A). MƠI TRƯỜNG TRUYỀN TIN HỮU TUYẾN:
Tín hiệu hay sĩng mang tin cĩ thể truyền qua dây dẫn điện, sĩng cĩ tần số trong dải hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, hay tia tử ngoại cĩ thể truyền và phản xạ qua mơi trường trong suốt cĩ đường hướng dẫn. Ở đây, người viết xin nêu ra một số mơi trường truyền hữu tuyến:
1. Đơi dây dẫn điện xoắn:
Đây là loại dẫn truyền tin khá phổ biến, nĩ được dùng nhiều cho dây điện thoại để dẫn vào các hộ thuê bao điện thoại. Đây là loại dây cĩ từng đơi dây, cĩ vỏ cách điện được xoắn lại với nhau, mỗi dây cĩ dây dẫn điện nhiều sợi, các dây đồng nhỏ xe lại với nhau, nếu cĩ nhiều (dây) đơi được bĩ lại thì tạo thành dây cáp.
Đặc tính truyền và cơng dụng:
Loại này truyền được tín hiệu tương tự cĩ tần số điện 250 KHz với cự ly từ (5 6) km, nếu xa hơn ta phải cĩ mạch khuếch đại tăng tín hiệu. Nếu dùng cáp nhiều đơi sẽ cĩ hiện tượng xuyên âm, nếu thiếu vỏ bọc giáp cho mỗi đơi.
Tuy vậy, loại dây truyền này vẫn cĩ thể truyền được tín hiệu số với tốc độ tối đa là 100 (KByte/s) với bộ lặp cách nhau từ (2 3) km.
2. Cáp đồng trục:
Là loại dây cĩ đường dây dẫn điện ở giữa và ngồi vỏ đồng trục nhau nối từ ngõ vào RF của đầu máy video với jack cắm anten của máy vơ tuyến truyền hình mà các bạn đều thấy. Cáp đồng trục gồm cĩ dây dẫn điện, lõi trong cùng làm bằng dây đồng bền, cĩ ống cách điện hay khoảng cách điện đặt cách khoảng đều nhau. Lớp vỏ bọc làm bằng dây đồng quấn đan nhau, tạo thành dây dẫn thứ hai bọc quanh lõi dây cáp. Ngồi cùng là lớp vỏ cách điện.
Đặc tính truyền và cơng dụng: cĩ nhiều loại cáp, cĩ tổng trở đặc tính khác nhau. Cáp truyền được tín hiệu tương tự, cĩ tần số 400MHz với cự ly vài km. Muốn truyền xa hơn cần phải cĩ mạch khuếch đại tăng cường tín hiệu đặt cách nhau vài Km. Cáp truyền được tín hiệu số với tốc độ cao nhất là 800 Mb/s với bộ lặp tín hiệu cách nhau 1 km.
Cơng dụng của cáp đồng trục (các loại cáp nĩi chung): thường được sử dụng trong:
+ Cáp trung kế ( giữa các tổng đài chuyển mạch điện thoại).
+ Cáp điện thoại liên tỉnh (nhưng ngày nay đã được thay bằng sợi quang).
3. Sợi quang:
Sợi quang cĩ đường kính từ (2 125) m cĩ thể uốn cong được, thường sợi quang được chế tạo bằng thủy tinh, silic cực thuần. Sợi thủy tinh khĩ chế tạo, thường được thay bằng thủy tinh nhiều thành phần cĩ giá thành thấp hơn mà vẫn đạt yêu cầu. Ngồi ra, cịn cĩ sợi nhựa dẻo đặc biệt cĩ thể truyền thơng tin ở các cự ly gần (ngắn) sợi gồm cĩ ruột là mơi trường truyền ánh sáng cĩ chiết suất cao hơn lớp vỏ bằng thủy tinh hay nhựa dẻo, ngồi cũng cĩ lớp vỏ bọc bảo vệ bằng sợi bọc nhựa dẻo khơng ẩm ướt, khơng bị mài mịn, ít va chạm và ít các nguy cơ hư hỏng.
Đặc tính truyền và cơng dụng: cĩ 3 cách truyền ánh sáng trong sợi quang tùy theo cấu tạo.
+ Nếu đường kính của nĩ lớn: chiết suất phần ruột đồng đều và cao hơn lớp vỏ bọc, nếu gĩc tới của tia sáng đến đầu sợi, tia sáng sẽ vào sợi, nếu gĩc tới tại 1 tiếp giáp giữa sợi với vỏ bọc lớn hơn các gĩc tới hạn phụ thuộc vào chiết suất của sợi với vỏ thì tia sẽ được phản chiếu tồn phần nhiều lần khi truyền dọc theo sợi. Cĩ nhiều tia truyền, do vậy ở đầu nhận tin các tia khơng đồng pha nhau dẫn đến tốc độ truyền bị hạn chế.
+ Nếu đường kính sợi thật nhỏ, chiết suất sợi đồng đều thì chỉ cĩ 1 tia được truyền qua.
+ Nếu chiết suất trong sợi khơng đồng đều, chiết suất cao nhất tại trục sợi, giảm dần khi ra ngồi vỏ, tia sáng khơng được phản xạ tồn phần tại một tiếp giáp giữa ruột và vỏ bọc mà phản xạ tồn phần ngay trong sợi.
Sợi quang truyền tia sáng cĩ tần số từ (1014 1417) Hz, (105 107) GHz; từ tia nhìn được đến tia hồng ngoại. Muốn truyền tin, tín hiệu phải được chuyển đổi thành tín hiệu số, chuyển đổi sang thanh tín hiệu ánh sáng rời rạc bằng nguồn phát tia sáng như diode phát quqng, led bàn dẫn, … Khi thu nhận, ánh sáng được diode quang điện đổi ra tín hiệu điện rời rạc, sau đĩ chuyển đổi thành tín hiệu nguyên thủy (t/h số). Tốc độ truyền lên đến : 9 Gb/s.
Cơng dụng: được sử dụng chuyên biệt cho các hệ thống, cơng trình sử dụng cáp quang, đường dây truyền mang tính kỹ thuật cao, cự ly truyền xa, bảo đảm tín hiệu quả cao.
B. MƠI TRƯỜNG TRUYỀN VƠ TUYẾN:
Khí quyển quả đất và khơng gian là mơi trường truyền sĩng điện từ. Khí quyển quả đất cĩ 2 tầng ảnh hưởng đến sự truyền sĩng: thứ nhất là tầng đối lưu (tầng này cao hơn mặt đất vài chục km), tán xạ sĩng trong dải tầng từ 40 MHz 40GHz đã từng được sử dụng trong kỹ thuật truyền tin tropo (tầng đối lưu), ngày nay khơng cịn sử dụng nữa do sự phát triển của kỹ thuật truyền vi ba qua vệ tinh địa tĩnh.
Thứ hai là tầng điện ly, tầng này phản xạ sĩng trong dải tầng từ (3
30) MHz.
Do vậy, sĩng ở dải tầng này cĩ thể phủ một vùng đất rộng trên quả đất. Tầng điện ly khơng phản xạ sĩng cĩ tần số từ 30 m trở lên. Do vậy sĩng truyền theo đường nhìn thấy, vùng phủ sĩng bị hạn chế và phụ thuộc vào chiều cao của vị trí đặt anten thu và phát. Khi muốn truyền đi xa, phải cĩ trạm tiếp sĩng, trạm lặp tín hiệu hay vệ tinh.
Tần số sĩng xác định kích thước anten, tần số sĩng càng cao thì anten càng gọn nhẹ, để đặt trên các thiết bị di chuyển, sĩng phát ra càng cĩ tính định trường cao, do vậy muốn thiết lập đường thơng tin từ một điểm đến một điểm khác thì thường sử dụng sĩng cĩ tần số từ dải UHF hay cao hơn. Tần số càng thấp, anten cĩ kích thước chiều cao càng lớn, sĩng phát ra càng cĩ tính định hướng thấp, khơng thuận lợi để liên lạc từ điểm này đến điểm kia mà chỉ thuận lợi để phủ sĩng vơ tuyến truyền thanh hay vơ tuyến truyền hình quảng bá cho nhiều người nghe và xem như các đài vơ tuyến truyền thanh, vơ tuyến truyền hình.
Sau khi nĩi về đặc tính truyền của mơi trường truyền vơ tuyến và đặc tính của sĩng, ta cĩ thể nghiên cứu thêm về các vùng phủ sĩng và các đường truyền vơ tuyến.
1. Sĩng dài:
Sĩng này cĩ đặc tính là ít bị suy giảm vào ban ngày lẫn ban đêm, nĩ được dùng phổ biến ở Châu  để phủ sĩng các chương trình truyền thanh, ít được sử dụng ở Châu Á do cĩ nhiễu khí quyển (sấm sét nhiều).
2. Sĩng trung: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sĩng này cĩ tần số từ (540 1600) KHz và được gọi là dải vơ tuyến truyền thanh điều biên (AM), ban đêm cĩ thể truyền ở cự ly xa, nhưng ban ngày cự ly bị giới hạn rất nhiều. Do vậy mà sĩng trung chỉ để phủ sĩng vơ
tuyến ở từng địa phương. Ở việt Nam, các địa phương đềøu phủ sĩng điều biên ở dải sĩng trung.
3. Sĩng ngắn:
Như đã trình bày ở phần trên, sĩng ngắn do cĩ tầng điện ly nên vùng phủ sĩng rất rộn, được các ủy hội tư vấn khuyến cáo là nên sử dụng. Sĩng này dùng để phát chương trình vơ tuyến truyền thanh quốc tế. Cũng do quy ước quốc tế, các bước sĩng được phát trong dải 13m, 16m, 19m, 25m, 31m, 41m, 49m, 63m và 75m.
4. Sĩng VHF, UHF:
Cũng như phần trên đã nĩi, sĩng VHF và UHF truyền theo đường nhìn thấy được (Los/line of light), do vậy vùng phủ sĩng phụ thuộc vào vị trí đặt anten thu và phát. Ở Việt Nam, hệ thống phát vơ tuyến truyền hình sử dụng sĩng này để phát hình.
Ta cĩ thể tính tốn như sau:
Đây là sơ đồ đường truyền sĩng: VHF, UHF, SHF, EHF.
hp, ht: chiều cao của anten phát và thu sĩng truyền theo đường nhìn thấy.
Ta cĩ: dp + dt theo chiều cao của anten phát và thu hp, ht:
Với r : là bán kính của quả đất
Như vậy nếu đưa vào hệ thứ trên bán kính của quả đất, ta cĩ:
Bán kính vùng phủ sĩng đài phát bằng: hp, ht được đo bằng (m). dp, dt : cự ly truyềøn (km). ht 2 hp 2 dt dp d rht 2 rhp 2 dt dp d hp 2 dp dt dr ht hp r Quả đất
Do hiện tượng tán xạ ở tầng đối lưu, cho nên cự ly truyền cĩ thể xa hơn.
5. Sĩng UHF, SHF, EHF:
Cũng như phần trên đã nĩi, tần số càng cao thì sĩng phát xạ từ anten càng cĩ tính định hướng cao, thuận tiện cho kỹ thuật truyền từ một điểm đến một điểm. Từ phần cao dải UHF đến EHF, sĩng được gọi chung là sĩng vi ba, được phát và thu bằng anten ngắn cĩ gương phản xạ hay phần tử phản xạ.
Sau đây là hình vẽ của hai kiểu truyền cơ bản và phổ biến:
a.Truyền trực tiếp: Lối truyền này là phương pháp truyền từ trạm phát đến trạm thu theo đường nhìn thấy.
b.Truyền qua trạm tiếp sĩng hay trạm lặp:
Các trạm lặp cĩ thể đặt trên núi cao, trên tàu bay bay vịng quanh một địa điểm (vị trí) đã quy định hay trên vệ tinh địa tĩnh ở độ cao 35.784km.
Trên đây là phần khảo sát, tìm hiểu và nghiên cứu về sĩng mang; mơi trường truyền và các đường truyền sĩng. Vấn đế phát và thu phải cĩ sự đồng bộ và quá trình này khá phức tạp nếu như muốn hiểu tường tận vấn đề.
Đường nhìn thấy (LOS)
Trạm thu Trạm phát Quả đất hP ht Qủa đất Trạm phát Trạm thu ht hp
CHƯƠNG V: KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ (MODULATION)
Điều chế (tương tự) là đem tin tức dưới dạng một tín hiệu tần số thấp tác động vào tín hiệu cao tần điều hồ làm biến đổi một thơng số nào đĩ (biên độ, tần số hoặc gĩc pha) của tín hiệu cao tần theo tin tức. Trong trường hợp này, tin tức được gọi là tín hiệu điều chế, dao động cao tần gọi là sĩng mang, cịn dao động cao tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã điều chế. Sĩng được điều chế nhằm 2 mục đích:
Sĩng đã điều chế thỏa mãn điều kiện truyền của mơi trường truyền tin vì mơi trường này khơng truyền được tín hiệu gốc. Sĩng truyền được tin tức (thơng tin) gọi là sĩng mang.
Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng một mơi trường.
Cĩ nhiều kỹ thuật điều chế tùy thuộc vào bản chất của tín hiệu gốc và mơi trường truyền. Trong kỹ thuật phát hình, tín hiệu gốc là tín hiệu hình, mơi trường truyền trong khơng gian truyền được sĩng điện từ. Vào những ngày đầu, kỹ thuật điều biến biên độ sĩng cao tần đã được áp dụng, vài mươi năm sau thì kỹ thuật điều biến tần số được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật truyền (phát) thơng tin, nhờ nĩ cĩ đặc tính chống nhiễu tốt.
Trong thời gian nghiên cứu hạn hẹp, người nghiên cứu xin trình bày về kỹ thuật điều biến biên độ (AM: Amplitude Modulation) và điều biến tần số sĩng cao tần (FM: Frequency Modulation). Ngồi ra cịn nĩi sơ về kỹ thuật điều pha (PM : Phase Modulation). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});