zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Quản trị mạng

Bài giảng Học phần Mạng máy tính – Computer networks: Chương 3 - Lớp vật lý Physical Layer

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:42

Báo xấu

138
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Học phần Mạng máy tính – Computer networks: Chương 3 - Lớp vật lý Physical Layer cung cấp cho các bạn những nội dung về khái niệm; tần số, phương tiện truyền dẫn hữu tuyến; môi trường truyền dẫn vô tuyến; một số mạng truyền thông phổ biến hiện nay.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Học phần Mạng máy tính – Computer networks: Chương 3 - Lớp vật lý Physical Layer

Học phần Mạng Máy Tính – Computer Networks Chương 3. Lớp Vật Lý Physical Layer
3.1 Khái niệm  3.1.1 Tín hiệu: Đại lượng vật lý được sử dụng để biểu diễn thông tin, biến đổi theo thời gian hoặc không gian.  Tín hiệu tương tự: liên tục, có biên độ không bị biến đổi đột ngột theo thời gian.  Tín hiệu số: không liên tục, có biên độ thay đổi trong các mức khác nhau
3.1 Khái niệm  Sử dụng tín hiệu trong truyền thông  Các tín hiệu có thể được chuyển đổi qua lại với nhau trong khi truyền thông sử dụng các phương pháp giải – điều chế bằng thiết bị modem
3.1.2 Tần số, phổ tần và băng thông  Theo phân tích Fourier thì một tín hiệu g(t) có thể được xem là tổng hợp của các tín hiệu thành phần theo công thức:  Trong đó các tín hiệu thành phần được biểu diễn trong 1 công thức S(t+T) = s(t) T  Tần số: f=  Phổ tần số: khoảng tần số của các tín hiệu thành phần trong tín hiệu ban đầu  Băng thông tuyệt đối: Độ rộng phổ tần số
3.1.2 Tần số, phổ tần và băng thông  Băng thông: Phần lớn năng lượng của tín hiệu tập trung vào một số tín hiệu. Độ rộng phổ tần cho các tín hiệu đó được gọi là băng thông hiệu dụng.  Tần số cắt fc là tần số mà năng lượng của tín hiệu bắt đầu suy hao.
3.1.3 Dung lượng kênh truyền  Băng thông của đường truyền: Mỗi môi trường truyền dẫn thường chỉ cho phép một loại tín hiệu có tần số xác định đi qua. Khoảng tần số mà tín hiệu đi qua môi trường không làm mất đi một nửa năng lượng của tín hiệu đó được gọi là băng thông đường truyền, kí hiệu là B. Nyquyst chứng minh được rằng dung lượng một kênh truyền tối đa là C=2B*log2M, M là số mức lượng tử trên một tín hiệu  Shanon chứng minh được rằng tốc độ dữ liệu tối đa trên một kênh truyền có nhiễu là: C=2B*log2(1+S/N), S/N là tỉ số tín hiệu/ tạp âm, đo bằng 10log10S/N, đơn vị là decibel (dB)
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  3.2.1 Cáp xoắn đôi: Một cặp cáp xoắn đôi gồm 2 sợi cáp đồng có đường kính khoảng 1mm, tránh nhiễu xuyên âm (crossover talk), gồm 2 loại  UTP Unshield Twisted Pair  STP Shield Twisted Pair  Cắp xoắn đôi dựa vào bước xoắn thưa hay dày được phân thành các loại như Cat3, Cat4, Cat5, Cat5e, Cat6, Cat7… Cat 3 Cat 5 Bước xoắn 7.5 – 10 (cm) 0.6 – 0.85 (cm) Băng thông 16 MHz 100 MHz
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  3.2.2 Cáp đồng trục: Một cáp đồng trục bao gồm một lõi bằng đồng được bọc bởi một vật liệu cách điện. Lớp cách điện này được bao quanh bởi một lưới dẫn diện. Bên ngoài dây cáp là vỏ bảo vệ bằng nhựa. Một sợi cáp đồng trục đơn có đường kính từ 1 đến 2.5cm  Chống nhiễu điện từ và xuyên âm tốt, băng thông đường truyền lớn, lên đến 1GHz, gồm 2 loại:  50 ohm: dùng cho tín hiệu số  75 ohm: dùng cho tín hiệu tương tự và truyền hình
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến 3.3.3 cáp quang  Đặc điểm môi trường: Khi ánh sáng truyền từ môi trường này đến môi trường khác  Khúc xạ ánh sáng. Độ khúc xạ phụ thuộc vào tính chất hai môi trường (hệ số khúc xạ). Nếu góc tới lớn hơn hoặc bằng tia tới hạn  Phản xạ toàn phần.
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  Truyền dẫn quang: Đơn vị tín hiệu biểu thị bit 1 có xung ánh sáng, bit 0 không có xung ánh sáng. Gồm 3 thành phần chính:  Nguồn quang: Diod quang hoặc laser  Môi trường truyền dẫn: sợi thủy tinh rất nhỏ  Diod thu quang: đầu thu quang tạo xung điện với các tín hiệu nhận được tương ứng
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  Suy hao ánh sáng qua sợi quang: phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng và môi trường truyền dẫn. PT PT: Công suất phát A 10 log10 PR PR: Công suất thu
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  Sợi quang:Lõi cáp được bao bọc bởi một lớp thủy tinh có chiết suất nhỏ hơn để giử cho ánh sáng phản xạ toàn phần trong lõi. Tiếp theo là một lớp vỏ nhựa để bảo vệ. Thường người ta chế tạo nhiều sợi quang trong một bó cáp và bảo vệ bằng một lớp vỏ bên ngoài
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  Sợi quang gồm hai loại:  đa mode, lõi cáp quang có kích thước khoảng 50µm, cho phép truyền đồng thời các tín hiệu quang ứng với các bước sóng khác nhau trên cùng sợi quang.  đơn mode, kích thước từ 810µm cho phép truyền chỉ một tín hiệu quang ứng với một bước sóng nào đó trên sợi quang tại một thời điểm.
3.2 Phương tiện truyền dẫn hữu tuyến  Phương pháp kết nối sợi quang: sử dụng đầu nối, ghép nối và phương pháp hàn. Tuy nhiên, cả 3 phương pháp trên đều xuất hiện tia phản xạ ở mối nối và làm nhiễu tín hiệu ở các mức độ khác nhau  Nguồn quang: Diod quang (LED) và Laser bán dẫn Nguồn quang LED Laser bán dẫn Tốc độ dữ liệu Thấp Cao Loại sợi quang Đa mode Đa mode hoặc đơn mode Khoảng cách Ngắn Dài Tuổi thọ Dài Ngắn Độ nhạy nhiệt độ Nhỏ Lớn Giá thành Thấp Cao
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến  Ưu điểm của mạng vô tuyến so với mạng hữu tuyến  Khả năng di động  Thích hợp cho các khu vực địa hình phức tạp  Bảo quản và duy trì dễ dàng  Phổ sóng điện từ  Sóng vô tuyến  Sóng ngắn vi ba  Sóng hồng ngoại
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến 3.3.1 Phổ sóng điện từ: Các loại sóng bao gồm  sóng vô tuyến,  sóng ngắn,  hồng ngoại  và các sóng ánh sáng khác được dùng để truyền thông tin bằng cách điều chế biên độ, tần số và pha của sóng.  Tia cực tím, tia X, tia gamma cũng có thể dùng để truyền tin nhưng chúng khó chế tạo, khó điều chế và ảnh hưởng đến sức khỏe.
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến  Trong đó: LF, MF, HF tương ứng là sóng ngắn (low frequency), sóng trung (medium frequency), sóng cao tần (high frequency). Các sóng có tần số cao trên 10MHz theo thứ tự tăng dần được gọi là UHF, SHF, EHF và THF
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến  Dung lượng thông tin mà một loại sóng điện từ mang được tùy thuộc vào băng thông của nó. Để tính toán băng thông người ta căn cứ vào biểu thức quan hệ giữa tần số, bước sóng và tốc độ ánh sáng như sau: lf = c df c Lấy vi phân 2 vế theo l, ta có: 2 d Hay: c. f 2 Ví dụ, ở bước sóng 1.3 mm và Dl= 0.17x106, ta có Df =30THz. Nếu số bit lấy mẫu là 8 bit/Hz thì tốc độ dữ liệu sẽ là 240Tbps
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến 3.3.2 Sóng vô tuyến  Sóng vô tuyến dễ tạo và có thể truyền đi với khoảng cách lớn, chính vì vậy sóng vô tuyến được sử dụng rộng rãi trong việc truyền thông tin. Sóng vô tuyến là sóng vô hướng, nghĩa là nó có thể truyền đi theo mọi hướng nên đầu thu và phát không nhất thiết phải đối diện với nhau.  Đặc điểm của sóng vô tuyến phụ thuộc vào tần số. Ở tần số thấp, sóng vô tuyến có thể đi xuyên qua vật cản nhưng năng lượng của nó suy hao nhanh. Ở tần số cao, sóng vô tuyến truyền thẳng và khó đi qua các vật cản. Ngoài ra, chúng còn bị suy hao do thời tiết xấu và ảnh hưởng nhiễu từ các thiết bị điện từ khác.
3.3 Môi trường truyền dẫn vô tuyến 3.3.3 Sóng ngắn (viba)  Ở tần số trên 100MHz, sóng điện từ gần như truyền thẳng và độ tập trung năng lượng cao. Việc phát sóng viba được thực hiện bởi một antenna parabol nên năng lượng sóng điện từ tạo ra có độ tập trung và có tỷ số tín hiệu/nhiễu cao nhưng yêu cầu đầu thu và đầu phát phải đối diện nhau.  Sóng ngắn được sử dụng rộng rãi trong viễn thông, hệ thống điện thoại di động, truyền hình và các ứng dụng có phổ tần ngắn khác.  Truyền tin sóng ngắn có các ưu điểm so với sử dụng cáp như sau:  Không cần phải thiết kế và lắp đặt một hệ thống dây dẫn phức tạp. Chỉ cần lắp đặt 2 antena ở 2 đầu thu và phát tín hiệu là có thể thực hiện việc truyền thông tin. Đối với những nơi có địa hình phức tạp thì đây là một giải pháp hiệu quả nhất  Tiết kiệm được chi phí so với trường hợp phải thiết kế và lắp đặt hệ thống dây dẫn.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.