BÀI THẢO LUẬN HP-Chủ đề Môi trường truyền dẫn trong hệ thống viễn thông

BÀI THẢO LUẬN HP
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG
Chủ đề: Môi trường truyền dẫn
trong hệ thống viễn thông
Thiết bị viễn thông và máy tính dùng tín hiệu để biểu diễn dữ
liệu,các tín hiệu này được truyền đi dưới dạng năng lượng
điện từ. Tín hiệu điện từ có thể di chuyển qua chân không,
không khí hoặc các môi trường truyền dẫn khác.
Năng lượng điện từ là sự kết hợp giữa chuyển động điện
trường và từ trường, bao gồm công suất, tiếng nói, sóng vô
tuyến, ánh sáng và tia cực tím, tia gamma, và tia vũ trụ, tạo
thành phổ điện từ trường
Môi trường truyền được chia thành hai loại:
Môi trường có định hướng
Môi trường không định hướng.
A-MÔI TRƯỜNG CÓ ĐỊNH HƯỚNG
•
+ Khái niệm: là môi trường cung cấp cáp từ thiết bị này đến
thiết bị kia.
•
+ Phân loại: cáp xoắn - đôi, cáp đồng trục và cáp quang
1.Cáp xoắn đôi
•
Cáp đôi xoắn
(twisted pair
cable) được tạo
thành từ 4 - 25
đôi dây đồng.
Trong đó mỗi đôi
dây được xoắn
với nhau nhằm

mục đích hạn chế
nhiễu giữa các
đôi dây lân cận
(crosstalk). Nó
được phát minh
bởi Alexander
Graham Bell.
•
Gồm hai dạng: không có giáp bọc và có giáp bọc.
•
Không có giáp bọc
•
Có giáp bọc
•
1.1 Cáp đôi xoắn không bọc (UTP: unshielded
twisted pair cable)
•
Là dạng thông dụng nhất trong thông tin hiện nay. Được
dùng nhiều trong hệ thống điện thoại, cáp này có dải tần số
thích hợp cho truyền dẫn dữ liệu và thoại.
•
UTP gồm hai dây dẫn (thường là đồng), mỗi dây có lớp cách
điện với màu sắc khác nhau, đươc dùng để nhận dạng và
cho biết từng cặp dây trong bó dây lớn.
•
Trước đây, khi dùng hai dây phẳng song song để truyền tin thì
ảnh hưởng của điện từ trường giữa hai dây tạo ra nhiễu. Hiện
tượng này là do khi có hai dây song song thì dây dẫn nào ở
gần nguồn nhiễu hơn thì nhiểm nhiễu nhiều hơn dây còn lại, từ
đó tạo ra tải không điều và gây hại đến tín hiệu

•
Trong khi đó, nếu ta xoắn hai dây lại thì mỗi dây gần nguồn
nhiễu trong một nửa thời gian và xa nguồn nhiễu trong một
nửa thời gian, như thế ảnh hưởng của nhiễu lên cả hai dây dẫn
là như nhau. Do đó ảnh hưởng của nhiễu tại đầu thu là 0 (14-
14). Làm xoắn dây thì không thể triệt tiêu hoàn toàn nhiễu,
nhưng có khả năng giảm nhiễu đi.
•
Ưu điểm của UTP là giá cả và tính dễ sử dụng. UTP thường rẻ,
mềm dẻo hơn và dễ lắp đặt. Các UTP cấp cao hơn được dùng
trong nhiều công nghệ mạng LAN, bao gồm Ethernet và Token
Ring
•
EIA (Electronic Industries Association) đã phát triển các chuẩn của
UTP theo chuẩn chất lượng. Theo đó, giá trị 1 là thấp nhất và 5 là
cao nhất, các chuẩn này thích hợp riêng cho từng ứng dụng cụ
thể:
–
Category 1: dùng trong điện thoại, dùng tốt cho thoại và chỉ thích
hợp cho thông tin dữ liệu tốc độ thấp.
–
Category 2: dùng cho thoại và thông tin dữ liệu lên đến 4 Mbps
–
Category 3: cần ít nhất 3 xoắn dây trong mỗi foot, dùng cho thông
tin dữ liệu lên đến 10 Mbps, hiện là cáp chuẩn dùng trong hầu hết
các hệ thống điện thoại.
–
Category 4: Cần ít nhất 3 xoắn dây cho mỗi foot và các điều kiện để
có thể truyền dữ liệu lên đến 16 Mbps
–

Category 5: dùng cho truyền dẫn dữ liệu lên đến 100 Mbps
•
Đầu nối (UTP Connectors): dùng các jack tương tự như loại dùng
trong điện thoại, có thể là jack đực hay cái, thường nhất là dạng
RJ45 dùng 8 dây dẫn, dùng cho cáp có bốn đôi dây xoắn.
1.2 Cáp xoắn đôi có giáp bọc (STP: shielded twisted pair
cable)
•
Có giáp bọc như vẽ ở
hình 10, lớp giáp bọc
kim loại này nhằm
ngăn nhiễu xuyên
kênh (crosstalk), các
phân loại theo chất
lượng và các đầu nối
đều tương tự như UTP,
tuy nhiên khi sử dụng
thì phải nối đất lớp
giáp bọc. STP thường
đắc tiền hơn UTP
nhưng tính chống
nhiễu thì cao hơn.
2-Cáp đồng trục(Coaxial cable hay coax)
•
Cáp đồng trục là kiểu cáp đầu tiên được dùng trong các mạng
LAN, cấu tạo của cáp đồng trục bao gồm:
•
− Dây dẫn trung tâm: dây đồng hoặc dây đồng bện.
− Một lớp cách điện giữa dây dẫn phía ngoài và dây dẫn phía

trong.
− Dây dẫn ngoài: bao quanh dây dẫn trung tâm dưới dạng dây
đồng bện hoặc lá. Dây này có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung
tâm khỏi nhiễu điện từ và được kết nối để thoát nhiễu.
− Ngoài cùng là một lớp vỏ plastic bảo vệ cáp

Dải tần hoạt động
•
Cáp đồng trục có hai loại: Cáp đồng trục mỏng (Thin coaxial
cable) và cáp đồng trục dày (Thick coaxial cable) được dùng
trong các mạng Ethernet.
•
* Cáp mỏng (Thin cable / Thinnet) – 10BASE-2: có đường kính
khoảng 6mm, thuộc họ RG-58, chiều dài tối đa cho một phân
đoạn là 185m, tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 10Mbps, số
repeater tối đa là 4, số trạm tối đa trên một phân đoạn là 30, số
trạm tối đa trong mạng là 90, khoảng cách tối thiểu giữa hai
máy là 0.5m.
•
* Cáp dày (Thick cable / Thicknet) – 10BASE-5: có đường kính
khoảng 13mm thuộc họ RG-58, chiều dài tối đa trên một phân
đoạn là 500m, tốc độ truyền dữ liệu tối đa là 10Mbps, số
repeater tối đa là 4, số trạm tối đa trên một phân đoạn là 50, số
trạm tối đa trong mạng là 300, khoảng cách tối thiểu giữa hai
máy là 2.5m.
Cáp đồng trục dày (RG-62) thường được dùng trong một mạng
máy tính nó tạo thành các đường xương sống (backbone)
trong hệ thống mạng.
Các chuẩn cáp đồng trục:
•

Thường được phân cấp theo RG (radio governement rating).
Mỗi số RG cho một tập các đặc tính vật lý, bao gồm kích
thước dây đồng, kích thước lớp cách điện và kích cở của
lớp bọc ngoài.
•
Các chuẩn thường gặp là:
–
RG-8: dùng cho thick Ethernet.
–
RG-9: dùng cho thick Ethernet.
–
RG-11: dùng cho thick Ethernet.
–
RG-58: dùng cho thin Ethernet.
–
RG-59: dùng cho TV.
Đầu nối cáp đồng trục:
•
Dùng nhiều trong truyền tín hiệu TV và VCR, với các đầu nối
đực và cái thông dụng. Hai dạng thường gặp khác là T-
connector và terminator.
•
T-connector (dùng trong thin Ethernet) dùng kết nối cáp thức
cấp hay cáp đến nhiều thiết bị đầu cuối khác nhau.
•
Terminator dùng trong cấu hình bus trong đó một cáp dẫn
được dùng làm xương sống (backbone) với nhiều thiết bị.
3 - Cáp quang
•

Ánh sáng là một dạng của sóng điện từ, có tốc độ 300.000
km/s. Tốc độ này giảm trong các môi trường khác.
•
Cáp quang dùng hiện tượng phản xạ để dẫn ánh sáng qua
kênh quang. Các dạng dữ liệu được mà hóa thành dạng chùm
tia on – off để biểu diễn bit 1 và 0.
Khi góc tới lới hơn góc tới hạn thì xuất hiện hiện tượng phản
xạ
3.1 Các chế độ truyền
Multimode
•
Do dùng nhiều tia từ nguồn ánh sáng di chuyển bên trong lõi
theo nhiều đường khác nhau. Phương thức truyền của các tia
này phụ thuộc vào cấu trúc lõi.
•
Multimode step-index
•
Mật độ của lõi được giữ không đổi từ tâm đến rìa. Chùm tia khi
di chuyển trong mật độ không đổi này có dạng tuyến tính cho
đến khi đi tới vùng giao tiếp giữa lõi và lớp bọc. Tại đó, có sự
thay đổi đột ngột đến mật độ thấp làm thay đổi góc di chuyển
của tia
•
Multimode graded –index
Làm giảm méo dạng của tín hiệu qua cáp. Từ index ở đây muốn nói lên
chỉ số (index) phản xạ của mật độ. Như thế thì graded-index fiber, là
dạng có các mật độ thay đổi được. Mật độ cao nhất tại vùng tâm của lõi
và giảm dần tại vùng rìa. Tín hiệu được đưa vào vùng tâm của lõi. Từ
đây, chỉ có những tia truyền theo chiều ngang di chuyển đi qua vùng có
mật độ không đổi. Các chùm tia có góc khác di chuyển qua các vùng có

mật độ thay đổi. Các tia được chỉnh định góc truyền để sau cùng tại đích
tín hiệu có được chính xác hơn trường hợp step-index.
•
Single mode
•
Dùng step-index fiber và nguồn được tập trung cao (highly
focused) trong một góc bé, sát mặt ngang. Cáp loại này được
sản xuất với đường kính tương đối bé so với trường hợp
multimode và mật độ tương đối bé (chỉ số phản xạ bé theo).
Việc giảm mật độ này cho phép có gói tới hạn gần 90 độ làm
cho quá trình truyền gần như nằm ngang. Trong trường hợp
này, việc lan truyền của nhiều tia thì hầu như giống nhau và có
thể bỏ qua yếu tố truyền trễ. Các tia có thể xem như là đền đích
cùng một lúc và được tái hợp mà không bị méo dạng.
•
3.2 Cấu tạo của cáp quang
1,Core: Trung tâm phản chiếu của sợi
quang nơi ánh sáng đi.
2,Cladding: Vật chất quang bên ngoài
bọc lõi và phản xạ ánh sáng trở lại vào lõi.
3,Buffer coating: Lớp phủ dẻo bên ngoài
bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ướt
4,Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn sợi
quang được đặt trong bó gọi là cáp quang.
Những bó này được bảo vệ bởi lớp phủ
bên ngoài của cáp được gọi là jacket
Nguồn sáng cho cáp quang:
•
Mục đích của cáp quang là chứa và hướng các tia sáng từ
nguồn đích. Để có thể truyền được thì bộ phát phải có nguồn

sáng và bộ thu phải có bộ cảm quang (photodiode) cho phép
chuyển tín hiệu thu được sang tín hiệu điện dùng được cho
máy tính. Nguồn sáng có thể là LED (light-emitting diode)
hay diode laser ILD (injection laser diode).
•
LED tuy rẻ tiền nhưng tín hiệu lại không hội tụ tốt, nên
thường chỉ được dùng trong truyền dẫn trong cự ly ngắn mà
thôi.
•
ILD thì cho phép hội tụ chùm tia với góc rất hẹp, nên có thể
truyền được trên một cự ly tương đối dài.