi Công Trường E2 = E1 = 8,848 Mbps E3 = E2 = 34 ,30 4 Mbps E4 = E3 = 139 ,264 Mbps E5 = E4 = 565,148... (digital) Sử dụng băng tần 5-4 2MHz cho liệu Upload 55 0-7 50 MHz cho download (dải tần 5 4-5 50 dùng cho TV Radio FM) GV : Bùi Công Trường Chương : Môi trường truyền dẫn 30 V Mạng truyền hình cáp 