C đặt tại ba thành phố xa nhau kết nối với nhau bằng trung kế E4 139.264 Mbps (nĩi gọn là
d) Cáp sợi quang
- Chương VI -
Cáp sợi quang là mơi trường truyền dẫn khác hẳn tất cả các loại trên. Thơng tin truyền đi dưới dạng một chùm ánh sáng trong sợi thuỷ tinh chứ khơng phải dưới dạng tín hiệu điện trên dây kim loại. Sĩng ánh sáng cĩ băng thơng rất lớn so với sĩng điện, cho phép sợi quang cĩ thể truyền được tốc độ hàng trăm Mbps. Sĩng ánh sáng cũng khơng chịu ảnh hưởng của điện từ trường và xuyên âm. Do đĩ, cáp sợi quang rất hiệu quả khi sử dụng để truyền tốc độ bit thấp trong mơi trường nhiễu điện cao. Cáp sợi quang cũng được sử dụng ở những nơi quan trọng cần độ an tồn cao.
Mỗi sợi quang gồm một sợi thuỷ tinh đơn để truyền tín hiệu, nằm trong một vỏ bọc để ngăn ánh sáng từ bên ngồi. Bộ phát quang thực hiện chuyển đổi tín hiệu điện thơng thường sang tín hiệu ánh sáng. Bộ thu quang thực hiện chức năng ngược lại ở đầu cuối thu. Thơng thường, bộ phát quang sử dụng LED hoặc laser diode LD và bộ thu quang sử dụng photodiode hoặc transistor quang để thực hiện các chuyển đổi.
Hình 6.22a vẽ cấu trúc sợi quang. Mỗi sợi thủy tinh đơn gồm hai phần: lõi thủy tinh ở giữa và vỏ thuỷ tinh bọc ngồi với chiết suất thấp hơn. Aïnh sáng truyền dọc theo lõi thủy tinh theo ba cách, tuỳ theo loại sợi quang và bề rộng của lõi.
Trong sợi quang đa mode chiết suất bậc đều (multimode stepped index fiber) , vật liệu chế tạo vỏ quang và lõi quang khác nhau nhưng chiết suất là đồng nhất, chiết suất của vỏ nhỏ hơn chiết suất của lõi. Các tia sáng do bộ phát quang phát ra với gĩc tới nhỏ hơn gĩc tới hạn sẽ được phản xạ tồn phần tại giao diện vỏ-lõi và được lan truyền dọc theo lõi bằng cách phản xạ nhiều lần. Các tia sáng phát ra với gĩc tới khác nhau sẽ được truyền đi với thời gian khác nhau, dẫn đến tín hiệu thu cĩ độ rộng xung lớn hơn độ rộng xung của tín hiệu vào, làm giảm tốc độ bit. Do đĩ, loại cáp này chỉ sử dụng vưĩi tốc độ bit vừa phải. Sự lan truyền ánh sáng trong sợi này được chỉ ra trên hình 6.22b.
Hình 6.22 Nguyên lý sợi quang
Thu quang Phát quang
Cáp quang nhiều lõi
T.h điện ra T.h điện vào Lõi quang Lớp bọc plastic Vỏ quang (b) (a)
(a) Cấu trúc cáp; (b) Truyền ánh sáng trong sợi quang đa mode chiết suất bậc
Để giảm bớt sự tán sắc ánh sáng, ta cĩ thể thay vật liệu chế tạo lõi bằng loại cĩ chiết suất thay đổi, giảm dần từ tâm lõi cho đến giao diện lõi-vỏ. Lúc này, tia sáng được truyền đi bên
- Chương VI -
trong lõi theo đường hình sin chứ khơng phải đường gấp khúc như trường hợp sợi quang đa mode chiết suất bậc. Độ giãn của xung thu giảm nhỏ hơn, cho phép tăng tốc độ bit lên nhiều. Sợi quang cấu tạo như vậy gọi là sợi quang đa mode chiết suất biến đổi đều (multimode graded index fiber).
Để tăng tốc độ bit lên nữa, ta giảm đường kính của lõi xuống cịn bằng một bước sĩng đơn (3−10µm) để cho tất cả ánh sáng phát ra đều lan truyền theo một đường truyền đơn (khơng bị tán sắc). Kết quả là độ rộng xung ra gần bằng độ rộng xung vào. Sợi quang loại này gọi là sợi quang đơn mode (monomode fiber), thường dùng với LD, hoạt động ở tốc độ lên đến hàng trăm Mbps.
e) Vệ tinh
Ngồi các mơi trường kể trên, cĩ thể truyền tín hiệu thơng tin bằng sĩng vơ tuyến qua khơng trung như trong hệ thống vệ tinh. Tín hiệu được điều chế bởi chùm sĩng điện từ hình nĩn (sĩng SHF 3-30 GHz) rồi phát từ trạm mặt đất lên vệ tinh. Chùm sĩng này được thu rồi chuyển tiếp đến đích đã định bằng bộ phát đáp (transponder) trên vệ tinh. Một vệ tinh cĩ nhiều bộ phát đáp như vậy, mỗi bộ phát đáp tiếp nhận một dải tần số riêng. Một kênh vệ tinh điển hình cĩ băng thơng rất cao (500 MHz) và cĩ thể cung cấp hàng trăm kết nối tốc độ cao bằng cách sử dụng kỹ thuật ghép kênh.
Vệ tinh dùng trong thơng tin thường là vệ tinh địa tĩnh (geostationary). Vệ tinh địa tĩnh quay đồng bộ với sự quay của trái đất. Quỹ đạo của vệ tinh phải được lựa chọn để nĩ cung cấp một
tuyến thơng tin tầm nhìn thẳng (line-of-sight communication path) giữa trạm thu và phát. Do tính định hướng của anttena, nên tín hiệu cĩ thể được thu nhận trong một phạm vi địa lý rất rộng hoặc được tập trung lại để chỉ thu nhận trong một phạm vi hẹp. Trong trường hợp sau, cơng suất tín hiệu cao hơn, cho phép dùng chảo thu đường kính nhỏ- gọi là VSAT (Very Small Aperture Terminal).
Một hệ thống vệ tinh điển hình được trình bày trên hình 6.23a. Hệ thống này gọi là điểm nối điểm (point-to-point). Mỗi trạm mặt đất hoạt động ở những tần số khác nhau. Một cấu hình khác gọi là đa điểm (multipoint) được trình bày trên hình 6.23b. Cấu hình này gồm một trạm mặt đất trung tâm gọi là hub, liên lạc với một số trạm VSAT khác phân bố xung quanh. Thơng thường, hub phát quảng bá đến các VSAT trên một tần số đơn nhưng ở hướng ngược lại, mỗi VSAT phát đến hub trên một tần số riêng.Để liên lạc với một VSAT cụ thể, hub phát quảng bá bản tin với chỉ số nhận dạng VSAT ở đầu bản tin. Với các ứng dụng VSAT kết nối VSAT, trước hết VSAT phát bản tin đến hub thơng qua vệ tinh, rồi sau đĩ hub sẽ phát quảng bá các bản tin đến VSAT.