C phát hiện xung đột, hủy bỏ bức đIện hờ một thời gian ngẫu nhiên và lặp lạ
Chương 3: Cỏc thành phần hệ thống mạng
Chương này giới thiệu cỏc thành phần cơ bản trong một hệ thống mạng truyền thụng cụng nghiệp như phương tiện truyền dẫn, phần cứng và phần mềm giao diện mạng, thiết bị liờn kết mạng và cỏc linh kiện mạng khỏc.
3.1 Phương tiện truyền dẫn
Mụi trường truyền dẫn hay phương tiện truyền dẫn ảnh hưởng lớn tới chất lượng tớn hiệu, tới độ bền vững của tớn hiệu với nhiễu bờn ngoài và tớnh tương thớch điện từ của hệ
thống truyền thụng. Tốc độ truyền và khoảng cỏch truyền dẫn tối đa cho phộp cũng phụ
thuộc vào sự lựa chọn phương tiện truyền dẫn. Ngoài cỏc đặc tớnh kỹ thuật, cỏc phương tiện truyền dẫn cũn khỏc nhau ở mức độ tiện lợi sử dụng (lắp đặt, đấu dõy) và giỏ thành. Bờn cạnh chuẩn truyền dẫn, mỗi hệ thống bus đều cú qui định chặt chẽ về chủng loại và cỏc chỉ tiờu chất lượng của mụi trường truyền dẫn được phộp sử dụng. Tuy nhiờn, trong khi qui định về chuẩn truyền dẫn thuộc lớp vật lý thỡ mụi trường truyền dẫn lại nằm ngoài phạm vi đề cập của mụ hỡnh qui chiếu OSI.
Nếu khụng xột tới cỏc đặc điểm riờng biệt của từng hệ thống mạng cụ thể (vớ dụ
phương phỏp truy nhập bus), tốc độ truyền tối đa của một kờnh truyền dẫn phụ thuộc vào (độ rộng) băng thụng của kờnh truyền. Đối với mụi trường khụng cú nhiễu, theo thuyết Nyquist thỡ:
Tốc độ bit tối đa (bits/s) = 2H log2X,
trong đú H là băng thụng của kờnh truyền và X là số mức trạng thỏi tớn hiệu được sử
dụng trong mó húa bit. Đối với cỏc hệ thống mạng truyền thụng cụng nghiệp sử dụng tớn hiệu nhị phõn, ta cú X = 2 và tốc độ bit (tớnh bằng bit/s) sẽ khụng bao giờ vượt quỏ hai lần độ rộng băng thụng.
Bờn cạnh sự hạn chế bởi băng thụng của kờnh truyền dẫn, tốc độ truyền tối đa thực tế
cũn bị giảm đỏng kể bởi tỏc động của nhiễu. Shannon đó chỉ ra rằng, tốc độ truyền bit tối đa của một kờnh truyền dẫn cú băng thụng H (Hz) và tỉ lệ tớn hiệu-nhiễu S/N (signal- to-noise ratio) được tớnh theo cụng thức:
Tốc độ bit tối đa (bits/s) = H log2 (1+S/N)
Từ cỏc phõn tớch trờn đõy, ta cú thể thấy rằng độ rộng băng thụng và khả năng khỏng nhiễu là hai yếu tố quyết định tới chất lượng của đường truyền. Bờn cạnh đú, khoảng cỏch truyền tối đa phụ thuộc vào độ suy giảm của tớn hiệu trờn đường truyền.
Trong kỹ thuật truyền thụng núi chung cũng như truyền thụng cụng nghiệp núi riờng, người ta sử dụng cỏc phương tiện truyền dẫn sau:
• Cỏp quang: Cỏp sợi thủy tinh (đa chếđộ, đơn chếđộ), sợi chất dẻo
• Vụ tuyến: Súng truyền thanh (radio AM, FM), súng truyền hỡnh (TV), vi súng (microwave), tia hồng ngoại (UV).
Dải tần của một số phương tiện truyền dẫn tiờu biểu được mụ tả trờn Hỡnh 3.1.
Hỡnh 3.1: Dải tần của cỏc phương tiện truyền dẫn tiờu biểu
Loại cỏp điện phổ biến nhất trong cỏc hệ bus trường là đụi dõy xoắn. Đối với cỏc ứng dụng cú yờu cầu cao về tốc độ truyền và độ bền với nhiễu thỡ cỏp đồng trục là sự lựa chọn tốt hơn. Cỏp quang cũng được sử dụng rộng rói trong cỏc ứng dụng cú phạm vi địa lý rộng, mụi trường xung quanh nhiễu mạnh hoặc dễ xõm thực, hoặc cú yờu cầu cao về độ tin cậy cũng như tốc độ truyền dữ liệu.
3.1.1 Đụi dõy xoắn
Đụi dõy xoắn (Twisted Pair) là một phỏt minh của A. Grahm Bell vào năm 1881 và từđú trở thành phương tiện kinh điển trong cụng nghiệp điện thoại. Một đụi dõy xoắn bao gồm hai sợi dõy đồng được quấn cỏch ly ụm vào nhau. Tỏc dụng thứ nhất của việc quấn dõy là trường điện từ của hai dõy sẽ trung hũa lẫn nhau, như Hỡnh 3.2 minh họa, vỡ thế nhiễu xạ ra mụi trường xung quanh cũng như tạp nhiễu do xuyờn õm sẽ được giảm thiểu. Hiện tượng nhiễu xuyờn õm (crosstalk) xuất hiện do sự giao thoa trường điện từ
của chớnh hai dõy dẫn. Khỏi niệm xuyờn õm cú nguồn gốc ở kỹ thuật điện thoại, chỉ sự
chồng chộo làm mộo tiếng núi do tỏc động qua lại giữa hai dõy dẫn. Nếu kớch thước, độ
xoắn của đụi dõy được thiết kế, tớnh toỏn phự hợp, trường điện từ do chỳng gõy ra sẽ tự
triệt tiờu lẫn nhau và hầu như khụng làm ảnh hưởng tới chất lượng tớn hiệu.
Hỡnh 3.2: Đụi dõy xoắn và tỏc dụng trung hũa trường điện từ
f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016