A). MÔI TRƯỜNG TRUYỀN TIN HỮU TUYẾN:
Tín hiệu hay sóng mang tin có thể truyền qua dây dẫn điện, sóng có tần số trong dải hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, hay tia tử ngoại có thể truyền và phản xạ qua môi trường trong suốt có đường hướng dẫn. Ở đây, người viết xin nêu ra một số môi trường truyền hữu tuyến:
1. Đôi dây dẫn điện xoắn:
Đây là loại dẫn truyền tin khá phổ biến, nó được dùng nhiều cho dây điện thoại để dẫn vào các hộ thuê bao điện thoại. Đây là loại dây có từng đôi dây, có vỏ cách điện được xoắn lại với nhau, mỗi dây có dây dẫn điện nhiều sợi, các dây đồng nhỏ xe lại với nhau, nếu có nhiều (dây) đôi được bó lại thì tạo thành dây cáp.
Đặc tính truyền và công dụng:
Loại này truyền được tín hiệu tương tự có tần số điện 250 KHz với cự ly từ (5 ÷ 6) km, nếu xa hơn ta phải có mạch khuếch đại tăng tín hiệu. Nếu dùng cáp nhiều đôi sẽ có hiện tượng xuyên âm, nếu thiếu vỏ bọc giáp cho mỗi đôi.
Tuy vậy, loại dây truyền này vẫn có 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 có đường dây dẫn điện ở giữa và ngoài vỏ đồng trục nhau nối từ ngõ vào RF của đầu máy video với jack cắm anten của máy vô tuyến truyền hình mà các bạn đều thấy. Cáp đồng trục gồm có dây dẫn điện, lõi trong cùng làm bằng dây đồng bền, có 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. Ngoài cùng là lớp vỏ cách điện.
Đặc tính truyền và công dụng: có nhiều loại cáp, có tổng trở đặc tính khác nhau. Cáp truyền được tín hiệu tương tự, có tần số 400MHz với cự ly vài km. Muốn truyền xa hơn cần phải có 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.
Công dụng của cáp đồng trục (các loại cáp nói 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 có đường kính từ (2 ÷ 125) µm có thể uốn cong được, thường sợi quang được chế tạo bằng thủy tinh, silic cực thuần. Sợi thủy tinh khó chế tạo, thường được thay bằng thủy tinh nhiều thành phần có giá thành thấp hơn mà vẫn đạt yêu cầu. Ngoài ra, còn có sợi nhựa dẻo đặc biệt có thể truyền thông tin ở các cự ly gần (ngắn) sợi gồm có ruột là môi trường truyền ánh sáng có chiết suất cao hơn lớp vỏ bằng thủy tinh hay nhựa dẻo, ngoài cũng có lớp vỏ bọc bảo vệ bằng sợi bọc nhựa dẻo không ẩm ướt, không bị mài mòn, ít va chạm và ít các nguy cơ hư hỏng.
Đặc tính truyền và công dụng: có 3 cách truyền ánh sáng trong sợi quang tùy theo cấu tạo.
+ Nếu đường kính của nó lớn: chiết suất phần ruột đồng đều và cao hơn lớp vỏ bọc, nếu góc tới của tia sáng đến đầu sợi, tia sáng sẽ vào sợi, nếu góc tới tại 1 tiếp giáp giữa sợi với vỏ bọc lớn hơn các góc tới hạn phụ thuộc vào chiết suất của sợi với vỏ thì tia sẽ được phản chiếu toàn phần nhiều lần khi truyền dọc theo sợi. Có nhiều tia truyền, do vậy ở đầu nhận tin các tia không đồng pha nhau dẫn đến tốc độ truyền bị hạn chế.
+ Nếu đường kính sợi thật nhỏ, chiết suất sợi đồng đều thì chỉ có 1 tia được truyền qua.
+ Nếu chiết suất trong sợi không đồng đều, chiết suất cao nhất tại trục sợi, giảm dần khi ra ngoài vỏ, tia sáng không được phản xạ toàn phần tại một tiếp giáp giữa ruột và vỏ bọc mà phản xạ toàn phần ngay trong sợi.
Sợi quang truyền tia sáng có 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 đó chuyển đổi thành tín hiệu nguyên thủy (t/h số). Tốc độ truyền lên đến : 9 Gb/s.
Công dụng: được sử dụng chuyên biệt cho các hệ thống, công trình sử dụng cáp quang, đường dây truyền mang tính kỹ thuật cao, cự ly truyền xa, bảo đảm tín hiệu quả cao.
B. MÔI TRƯỜNG TRUYỀN VÔ TUYẾN:
Khí quyển quả đất và không gian là môi trường truyền sóng điện từ. Khí quyển quả đất có 2 tầng ảnh hưởng đến sự truyền sóng: thứ nhất là tầng đối lưu (tầng này cao hơn mặt đất vài chục km), tán xạ sóng trong dải tầng từ 40 MHz ÷ 40GHz đã từng được sử dụng trong kỹ thuật truyền tin tropo (tầng đối lưu), ngày nay không còn 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 sóng trong dải tầng từ (3 ÷
30) MHz.
Do vậy, sóng ở dải tầng này có thể phủ một vùng đất rộng trên quả đất. Tầng điện ly không phản xạ sóng có tần số từ 30 m trở lên. Do vậy sóng truyền theo đường nhìn thấy, vùng phủ sóng bị hạn chế và phụ thuộc vào chiều cao của vị trí đặt anten thu và phát. Khi muốn truyền đi xa, phải có trạm tiếp sóng, trạm lặp tín hiệu hay vệ tinh.
Tần số sóng xác định kích thước anten, tần số sóng càng cao thì anten càng gọn nhẹ, để đặt trên các thiết bị di chuyển, sóng phát ra càng có tính định trường cao, do vậy muốn thiết lập đường thông tin từ một điểm đến một điểm khác thì thường sử dụng sóng có tần số từ dải UHF hay cao hơn. Tần số càng thấp, anten có kích thước chiều cao càng lớn, sóng phát ra càng có tính định hướng thấp, không thuận lợi để liên lạc từ điểm này đến điểm kia mà chỉ thuận lợi để phủ sóng vô tuyến truyền thanh hay vô tuyến truyền hình quảng bá cho nhiều người nghe và xem như các đài vô tuyến truyền thanh, vô tuyến truyền hình.
Sau khi nói về đặc tính truyền của môi trường truyền vô tuyến và đặc tính của sóng, ta có thể nghiên cứu thêm về các vùng phủ sóng và các đường truyền vô tuyến.
1. Sóng dài:
Sóng này có đặc tính là ít bị suy giảm vào ban ngày lẫn ban đêm, nó được dùng phổ biến ở Châu  để phủ sóng các chương trình truyền thanh, ít được sử dụng ở Châu Á do có nhiễu khí quyển (sấm sét nhiều).
2. Sóng trung: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sóng này có tần số từ (540 ÷ 1600) KHz và được gọi là dải vô tuyến truyền thanh điều biên (AM), ban đêm có thể truyền ở cự ly xa, nhưng ban ngày cự ly bị giới hạn rất nhiều. Do vậy mà sóng trung chỉ để phủ sóng vô
tuyến ở từng địa phương. Ở việt Nam, các địa phương đềøu phủ sóng điều biên ở dải sóng trung.
3. Sóng ngắn:
Như đã trình bày ở phần trên, sóng ngắn do có tầng điện ly nên vùng phủ sóng rất rộn, được các ủy hội tư vấn khuyến cáo là nên sử dụng. Sóng này dùng để phát chương trình vô tuyến truyền thanh quốc tế. Cũng do quy ước quốc tế, các bước sóng được phát trong dải 13m, 16m, 19m, 25m, 31m, 41m, 49m, 63m và 75m.
4. Sóng VHF, UHF:
Cũng như phần trên đã nói, sóng VHF và UHF truyền theo đường nhìn thấy được (Los/line of light), do vậy vùng phủ sóng phụ thuộc vào vị trí đặt anten thu và phát. Ở Việt Nam, hệ thống phát vô tuyến truyền hình sử dụng sóng này để phát hình.
Ta có thể tính toán như sau:
Đây là sơ đồ đường truyền sóng: VHF, UHF, SHF, EHF.
hp, ht: chiều cao của anten phát và thu sóng truyền theo đường nhìn thấy.
Ta có: 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 có:
Bán kính vùng phủ sóng 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 có thể xa hơn.
5. Sóng UHF, SHF, EHF:
Cũng như phần trên đã nói, tần số càng cao thì sóng phát xạ từ anten càng có tính định hướng cao, thuận tiện cho kỹ thuật truyền từ một điểm đến một điểm. Từ phần cao dải UHF đến EHF, sóng được gọi chung là sóng vi ba, được phát và thu bằng anten ngắn có 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 sóng hay trạm lặp:
Các trạm lặp có thể đặt trên núi cao, trên tàu bay bay vòng 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 sóng mang; môi trường truyền và các đường truyền sóng. Vấn đế phát và thu phải có 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 hoà làm biến đổi một thông số nào đó (biên độ, tần số hoặc góc 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 sóng mang, còn dao động cao tần mang tin tức gọi là dao động cao tần đã điều chế. Sóng được điều chế nhằm 2 mục đích:
Sóng đã điều chế thỏa mãn điều kiện truyền của môi trường truyền tin vì môi trường này không truyền được tín hiệu gốc. Sóng truyền được tin tức (thông tin) gọi là sóng mang.
Tạo điều kiện ghép nhiều kênh truyền tin để truyền qua cùng một môi trường.
Có nhiều kỹ thuật điều chế tùy thuộc vào bản chất của tín hiệu gốc và môi trường truyền. Trong kỹ thuật phát hình, tín hiệu gốc là tín hiệu hình, môi trường truyền trong không gian truyền được sóng điện từ. Vào những ngày đầu, kỹ thuật điều biến biên độ sóng 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) thông tin, nhờ nó có 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 sóng cao tần (FM: Frequency Modulation). Ngoài ra còn nói sơ về kỹ thuật điều pha (PM : Phase Modulation).
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});