Ẫ
Ề
ƯƠ CH MÔI TR
NG 2 ƯỜ NG TRUY N D N
ả
ị
Gi ng viên: Tr nh Huy Hoàng
ộ
N i dung
ữ
ệ
ườ
Khái ni m và thu t ng ậ ệ Tín hi u và nhi u ễ Các môi tr
ẫ ề ng truy n d n
CSE 501035 – Data Communication
2
Tín hi uệ
CSE 501035 – Data Communication
3
Tín hi uệ
CSE 501035 – Data Communication
4
ệ
ầ ố ủ T n s c a tín hi u ờ ề
A
A
T
F
0
1 giây (s)
A
A
f
T
F
f
A
A
T
F
2f
CSE 501035 – Data Communication
5
ề ầ ố Mi n th i gian Mi n t n s
ổ ủ
ệ
Ph c a tín hi u
F (Hz)
300
f = 300 Hz
F (Hz)
600
600 Hz
F (Hz)
700
700 Hz
F (Hz)
ầ ố ứ
ầ
ệ Ph : ổ T m t n s ch a trong tín hi u
6
CSE 501035 – Data Communication
Băng thông
A
F
500
2500
Bandwidth = 2500 – 500 = 2000 Hz
Băng thông tuy t đ i ệ ố Đ r ng ph (đ ỗ ợ mà kênh h tr )
ổ ượ ộ ộ ầ ố ự ệ ằ ấ ấ ấ c đo b ng s chênh l ch t n s cao nh t và th p nh t
Băng thông càng l n, t c đ truy n càng cao
ố ộ ề
Băng thông hi u d ng
ớ ệ ụ
Băng thông D i t m t n s h p ch a h u h t năng l ả ầ
CSE 501035 – Data Communication
7
ầ ố ẹ ứ ầ ế ượ ủ ng c a t/h
ủ
ổ
ạ Ph âm c a tho i
CSE 501035 – Data Communication
8
ệ
ả
Suy gi m tín hi u
ậ ượ
ề
T/h nh n đ
c khác v i t/h truy n đi
ng t/h
ớ Analog – suy gi m ch t l ấ ượ Digital – l ỗ
ả i trên bit
Nguyên nhân
ế
ế
ườ
ề ng truy n
ễ
Suy y u và méo do suy y u trên đ Méo do tr truy n ề Nhi uễ
CSE 501035 – Data Communication
9
ộ
ệ
ả Đ suy gi m tín hi u Đ nh nghĩa (signal attenuation)
ị Khi m t tín hi u lan truy n qua m t môi tr
ộ ườ ề ườ ng truy n, c ộ ng đ (biên
ộ ộ ủ ệ ệ ề ả ả ị đ ) c a tín hi u b suy gi m (theo kho ng cách)
ế
ườ
ườ
ứ ạ
ộ
Tùy thu c vào môi tr ộ Đ i v i môi tr ố ớ
ộ ng đ t/h là m t hàm ph c t p
ậ
ậ
c
ể ớ
ể
ế ượ t đ ị ỗ i
ộ
ế ỹ
ườ
ề
ơ
ả ầ ố t n s cao nhi u h n)
ậ ộ ị
ể ượ
ằ
ơ
ầ i/đ hao h t c a các t ng n i ti p có th đ
c tính b ng phép toán đ n
K thu t cân b ng đ suy y u trên d i t n s ằ ộ Dùng b khuy ch đai (khuy ch đ i ạ ở ầ ố ế Đo b ng đ n v decibel (dB) ơ ằ C ng đ t/h suy gi m theo hàm logarit ả ộ ườ Đ l ộ ợ ộ ố ế ụ ủ ả gi n (+/)
CSE 501035 – Data Communication
10
ẫ ề ng truy n d n ả ng vô tuy n, suy gi m c ể ầ ả theo kho ng cách và thành ph n khí quy n C ng đ t/h nh n ph i ả ậ ộ ườ Đ m nh đ thi ế ị ủ ạ t b nh n nh n bi Đ cao so v i nhi u đ t/h không b l ễ ủ Suy y u là m t hàm tăng theo t n s ầ ố ế ế
ộ
ệ
ả Đ suy gi m tín hi u
ị
Đo b ng đ n v decibel (dB)
ể ượ
c tính
ả
ơ ằ C ng đ t/h suy gi m theo hàm logarit ả ộ ườ Đ l ầ ố ế ụ ủ ộ ợ ộ i/đ hao h t c a các t ng n i ti p có th đ ằ ơ b ng phép toán đ n gi n (+/) Công th cứ
ậ
Attenuation = 10log10(P1/P2) (dB) P1: công su t c a tín hi u nh n (W) ấ ủ P2: công su t c a tín hi u truy n (W) ấ ủ
ệ ệ
(cid:0)
CSE 501035 – Data Communication
11
(cid:0) ả ấ ấ ấ ề Decibel (dB) là giá tr sai bi ị ố ệ ươ ng đ i t t Công su t suy gi m ½ ộ ụ đ hao h t là 3dB Công su t tăng g p đôi ộ ợ i là 3dB đ l
ễ
ệ
ề
ẫ ữ ườ
Ch x y ra trong môi tr V n t c lan truy n thay đ i theo t n s ề ấ ở ầ ầ ố
ậ ố
ế ng truy n d n h u tuy n ổ
ầ ầ ố
ẽ ế
ở
ờ
ề ầ ố g n t n s trung tâm
Tr lan truy n tín hi u Méo tr truy n ề ễ ỉ ả ậ ố V n t c cao nh t Các thành ph n t n s khác nhau s đ n đích
ể các th i đi m khác nhau
Công th cứ
Transmission propagation delay
ậ
ườ
ề
ớ
S V
ng truy n, vd: v i sóng
ệ ừ
Tp = S/V ả : kho ng cách v t lý (meter) ệ ậ ố : v n t c lan truy n tín hi u trên môi tr : v = 2 x 10
ề 6 (m/s)
đi n t
Round trip delay
ữ ệ
ng d li u truy n (bit)
ề ườ
ề
Tx = N/R ố ượ : kh i l ề ố ộ : t c đ truy n bit trên đ
ng truy n.
N R
CSE 501035 – Data Communication
12
ữ
ế ị
ế ị
t b phát và thi
t b thu
ế
Nhi uễ Tín hi u thêm vào gi a thi ệ Các lo i nhi u ễ ạ Nhi u nhi ệ ễ t Nhi u đi u ch ề ễ Nhi u xuyên kênh (cross talk) ễ Nhi u xung ễ
CSE 501035 – Data Communication
13
Nhi uễ
CSE 501035 – Data Communication
14
ễ Nhi u nhi
ệ t
ệ ủ
ệ ử
t c a các đi n t
ấ ẫ trong ch t d n
ộ ủ
ổ ầ ố
ấ ủ ệ ố
ệ
gi
Do dao đ ng nhi Hàm c a nhi ệ ộ t đ Phân tán đ ng nh t trên ph t n s ấ ồ Nhi u tr ng ắ ễ ể ạ ỏ (cid:0) Không th lo i b ớ ạ i h n hi u su t c a h th ng Nhi u trong băng thông 1Hz c a b t k ch t d n nào ủ ấ ỳ ấ ẫ
23 J/0K)
ậ ộ ễ ấ
ễ N0 = kT N0: m t đ công su t nhi u (watt/Hz) k: h ng s Boltzmann (= 1.38 x 10 ằ T: nhi ễ
Nhi u trong băng thông W Hz:
N = N0W = kTW
CSE 501035 – Data Communication
15
ố ệ ộ 0K) t đ (
Nhi uễ Nhi u đi u ch ễ
ề ễ
ế ầ ố
T/h nhi u có t n s là t ng ho c hi u t n s c a các t/h dùng chung môi
ệ ầ ố ủ ặ ổ
ườ tr
ế ủ t b thu/phát
ườ ề ng truy n Do tính phi tuy n c a thi ế ị Nhi u xuyên kênh (crosstalk) ng truy n này nh h ề ng truy n khác
ễ T/h t ề Cùng đ l n (ho c nh h n) nhi u nhi ặ
ả ỏ ơ ưở ễ ng sang các đ ệ t
ừ ườ đ ộ ớ Nhi u xung ễ
bên ngoài
ườ ưở
Xung b t th ấ ng (spike) e.g. nh h ả ệ ừ ng đi n t Th i kho ng ng n ắ ờ C ng đ cao ườ nh h Ả
ưở ề ổ ữ ệ ố ả ộ ng nhi u đ n quá trình trao đ i d li u s
ữ ệ
ề ở ố ộ
ế
Xung 0.01s làm m t 50 bit d li u n u truy n
t c đ 4800bps
CSE 501035 – Data Communication
16
ế ấ
ố ộ
ả
ề T c đ kênh truy n (kh năng kênh) Đ c đi m
ổ ủ
ứ
ớ
ỗ
ặ Có th truy n nhi u h n m t bit ng v i m i thay đ i c a ộ
ề
ườ
ơ ề ng truy n.
ự ạ ị ớ ạ
ở
T c đ truy n thông tin c c đ i b gi
i h n b i băng thông
ớ ầ ố
ệ
ệ ủ
ượ ạ ế
N u t c đ truy n tín hi u là 2W thì tín hi u v i t n s nh ỏ i n u băng thông là W thì
c l
ặ ằ ệ
ấ
ể ề ể ệ tín hi u trên đ ề ố ộ ề ủ c a kênh truy n Công th c Nyquist ứ ề ế ố ộ ơ h n (ho c b ng) W là đ ; ng ố ộ t c đ tín hi u cao nh t là 2W
C = 2W x log2M ố ộ
C
ự ạ ề ề : t c đ truy n t/h c c đ i (bps) khi kênh truy n không có
nhi uễ
ủ ề
W : băng thông c a kênh truy n (Hz) M ườ ộ ữ
ệ ổ : s m c thay đ i tín hi u trên đ
Đ h u hi u băng thông: B = R/W (bps HZ
CSE 501035 – Data Communication
17
ố ứ ệ ề ng truy n 1)
ố ộ
ề
T c đ kênh truy n
CSE 501035 – Data Communication
18
ố ộ
ề
T c đ kênh truy n
CSE 501035 – Data Communication
19
ầ ử ữ ệ ệ ấ ắ ổ ố ầ d li u ng n nh t (s l n thay đ i tín hi u
ỗ đ
Tín hi u nh phân t c đ 20Hz: 20 baud (20 thay đ i m i giây)
ặ
ả ủ ề ị ệ ỗ ổ
ủ
ễ ề ữ ệ ự ạ ợ ng h p không có nhi u
ố ộ ữ ệ T c đ d li u Baud rate (baud/s) Ngh ch đ o c a ph n t ị ườ ng truy n m i giây) ố ộ Bit rate (bps ho c bit/s) ư ặ ố ộ ằ
ợ ị
Đ c tr ng cho kh năng c a kênh truy n ề ả T c đ truy n d li u c c đ i trong tr ườ B ng baud rate trong tr ệ ng h p tín hi u nh phân Khi m i thay đ i đ ằ ổ ườ ỗ ớ ố ộ
ề ố ề ượ ễ ể c bi u di n b ng 2 hay nhi u bit, t c ườ ng truy n đ
ệ ữ
ộ
ệ ườ ề ng truy n
R Rs M m
CSE 501035 – Data Communication
20
đ bit khác v i t c đ baud Quan h gi a Baud rate và Bit rate R = Rs x log2M = Rs x m ố ộ ố ộ ố ứ ố ệ ộ : t c đ bit (bit/s) : t c đ baud (baud/s) ổ : s m c thay đ i tín hi u trên đ : s bit mã hóa cho m t tín hi u
Bit rate
CSE 501035 – Data Communication
21
ỉ ệ
ớ
ệ
ễ
T l
tín hi u so v i nhi u
Signal to Noise ratio
ệ
ấ
S N: công su t nhi u ễ
SNR = 10 x log10 (S/N) (dB) ậ : công su t tín hi u nh n ấ
Công th c ShannonHartley
ố ộ
ề
ứ
ự ạ
C: t c đ truy n t/h c c đ i khi kênh truy n không có nhi u ễ
CSE 501035 – Data Communication
22
C = W x log2 (1 + S/N) (bps) ề
ề
Chi u dài sóng
ộ
ở ể
ỳ ươ ứ ng ng trong 2 chu
Kho ng cách chi m b i m t chu k ế Kho ng cách gi a 2 đi m pha t ữ
ả ử ậ ố
s v n t c t/h là v = vT
ố ộ
ả ả ỳ ế k liên ti p Ký hi u ệ (cid:0) Gi (cid:0) (cid:0) f = v c = 3*108 ms1 (t c đ ánh sáng)
CSE 501035 – Data Communication
23
ẫ
ề ng truy n d n
ườ ế
Môi tr H u tuy n (guided media – wire) ữ Cáp đ ngồ Cáp quang ế
Vô tuy n (unguided media – wireless)
ế
ả ng nh h
ấ ượ ị ệ ng và tín hi u
ơ ớ ng l n h n ả
Y u t
ưở ế ế ố ộ ữ ệ t k : t c đ d li u và kho ng cách
V tinh ệ H th ng sóng radio: troposcatter, microwave, ... ệ ố Đ c tính và ch t l ườ ở ượ ặ c xác đ nh b i môi tr ng đ Đ i v i h u tuy n, môi tr ưở ố ớ ữ ơ ớ ườ ng l n h n Đ i v i vô tuy n, băng thông t o ra b i anten nh h ả ở ạ ế ố ớ ế ố ả ng trong vi c thi nh h Băng thông
ố ộ ữ ệ
Băng thông cao thì t c đ d li u cao
ế
ề ễ
ề
ế
ễ
ễ
t, nhi u đi u ch , nhi u xuyên kênh, nhi u xung)
ườ
ệ
ậ
ả
Suy y u truy n d n ẫ Nhi u (nhi u nhi ễ ệ ễ S thi ậ ế ị ố t b nh n (receiver) Môi tr ế ữ ng h u tuy n Càng nhi u thi ế ị ề
ề t b nh n, tín hi u truy n càng mau suy gi m
CSE 501035 – Data Communication
24
ưở ệ
ườ
ẫ
Môi tr
ề ng truy n d n
CSE 501035 – Data Communication
25
ẫ ữ
ề
ế
ng truy n d n h u tuy n
ườ Môi tr Cáp xo n đôi ắ Cáp đ ng tr c ụ ồ Cáp quang
Typical Delay
Frequency Range
Typical Attenuation
Repeater Spacing
0 to 3.5 kHz
50 µs/km
2 km
Twisted pair (with loading)
0.2 dB/km @ 1 kHz
0 to 1 MHz
5 µs/km
2 km
Twisted pairs (multi pair cables)
0.7 dB/km @ 1 kHz
Coaxial cable
0 to 500 MHz
4 µs/km
1 to 9 km
7 dB/km @ 10 MHz
Optical fiber
186 to 370 THz
5 µs/km
40 km
0.2 to 0.5 dB/km
CSE 501035 – Data Communication
26
ồ
Cáp đ ng: twowire open line
S i n g l e p a i r
T e r m i n a t i n g C o n n e c t o r
F l a t r i b o n
CSE 501035 – Data Communication
27
ồ Cáp đ ng: twistedpair Tách r iờ Xo n l ắ ạ ớ Th ượ ườ ng đ
i v i nhau c bó l
ạ i
Insulating outer cover
Multi core
Insulating outer cover
Protective screen (shield)
CSE 501035 – Data Communication
28
ồ
ụ
ẫ
K t n i các tòa nhà
M ng c c b (LAN)
ộ ộ
Cáp đ ng: twistedpair ng d ng ụ Ứ Môi tr ấ ề ườ ng truy n d n thông d ng nh t M ng đi n tho i ạ ệ ạ Gi a các thuê bao và h p cáp (subscriber loop) ộ ữ ế ố T ng đài n i b (Private Branch eXchange – PBX) ổ ạ ụ ộ 10Mbps ho c 100Mbps ặ
Ư
ượ
ể c đi m
u – nh Rẻ D dàng làm ch ễ T c đ d li u th p ố ộ ữ ệ ấ T m ng n ắ ầ
CSE 501035 – Data Communication
29
ủ
ồ
ề
Cáp đ ng: twistedpair Đ c tính truy n d n ẫ
ặ Analog
ạ
ỗ
ớ
i 6km
ộ ộ
C n b khu ch đ i m i 5km t ế ầ Đ suy gi m t/h: ~1dB/km ả Chu n trong ĐT: = 6dB
Digital
ệ ươ
ộ ặ
ệ ố ặ
ự ặ ho c tín hi u s ỗ
ớ ạ
Dùng tín hi u t ng t C n b l p (repeater) m i 2km ho c 3km ớ ạ i h n i h n (1MHz)
ườ
ễ
ầ Kho ng cách gi ả Băng thông gi T c đ d li u gi ố ộ ữ ệ ớ ạ i h n (100MHz) D b nhi u và tác đ ng c a môi tr ủ ộ ễ ị
ng ngoài
CSE 501035 – Data Communication
30
ẩ
ồ
ỏ ọ
Cáp đ ng: twistedpair Không v b c giáp – Unshielded Twisted Pair (UTP)
ngườ
V b c giáp – Shielded Twisted Pair (STP) ả
ệ ừ ườ bên ngoài ng đi n t
ệ ễ ộ
Dây ĐT bình th R nh t ấ ẻ D l p đ t ặ ễ ắ D b nhi u tr ễ ễ ị ỏ ọ V giáp b n giúp gi m nhi u và tác đ ng bên ngoài ỏ Đ t h n ắ ơ Khó l p đ t (c ng, n ng) ặ ắ
CSE 501035 – Data Communication
31
ứ ặ
ạ ở ầ
ượ
ạ
ồ Cáp đ ng: twistedpair UTP Cat 3 Lên đ n 16MHz ế Đ c dùng trong liên l c tho i
ế h u h t các
văn phòng ề
ắ
ớ
Chi u dài xo n (twist length): 7.5cm t
i 10cm
ổ ế
ệ
UTP Cat 4 Lên đ n 20 MHz ế UTP Cat 5 Lên đ n 100MHz ế Đ c dùng ph bi n hi n nay trong các văn
ế
ắ
ượ phòng ề
ố ộ
ề
ợ
Chi u dài xo n: 0.6cm đ n 0.85cm Thích h p cho t c đ truy n lên đ n 100.106 ế
bits/second
STP Cat 3: thích h p cho t c đ truy n lên đ n
ố ộ ế ề ợ
CSE 501035 – Data Communication
32
10.106 bits/second
ồ
Cáp đ ng: twistedpair
CSE 501035 – Data Communication
33
ồ Cáp đ ng:
Unshielded TwistedPair
CSE 501035 – Data Communication
34
ồ Cáp đ ng:
Shielded TwistedPair
CSE 501035 – Data Communication
35
Cáp đ ng: Coaxial
ề ạ
ể
ờ
ồ ế ở ế ị
ả
ầ ả t b kho ng cách g n
ồ Ứ ụ ng d ng Môi tr ấ ườ ng truy n linh ho t nh t Cáp truy n hình ề Truy n d n ĐT kho ng cách xa ẫ ề FDM Có th mang đ ng th i 10.000 cu c g i ộ ọ S b thay th b i cáp quang ẽ ị K t n i các thi ế ố M ng c c b ụ ộ ạ
Đ c tính truy n d n ẫ
ề ặ Hi u ng b m t (skin effect) ề ặ ệ ứ Analog ầ
ế
ạ
ộ
ỗ
ế ầ ố
ả
C n b khuy ch đ i m i vài km Kho ng cách càng ng n n u t n s càng cao ắ Lên đ n 500MHz ế
Digital ầ
ộ ặ
ế ố ộ ữ ệ
ắ
ả
C n b l p (repeater) m i km ỗ Kho ng cách càng ng n n u t c đ d li u càng tăng
CSE 501035 – Data Communication
36
ồ
Cáp đ ng: Coaxial
CSE 501035 – Data Communication
37
ồ
Cáp đ ng: coaxial
Dielectric Dielectric insulating insulating material material
Insulating Insulating outer cover outer cover
Center Center conductor conductor
Braided outer Braided outer conductor conductor
CSE 501035 – Data Communication
38
ồ
ể
ấ
ề
ặ Cáp đ ng: đ c đi m chung Xác su t bit l
ng truy n (Bit Error Rate –
ườ BER) vào kho ng 106.
ủ
ễ
ỗ i trên đ ả ưở ng c a nhi u (crosstalk, thermal,...) và
D b nh h ễ ị ả ườ
môi tr
ng xung quanh.
ạ
ổ
T c đ truy n thông tin thay đ i tùy theo ph m vi h ệ
ể
ề c tri n khai :
ượ ố ộ
ả
ả
ố ộ ố th ng đ LAN: t c đ 10Mbps ~ 100Mbps, kho ng cách kho ng vài
ề
ấ
ơ
ế
trăm mét (UTP: length < 100 m). WAN: t c đ truy n th p h n, t ừ
vài ch c Kbps đ n vài
ố ộ ụ
ườ
ụ Mbps. Ví d : T1 ~ 1,5Mbps, E1 ~ 2Mbps, đ
ng ĐT: 64Kbps
CSE 501035 – Data Communication
39
Cáp quang
Plastic Plastic coating coating
Single core Single core
Optical core Optical core
Optical cladding Optical cladding
Multicore Multicore
CSE 501035 – Data Communication
40
Cáp quang
CSE 501035 – Data Communication
41
ợ
ụ
ứ i ích và ng d ng
ượ
Cáp quang: l L i ích ợ Dung l
ớ
T c đ d li u hàng trăm Gbps (so v i 100Mbps trên 1km coaxial cable và
th p h n c a twistedpair cable)
ơ ủ ọ c và tr ng l
ướ
ấ
ườ ượ ệ ệ ừ ườ ưở ủ ề ng truy n th p. ễ ng c a nhi u và môi tr ng xung
ộ ặ ữ
9 (cid:0)
ườ ề ả ỗ ng truy n vào kho ng 10 1012 bit l
ụ ể ấ
ạ ợ ứ ụ ề ạ ố
ườ ng truy n thích h p đ tri n khai các ng d ng m ng s đa d ch ợ ộ ị v tích h p băng r ng (Broadband Integrated Services Digital Networks)
ng cao ố ộ ữ ệ ấ Kích th ỏ ng nh Đ suy hao c a tín hi u trên đ ủ ườ ộ Cách ly tr ị ả (Ít b nh h ng đi n t quanh) Kho ng cách gi a các b l p xa ả T l ỷ ệ i trên đ ụ Ứ ng d ng Ph m vi tri n khai r t đa d ng: LAN (vài km), WAN (hàng ch c km). ạ Môi tr ể ể ụ ườ ả
Đ ng trung k kho ng cách xa ế Trung k đô th ị Trung k t ng đài nông thôn Thuê bao
CSE 501035 – Data Communication
42
ế ế ổ
ề
ặ
ẫ
Cáp quang: đ c tính truy n d n
ế 14 đ n 10
Sóng lan truy n có h ầ
ng 10 ạ
ề ổ ồ
15 Hz ấ ượ
ộ
ổ
ướ M t ph n ph h ng ngo i và ph nhìn th y đ
c
Light Emitting Diode (LED)
ộ
ạ ộ t đ ho t đ ng r ng
Rẻ T m nhi ệ ộ ầ Tu i th cao ọ ổ
Injection Laser Diode (ILD) Hi u qu h n ả ơ ệ T c đ d li u cao h n ơ ố ộ ữ ệ
Wavelength Division Multiplexing
CSE 501035 – Data Communication
43
ề
ẫ
ặ
Cáp quang: đ c tính truy n d n
ILD
ướ
Sóng lan truy n có h
ng
Ngu n ồ sáng
LED/ ILD
LED/ ILD
ạ
ề ế 15 Hz 1014 đ n 10 M t ph n ph h ng ngo i và ộ ầ ổ ph nhìn th y đ
Băng thông
20MHz /km
1GHz/k m
Lên đ n ế 1000GHz/k m
Light Emitting Diode (LED)
ng Ứ d ngụ
ổ ồ ấ ượ c
Long haul telecom. lines
Rẻ T m nhi ầ ệ ộ Tu i th cao ọ ổ
LAN, comput er data links
Mod length phone lines
> 80
50 – 60
1.5 – 5
ườ Đ ng kính lõi (µm)
Injection Laser Diode (ILD) Hi u qu h n ả ơ ệ T c đ d li u cao h n ố ộ ữ ệ ơ Wavelength Division
0.5 – 2.0
0.15
Multiplexing
ộ ả
0.5 – 2.0
Đ suy gi m t/h (dB/km)
CSE 501035 – Data Communication
44
ộ ạ ộ t đ ho t đ ng r ng
ế ộ
ề
Cáp quang: ch đ truy n
multimode: several paths/time delays
narrow: 1 wavelength no time delays
CSE 501035 – Data Communication
45
ế ộ
ề
Cáp quang: ch đ truy n
Gradedindex multimode
Singlemode
Stepindex multimode
ồ Ngu n sáng
LED/ILD
LED/ILD
ILD
ộ
ự ộ
Băng thông
ế R ng (lên đ n 200MHz/km)
ấ ộ R t r ng (200MHz 3GHz/km)
C c r ng (3GHz 50GHz/km)
Ghép n iố
khó
khó
khó
Ứ
ề ữ ệ
ạ
ườ
ụ ng d ng
ng
ườ ả
Truy n d li u máy tính
ệ Đ ng đi n tho i (kho ng cách trung bình)
ễ Vi n thông đ dài
ẻ
ắ
Giá thành
ấ R nh t
Trung bình
ấ Đ t nh t
50125
50125
28
ườ Đ ng kính lõi (µm)
125440
125440
1560
ỏ ườ Đ ng kính v (µm)
ộ
ả
1050
715
0.22
Đ suy gi m (db/km)
CSE 501035 – Data Communication
46
Cáp quang
CSE 501035 – Data Communication
47
Optical Dielectric SLT Cable, 72Fiber, Composite (24 SM/48MM)
ế
ễ
ẫ Truy n d n vô tuy n
Kh c ph c nh ng khó khăn v đ a ữ
ề ị ắ
Truy n và nh n thông qua anten ậ Có h
ướ
ệ ố ụ ể lý khi tri n khai h th ng
ị ỏ ự
ỉ
ng (focused beam) ẩ ướ ng c n
T l
ỷ ệ ỗ ườ ề ngướ Chùm đ nh h Đòi h i s canh ch nh h bit l i trên đ
ổ
Vô h
10
ụ ể ề ng truy n ệ ố ủ
ng
ề ậ
ở
ọ ướ ề c nh n b i nhi u anten
ượ ệ (BER) thay đ i tùy theo h th ng đ c tri n khai. Ví d : BER c a v tinh ~ 10
c
T c đ truy n thông tin đ t đ ạ ượ ề vài Mbps đ n hàng
th nậ ngướ Tín hi u lan truy n theo m i h ệ Có th đ ể ượ T m t n s ầ ố ầ 2GHz đ n 40GHz ế
ế
ng cao
ướ ể
ố ộ ổ ừ thay đ i, t trăm Mbps
ạ ể
Ph m vi tri n khai đa d ng: LAN (vài km), WAN (hàng ch c km)
Sóng viba (microwave) Đ nh h ị Đi mđi m ể V tinh ệ 30MHz đ n 1GHz ế ngướ
ạ ụ
Chi phí đ tri n khai h th ng ban
Vô h radio
ể ể ệ ố
14
ế
3 x 1011 đ n 2 x 10 H ng ngo i ạ ồ C c bụ ộ
CSE 501035 – Data Communication
48
ầ ấ đ u r t cao
ề
ế
ầ
ẫ
Vô tuy n: các băng t n truy n d n
CSE 501035 – Data Communication
49
ế
ặ ấ Vô tuy n: sóng viba m t đ t
ả
ị
ng ng m (line of sight)
ả
d
kh
ắ 14.7(cid:0)
Ch o parabol (th Chùm sóng đ nh h ườ Kho ng cách max gi a các anten ủ ố ệ
ề
ủ
d 2
ể ể
(cid:0) (cid:0)
(cid:0) dB
L
log
10
(cid:0) 4 (cid:0)
ằ ụ ỗ Đ suy gi m t/h
ườ ng 10 inch) ướ ng theo đ ữ h: chi u cao c a anten k: h ng s hi u ch nh đ g p khúc c a sóng (k=4/3) ộ ấ ỉ Ví d : tháp anten cao 100m cách xa 82km Chu i tháp anten: đi mđi m ả ộ d: kho ng cách – ả Đ suy gi m t l ỉ ệ m i 10100km
(cid:0) ả ậ ầ (cid:0) : chi u dài sóng ề ươ thu n bình ph ả ng kho ng cách c n amp/repeater
Đ suy gi m thay đ i theo môi tr ả
ễ
ộ ỗ ộ ổ ườ ư ng (càng tăng khi có m a)
ả Vi n thông kho ng cách xa
Thay th cho cáp đ ng tr c (c n ít b amp/repeater, nh ng ph i n m trên
ả ằ ụ ư ầ ộ ồ
ế ẳ ng th ng)
ố ộ ữ ệ
T n s càng cao thì t c đ d li u càng cao
CSE 501035 – Data Communication
50
ườ đ ầ ố
ế
ệ
ạ ặ ạ
ệ ệ
ế
Vô tuy n: sóng v tinh V tinh là tr m trung chuy n ể ạ V tinh nh n trên m t t n s , khuy ch đ i (l p l ộ ầ ố
ệ i tín hi u) và
phát trên m t t n s khác
ạ
ạ ườ ng dài
ệ ạ
ậ ộ ầ ố C n quĩ đ o đ a tĩnh ị ầ Cao 35.784 km ụ Ứ ng d ng Truy n hình ề Đi n tho i đ M ng riêng Đ c tính ặ Th ầ ố ả ườ < 1 GHz: quá nhi u nhi u ễ ề >10 GHz: h p th b i t ng khí quy n ể ụ ở ầ ấ ặ ầ ố
ng trong kho ng t n s 110 GHz
ệ ể ạ ả ơ ị
C p t n s thu/phát (3.74.2 downlink, 5.9256.425 uplink) 4/6 GHz band (11.712.2 downlink, 1414.5 uplink) 12/14 GHz band T n s cao h n đòi h i tín hi u ph i m nh đ không b suy gi m ỏ Tr 240300ms, đáng chú ý trong vi n thông
CSE 501035 – Data Communication
51
ầ ố ễ ả ễ
ệ
ế
Vô tuy n: v tinh
V S A T : v e r y s m a l a p e r t u r e t e r m i n a l
S a t e l l i t e
d o w n l i n k
d o w n l i n k
S a t e l l i t e
U p l i n k
d o w n l i n k
U p l i n k
F o o t p r i n t
V S A T
V S A T
E a r t h g r o u n d s t a t i o n
E a r t h
H u b s t a t i o n
p o i n t - t o - p o i n t
p o i n t - t o - m u l t i p o i n t
CSE 501035 – Data Communication
52
ế
Vô tuy n: sóng radio
ướ
ng, 30MHz – 1GHz
ườ ng th ng (line of sight) ở
ẳ ễ ng b i nhi u đa kênh
ưở ạ
Vô h Sóng FM Truy n hình UHF và VHF ề Truy n theo đ ề B nh h ị ả Ph n xả
CSE 501035 – Data Communication
53
ồ
ế
ạ Vô tuy n: sóng h ng ngo i
ả
ạ ặ ng th ng (ho c ph n x )
ề
ể
ể
ằ
ổ
ồ
Truy n theo đ ườ ề ẳ C n b i các b c t ứ ườ ở ả ng B đi u khi n TV t ộ ề ừ xa, c ng đi u khi n b ng h ng ạ ngo i (IRD port)
CSE 501035 – Data Communication
54
ế
ề
ườ
ng
ầ
ấ ng bao trái đ t
ụ
ạ ừ ầ ệ ệ ầ t ng đi n ly
ơ ườ ẳ ọ ả ạ
ề Lan truy n vô tuy n Tín hi u lan truy n theo 3 đ ệ Sóng m t đ t ặ ấ D c theo đ ườ ọ < 2MHz AM radio Sóng b u tr i ờ Radio nghi p d , d ch v toàn c u BBC, VOA ệ ư ị Tín hi u ph n x t ả Đ ng th ng ẳ ườ Kho ng trên 30MHz ả Có th xa h n đ ể
CSE 501035 – Data Communication
55
ng th ng quang h c do có ph n x
ề
ặ ấ Lan truy n sóng m t đ t
Signal propagation
Earth
Transmit antenna
Receive antenna
Groundwave propagation (below 2MHz)
CSE 501035 – Data Communication
56
ề
ầ
ờ Lan truy n sóng b u tr i
ionosphere
Signal propagation
Transmit antenna
Receive antenna
Earth
Skywave propagation (2MHz to 30MHz)
CSE 501035 – Data Communication
57
ề ườ
ẳ
Lan truy n đ
ng th ng
Signal propagation
Transmit antenna
Receive antenna
Earth
Lineofsight (LOS) propagation (above 30MHz)
CSE 501035 – Data Communication
58
ậ ộ ậ ệ là hàm s c a m t đ v t li u ề ấ
ệ ừ ề
ơ
Khúc xạ V n t c sóng đi n t ậ ố ố ủ ~3 x 108 m/s truy n trong chân không, th p h n khi truy n trong các môi
ệ ừ ẽ
ề ừ
ổ
ườ
tr
s thay đ i khi truy n t
môi tr
ng
ng khác
ườ ố ộ ủ ng khác T c đ c a sóng đi n t
ạ
ậ ộ i biên ng m t đ th p sang môi tr ị ng m t đ cao, sóng b
ạ
ườ ườ ườ ậ ộ ẽ ị ẻ ậ ộ ấ ng môi tr ng có m t đ cao
ớ
ổ ướ
ộ
ữ
ế
ộ
ườ này sang môi tr H ng truy n c a sóng s b b cong t ướ ề ủ Truy n t ườ ề ừ môi tr ề ẻ b cong v phía môi tr Ch s khúc x ỉ ố Sin(góc t ạ i)/sin(góc khúc x ) Thay đ i theo chi u dài sóng ổ Gây ra s thay đ i h ự
ể ng đ t ng t khi chuy n ti p gi a các môi
tr
ngườ
ự ẻ
ườ
ề
ậ ộ n u m t đ môi tr
ổ ng truy n thay đ i
ề
Gây ra s b cong t ậ ộ ế
ộ
ừ ừ ế t M t đ khí quy n gi m theo đ cao ả ể Khi n tín hi u radio b b cong v phía trái đ t ấ
CSE 501035 – Data Communication
59
ị ẻ ề ệ
Optical and radio Horizons
Radio horizon
Antenna
CSE 501035 – Data Communication
60
ườ
ẳ
ng th ng
ề Truy n theo đ Free space loss
ơ
ề
ệ
ở ầ ố
ệ ướ
ụ
c và oxy h p thu tín hi u radio c h p th m nh
t n s 22GHz, tín hi u d
i 15GHz ít b h p th
ệ ướ
ị ấ ụ
ị ấ
t n s 60GHz, tín hi u d
i 30GHz ít b h p th
ươ
ở ầ ố ụ ạ ng mù làm tan sóng radio
Tín hi u phân tán theo kho ng cách ệ ả Càng l n khi t n s càng th p (do chi u dài sóng dài h n) ớ ấ ầ ố H p th b i khí quy n ấ ể ụ ở H i n ấ ơ ướ H i n ơ ướ ấ ụ ạ Oxy h p th m nh ấ M a và s ư ồ ố
ườ
ế ng th ng n u có th ế ị
ế
ể
ả
ậ ượ
ệ ừ
ề
Đa lu ng (Multipath) T t nh t nên truy n theo đ ẳ ề Tín hi u có th b ph n x , khi n thi ạ ể ị
ể t b thu có th nh n đ
c nhi u tín hi u t
ệ
ng h p x u nh t: không có tín hi u tr c ti p nào c ố ị
ự ế
ự ể
ấ ợ
ả ấ
ệ
ệ
ạ
ả
ấ ệ ồ ộ m t ngu n Tr ợ ườ Trong các tr ạ ỏ
ấ ế ườ ng h p anten c đ nh, có th tăng công su t tín hi u tr c ti p và lo i b các tín hi u ph n x
Khúc xạ
ế
ế ị
ậ ượ
ặ
ấ
ộ
ỉ ộ
ệ
ầ
Có th khi n thi ể
t b thu m t toàn b ho c nh n đ
c ch m t ph n tín hi u
CSE 501035 – Data Communication
61
ồ
ễ
Nhi u đa lu ng
CSE 501035 – Data Communication
62
ươ
ế K t ch
ng
ệ
ậ
ữ
M t s khái ni m và thu t ng
ộ ố Phổ Băng thông T c đ kênh truy n ề ố ộ Môi tr ẫ ề ườ ng truy n d n H u tuy n ế ữ Twisted – pair Coaxial Fiber optic
Vô tuy nế Radio Satellite Microwave
CSE 501035 – Data Communication
63
ọ
Đ c thêm
W. Stallings, Data and Computer Communications (7th
edition), Prentice Hall 2004, chapter 4
B. Brown, Introduction to Data Communications
CSE 501035 – Data Communication
64
