Vấn đề truyền dẫn TS. Huỳnh Trung Hiếu Nội dung Một số khái niệm Kỹ thuật truyền Đường truyền hữu tuyến Đường truyền vô tuyến Dung lượng đường truyền 1
Một số khái niệm Cục bộ Loại xa Thông điệp Là tin hay dữ liệu được thông tin (VD: văn bản, hình ảnh, âm thanh.) Bộ gởi Bộ nhận Môi trường Đường đi vật lý để thông điệp lưu thông (VD: cáp, sóng vô tuyến, viba, vệ tinh) Kỹ thuật truyền Kỹ thuật truyền Analog Sử dụng trong hệ thống điện thoại/modem Radio, kênh vệ tinh. Các bit được mã ãhóa như dạng sóng. Kỹ thuật truyền digital Các bit mã hóa dạng xung. 2
Kỹ thuật truyền Kỹ thuật truyền 3
Kỹ thuật truyền Modems CSU/DSU Kỹ thuật truyền Baseband và broadband Baseband: Toàn bộ băng thông của cab được sử dụng bởi 1 tín hiệu Sử dụng tín hiệu số Không cần chiatần số (FDM) Truyền khoảng cách ngắn Broadband Các tín hiệu được gởi trên hiều tần số, và cho phép nhiều tín hiệu gởi đồng thời. Sử dụng tín hiệu tương tự. Có thể dùng bộ chia tần số Tín hiệu có thể truyền ở khoảng cách xa. 4
Chia sẻ môi trường truyền Đường truyền hữu tuyến Cáp xoắn đôi (Twisted Pair) Gồm 2 dây đồng hoặc bạc có bọc cách điện và xoắn lại với nhau. Nhiều đôi cáp xoắn lại trong vỏ bọc tạo thành 1 sợi cáp. Thông dụng là cable 4 đôi, ngoài ra còn 1 số loại khác như 25, 50 và 100 đôi. Có 2 dạng: UTP (Unshielded Twisted Pair): Không có lưới bọc chống nhiễu bên ngoài các đôi cáp. STP (Shielded Twisted Pair): Có lưới bọc chống nhiễu bên ngoài các đôi cáp. FTP (Foil Twisted Pair): Dùng 1 lá kim loại thay cho lưới. Dễ sản xuất và giá thành rẻ hơn STP. 5
Đường truyền hữu tuyến Cáp xoắn đôi Cat 1: Dùng cho điện thoại Analog, 8-10KHz Cat 2: Thích hợp cho tín hiệu ệ thoại ạ và thông tin dữ liệu ệ đến tốc độ khoảng 4Mbps Cat 3: Đòi hỏi phải có số lần xoắn ít nhất là 3 /foot (0.3048m), và có thể thông tin dữ liệu đến 10Mbps Cat 4: Đòi hỏi phải có số lần xoắn ít nhất là 3/foot, có thể truyền đến tốc độ 16Mbps. Cat 5: Dùng cho mạng LAN fast Ethernet có tốc độ truyền đến 100Mbps. Cat 6: Dùng cho mạng Gigabit Ethernet, 250MHz Cat 6e: Dùng cho mạng LAN 10GBASE-T, 500MHz Cat 7: Dùng cho mạng LAN 10GBASE-T, 600MHz Đường truyền hữu tuyến Cáp xoắn đôi Chiều dài đường truyền: UTP: 100m STP: 1000m Nếu muốn truyền dài hơn=>dùng repeater Thường sử dụng trong các mạng hình sao, với kỹ thuật truyền Baseband. 6
Đường truyền hữu tuyến UTP cross over cable 7
Đường truyền hữu thuyến Cáp đồng trục Gồm 1 dây lõi và 1 lưới bọc bên ngoài. Băng thông rộng (1GHz) và chiều dài đường truyền lớn (vàikm) km). Phân loại: Theo trở kháng: Loại 50Ohm dùng cho tín hiệu số, 75 Ohm dùng cho tín hiêu analog. Theo kích thước: RG (Radio Government); RG-8, RG-9 và RG-11 dùng cho mạng loại đường trục. RG-58: Thường dùng cho mạng Ethernet loại nhỏ. RG-59: Được dùng cho ứng dụng tivi. 8
Đường truyền hữu thuyến Cáp đồng trục Thường dùng trong mạng dạng Bus, kỹ thuật truyền Baseband hoặc Broadband. Được xem như phương tiện truyền dẫn tốt nhất của cáp đồng. So sánh với cáp xoắn: Đối với tần số cao, dòng điện chủ yếu tập trung ở mặt ngoài của dây dẫn (do hiệu ứng bì)=> dây xoắn có điện trở lớn nên suy hao nhanh hơn. Cấu trúc của dây xoắn có bức xạ tần số cao nên suy hao cũng tăng theo. Đường truyền hữu thuyến Cáp đồng trục BNC,T Connectors & Terminator 9
Đường truyền hữu tuyến Cáp quang: Nguyên lý: Truyền sóng anh sáng (tần số cao) trên môi trường thủy tinh hoặc nhựa trong suốt. Băng thông rộng, tốc độ truyền cao (50Tbps). Dhie62u dài đường truyền rất lớn. Khả năng chống nhiễu tốt và độ suy hao nhỏ. Phân loại: Đa mode Chỉ số (khúc xạ) bước Chỉ số liên tục. Đơn mode Đường truyền hữu tuyến Chỉ số bước Chỉ số liên tục Single mode 10
Đường truyền hữu tuyến Kích thước sợi quang: Được định nghĩa bởi tỷ số của đường kính lõi và đường kính vỏ (thuộc cấu trúc sợi quang, không nói đến phần đệm và áo bên ngoài sợi quang) Đường truyền vô tuyến Truyền sóng điện từ trong không gian Có các cách truyền khác nhau: Bề mặt Tầng Đối lưu Tầng điện ly Tầm thẳng Không gian 11
Đường truyền vô tuyến Phân loại băng tần VLF (Very Low Frequency): 3-30KHz, truyền sóng bề mặt LF(Low Frequency): 30KHz-300KHz, truyền sóng bề mặt MF(Middle Frequency): 300KHz-3MHz, truyền sóng tầng đối lưu HF (High Frequency): 3MHz-30MHz, truyền sóng tầng điện ly. VHF: 30MHz-300MHz, 300MH truyền ề sóng không gian và tầm thẳng. UHF (Ultra High Frequency): 300MHz-3GHz, truyền sóng không gian và tầm thẳng. SHF (Supper HF): 3-30GHz, truyền sóng không gian. EHF (Extremely HF): 30GHz-300GHz, truyền sóng không gian. THF (Tremendously HF): tần số quá cao, được thiết kế để chỉ ra nó là băng tần kế của EHF Đường truyền vô tuyến Truyền sóng mặt đất: Sóng vô tuyến truyền tầng thấp nhất của khí quyển. Sóng đi theo mặt cong quả đất. Có thể dùng truyền môi trường biển. Truyền sóng tầng đối lưu: Tín hiệu có thể đi theo 2 đường: Đi thẳng từ phía phát đến phía thu=>2 anten phải thấy nhau và cự ly bị hạn chế bởi độ cong của trái đất. Dội lại từ tầng đối lưu 12
Đường truyền vô tuyến Truyền sóng tầng ion: Dãy sóng HF phản xạ từ tầng điện ly quay trở lại mặt đất. Truyền sóngtầm thẳng (line-of-sight propagation): đòi hỏi các anten phải nhìn thấy nhau, anten phải định hướng. Truyền sóng không gian: thường dùng trong thông tin vệ tin và rada. Đường truyền vô tuyến Hệ thống điện thoại tế bào: Để kết nối thông tin ổn định giữa 2 thiết bị di động hoặc giữa thiết bị di động và thiết bị cố định. Vùng phục vụ được chia thành các vùng nhỏ hơn gọi là tế bào. Mỗi tế bào chứa 1 anten và được kiểm soát bởi 1 trạm tế bào, trạm tế bào được kiểm soát bởi MTSO (Mobile Telephone Switching Office). 13
Đường truyền vô tuyến Thông tin vệ tinh Có 1 trạm là vệ tinh trên quỹ đạo trái đất. Mỗi vệ tinh truyền và nhận trên 2 tần số khác nhau. Tuyến lên gọi là uplink, tuyến xuống gọi là downlink. 14
Thông tin vệ tinh Thông tin vệ tinh Theo cơ chế làm việc, có 2 loại Thụ động: Chỉ phản sóng từ trạm phát đến trạm thu, tần số uplink và downlink bằng nhau. Thông minh: Nhận thông ở 1 tần số, tách sóng, khuếch đại, trộn sóng và phát đến trạm thu. 15
Thông tin vệ tinh Theo độ cao quỹ đạo: gồm có 3 loại GEO, MEO và LEO. Thông tin vệ tinh 16
Thông tin vệ tinh Thông tin vệ tinh 17
Dung lượng đường truyền Ba tác hại chính trên đường truyền: Suy hao Méo Nhiễu Nhiễu nhiệt Nhiễu cảm ứng Nhiễu xuyên kênh Nhiễu xung kim Dung lượng đường truyền Tốc độ tối đa có thể truyền trên đường truyền là đại lượng phụ thuộc vào nhiễu của đường truyền Công thức Claude Shannon C=Blog 2 (1+S/N) [bps] Trong đó, B-băng thông kênh truyền S/N tỷ số tín hiệu trên nhiễu C- dung lượng kênh truyền (tốc độ tối đa dữ liệu truyền không bị lỗi). Công thức Nyquyst C=2B log 2 M [bps] M- số ký hiệu khác nhau trên đường truyền. 18
Dung lượng đường truyền Ví dụ: Một dây điện thoại thông thường có băng thông từ 3000Hz (300-3300Hz). Tỉ số tín hiệu trên nhiễu thông thường là 35dB. Dung lượng? Các thiết bị mạng Card mạng Repeater Hub 19
Card mạng Card mạng NICs và Packets NICs tạo ra 1 chuỗi các bit Truyền một cáchtuần tự trên môi trường mạng. MAC address Số nhận dạng duy nhất của NIC (Media Access Control address): Programmed into ROM chip 48-bit number, written as six two-digit hexadecimal numbers separated by colons First part identifies manufacturer. Second part unique to each NIC. 20
Card mạng Một số đặc tính Not all NICs are created equal. Một số đặc tính thông dụng: Front-panel indicators: indicator lights in the form of LEDs that can be used to signal different states of activity, usually on, malfunctioning, or disconnected by green amber, and red. Duplex-mode indicators show that an NIC is either Halfduxplex or Full-duplex. Wake-on-LAN: allows an administrator to remotely turn on the computer by sending a network signal to the NIC. Remote Boot: Set of ROM chips installed in an NIC that allow the Network Card to load an OS cross the entire network. Rarely used anymore. Card mạng 21
NIC support Most operating systems and NIC support Plug and Play- installing a NIC will result in the OS installing the drivers and configuring it properly. When Plug and Play is not an option, such as Windows NT, options that must be configured include the IRQ and port number of the NIC. Repeater Repeater 22
Hub Hub 23
Hub Ghép nối Hub 24