CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Mục đích chung Như học tìm hiểu nhiều thành phần mạng viễn thông, cấu trúc mạng viễn thông bao gồm thành phần chính: thiết bị chuyển mạch, thiết bị truyền dẫn, môi trường truyền dẫn thiết bị đầu cuối Có thể nhận thấy vai trò vô quan trọng môi trường truyền dẫn mạng viễn thông, thiết bị truyền dẫn dùng để đấu nối thiết bị đầu cuối với tổng đài tổng đài với để thực việc truyền đưa tín hiệu thông tin Thiết bị truyền dẫn chia làm hai loại: thiết bị truyền dẫn thuê bao thiết bị truyền dẫn tổng đài Thiết bị truyền dẫn thuê bao thường cáp kim loại, nhiên số trường hợp cáp quang cáp vô tuyến Thiết bị truyền dẫn tổng đài thường cáp quang, dùng cáp đồng trục, cáp xoắn đôi hay viba…\ /… II Tìm hiểu môi trường truyền dẫn hữu tuyến viễn thông Môi trường truyền đường vật lý nối thiết bị phát thiết bị thu hệ thống truyền liệu Những đặc tính chất lượng liệu truyền định tính chất tín hiệu môi trường truyền Trong trường hợp sử dụng môi trường truyền định hướng, thân môi trường truyền nhân tố quan trọng định giới hạn truyền Bảng 2.1 cho ta đặc tính tốc độ truyền, băng thông khoảng cách tối đa yêu cầu lặp lại với tín hiệu số cho môi trường truyền định hướng Môi trường truyền Tốc độ truyền Băng thông Khoảng cách cần lặp lại Cáp song hành Mbps 250 Khz 2-10 Km Cáp đồng trục 500 Mbps 100 Khz500Mhz 1-10 Km Cáp xoắn đôi 2.1 Cáp song hành 2.1.1 Cấu tạo Đường dây song hành gồm có sợi đặt song hành Cặp dây đường liên lạc đơn Thường nhiều cặp dây đặt chung cáp có vỏ bọc Những cáp dài, chứa hàng trăm cặp Các cặp dây cách ly để tránh ảnh hưởng điện từ với Lõi dây thường từ 0,016 - 0,036 inches 2.1.2 Đặc điểm - Cấu trúc đơn giản - Dễ ảnh hưởng nhiễu xuyên kênh - Suy hao nhanh xạ điện từ 2.1.3 Đặc tính truyền dẫn Cặp dây song hành sử dụng truyền tín hiệu analog tín hiệu số (digital) Với tín hiệu analog thường dùng khoảng - Km Còn với tín hiệu số yều cầu khoảng - Km phải có repeater Hình 2.11 Sự suy giảm môi trường truyền định hướng Hình 2.11 cho ta thấy suy giảm tín hiệu đường dây song hành mạnh theo tần số Với cặp dây song hành dễ bị nhiễu dễ bị ành hưởng điện từ trường Ví dụ đường dây đặt song song với đường dây nguồn chiều tạo đỉnh nhiễu 60Hz Nhiễu xung dễ sinh cặp dây song hành Khi dùng để truyền tiếng nói mạch điểm - điểm với băng thông đến 250 Khz đường dây tạo suy giảm khoảng 1dB/1Km Ta biết hệ thống tiếng nói độ suy giảm cho phép dB đường dây Km khoảng cách tối đa dùng Hình 2.12 Quan hệ tốc độ truyền độ dài cặp dây song hành dùng RS422 Trong mạch truyền tín hiệu số điểm - điểm truyền đến hàng Mbps hình 2.12 cho ta quan hệ tốc độ truyền khoảng cách Khi ta dùng mạch cân với RS422 2.1.4 Ứng dụng Nó dùng để truyền cho tín hiệu analog tín hiệu số Nó dùng làm đuờng trục cho hệ thống điện thoại cho liên lạc dãy nhà Trong hệ thống điện thoại, máy điện thoại nối với hệ thống tổng đài tổng đài nội qua dây song hành Nó gọi vòng nội Một tổng đài nội cho nhà, tổng đài nội thường gọi PBX (Private Branch Exchange) Chủ yếu PBX phục vụ liên lạc tòa nhà Để gọi phải thông qua trung kế Trong trường hợp đôi dây song hành làm nhiệm vụ chủ yếu tải tiếng nói thuê bao tổng đài nội Việc truyền liệu chủ yếu qua khoảng cách ngắn Với PBX đại, tốc độ truyền cực đại khoảng 64 Kbps Những vùng nối nội thường thông qua modem với tốc độ truyền 9600 bps Tuy nhiên cặp dây song hành dùng cho đường trung kế có khoảng cách xa tốc độ truyền đến Mbps Cặp dây song hành dùng cho mạng máy tính cục dãy nhà giá thành rẽ - Trước dùng để đấu nối anten vào ti vi - Dùng kết nối DTE DCE 2.2 Cáp xoắn đôi 2.2.1 Cấu tạo Cáp xoắn loại cáp loại cáp gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ (Electromagnetic Interference-EMI) từ bên ngoài,từ phát xạ loại cáp UTP xuyên âm(Crosstalk) cặp cáp liền kề.(Trong thông tin vô tuyến, xuyên âm thường biểu thị giao thoa đồng kênh, liên quan đến giao thoa kênh- kề bên ) Cáp xoắn làm giảm nhiễu hai dây truyền đường liệu, biễu diễn hiệu điện hai dây Khi nhiễu đánh vào, hai dây xoắn vào nên xem bị nhiễu giống nhau, tăng giảm điện áp định.Hiệu điện hai dây giữ nguyên nên liệu truyền đúng.Do giá thành thấp nên cáp xoắn dùng rộng rãi đặc biệt làm cáp điện thoại sử dụng cho loại máy tính công nghệ truyền thông Internet.Các loại cáp xắn đôi có tốc độ truyền tối đa lên đến hàng chục Gigabit/giây (Gbps) với tần số dao động đạt tới 600MHz Có hai loại cáp xoắn đôi sử dụng rộng rãi LAN là: loại có vỏ bọc chống nhiễu (STP) loại vỏ bọc chống nhiễu (UTP) 2.2.2 Phân loại a) Cáp xoắn đôi vỏ bọc UTP (Unshielded Twisted Pair)  Đặc điểm Hình 1: Cáp xoắn đôi vỏ bọc UTP Là loại cáp vỏ bọ chống nhiễu Nhưng bù lại lại có tính linh động độ bền cao Cũng gồm nhiều cặp xoắn STP lớp vỏ bọc đồng chống nhiễu Cáp xoắn đôi trần sử dụng chuẩn 10BaseT 100BaseT Do giá rẻ nên nhanh chóng trở thành loại cáp mạng cục ưa chuộng đựoc sử dụn rộng khắp nơi Độ dài tối đa đoạn cáp 100m Không có vỏ bọc chống nhiều nên dễ bị nhiễu đặt gần thiết bị cáp khác thông thường dùng để dây nhà Đầu nối dùng RJ45 Cáp UTP có loại: Loại 1: truyền âm thanh, tốc độ < 4Mbps Loai 2: gồm dây xoắn, tốc độ 4Mbps Loại 3: truyền liệu với tốc độ lên đến 10Mbps Cái gồm dây xoắn đôi với mắt xoắn foot Loại 4: truyền liệu, cặp xoắn đôi, tốc độ đạt 16 Mbps Loại 5: truyền liệu, cặp xoắn đôi, tốc độ 100Mbp Là dạng cáp xoắn đôi, cáp UTP sử dụng 100 năm hệ thống điện thoại, mạng máy tính.Nó có tên gọi khác cáp Ethernet,theo tên mạng Erthernet, loại mạng sử dụng cáp UTP nhiều giới.Và tính đến cáp UTP phân loại làm loại, từ cat có tốc độ khả chống nhiễu thấp thường dùng để truyền tín hiệu thoại ngành bưu điện đến cat có tốc độ khả chống nhiễu cao b) Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu STP (Shielded Twisted Pair) Gồm nhiều cặp xoắn lại phủ bên mộ lớp vỏ làm dây đồng bện Lớp vỏ có tác dùng chống EIM từ chống phát xạ nhiễu bên Lớp vỏ bọc chống nhiễu nối đất để thoát nhiễu Cáp xoắn đôi có bọc bị tác động nhiễu điện từ có tốc độ truyền qua khoảng xa cao cáp xoắn đôi trần - Giảm nhiễu điện đôi dây nhiễu xuyên âm - Hạn chế nhiễu điện tử bên như: xuyên nhiễu điện từ trường - xuyên nhiễu tần số radio - Về mặt lý thuyết tốc độ truyền đạt 500Mbps thục tế thấp - nhiều đạt 155MBps với độ dài 100m - Độ suy hao yếu dần cáp dài, thông thường ngắn 100m - Đầu nối STP sử dụng đầu nối DIN( DB-9) 2.2.3 Ưu, nhược điểm cáp xoắn đôi  Ưu điểm:  Thi công lắp đặt dễ dàng  Khắc phục lỗi tốt  Chống nhiễu xuyên âm cặp dây lân cận  Chi phí lắp đặt bảo hành bảo dưỡng thấp  Ứng dụng rộng rãi lắp đặt mạng LAN  Cáp STP có khả chống nhiễu tốt kể nhiễu bên nhiễu xuyên âm bên  Nhược điểm:  Khoảng cách tối đa cho phép tín hiệu truyền thấp (100 m)  Băng thông hẹp Cáp đồng trục 2.3.1 Cấu tạo 2.3 • Dây dẫn trung tâm: dây đồng dây đồng bện • Một lớp cách điện dây dẫn phía dây dẫn phía • Dây dẫn ngoài: bao quanh dây dẫn trung tâm dạng dây đồng bện Dây có tác dụng bảo vệ dây dẫn trung tâm khỏi nhiễu điện từ nốu đất để thoát nhiễu • Ngoài lớp vỏ plastic bảo vệ cáp Đặc điểm: Cáp đồng trục độ suy hao với loai cáp đồng khác ví dụ cáp xoắn đôi Do bị ảnh hưởng môi trường, mạmg cục sử dụng cáp đồng trục có kích thước phạm vi vài ngàn mét Cáp đồng trục thường sử dụng mạng dạng đường thẳng Hai loại cáp thường sử dụng cáp đồng trục mỏng cáp đồng trục dày đường kính cáp đồng trục mỏng 0,25 inch, cáp đồng trục dày 0,5 inch Cả hai loại cáp làm việc tốc độ cáp đồng trục mỏng có độ hao suy tín hiệu lớn Hiện có cáp đồng trục sau: • RG-58,50 ohm Dùng cho mạng thin Ethernet • RG-59,75 ohm Dùng cho truyền hình cáp • RG-62,93 ohm Dùng cho mạng ARCnet Các mạng cục thường sử dụng cáp đồng trục có dải thông từ 2,5 - 10 Mb/s, cáp đồng trục có độ suy hao so với loại cáp đồng khác có lớp vỏ bọc bên ngoài, độ dài thông thưòng đoạn cáp nối mạng 200m, thường sử dụng cho dạng Bus • Công thức tính trở kháng cáp đồng trục: Zo:trở kháng (Ω) d:Bán kính D:Bán kính εr:Hằng số điện môi 2.3.2 Phân loại: Cáp đồng trục chia làm loại • Thinet (mỏng): Hình 6: Cáp đồng trục mỏng - Sử dụng cho mạng LAN tòa nhà - Thuộc họ RG58 - Có đường kính khoảng 6mm - Chiều đài tối đa 185 m/segment - Tốc độ truyền 10 Mbps - Đầu nối BNC, cỗ chữ T (BNC-T) - Các loại cáp Thinet: - Cáp RC-58, trở kháng 50ohm dùng với Ethernet mỏng - Cáp RC-59, trở kháng 75ohm dùng cho truyền hình cáp - Cáp RC-62 : trở kháng 93ohm dùng cho ARCnet • Thicknet( Dày): Hình 7: Cáp đồng trục dày - Sử dụng cho mạng Backbone, WAN - Thuộc họ RG5 - Đường kính 13mm - Chiều dài tối đa 500m - Tốc độ truyền tin đạt tới 35 Mbit/s 2.3.3 Ưu, nhược điểm cáp đồng trục: • Ưu điểm: - Các thiết bị mạng đơn giản, giá thành thấp - Rẻ tiền, nhẹ, mềm dễ kéo dây • Nhược điểm: - Cáp đồng trục có mức suy hao lớn - Chi phí cho thiết bị kèm theo cao - Điện tiêu thụ mạng cao - Càng xa trung tâm chất lượng tín hiệu giảm - Độ ổn định mạng - Có thể bị nghe trộm đường truyền - Khó bảo trì làm ảnh hưởng đến chất lượng phục vụ khách hàng CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ KHẢO SÁT I Khảo sát đường truyền sóng cáp song hành a Xác định điện trở sóng cáp truyền b Xác định độ suy giảm biên độ đường truyền c Xác định độ lệch pha tín hiệu đường truyền d Khảo sát tính phản xạ đường truyền  Với tín hiệu xung sin: Trường hợp 1: biến trở Z Trường hợp 2: biến trở Z Trường hợp 3: biến trở Z max  Với tín hiệu vào xung vuông: Trường hợp 1: biến trở Z Trường hợp 2: biến trở Z Trường hợp 3: biến trở Z max II Khảo sát đường truyền sóng cáp xoắn đôi a Xác định điện trở sóng cáp truyền b Xác định độ suy giảm biên độ đường truyền c Xác định độ lệch pha tín hiệu đường truyền d Khảo sát tính phản xạ đường truyền  Với tín hiệu xung sin - Trường hợp 1: biến trở Z - Trường hợp 2: biến trở Z - Trường hợp 3: biến trở Z max  Với tín hiệu xung vuông - Trường hợp 1: biến trở Z - Trường hợp 2: biến trở Z - Trường hợp 3: biến trở Z max III Khảo sát đường truyền sóng cáp đồng trục a Xác định điện trở sóng cáp truyền b Xác định độ suy giảm biên độ đường truyền c Xác định độ lệch pha tín hiệu đường truyền d Khảo sát tính phản xạ đường truyền  Với tín hiệu xung sin - Trường hợp 1: biến trở Z - Trường hợp 2: biến trở Z - Trường hợp 3: biến trở Z max  Với tín hiệu xung vuông - Trường hợp 1: biến trở Z - Trường hợp 2: biến trở Z - Trường hợp 3: biến trở Z max [...]... vuông: Trường hợp 1: biến trở Z ở min Trường hợp 2: biến trở Z ở giữa Trường hợp 3: biến trở Z ở max II Khảo sát đường truyền sóng của cáp xoắn đôi a Xác định điện trở sóng của cáp truyền b Xác định độ suy giảm biên độ trên đường truyền c Xác định độ lệch pha của tín hiệu trên đường truyền d Khảo sát tính phản xạ trên đường truyền  Với tín hiệu là xung sin - Trường hợp 1: biến trở Z ở min - Trường. .. giữa - Trường hợp 3: biến trở Z ở max  Với tín hiệu là xung vuông - Trường hợp 1: biến trở Z ở min - Trường hợp 2: biến trở Z ở giữa - Trường hợp 3: biến trở Z ở max III Khảo sát đường truyền sóng của cáp đồng trục a Xác định điện trở sóng của cáp truyền b Xác định độ suy giảm biên độ trên đường truyền c Xác định độ lệch pha của tín hiệu trên đường truyền d Khảo sát tính phản xạ trên đường truyền. .. của tín hiệu trên đường truyền d Khảo sát tính phản xạ trên đường truyền  Với tín hiệu là xung sin - Trường hợp 1: biến trở Z ở min - Trường hợp 2: biến trở Z ở giữa - Trường hợp 3: biến trở Z ở max  Với tín hiệu là xung vuông - Trường hợp 1: biến trở Z ở min - Trường hợp 2: biến trở Z ở giữa - Trường hợp 3: biến trở Z ở max