HOTEC TRNG CAO NG KINH T K THUT

HOTEC TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH 215 Nguyễn Văn Luông, P. 11, Q. 06, TP. HCM CHƯƠNG 2: MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN (Phần 2) Giảng viên: Trần Vĩnh Thường KHOA: ĐIỆN – TỰ ĐỘNG HÓA

Khái niệm đánh giá khả năng kênh truyền Tốc độ dữ liệu (data rate – bit rate) R Đặc trưng cho khả năng của kênh truyền (đơn vị bps) Tốc độ lỗi (error rate) Baud rate (baud/s) Rs Số lần tín hiệu thay đổi tối đa trong môt giây Nghịch đảo của phần tử dữ liệu ngắn nhất Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 2

Khả năng kênh truyền (tt) Quan hệ giữa Baud rate và Bit rate R = Rs x log 2 M = Rs x m R : tốc độ bit (bit/s) Rs : tốc độ baud (baud/s) M : số mức thay đổi tín hiệu trên đường truyền m : số bit mã hóa cho một tín hiệu Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 3

Công thức Nyquist Tốc độ truyền thông tin cực đại bị giới hạn bởi băng thông của kênh truyền Giả sử môi trường không nhiễu C = 2 W x log 2 M C : tốc độ truyền tín hiệu cực đại (bps) khi kênh truyền không có nhiễu W : băng thông của kênh truyền (Hz) M : số mức thay đổi tín hiệu trên đường truyền Nếu M = 2: C = 2 W Độ hữu hiệu băng thông: B = R/W (bps Hz - 1) Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 4

Công thức Shannon-Hartley Signal to Noise ratio SNRd. B = 10 x log 10 (S/N) (d. B) S N công suất tín hiệu công suất nhiễu Khả năng của kênh truyền C = W x log 2 (1 + S/N) (bps) C là tốc độ truyền t/h cực đại khi kênh truyền có nhiễu Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 5

Tỉ số năng lượng tín hiệu mỗi bit với công suất nhiễu Eb/N 0 Eb năng lượng phát mỗi bit N 0 công suất nhiễu mỗi Hz Eb = STb = S/R S công suất tín hiệu T thời gian truyền 1 bit (bằng 1/R) R tốc độ dữ liệu Eb/N 0 = S/RN 0 = S/(k. TR) Tốc độ lỗi bit là hàm giảm của tỉ số này Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 6

Nội dung trình bày Khái niệm, thuật ngữ Sự sai khác tín hiệu Khả năng kênh truyền Các môi trường truyền dẫn Môi trường truyền dẫn hữu tuyến Môi trường truyền dẫn không dây Sự lan truyền không dây Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 7

Phân loại môi trường truyền Hữu tuyến (guided media – wire) Cáp đồng Cáp quang Vô tuyến (unguided media – wireless) Vệ tinh Hệ thống sóng radio, microwave, . . . Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 8

Phổ điện trường Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 9

Môi trường truyền dẫn hữu tuyến Cáp xoắn đôi (twisted pair) Cáp đồng trục (coaxial cable) Cáp quang (optical fiber) Frequency Range Typical Attenuation 0 to 3. 5 k. Hz 0. 2 d. B/km @ 1 k. Hz 50 µs/km 2 km Twisted pairs 0 to 1 MHz (multi-pair cables) 3 d. B/km @ 1 k. Hz 5 µs/km 2 km Coaxial cable 0 to 500 MHz 7 d. B/km @ 10 MHz 4 µs/km 1 to 9 km Optical fiber 186 to 370 THz 0. 2 to 0. 5 d. B/km 5 µs/km 40 km Twisted pair (with loading) Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Typical Delay Repeater Spacing Trang 10

Cáp xoắn đôi Hai dây đồng cách điện Xoắn lại với nhau Thường được bó lại Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 11

Cáp xoắn đôi - Ứng dụng Môi trường truyền dẫn thông dụng nhất Mạng điện thoại Giữa các thuê bao và hộp cáp Tổng đài nội bộ (Private Branch e. Xchange – PBX) Mạng cục bộ (LAN) 10 Mbps hoặc 100 Mbps Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 12

Cáp xoắn đôi – Ưu nhược điểm Ưu điểm Rẻ Dễ dàng thao tác Nhược điểm Tốc độ dữ liệu thấp Khoảng cách giới hạn Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 13

Cáp xoắn đôi – ðặc tính truyền dẫn Truyền tín hiệu tương tự Cần bộ khuếch đại (amplifier) mỗi 5 km tới 6 km Truyền tín hiệu số Cần bộ lặp (repeater) mỗi 2 km tới 3 km Khoảng cách giới hạn Băng thông giới hạn (1 MHz) Tốc độ dữ liệu giới hạn (100 MHz) Dễ bị nhiễu môi trường ngoài Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 14

Cáp xoắn đôi – Phân loại Không vỏ bọc giáp – Unshielded Twisted Pair (UTP) Dây điện thoại thông thường Rẻ nhất Dễ lắp đặt Dễ bị nhiễu trường điện từ bên ngoài Vỏ bọc giáp – Shielded Twisted Pair (STP) Vỏ giáp bện giúp giảm nhiễu và tác động bên ngoài ðắt hơn Khó lắp đặt (cứng, nặng) Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 15

Cáp xoắn đôi – Phân loại (tt) UTP Cat 3 Có thể đạt tốc độ 16 MHz ðược dùng trong liên lạc thoại ở hầu hết các văn phòng Chiều dài xoắn (twist length): 7. 5 cm tới 10 cm UTP Cat 4 Có thể đạt tốc độ 20 MHz UTP Cat 5 Có thể đạt tốc độ 100 MHz ðược dùng phổ biến hiện nay trong các văn phòng Chiều dài xoắn: 0. 6 cm đến 0. 85 cm Thích hợp cho tốc độ truyền lên đến 100. 106 bits/second Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 16

Cáp xoắn đôi – Tóm tắt Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 17

Cáp đồng trục Trong cùng là kim loại dẫn tín hiệu Tiếp đến là lớp cách điện Lưới bảo vệ bên ngoài Ngoài cùng là lớp nhựa bảo vệ Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 18

Cáp đồng trục - Ứng dụng Cáp truyền hình Truyền dẫn ĐT khoảng cách xa Có thể truyền cùng lúc 10. 000 cuộc gọi Kết nối các hệ thống máy tính khoảng cách gần Mạng cục bộ Kết nối các thiết bị khoảng cách gần cần đường truyền tốc độ cao Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 19

Cáp đồng trục – ðặc tính truyền dẫn Truyền tín hiệu tương tự Cần bộ khuyếch đại mỗi vài km Khoảng cách càng ngắn nếu tần số càng cao Phổ tín hiệu truyền lên đến 500 MHz Truyền tín hiệu số Cần bộ lặp (repeater) mỗi km Khoảng cách càng ngắn nếu tốc độ dữ liệu càng cao Các ảnh hưởng chủ yếu là: suy giảm, nhiễu nhiệt và nhiễu điều chế Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 20

Cáp quang Trong cùng sợi quang rất nhỏ, đường kính 8 đến 100 um, làm bằng thủy tinh hoặc plastic Bao bởi lớp áo có đặc tính quang khác Ngoài cùng là lớp nhựa bảo vệ Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 21

Cáp quang - Ứng dụng Môi trường truyền thích hợp để triển khai các ứng dụng mạng số đa dịch vụ tích hợp băng rộng (Broadband Integrated Services Digital Networks) ðường trung kế khoảng cách xa Trung kế đô thị Trung kế tổng đài nông thôn Mạng cục bộ Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 22

Cáp quang – Ưu điểm Băng thông rộng Tốc độ dữ liệu lên đến hàng trăm Gbps Kích thước và trọng lượng nhỏ ðộ suy hao thấp. Cách ly trường điện từ (ít bị ảnh hưởng của nhiễu và môi trường xung quanh) Khoảng cách giữa các bộ lặp xa Giảm số bộ lặp, giảm giá thành, giảm khả năng lỗi Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 23

Cáp quang - ðặc tính truyền dẫn Sóng lan truyền có hướng 1014 đến 1015 Hz Một phần phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy được Thiết bị phát Light Emitting Diode (LED) Rẻ Tầm nhiệt độ hoạt động rộng Tuổi thọ cao Injection Laser Diode (ILD) Hiệu quả hơn Tốc độ dữ liệu cao hơn Wavelength Division Multiplexing Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 24

Cáp quang - Chế độ truyền Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 25

Cáp quang - Chế độ truyền (tt) Step-index multimode Graded-index multimode Single-mode Nguồn sáng LED/ILD ILD Băng thông Rộng (lên đến 200 MHz/km) Rất rộng (200 MHz 3 GHz/km) Cực rộng (3 GHz 50 GHz/km) Ghép nối khó khó Ứng dụng Truyền dữ liệu máy tính ðường điện thoại (khoảng cách trung bình) Viễn thông đường dài Giá thành Rẻ nhất Trung bình ðắt nhất ðường kính lõi (µm) 50 -125 2 -8 ðường kính vỏ (µm) 125 -440 15 -60 ðộ suy giảm (db/km) 10 -50 7 -15 0. 2 -2 Bộ môn Kỹ thuật máy tính Khoa học và Kỹ thuật máy tính Trang 26

HOTEC TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH 215 Nguyễn Văn Luông, P. 11, Q. 06, TP. HCM C U HỎI ÔN TẬP 1. Tốc độ dữ liệu là gì? 2. Truyền dẫn đồng trục có thể truyền được bao nhiêu cuộc gọi cùng lúc? 3. Hãy phân loại cáp xoắn đôi Trang 26