CHƯƠNG 1: CÁC PHƢƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN VÀ LỚP VẬT LÝ Bài 1: Cho kênh truyền có băng thơng hiệu ngõ vào kênh truyền là , suy hao Cơng suất tín Giã sử cơng suất nhiễu ngõ kênh truyền a) Tính tỉ số tín hiệu nhiễu ngõ kênh truyền theo dB b) Tính dung lƣợng kênh truyền c) Nếu kênh truyền đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu video với tốc độ 24 hình/giây, kích thƣớc khung hình 480x320 pixel đƣợc mã hóa 12 bit Hỏi truyền đƣợc nguồn video kênh truyền cho hay không ? Giải a) Công suất ngõ kênh truyền là: Tỉ số tín hiệu nhiễu: b) Dung lƣợng kênh truyền: ( ( ) ) c) Dung lƣợng tín hiệu video: Có thể truyền đƣợc nguồn video kênh truyền cho Bài 2: Một đƣờng truyền có dải thơng từ đến 1,5MHz, dài km Cơng suất tín hiệu lan truyền qua đƣờng dây bị suy giảm 10dB/km (10 lần/km) Nhiễu tác động lên đƣờng truyền nhiễu trắng mật độ công suất nhiễu đo đƣợc đầu cuối đƣờng truyền 10mW/kHz khơng có tín hiệu vào Dữ liệu cần truyền qua đƣờng truyền có tốc độ 8,192Mbps a) Xác định công suất tối thiểu đặt đầu vào đƣờng truyền b) Xác định số ký hiệu tín hiệu truyền đƣờng truyền Giải a) Suy hao: Công suất nhiễu đặt vào cuối đƣờng truyền: ( ) Công suất tối thiểu đặt đầu cuối đƣờng truyền: ( ) Công suất tối thiểu đặt đầu vào đƣờng truyền: ( ) ( ) ( ) b) Bài 3: Vẽ dạng tín hiệu phát lên đƣờng truyền cho hệ thống sử dụng loại mã NRZ, RZ, Manchester, AMI, HDB3, B8ZS chuỗi bit phát là: 0100 0011 0000 0000 1010 Giả sử phát trạng thái vừa đƣợc khởi động Nhận xét thông số: Băng thông, khả đồng bộ, thành phần DC mã Cho ví dụ việc sử dụng mã hệ thống truyền dẫn thực tế Giải NRZ_L 0 0 1 0 0 0 0 1 NRZ_L Điện áp âm cho bit điện áp dƣơng cho bit NRZ_I Băng thông tốt, dễ dàng thực Nhƣng có thành phần DC, thiếu khả đồng Chúa thành phần tần số thấp, khơng có khả sữa lỗi, khơng có thành phần clocking để dễ dàng đồng hóa Đƣợc sử dụng máy ghi từ, thƣờng không đƣợc sử dụng cho truyền dẫn 0 0 1 0 0 0 0 1 NRZ_I Ngõ vào tùy mức điện áp, bit đảo đảo trạng thái RZ 0 0 1 0 0 0 0 1 Thực đơn giản, xuất vạch phổ mức ký hiệu mà đƣợc sử dụng nhƣ tín hiệu xung clock Tuy nhiên xuất dịng chiều DC, khơng có khả sữa lỗi xuất nhiễu, băng thông sử dụng gấp lần so với NRZ, tính khơng suốt Manchester Đồng cạnh xung bit, khơng có thành phần DC Phát sai có mặt cạnh xung khơng mong muốn Tuy nhiên, có cạnh xung cho bit Tốc độ điều chế cực đại gấp lần NRZ Cần băng thông rộng 0 0 1 0 0 0 0 1 AMI Không đồng có chuỗi bit 1, khơng có tích lũy thành phần DC, băng tần thấp, dễ phát sai Tuy nhiên không đảm bảo đồng bit chuỗi bit kéo dài 0 0 1 0 0 0 0 1 Bit đầu trạng thái tùy chọn Ở chọn mức cao HDB3 Không chứa thành phần DC, chiếm băng thơng hơn, có khả phát lỗi, tín hiệu suốt Dùng hệ thống 2Mbps 34Mbps Đƣợc sử dụng mạng WAN X 0 0 V 1 X 0 0 V X 0 0 V 1 B8JS Không hiệu NRZ Mỗi thành phần tín hiệu biểu diễn bit Máy thu phải phân biệt đƣợc mức tín hiệu Cần công suất cao 3dB với xác suất lỗi bit 0 0 1 0 0 0 V 0 V 1 Bài 4: Vẽ dạng tín hiệu điện đƣờng truyền luồng liệu sau: 01101010011 Trong trƣờng hợp truyền theo chuẩn TTL, RS232, RS422, RS485 (trên dây +/-) Cho biết ƣu khuyết điểm dạng tín hiệu Giải TTL 5V 0V RS422 1 1 0 1 Ƣu điểm: triệt nhiễu đồng pha +5 1 1 0 1 -5 : Dây : Dây RS485 Cho phép giao tiếp đa điểm theo dạng bus Số trạm slave lên đến 255 Khoảng cách tối đa 1200m với tốc độ 100kbps Khoảng cách 15m với tốc độ lên đến 10Mbps 1 1 0 1 +3 -1 : Dây A : Dây B RS232 Tốc độ truyền < 20Kbps với khoảng cách < 15m 1 1 0 1 +7 -7 Bài 5: Tìm băng thơng tín hiệu điều chế FSK với tần số FL = 49Khz FH = 50Khz, tốc độ bit 2000bps Cho biết ƣu, khuyết điểm dạng tín hiệu Giải Trong giây truyền đƣợc 2000 bit độ rộng: Băng thông: B = 50 + – (49 - 2) = 5Khz ASK Ưu: Có sơ đồ đơn giản, đƣợc sử dụng chủ yếu kỹ thuật điện báo FSK Ưu: Sai số phƣơng pháp ASK Nhược điểm: Có sơ đồ phức tạp ASK PSK Ưu: Sai số phƣơng pháp FSK, sử dụng chủ yếu kỹ thuật radio số Nhược điểm: Sơ đồ điều chế có độ phức tạp 8PSK Ưu: Sai số Nhược điểm: Việc điều chế có độ phức tạp cao Bài 6: Trình bày đặc điểm phạm vi ứng dụng môi trƣờng truyền dẫn cáp xoắn CAT5/5e, CAT – cáp đồng trục RG58, RG59 – cáp quang – vi ba mặt đất – vệ tinh Giải Cáp Cat 5/5e: (viết tắt Category 5, enhanced) loại cáp tƣơng tự nhƣ cáp Cat nhƣng đáp ứng đƣợc tiêu chuẩn cao việc truyền liệu Trƣớc đây, Cat phổ biến hệ thống mạng, nhiên ngày Cat 5e gần nhƣ thay hồn tồn Cat q trình lắp đặt Hơn nữa, Cat 5e bị nhiễu chéo (crosstalk) so với Cat hỗ trợ ứng dụng Gigabit Ethernet (tốc độ truyền tín hiệu 1000 Mbps) Cáp Category 5: loại cáp gồm loại không bọc giáp (UTP) bọc giáp (FTP); dây dẫn đồng cáp thƣờng lõi đặc (solid) lõi bện (stranded) Cáp lõi đặc đƣợc dùng liệu đƣợc truyền khoảng cách xa, cáp lõi bện thƣờng đƣợc sử dụng làm cáp đấu nối (patch cord) Băng thông cáp Cat lên đến 100 Mhz hoàn toàn đáp ứng ứng dụng 10/100 Mbps Ethernet Category 6: loại cao cấp cung cấp hiệu suất tốt Cũng giống nhƣ Cat Cat 5e, Category đƣợc làm từ bốn đôi dây đồng đôi dây đƣợc xoắn với nhau; nhƣng khả vƣợt xa loại cáp khác khác biệt cấu trúc: lõi chữ thập (cross filler) dọc theo chiều dài dây Nhờ có cross filler, đơi dây đƣợc lập hoàn toàn; điều làm giảm nhiễu chéo (cross-talk) cho phép truyền liệu tốt Ngoài ra, Cat có băng thơng 250 MHz gấp đơi so với Cat 5e (100 MHz) hỗ trợ ứng dụng 10 Gigabit Ethernet với khoảng cách tối đa 37m Cáp RG-58: đƣợc thiết kế đặc biệt để hoạt động với hầu hết hệ thống radio hai chiều Hệ thống thông tin khác so với thiết bị thu quảng bá thông thƣờng thiết bị thơng thƣờng nhận liệu từ điểm cuối.Trong trƣờng hợp hệ thống radio hai chiều tạo cáp RG-58, nội dung liệu di chuyển theo hai hƣớng Máy radio thu phát liệu lúc Nó cịn đƣợc gọi “máy thu phát” Cáp RG-58 cịn đƣợc sử dụng ởnhững tần số cao Tuy nhiên khoảng tần số hẹp Độ suy hao tín hiệu phụ thuộc vào tần số: từ0.11 dB/m 50 MHz đến 1.4 dB/m GHz Cáp đồng trục sử dụng để phát tín hiệu lƣợng thƣờng có đƣờng kính ¼ inch Việc dây cáp Ethernet sử dụng RG-58 đƣợc gọi “cheapernet”, thu hút kết nối tín hiệu lƣợng thấp Cáp RG-59: dùng cho đƣờng xa, dây cáp nhỏ dùng cho đƣờng gần, tốc độ truyền tin qua cáp đồng trục đạt tới 35 Mbit/s.Ngồi dây cáp đồng trục cịn chia làm loại loại cứng loại dẻo.Loại cứng có lớp bảo vệ dày đặc cịn loại dẻo viền bảo vê,thƣờng dây đồng.Sự suy giảm trở kháng dung mơi ảnh có ảnh hƣởng quan trọng đến tính cáp.Dung mơi đặc rỗng Tận cáp đầu kết nối RF Vì trƣờng điện từ mang tín hiệu tồn khoảng khơng bên dây dẫn phía ngồi, nên khơng bị suy giảm hay chịu ảnh hƣởng phát xạ nhiễm điện từ.Do cáp đồng trục đƣợc sử dụng nhƣ đƣờng truyền tần số cao để truyền tải tín hiệu cao tần dải rộng tín hiệu Cáp quang: loại cáp viễn thông làm thủy tinh nhựa, sử dụng ánh sáng để truyền tín hiệu Cáp quang dài, mỏng thành phần thủy tinh suốt đƣờng kính sợi tóc Chúng đƣợc xếp bó đƣợc gọi cáp quang đƣợc sử dụng để truyền tín hiệu khoảng cách xa Không giống nhƣ cáp đồng truyền tín hiệu điện, cáp quang bị nhiễu, tốc độ cao (đây tốc độ truyền liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) truyền xa Phát: Một điốt phát sáng (LED) laser truyền liệu xung ánh sáng vào cáp quang Ƣu điểm: sử dụng cảm ứng quang chuyển xung ánh sáng ngƣợc thành data Cáp quang truyền sóng ánh sáng (khơng truyền tín hiệu điện) nên nhanh, khơng bị nhiễu bị nghe trộm Độ suy dần thấp loại cáp đồng nên tải tín hiệu xa hàng ngàn km Cài đặt đòi hỏi phải có chun mơn định Cáp quang thiết bị kèm đắt tiền so với loại cáp đồng Vi ba mặt đất: có tần số từ 1GHz đến 1000GHz Nhƣng trƣớc củng bao gồm tần số thấp Có dạng viba: viba tƣơng tự viba số Nếu đƣờng truyền xa gắp chƣớng ngại vật, ngƣời ta sử dụng trạm chuyển tiếp, thu nhận tín hiệu, khuếch đại, tái phát lại Trong thực tế, ngƣời ta sử dụng vài dãi tần viba mà Vùng tần số thấp có băng thơng hẹp sử dụng cho hệ thộng nhỏ Vùng tần số cao > 12GHz suy hao tăng mƣa Khả sử dụng tối ƣu dải tần sóng mang Vệ tinh: kỹ thuật tiếp sức vô tuyến vi ba bên cạnh thông tin cáp quang biển truyền dẫn điểm điểm cố định Nó đƣợc dùng ứng dụng di động nhƣ thông tin cho tàu xe, máy bay, thiết bị cầm tay cho tivi quảng bá mà kỹ thuật khác nhƣ cáp không thực tế Bài 7: Một biến ngẫu nhiên Gauss có trung bình 4V, độ lệch chuẩn 1,2V Tìm xác suất tín hiệu tầm Giải Ta có : ; ( ) ( ) ( ) Bài 8: Một nguồn nhiễu Gauss có trung bình 1V, độ lệch chuẩn 0,2V Tìm phần trăm thời gian để nguồn tin tạo điện áp nhỏ 0,5V Giải Ta có: ; Phần trăm thời gian để nguồn tin tạo điện áp nhỏ 0,5V: ( ) ( ( ) ) Bài 9: Một nguồn nhiễu Gauss có trung bình 0, giá trị hiệu dụng 0,2V Tìm xác suất nhiễu vƣợt 1V Ƣớc lƣợng xác xuất điện áp nhiễu vƣợt 0,35V Giải ; Xác suất nhiễu vƣợt 1V: ( ) ( ( ) ) ; Xác suất nhiễu vƣợt 0,35V: ( ) ( ( ) ) Bài 10: Liệt kê vài nguyên nhân dẫn đến tín hiệu bị méo dạng truyền đƣờng truyền.? Giải Các mạch lọc chế tạo khơng hồn hảo Do môi trƣờng truyền : - Dây kim loại : tần số cao tiêu hao nhiều nhƣng độ tăng không mà lƣợn nét, mấp mô - Môi trƣờng vô tuyến Bài 11: Giả sử đƣờng dây điện thoại có băng thơng 3100Hz Giả sử đƣờng truyền khơng nhiễu có dung lƣợng kênh 19200bps Hãy cho biết có tối đa ký tự khác đƣợc truyền đƣờng truyền Giải Áp dụng công thức: ( ) Bài 12: Cho đƣờng truyền có băng thơng 4000Hz, tỷ lệ tín hiệu nhiễu theo công suất 18dB Xác định tốc độ tin lý thuyết đạt đƣợc? Giải Ta có: ( ) ( ) ... ứng quang chuyển xung ánh sáng ngƣợc thành data Cáp quang truyền sóng ánh sáng (khơng truyền tín hiệu điện) nên nhanh, không bị nhiễu bị nghe trộm Độ suy dần thấp loại cáp đồng nên tải tín hiệu... cáp đồng truyền tín hiệu điện, cáp quang bị nhiễu, tốc độ cao (đây tốc độ truyền liệu, phân biệt với tốc độ tín hiệu) truyền xa Phát: Một điốt phát sáng (LED) laser truyền liệu xung ánh sáng... qua cáp đồng trục đạt tới 35 Mbit/s.Ngồi dây cáp đồng trục chia làm loại loại cứng loại dẻo.Loại cứng có lớp bảo vệ dày đặc cịn loại dẻo viền bảo vê,thƣờng dây đồng.Sự suy giảm trở kháng dung