C h ấ t l ư ợ ng t ă ng
Dải tần hoạt động của các môi trường truyền dẫn
Cáp đôi dây hở (Open- Two Cable)
Là loại môi trường truyền dẫn đơn giản, hai dây dẫn được cách li với nhau bằng khoảng không
Cáp đôi dây hở (Open- Two Cable)
Loại này có thể nối các thiết bị với chiều dài không lớn lắm, không quá 50m và tốc độ truyền không quá 19.2 Kbis/s. Đường dây này được ứng dụng trong truyền số liệu giữa các DTE (Data Terminal Equipment) và DCE (Data Communication Equipment).
Tín hiệu trên đường dây thường là mức hoặc cường độ dòng điện đựa vào tham chiếu thế với đất (truyền dẫn ko cân bằng) tức là đặt điện thế lên một dây, dây còn lại là đất
Cáp đôi dây hở (Open- Two Cable)
Nhược điểm của loại dây này là chịu tác động của nhiễu xuyên
âm (nhiễu xuyên âm: loại nhiễu xuất hiện khi 2 hoặc nhiều đường tín hiệu bị nhiễu sang nhau gây ra hiện tượng tín hiệu
của đường truyền này lại trở thành nhiễu của đường truyền kia và ngược lại)
Cấu trúc hở khiến nó nhạy cảm với nhiễu gây ra bởi các nguồn bức xạ, đó cũng chính là lí do khiến cho môi trường truyền dẫn này hạn chế về tốc độ và chiều dài dây dẫn
Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair Cable)
Đây là môi trường truyền dẫn có tính lịch sử trong truyền số liệu và hiện này nó vẫn là môi trường truyền dẫn được dùng rất phổ biến.
Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair Cable)
Trong một cáp có một hoặc nhiều cặp dây xoắn vào nhau. Một đôi dây xoắn bao gồm hai sợi dây được quấn cách li ôm vào nhau do cấu trúc như thế mà trường điện từ của hai dây sẽ trung hoà lẫn nhau, mặt khác dây tín hiệu và dây đất xoắn vào nhau giúp cho tín hiệu giao thoa được cả hai dây thu nhận, không làm ảnh hưởng lên tín hiệu vi sai. Chính vì vậy mà nhiễu ra môi trường xung quanh và nhiễu xuyên âm giảm thiểu đáng kể.
Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair Cable)
Đường dây xoắn đôi thích hợp với thiết bị điều khiển đường dây và mạch thu riêng, sử dụng tốc độ 1 Mbps cho khoảng cách dưới 100m và tốc độ thấp hơn cho khoảng cách đến 15Km và tốc độ bit thấp hơn cho khoảng cách dài hơn.
Điển hình của cáp đôi dây xoắn là việc ứng dụng trong các hệ thống truyền thông sử dụng chuẩn RS485 với tốc độ truyền thông thường là 64Kb/s và 96Kb/s
Cáp đôi dây xoắn (Twisted Pair Cable)
Hạn chế chính của cáp xoắn đôi gây ra bởi hiệu ứng bề mặt Có 2 loại cáp xoắn đôi:
Cáp xoắn đôi không bọc kim (UTP - Unshielded Twisted Pair) dùng rộng rãi trong mạng điện thoại và trong nhiều ứng dụng truyền số liệu;
Cáp xoắn đôi bọc kim (STP - Shielded Twisted Pair), có một màn chắn để bảo vệ giảm ảnh hưởng của tín hiệu giao thoa
Cáp đồng trục (Coaxial Cable)
Khi tốc độ bit (cũng là tần số) của tín hiệu truyền dẫn tăng lên thì luồng chảy của dòng điện trong dây chỉ ở trên bề mặt, do vậy sử dụng ít hơn tiết diện sẵn có, dẫn đến sự tăng điện trở của dây đối với tín hiệu cao tần, làm tăng suy hao.
Ngoài ra, ở tần số cao, năng suất tín hiệu bị mất mát nhiều hơn do hiệu ứng bức xạ điện trong dây chỉ ở trên bề mặt
Cáp đồng trục làm giảm tối thiểu hai hiệu ứng trên
Cáp đồng trục (Coaxial Cable)
Cáp có chất dẫn điện ở chính giữa trục và bao quanh trục cũng là chất dẫn điện. Khoảng giữa hai lớp chất dẫn điện thường được làm đầy bởi chất cách điện rắn hoặc cấu trúc tổ ong.
Chất dẫn điện ở giữa là màn chắn hữu hiệu với tín hiệu nhiễu bên ngoài. Sự tổn hao tín hiệu rất nhỏ gây ra do bức xạ điện từ và hiệu ứng bề mặt. Cáp đồng trục có thể sử dụng với nhiều kiểu tín hiệu khác nhau, tốc độ điển hình là 10Mbps.
Cáp đồng trục (Coaxial Cable)
Cáp đồng trục được sử dụng rộng rãi, chế độ hoạt động có thể sử dụng dải cơ sở (BaseBand) hoặc dải rộng (BroadBand). Với BaseBand toàn bộ
hiệu suất đường truyền được dành cho một kênh truyền thông duy nhất trong khi đó BroadBand thì sử dụng cho 2 hoặc nhiều kênh cùng phân chia dải thông của đường truyền
Phương thức truyền dải cơ sở có thể truyền được cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số. Khoảng cách truyền từ 1Km đến 3Km tốc độ: 1Mb/s
đến 10Mb/s
Với giải rộng khoảng cách từ 10Km đến 50Km, tốc độ có thể lên đến
Cáp quang
Bản chất sóng ánh sáng
Ánh sáng cường độ lớn không phải bao gồm những lượng tử năng
lượng lớn mà gồm rất nhiều lượng tử lan truyền. Bản chất của sóng
ánh sáng có cả tính chất sóng và tính chất hạt. Tốc độ lan truyền của
sóng ánh sáng là 3.108m/s trong chân không
Các đặc trưng cơ bản
Dải phổ bức xạ quang học. Đặc trưng cơ bản của các nguồn bức xạ
điện từ là dải phổ bức xạ quang học hay dải bước sóng tương ứng:
Các loại môi trường truyền dẫn
)( ( & ) (m f c Hz f c λ λ = =
Các đặc trưng cơ bản Nguyên lý phản xạ
Nguyên lí truyền dẫn ánh sáng
Dựa vào hiện tượng phản xạ toàn phần Khi n1>n2 và α > αth
Cấu tạo sợi quang
Cấu tạo sợi quang
Thông tin truyền đi ở dưới dạng một chùm ánh sáng dao động trong sợi thuỷ tinh. Sóng ánh sáng có băng thông rất lớn so với sóng điện, làm cho cáp sợi quang có thể đạt được tốc độ truyền hàng trăm Mbps.
Thông tin truyền đi ở dưới dạng một chùm ánh sáng dao động trong sợi thuỷ tinh.
Cấu tạo sợi quang
Một cáp quang bao gồm một sợi thủy tinh cho tín hiệu được truyền, được bao bọc bởi lớp bao phủ để ngăn ánh sáng bên ngoài
Bản thân sợi quang gồm hai phần: lõi thủy tinh và lớp phủ thủy tinh có hệ số khúc xạ thấp
Ánh sáng lan truyền trong lõi thủy tinh phụ thuộc loại và bề rộng của vật liệu lõi sử dụng
Tín hiệu ở đầu phát đi nhờ bộ chuyển đổi điện quang (thường là diode phát quang hay lazer), và ở đầu thu nhờ bộ chuyển đổi quang điện (các bộ photodiode cảm quang hay photo transistor)
Cấu tạo
sợi quang
Có ba cách
truyền
Ưu điểm:
Sóng ánh sáng miễn dịch với nhiễu điện từ và xuyên âm
Hữu ích trong việc truyền tìn hiệu tốc độ thấp trong môi trường nhiều nhiễu nặng như điện cao thế, chuyển mạch
Ngoài ra dùng trong các nơi có nhu cầu bảo mật cao vì rất khó mắc xen kẽ (câu trộm) về mặt vật lý
Đồ thị sau chỉ ra sự liên hệ giữa tốc độ truyền và khoảng cách truyền của cáp đôi dây xoắn, cáp đồng trục và cáp quang
Đường truyền vô tuyến Vệ tinh
Số liệu còn có thể được truyền bằng cách dùng sóng vô tuyến qua
không gian như hệ thống vệ tinh.
Số liệu được điều chế bởi một chùm sóng cực ngắn hình nón, phát
từ mặt đất lên vệ tinh. Chùm tia này được thu và truyền đến đích đã
định bằng cách dùng 1 antenna định hướng và bộ chuyển tiếp.
Các loại môi trường truyền dẫn
Một vệ tinh đơn có nhiều bộ chuyển tiếp như
vậy, mỗi bộ tiếp nhận một dải tần số riêng.
Một kênh vệ tinh điển hình có băng thông lớn
(500MHz) và có thể cung cấp hàng trăm kênh
số liệu tốc độ cao bằng cách dùng kỹ thuật
Đường truyền vô tuyến
Sóng cực ngắn trên mặt đất (viba)
Đường truyền sóng cực ngắn được sử dụng rộng rãi khi việc xây dựng một môi trường hữu tuyến là không thực tế, hoặc quá đắt, ví dụ qua sông hồ, sa mạc.
Sóng cực ngắn truyền qua không khí nên có thể bị gián đoạn bởi các vật cản do con người va điều kiện thời tiết có hại.
Cũng như vệ tinh, chùm tia sóng cực ngắn truyền qua không gian nên không hiệu quả. Truyền dẫn bằng sóng cực ngắn có thể cho phép khoảng cách đến 50km.
Đường truyền vô tuyến Sóng vô tuyến tần thấp
Sóng vô tuyến tần thấp được sử dụng ở những nơi có liên kết cố định qua một khoảng cách vừa phải bằng cách dùng máy phát và thu ở mặt đất.
Nếu ứng dụng yêu cầu khu vực bao phủ rộng lớn, cần phải sử dụng nhiều trạm gốc. Khu vực bao phủ của mối trạm gốc bị giới hạn do giới hạn công suất phát, vì vậy mỗi trạm gốc chỉ cung cấp vừa đủ kênh phục vụ cho toàn bộ tải trong khu vực đó
Mỗi trạm gốc hoạt động sử dụng một dải tần khác với trạm lân cận. Tuy nhiên, vì phủ sóng của mỗi trạm gốc bị giới hạn nên có thể sử dụng lại dải tần của các vùng khác trong mạng.
Các trạm gốc được kết nối đến mạng cố định. Thông thường, tốc dộ truyền số liệu giữa các máy tính trong một tế bào là 10Kbps
Suy hao tín hiệu
Khi một tín hiệu lan truyền theo dây dẫn thì biên độ của nó sẽ bị giảm xuống và người ta gọi là sự suy hao của tín hiệu Thông thường mức độ suy giảm cho phép được quy định trên chiều dài cáp dẫn để đảm bỏa rằng hệ thống nhận có thể phát hiện và dịch được tín hiệu ở máy thu
Nếu trường hợp cáp quá dài cần có một hay nhiều bộ khuếch đại (hay còn gọi là repeater) được thêm vào từng khoảng dọc theo cáp