a./ Đờng truyền bằng sóng radio
Sóng radio dẽ tạo, và có thể đi qua những cự ly dài và len lỏi vào các loại vùng địa lý. Nên chúng đợc dùng rộng rãi cho truyền thông. Bao gồm phát thanh truyền hình đại chúng, và các mạng điện thoại di động. Sóng radio truyền theo mọi hớng từ nguồn ra, do đó nơi truyền và nơi nhận không cần quan tâm nhiều đến việc phải sắp xếp các thiết bị thu phát.
Các tính chất của sóng radio là phụ thuộc vào tần số. Tại các tần số thấp, sóng radio đi qua mây mù tốt, nhng suy giảm theo khoảng cách đến nguồn khoảng 1/r3 trong không khí. Tại các tần số cao, sóng radio dần đến đờng thẳng và bị hấp thụ bởi mây mù. Chúng cũng bị ma hấp thụ. Tại mọi tần số, sóng radio bị nhiễu bởi các động cơ điện, các thiết bị sinh điện từ. Ngoài ra sóng radio có sự giao thoa giữa các ngời dùng.
Các vấn đề cần quan tâm đến truyền tải bằng sóng radio:
• Tổn thất đờng truyền:
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin
Tần số Các băng tần Tốc độ dữ liệu gần đúng UHF 300-3000 MHz 900 MHz 1900 MHz 2400 MHz 6 Mb/s SHF 3-30 GHz 5,2 GHz 5,7-5,8 GHz 17,2 GHz 18,8 GHz 19,5 GHz 50 Mb/s EHF 30-300 GHz
60 GHz Đang nghiên cứu
63
Băng I Băng S Băng M
2400 2483,5 902 928 5725 5850
Hình 5.4: Các băng tần ISM
Tại tất cả các tần số sóng radio đều bị suy hao trong khi truyền qua các môi trờng với mực độ khác nhau. Năng lợng tín hiệu tại máy thu không chỉ phụ thuộc vào năng lợng tín hiệu đã phát đi mà còn phụ thuộc vào khoảng cách giữa máy thu và máy phát. trong không gian tự do, năng lợng của một tín hiệu radio suy hao tỉ lệ nghịch với lập phơng khoảng cách từ nguồn đến đích. Ngoài ra trong môi trờng bị bao phủ bởi văn phòng, công sở, sự suy hao còn tăng hơn nữa, trớc hết là do sự che chắn của các chớng ngại vật nh tiện nghi sinh hoạt của con ngời, kế đến là do sự can nhiễu của các tín hiệu phản xạ từ các chớng ngại vật này. Do đó tất cả các máy thu sóng radio đều đợc thiết kế để hoạt động với tỉ số SNR quy định, nghĩa là tỉ số năng lợng tín hiệu thu đợc trên năng lợng của nhiễu tại máy thu không đợc thấp hơn một giá trị cho trớc. Trong thực tế, SNR tuỳ thuộc vào một số các tham số liên quan và mỗi tham số này phải đợc xem xét trong mối liên hệ với thiết kế của máy thu sóng radio.
• Nhiễu xuyên kênh:
Các sóng radio lan truyền xuyên qua hầu hết các chớng ngại vật với mức suy hao giảm vừa phải, điều này có thể tạo ra sự tiếp nhận nhiễu từ các máy phát khác cũng đang hoạt động trong cùng một băng tần và đợc đặt trong phòng kế cận cùng một toà nhà hay toà nhà khác. Do đó, với các LAN đơn giản, vì nhiều LAN nh vậy có thể đợc thiết lập trong các phòng gần nhau, nên các kỹ thuật phải theo là cho phép vài user trong cùng một băng tần cùng tồn tại.
Trong một mạng LAN không dây có cơ sở hạ tầng, vì topo đã biết và tổng diện tích phủ sóng của mạng không dây là lớn hơn nhiều so với LAN nối dây, thì băng thông có thể chia thành một số băng con sao cho vùng phủ của các băng kề nhau dùng một tần số khác nhau (Hình 5.5). số lợng băng thông có sẵn trong mỗi cell đợc chọn để cung cấp một mức độ phục vụ chấp nhận đợc cho số lợng user hoạt động đợc qui định trớc trong vùng này. Điều này tạo ra một hiệu suất sử dụng băng thông cao hơn và nhiễu xuyên kênh cũng đợc hạn chế.
• Đa đờng:
Cũng giống nh tín hiệu quang, các tín hiệu radio chịu ảnh hởng bởi đa đờng, nghĩa là tại bất cứ tại thời điểm nào máy thu đều nhận nhiều tín hiệu xuất phát từ cùng một máy phát, mỗi tín hiệu đợc dẫn theo con đờng khác nhau giữa máy phát và máy thu.
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 64
Bức tường Của phòng Vật thể Sóng phản xạ Các tín hiệu phản xạ mẫu 2 mẫu 1 Biên độ
Nhiễu Thời gian PAU= Portable Access Unit PAU
PAU
PAU
Nhiễu kênh kế cận
Ngoài ra, còn có một suy giảm đợc gọi là fading gây ra bởi sự thay đổi chiều dài đờng đi của các tín hiệu thu khác nhau. Điều này làm gia tăng khoảng dịch pha tơng quan giữa chúng, có thể tạo ra các tín hiệu phản xạ khác nhau làm suy giảm đáng kể tín hiệu truyền trực tiếp, và trong một giới hạn nào đó có thể triệt tiêu lẫn nhau. Hiện tợng này đợc gọi là Raleigh fading và đợc mô tả trên Hình 5.7.
Trong thực tế, biên độ của sóng phản xạ là một thành phần của sóng tới, mức độ suy giảm đ ợc xác định bởi vật liệu phản xạ.
Để khắc phục ảnh hởng của hiện tợng này, hai anten thờng đợc dùng với khoảng cách vật lý giữa chúng bằng 1/4 bớc sóng. Các tín hiệu thu từ cả hai anten đợc kết hợp lại thành một tín hiệu thu duy nhất. Kỹ thuật này đợc gọi là phân tập không gian (space diversity). Ngoài ra ta còn có một giả pháp khác là dùng kỹ thuật đợc gọi là cân bằng.
b./ Đờng truyền bằng sóng hồng ngoại
Sóng hồng ngoại có tần số cao hơn rất nhiều so với sóng radio lớn hơn 1014 Hz và các thiết bị thờng đợc phân loại theo chiều dài bớc sóng của tín hiệu hồng ngoại đợc thu phát thay vì dùng tần số. Chiều dài bớc sóng hồng ngoại đợc đo lờng theo nm (1 nm=10−9m) và là khoảng cách mà ánh
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 65
Sóng tổng hợp Biên độ Sóng tới Sóng phản xạ Hình 5.7: Raleigh fading t t t
sáng truyền trong thời gian bằng một chu kỳ của tín hiệu. Hai thiết bị hồng ngoại đợc dùng rộng rãi nhất có bớc sóng lần lợt là 800 nm và 1300 nm.
Các sóng hồng ngoại không thể đi qua những bức tờng kiên cố cũng là một tăng cờng. Nghĩa là một hệ thống hồng ngoại trong một văn phòng của một cao ốc sẽ không gây nhiễu với các hệ thống nh thế trong các phòng kế bên, sự bảo mật an toàn chống lại các cuộc đàm thoại bí mật là tốt hơn các hệ radio.
Truyền thông hồng ngoại sẽ không thể sử dụng ngoài trời vì ánh sáng mặt trời sẽ chiếu sáng tia hồng ngoại nh trong một phổ thấy đợc.
Tất cả mạng vô tuyến hồng ngoại đều hoạt động bằng cách dùng tia hồng ngoại để truyền dữ liệu giữa các thiết bị. Hệ thống này cần tạo những tín hiệu cực mạnh, bởi vì tín hiệu truyền yếu dễ bị ảnh hởng bởi ánh sáng từ nguồn khác. Phơng pháp này có thể truyền tin ở tốc độ cao do dải thông cao của tia hồng ngoại. Thông thờng mạng hồng ngoại có thể truyền với tốc độ 10 Mb/s.
Có bốn loại mạng hồng ngoại:
+ Mạng đờng ngắm: mạng này chỉ truyền khi máy phát và máy thu có đờng ngắm xác định rõ giữa chúng.
+ Mạng hồng ngoại tán xạ:
+ Mạng phản xạ: ở laọi mạng này máy thu phát quang đặt gần máy tính sẽ truyền tới một vị trí chung tại đây tia tới đợc đổi hớng đến máy thu thích hợp.
+ Broadband optical telepoint: Loại mạng cục bộ vô tuyến hồng ngaọi cung cấp các dịch vụ dải rộng.