Mang May Tinh - Chuong 2-1

Ch−¬ng 2

M« h×nh OSI Trong ch−¬ng tr−íc, chóng ta ®· tr×nh bµy mét c¸ch s¬ l−îc m« h×nh OSI 7 líp. §©y lµ khung chuÈn ®Ó ISO vµ c¸c tæ chøc chuÈn hãa kh¸c tiÕp tôc ph¸t triÓn vµ x©y dùng c¸c chuÈn liªn quan ®Õn c¸c líp. Trong ch−¬ng nµy, chóng ta sÏ lÇn l−ît kh¶o s¸t c¸c líp cña m« h×nh th«ng qua c¸c s¶n phÈm chuÈn hãa liªn quan ®Õn c¸c líp.

2.1 Líp vËt lý Líp vËt lý cung cÊp c¸c ph−¬ng tiÖn ®iÖn, c¬, chøc n¨ng thñ tôc ®Ó kÝch ho¹t, duy tr×, gi¶i phãng liªn kÕt vËt lý gi÷a c¸c tÇng. VÒ ph−¬ng diÖn ®iÖn: liªn quan ®Õn biÓu diÔn c¸c bÝt qua møc thÕ. VÒ ph−¬ng diÖn c¬: liªn quan ®Õn chuÈn giao diÖn víi m«i tr−êng truyÒn. VÒ thñ tôc liªn quan ®Õn giao thøc ®iÒu khiÓn viÖc truyÒn c¸c x©u bÝt qua m«i tr−êng vËt lý. Líp vËt lý lµ líp thÊp nhÊt, kh«ng cã ... cho tÇng vËt lý, kh«ng cã phÇn header chøa th«ng tin ®iÒu khiÓn, d÷ liÖu ®−îc truyÒn ®i theo dßng bÝt. 2.1.1 M«i tr−êng truyÒn d÷ liÖu a) TruyÒn d÷ liÖu sè, giao diÖn vµ modem Muèn truyÒn d÷ liÖu sè qua ®−êng liªn kÕt, ph¶i ®iÒu chÕ mét tÇn sè sãng mang tr−íc khi göi qua ®−êng ®iÖn tho¹i, viÖc nµy thùc hiÖn bëi mét giao diÖn (Interface). V× giao diÖn kh«ng s¶n xuÊt s½n nªn cÇn quy ®Þnh chÆt chÏ thµnh tiªu chuÈn: - C¬ khÝ: bao nhiªu sîi d©y ®Ó truyÒn. - §iÖn: tÇn sè, biªn ®é vµ pha. - Chøc n¨ng: vai trß cña tõng sîi d©y dÉn. Nh÷ng quy ®Þnh nµy ®−îc ®−a vµo lµm viÖc ë líp 1 - líp vËt lý.
TruyÒn d÷ liÖu sè Hai ph−¬ng thøc lµ truyÒn song song vµ truyÒn nèi tiÕp. - TruyÒn song song: sö dông n sîi d©y ®Ó truyÒn n bit/1 lÇn. ¦u ®iÓm lµ tèc ®é cao, nh−îc ®iÓm lµ gi¸ thµnh cao v× dïng n sîi d©y, chØ ¸p dông víi kho¶ng c¸ch nhá. - TruyÒn nèi tiÕp ®ång bé vµ kh«ng ®ång bé: nèi tiÕp tõng bit trªn 1 sîi d©y. ¦u ®iÓm lµ gi¶m gi¸ thµnh víi mét kªnh truyÒn, nh−îc ®iÓm lµ ph¶i cã thiÕt bÞ biÕn ®æi gi÷a thiÕt bÞ göi víi ®−êng truyÒn, ®−êng truyÒn víi thiÕt bÞ nhËn. + §ång bé Chuçi bit tËp hîp thµnh c¸c khung dµi h¬n gåm nhiÒu byte, kh«ng cã khe gi÷a. Muèn göi thµnh tõng bã riªng biÖt, th× khe hë ph¶i ®−îc lÊp ®Çy bëi "0" vµ "1" theo tuÇn tù ®Æc biÖt (kªnh im lÆng). ThiÕt bÞ nhËn tÝnh sè bit truyÒn tíi vµ nhãm l¹i thµnh c¸c ®¬n vÞ 8 bit. 23

Phèi hîp thêi gian gi÷a n¬i truyÒn vµ nhËn: khi truyÒn, n¬i göi truyÒn mét sè ký tù ®ång bé tr−íc khi truyÒn. Nhê th«ng b¸o nµy, n¬i nhËn biÕt ®−îc sau ®ã cã d÷ liÖu vµ thùc hiÖn thao t¸c ®ång bé ®Ó chuÈn bÞ nhËn d÷ liÖu. + Kh«ng ®ång bé Nhãm 5 ÷ 8 bit d÷ liÖu, ®ãng thµnh khung SDU (Serial Data Unit): D÷ liÖu. 1 bit Start: lu«n ë møc thÕ thÊp. 1 ÷ 1,2 bit Stop: møc thÕ cao. Gi÷a c¸c khung cã khe hë thêi gian, ®é kÐo dµi cña khe kh«ng x¸c ®Þnh, suy ra thÓ hiÖn sù truyÒn kh«ng ®ång bé gi÷a c¸c byte, nh−ng b¶n th©n néi bé 1 byte lµ cã ®ång bé. ThiÕt bÞ nhËn ®ång bé t¹i lóc b¾t ®Çu nhËn 1 byte míi. Khi t×m nhËn ®−îc bit start, nã lËp thêi gian vµ b¾t ®Çu tÝnh sè bit truyÒn tíi. Sau n bit, nã l¹i t×m nhËn bit stop. Khi ®ã, nã liÒn bá qua c¸c xung ®i tíi cho ®Õn khi nhËn ra bit start míi. §Ó t¨ng c−êng ®é tin cËy, th−êng bæ sung 1 bit gäi lµ bit ch½n lÎ (parity bit) vµo cuèi d÷ liÖu vµ tr−íc bit stop, ®Ó kiÓm tra d÷ liÖu ®−îc nhËn cã chÝnh x¸c hay kh«ng. TruyÒn kh«ng ®ång bé chËm, nh−ng gi¸ thµnh h¹ vµ hiÖu qu¶.
Giao diÖn DTE vµ DCE C¸c chuÈn DTE - DCE quy ®Þnh c¸c ®Æc ®iÓm vÒ c¬ khÝ, ®iÖn vµ chøc n¨ng cña kÕt nèi gi÷a DTE vµ DCE

Network DTE

DCE

DCE

DTE

H×nh 2.1 - M« h×nh DTE - DCE

DTE (Data Terminal Equiment - ThiÕt bÞ cuèi d÷ liÖu) Lµ n¬i s¶n sinh, xö lý, göi/nhËn tÝn hiÖu sè. VÝ dô m¸y tÝnh lµ mét DTE. DTE kh«ng thÓ truyÒn tÝn hiÖu d¹ng t−¬ng tù mµ ph¶i th«ng qua DCE. DCE (Data Circuit Terminating Equiment - ThiÕt bÞ m¹ch cuèi d÷ liÖu) Lµ thiÕt bÞ trung gian cã thÓ truyÒn/nhËn tÝn hiÖu t−¬ng tù/sè, biÕn ®æi AD, DA. VÝ dô trong truyÒn th«ng, phæ biÕn nhÊt lµ MODEM. ë mét m¹ng, DTE ph¸t d÷ liÖu sè chuyÓn vµo DCE. DCE biÕn ®æi d÷ liÖu thµnh d¹ng thÝch hîp cho m«i tr−êng truyÒn vµ göi tíi DCE kh¸c trªn m¹ng. DCE thø 2 nhËn tÝn hiÖu tõ ®−êng truyÒn, biÕn ®æi trë l¹i d¹ng cã thÓ dïng ®−îc cho DTE cña nã. Giao diÖn DTE vµ DCE Cã nhiÒu chuÈn ®· ®−îc ph¸t triÓn quy ®Þnh viÖc kÕt nèi DTE vµ DCE. ChuÈn ra ®êi vµ sö dông réng r·i nhÊt lµ RS-232C. RS-232C: Quy ®Þnh nh− sau: - VÒ c¬ khÝ: Dïng æ c¾m 25 tiÕp ®iÓm DB-25. - VÒ ®iÖn: M· ho¸ dïng NRZ-L Quy ®Þnh møc ®iÖn ¸p: -15V → +15V 24

Logic "0": +3V → +15V Logic "1": -3V → -15V Vïng kh«ng x¸c ®Þnh: -3V → +3V +15V

1

0

1

0 Vïng thÕ ®−îc phÐp

+3V

t

-3V

Vïng thÕ ®−îc phÐp

-15V

Vïng kh«ng x¸c ®Þnh

H×nh 2.2 - Quy ®Þnh vÒ ®iÖn cña chuÈn RS-232C

- Quy ®Þnh chøc n¨ng: Cã 4 trong sè 25 sîi d©y cña RS-232C ®−îc dïng cho chøc n¨ng d÷ liÖu. 21 sîi d©y cßn l¹i ®−îc dù tr÷ cho c¸c chøc n¨ng ®Þnh thêi, ®iÒu khiÓn, nèi ®Êt vµ kiÓm tra. Tèc ®é bit RS-232 quy ®Þnh cùc ®¹i lµ 20Kbps, trong thùc tÕ th−êng v−ît h¬n. KÕt nèi tuyÕn hai chiÒu ®ång thêi (Full Duplex)

H×nh 2.3 - KÕt nèi hai chiÒu ®ång thêi

DCEs lµ c¸c modem, DTEs lµ c¸c m¸y tÝnh. Ho¹t ®éng gåm 5 giai ®o¹n. TruyÒn hai chiÒu ®ång thêi nªn hÖ thèng cã tÝnh c¹nh tranh, tuy nhiªn mét bªn ®−îc quy −íc lµ khëi ®éng, mét bªn tr¶ lêi. 25

B−íc 1: Sù chuÈn bÞ cña giao diÖn cho truyÒn th«ng, ch©n 1 (che ch¾n), ch©n 7 (nèi ®Êt) gi÷a c¸c m¸y tÝnh DTE víi DCE t−¬ng øng. B−íc 2: B¶o ®¶m cho c¶ 4 thiÕt bÞ ®Òu s½n sµng. DTE göi tÝn hiÖu DTR (Data Terminal Ready) ë lèi 20 b¸o cho DCE nã ®· s½n sµng truyÒn tin. DCE nhËn DTR vµ tr¶ lêi tÝn hiÖu DSR (Data Send Ready) t¹i ch©n 6 b¸o r»ng ®· s½n sµng nhËn d÷ liÖu. B−íc 3: ThiÕt lËp kÕt nèi vËt lý gi÷a modem nhËn vµ modem göi. Bªn göi: DTE göi RTS (Request To Send) t¹i ch©n 4 tíi DCE cña nã th«ng b¸o yªu cÇu göi. DCE nµy truyÒn sãng mang ®Õn modem nhËn ®ang im lÆng. Bªn nhËn: Khi modem nhËn ph¸t hiÖn sãng mang nµy, nã kÝch ho¹t ch©n 8 b¸o tÝn hiÖu ®−êng d©y ®· nhËn ®−îc cho DTE nhËn r»ng phiªn truyÒn th«ng ®· b¾t ®Çu. Bªn göi: DCE sau khi göi sãng mang ®i, liÒn kÝch ho¹t ch©n 5 göi CTS (Clear To Send) th«ng b¸o cho DTE cña nã r»ng nã ®· lµm s¹ch, s½n sµng ®Ó nhËn d÷ liÖu truyÒn. Bªn nhËn: DCE bªn nhËn còng thùc hiÖn b−íc t−¬ng tù. B−íc 4: TruyÒn d÷ liÖu M¸y tÝnh göi b¾t ®Çu truyÒn d÷ liÖu tíi modem cña nã qua ch©n 2 hç trî bëi xung thêi gian ch©n 24. Modem biÕn ®æi tÝn hiÖu sè thµnh t−¬ng tù vµ göi nã. Modem ë xa kh«i phôc l¹i tÝn hiÖu thµnh d÷ liÖu sè vµ chuyÓn vµo m¸y tÝnh cña nã th«ng qua ch©n 3 víi sù hç trî cña xung thêi gian t¹i ch©n 17. Còng t¹i thêi ®iÓm nµy, m¸y tÝnh nhËn cã thÓ thùc hiÖn viÖc göi d÷ liÖu qua ch©n 2 víi xung thêi gian hç trî ch©n 24. Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh t−¬ng tù nh− m¸y tÝnh göi trªn. Nh− thÕ, thùc hiÖn ®−îc kh¶ n¨ng truyÒn hai chiÒu ®ång thêi Full Duplex. B−íc 5: Khi c¶ hai phÝa ®· hoµn tÊt truyÒn th«ng, c¶ hai m¸y tÝnh ®Òu ngõng kÝch ho¹t RTS, modem ngõng ph¸t tÝn hiÖu sãng mang ph¸t hiÖn ®−êng d©y vµ tÝn hiÖu CTS cña chóng. Null Modem Kh«ng cÇn dïng modem cã thÓ kÕt nèi hai thiÕt bÞ sè t−¬ng thÝch trªn kho¶ng c¸ch nhá. Khi ®ã, cÇn nèi chÐo c¸c sîi d©y (ch©n 2 cña DTE nµy víi ch©n 3 cña DTE kia vµ ng−îc l¹i).

H×nh 2.4 - §Çu nèi c¸p kiÓu Null Modem

26

Ngoµi RS-232C, cßn nhiÒu chuÈn kh¸c nh»m kÕt nèi DTE víi DCE: RS-232, RS449, RS-422, RS-423, RS-530 ®Òu lµ c¶i tiÕn cña RS-232C. Ngoµi ra, X-21, X-25 kh«ng nh÷ng dïng ®Ó kÕt nèi DTE vµ DCE mµ cßn ®Ó kÕt nèi vµ hç trî truyÒn th«ng tèc ®é cao c¸c d÷ liÖu sè.
Modem Modem lµ kÕt hîp cña Modulator (sè → t−¬ng tù) vµ Demodulator (t−¬ng tù → sè), dïng kÕt nèi m¹ng qua ®−êng ®iÖn tho¹i. Modulator sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p m· ho¸ ASK, FSK, PSK, QAM ®Ó ®iÒu chÕ. Tèc ®é truyÒn: Tèc ®é d÷ liÖu cña mét liªn kÕt phô thuéc vµo lo¹i m·, kho¶ng thêi gian cña tÝn hiÖu, gi¸ trÞ ®iÖn ¸p sö dông vµ tÝnh chÊt vËt lý cña m«i tr−êng truyÒn. T¨ng tèc ®é sãng mang cã thÓ t¨ng tèc ®é truyÒn d÷ liÖu. Tuy nhiªn, m«i tr−êng cã ¶nh h−ëng lín nhÊt v× tÝnh chÊt ®iÖn cña nã chØ cã thÓ nhËn mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh c¸c thay ®æi tÝn hiÖu trong 1 gi©y. TÝn hiÖu qu¸ chËm sÏ kh«ng thÓ v−ît qua ®iÖn dung cña ®−êng truyÒn, cßn qu¸ nhanh cã thÓ bÞ c¶n trë bëi ®é c¶m øng ®−êng truyÒn. Kho¶ng giíi h¹n tÇn sè trªn vµ d−íi cña ®−êng truyÒn gäi lµ ®é réng b¨ng cña kªnh. C¸c ®−êng d©y ®iÖn tho¹i cã thÓ mang tÇn sè 600Hz - 3000Hz, ®é réng b¨ng lµ 2400Hz, sö dông ®Ó truyÒn tiÕng nãi. HiÖn nay, mét sè ®−êng ®iÖn tho¹i cã ®é réng b¨ng lín h¬n. Nãi chung ®é réng b¨ng cña tÝn hiÖu modem ph¶i nhá h¬n 2400Hz nµy. B¶ng 2.1 - Tãm t¾t tèc ®é bit cùc ®¹i víi ®−êng ®iÖn tho¹i hai sîi xo¾n Ph−¬ng ph¸p m· ho¸ (Encoding) ASK, FSK, 2-PSK 4-PSK, 4-QAM 8-PSK, 8-QAM 16-QAM 32-QAM 64-QAM 128-QAM 256-QAM

Hai chiÒu kh«ng ®ång thêi (Half-Duplex) 2,400 4,800 7,200 9,600 12,000 14,400 16,800 19,200

Hai chiÒu ®ång thêi (Full-Duplex) 1,200 2,400 3,600 4,800 6,000 7,200 8,400 9,600

C¸c chuÈn modem: 2 chuÈn tiªu biÓu Bell modems do c«ng ty Bell ®−a ra n¨m 1970, sau ®ã héi truyÒn th«ng quèc tÕ t¹o ra ITU-T modems. Bell modems Modems lo¹i 103-113: lµ s¶n phÈm th−¬ng m¹i sím nhÊt, truyÒn hai chiÒu ®ång thêi qua 2 sîi d©y ®iÖn tho¹i xo¾n, dïng m· FSK. N¬i göi: 1070Hz - logic "0" N¬i nhËn 2025Hz - logic "0" 1270Hz - logic "1" 2225Hz - logic "1" Ngoµi ra, modems lo¹i 202, 212, 201, 208, 209. ITU modems: Hai lo¹i: lo¹i t−¬ng ®−¬ng modems Bell vµ lo¹i kh«ng t−¬ng ®−¬ng.

27

B¶ng 2.2 - ITU modems t−¬ng ®−¬ng Bell modems ITU-T V21 V22 V23 V26 V27 V29

Bell 103 212 202 201 208 209

Baud rate 300 600 1200 1200 1600 2400

Bit rate 300 1200 1200 2400 4800 9600

§iÒu chÕ FSK 4-PSK FSK 4-PSK 8-PSK 16-QAM

- Lo¹i kh«ng t−¬ng ®−¬ng: + V22 bis: modem 2 tèc ®é 1200 dïng m· 4-DPSK (Diffirential PSK - kho¸ dÞch pha vi ph©n) vµ 2400bps dïng m· 16-QAM; baud rate lµ 600. + V32 bis, V32 Terbo, V33, V34 C¸c modem kÕt hîp víi viÖc nÐn d÷ liÖu lµm tèc ®é bit cã thÓ t¨ng lªn 2 ®Õn 4 lÇn. Ngoµi ra, ngµy nay cßn cã modem th«ng minh, lµ modem cã thÓ lµm ®−îc nhiÒu viÖc h¬n, chøa phÇn mÒm hç trî nhiÒu chøc n¨ng, ch¼ng h¹n tr¶ lêi vµ quay sè tù ®éng. b - M«i tr−êng truyÒn Mét m¹ng m¸y tÝnh ho¹t ®éng tèt ph¶i ®−îc x©y dùng trªn c¬ së mét nÒn mãng v÷ng ch¾c, trong m« h×nh OSI lµ ®−êng truyÒn vËt lý. Tèc ®é truyÒn, ®é chÝnh x¸c, tin cËy vµ an toµn m¹ng còng ®−îc quy ®Þnh chñ yÕu bëi líp vËt lý nµy. Hai lo¹i ®−êng truyÒn: - §−êng truyÒn h÷u tuyÕn: c¸p ®ång trôc, ®«i xo¾n vµ c¸p sîi quang. - §−êng truyÒn v« tuyÕn: radio, sãng cùc ng¾n vµ tia hång ngo¹i.
M«i tr−êng truyÒn h÷u tuyÕn Chia lµm 3 lo¹i gåm c¸p sîi xo¾n, c¸p ®ång trôc, c¸p quang. C¸p sîi xo¾n vµ c¸p ®ång trôc lµ kim lo¹i, nhËn/truyÒn tÝn hiÖu d¹ng dßng ®iÖn. C¸p sîi quang lµ thñy tinh hoÆc chÊt dÎo, nhËn/truyÒn tÝn hiÖu d¹ng sãng ¸nh s¸ng. C¸p sîi xo¾n (Twisted Pair Cable) Cã hai d¹ng: - C¸p xo¾n kh«ng bäc kim (Unshielded) UTP - C¸p xo¾n cã bäc kim (Shielded) STP UTP - Lµ lo¹i phæ biÕn nhÊt trong truyÒn th«ng, kho¶ng tÇn sè 100Hz ÷ 5MHz, thÝch hîp cho c¶ truyÒn d÷ liÖu vµ giäng nãi. - C¸p UTP cã 4 ®«i d©y, mçi ®«i d©y ®−îc xo¾n l¹i, mçi d©y cã líp vá c¸ch ®iÖn víi mµu s¾c riªng. NÕu c¸c sîi d©y kh«ng xo¾n, nhiÔu ®iÖn tõ cã thÓ g©y ra ë mçi sîi d©y kh¸c nhau, dÉn ®Õn lµm háng tÝn hiÖu. Cßn khi hai sîi d©y xo¾n l¹i (tõ 2 ®Õn 12 xo¾n / 0.3m = 1 foot), mçi d©y chÞu t¹p nhiÔu nh− nhau nªn cã kh¶ n¨ng triÖt tiªu t¹p nhiÔu. Cµng nhiÒu vßng xo¾n trªn mét ®¬n vÞ ®é dµi, t¹p nhiÔu cµng ®−îc gi¶m.

28

H×nh 2.5- ¶nh h−ëng cña t¹p ©m lªn c¸p kh«ng xo¾n vµ c¸p xo¾n

- §Ó gi¶m xuyªn ©m gi÷a c¸c ®«i d©y, sè lÇn xo¾n trong c¸c ®«i d©y lµ kh¸c nhau. C¸c ®«i d©y cì 22 hay 24, trë kh¸ng 100Ω. - UTP cã ®−êng kÝnh xÊp xØ 0.43cm, kÝch th−íc nhá rÊt tiÖn cho viÖc l¾p ®Æt. UTP ®−îc sö dông ngµy cµng nhiÒu, cã thÓ ®−îc dïng víi hÇu hÕt c¸c kiÕn tróc m¹ng. §«i d©y xo¾n Vá bäc c¸ch ®iÖn

4 cÆp d©y mµu s¾c kh¸c nhau

RJ-45 Connector

H×nh 2.6- UTP, tèc ®é vµ th«ng l−îng 10-100Mbps, chiÒu dµi tèi ®a 100m

- UTP cã nhiÒu −u ®iÓm: gi¸ rÎ, mÒm dÎo, dÔ cµi ®Æt, ®Æc biÖt lµ ®−êng kÝnh nhá nªn kh«ng chiÕm nhiÒu kh«ng gian trong c¸c èng dÉn. Khi c¸p UTP l¾p ®Æt dïng ®Çu nèi RJ-45, c¸c nguån t¹p ©m ®−îc gi¶m ®¸ng kÓ, mét kÕt nèi ch¾c ch¾n rÊt dÔ thùc hiÖn. UTP lo¹i tèt ®−îc dïng trong c¸c m¹ng LAN (Ethernet, Token Ring...). - Nh−îc ®iÓm: dÔ bÞ ¶nh h−ëng bëi t¹p ©m ®iÖn h¬n c¸c m«i tr−êng lËp m¹ng kh¸c. Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®iÓm cÇn khuÕch ®¹i tÝn hiÖu ng¾n h¬n so víi c¸p ®ång trôc vµ c¸p quang. - Ph©n lo¹i UTP: chia 5 lo¹i theo chÊt l−îng: + Lo¹i 1: Dïng cho ®iÖn tho¹i, tèt cho tiÕng nãi. + Lo¹i 2: Cao cÊp h¬n, truyÒn tiÕng nãi vµ d÷ liÖu ë tèc ®é 4 Mbps. + Lo¹i 3: Yªu cÇu Ýt nhÊt xo¾n 3 lÇn/0.3m, tèc ®é truyÒn 10 Mbps, lµ c¸p chuÈn cho hÖ thèng ®iÖn tho¹i ngµy nay. + Lo¹i 4: Yªu cÇu Ýt nhÊt xo¾n 3 lÇn/0.3m, tèc ®é truyÒn 16 Mbps. + Lo¹i 5: Tèc ®é 100 Mbps. STP - Mçi ®«i d©y phÝa ngoµi bao bäc b»ng kim lo¹i máng hoÆc kim lo¹i tÕt thµnh l−íi ®Ó c¸ch ly. PhÇn bäc kim nµy nèi ®Êt, nh»m ng¨n chÆn sù th©m nhËp cña t¹p ©m ®iÖn tõ, 29

tiªu diÖt ®−îc tiÕng väng tõ ®−êng d©y nµy sang ®−êng d©y kia. 4 ®«i d©y l¹i ®−îc bäc trong mét bÖn l−íi b»ng kim lo¹i. STP lµ lo¹i c¸p 150Ω. - Theo ®Æc t¶ cho l¾p ®Æt m¹ng Ethernet, STP gi¶m ®−îc c¸c t¹p ©m tõ bªn trong vµ c¶ bªn ngoµi c¸p. STP mÆc dï cè g¾ng b¶o vÖ chèng l¹i tÊt c¶ c¸c t¹p ©m tõ bªn ngoµi tèt h¬n nh−ng ®¾t tiÒn vµ khã l¾p ®Æt h¬n UTP. Vá bäc c¸ch ®iÖn

Vá bäc kim bao ngoµi

§«i d©y xo¾n

4 cÆp d©y mµu s¾c kh¸c nhau H×nh 2.7- STP, tèc ®é vµ th«ng l−îng 10-100Mbps, chiÒu dµi tèi ®a 100m

C¸p ®ång trôc - Cã thÓ truyÒn ®−îc tÇn sè cao h¬n c¸p xo¾n ®«i, tõ 100KHz ÷ 500MHz. - C¸p gåm mét sîi lâi r¾n ë trung t©m, ngoµi lµ líp vá c¸ch ®iÖn, tiÕp theo lµ líp vá dÉn kim lo¹i hay sîi kim lo¹i ®an l¹i. Líp nµy ch¾n t¹p ©m, võa lµm d©y dÉn thø hai ®Ó hoµn chØnh m¹ch, ®−îc bao b»ng mét vá c¸ch ®iÖn. Toµn bé cable ®−îc b¶o vÖ b»ng mét vá nhùa. - Trong m¹ng LAN, c¸p ®ång trôc cã vµi −u ®iÓm. Nã cã thÓ ch¹y ®−îc mét kho¶ng c¸ch kh¸ xa mµ kh«ng cÇn b¬m tÝn hiÖu nhê c¸c repeater (thiÕt bÞ t¸i sinh tÝn hiÖu. RÎ tiÒn h¬n c¸p quang, vµ lµ mét kü thuËt phæ biÕn.

BNC connector H×nh 2.8 - CÊu t¹o c¸p ®ång trôc

- C¸c chuÈn cña c¸p ®ång trôc: Ph©n lo¹i theo n¨ng suÊt chi phèi v« tuyÕn (Radio Goverment Rating - RG) + RG-8, RG-9, RG-11: dïng cho Thick Ethernet + RG-58: dïng cho Thin Ethernet + RG-75: dïng cho TV c¸p. - DÔ l¾p ®Æt vµ gi¸ thµnh l¾p ®Æt rÎ. Nh−ng cÇn l−u ý l−íi kim lo¹i bao quanh d©y dÉn cÊu thµnh mét nöa m¹ch ®iÖn nªn ph¶i ®Æc biÖt cÈn thËn ®¶m b¶o nã tiÕp ®Êt. §iÒu nµy rÊt khã thùc hiÖn hoµn h¶o nªn mÆc dï ®−êng kÝnh nhá (0.35cm), Thinnet vÉn kh«ng ®−îc sö dông l©u dµi trong c¸c m¹ng Ethernet. C¸p sîi quang - Cã thÓ truyÒn ®−îc tÇn sè cao h¬n c¸p xo¾n ®«i, tõ 100KHz ÷ 500MHz. - C¸p quang sö dông c¬ chÕ ph¶n x¹ toµn phÇn dÉn ®−êng tia s¸ng qua kªnh. §ã lµ sîi thñy tinh hoÆc chÊt dÎo, bao bäc bëi còng b»ng thñy tinh hay chÊt dÎo cã chiÕt suÊt thÊp h¬n, chÕ t¹o ®¶m b¶o chØ x¶y ra ph¶n x¹ mµ kh«ng khóc x¹. - C¸c h×nh thøc truyÒn: + §a mode: NhiÒu tia s¸ng tõ nguån truyÒn qua lâi theo c¸c h−íng kh¸c nhau, 30

tïy thuéc cÊu tróc lâi (hai lo¹i lµ lo¹i chØ sè b−íc cã nång ®é lâi ®Òu tõ t©m ®Õn bê vµ lo¹i chØ sè thoai tho¶i, cao nhÊt ë t©m, gi¶m thoai tho¶i vµ thÊp nhÊt ë bê). ChiÒu dµi tèi ®a cña sîi ®a mode 2000m. + §¬n mode: Dïng sîi chØ sè b−íc vµ nguån s¸ng héi tô cao ®Ó giíi h¹n chïm tia theo trôc hoµnh). Sù truyÒn c¸c tia hÇu nh− gièng nhau, cã thÓ bá qua sù trÔ gi÷a chóng. C¸c tia ®−îc nhËn cïng nhau, tæ hîp l¹i mµ kh«ng mÊt tÝn hiÖu. ChiÒu dµi tèi ®a cña sîi ®¬n mode 3000m. - ¦u ®iÓm c¸p quang so víi c¸p xo¾n vµ c¸p ®ång trôc: + Chèng t¹p ©m v× can nhiÔu tõ ¸nh s¸ng bªn ngoµi ®· bÞ chÆn l¹i. + Ýt lµm nhôt tÝn hiÖu, cã thÓ truyÒn hµng c©y sè mµ kh«ng cÇn khuÕch ®¹i. + §é réng b¨ng cao h¬n. - Nh−îc ®iÓm: gi¸ thµnh cao, cµi ®Æt b¶o d−ìng phøc t¹p, dÔ vì.

H×nh 2.9 - CÊu t¹o c¸p quang

c) TÝn hiÖu ®iÖn vµ an toµn ®iÖn trªn m¹ng
Sù lan truyÒn tÝn hiÖu trªn m¹ng Khi NIC (Network Interface Card) ®Æt mét ®iÖn ¸p hay xung ¸nh s¸ng vµo m«i tr−êng vËt lý, xung nµy t¹o c¸c sãng di chuyÓn däc m«i tr−êng. Sù lan truyÒn lµ toµn bé n¨ng l−îng, ®¹i diÖn cho bÝt 1, di chuyÓn tõ vÞ trÝ nµy sang vÞ trÝ kh¸c. Tèc ®é lan truyÒn phô thuéc vµo vËt liÖu, kiÕn tróc m«i tr−êng vµ c¸c tÇn sè cña c¸c xung tÝn hiÖu.
Sù suy gi¶m tÝn hiÖu m¹ng Sù suy gi¶m tÝn hiÖu m¹ng chñ yÕu phô thuéc vµo lo¹i c¸p vµ ®é dµi c¸p. Tuy nhiªn, cã nh÷ng tæn thÊt kh«ng thÓ tr¸nh khái g©y ra bëi ®iÖn trë. Sù suy gi¶m còng x¶y ra víi tÝn hiÖu quang do sîi quang hÊp thô vµ t¸n x¹ n¨ng l−îng ¸nh s¸ng khi xung lan truyÒn, ®iÒu nµy cã thÓ gi¶m thiÓu nhê b−íc sãng, lo¹i c¸p, mµu s¾c ¸nh s¸ng chän. Cã hai ph−¬ng ph¸p gi¶i quyÕt vÊn ®Ò nµy: lùa chän vËt liÖu vµ cÊu tróc d©y dÉn hîp lý hoÆc dïng thiÕt bÞ nh− repeater sau mçi kho¶ng c¸ch nµo ®ã.
Sù ph¶n x¹ trong m¹ng Sù ph¶n x¹ x¶y ra khi c¸c xung ®iÖn truyÒn ®i vÊp ph¶i gi¸n ®o¹n, khi ®ã mét Ýt n¨ng l−îng cã thÓ bÞ ph¶n x¹ l¹i. NÕu kh«ng ®−îc kiÓm so¸t hîp lý, phÇn n¨ng l−îng nµy cã thÓ lµm nhiÔu c¸c bÝt truyÒn sau. Tïy vµo c¸p vµ c¸c kÕt nèi, sù ph¶n håi cã thÓ hay kh«ng lµ vÊn ®Ò cña m¹ng. Sù ph¶n x¹ còng x¶y ra víi tÝn hiÖu quang khi chóng gÆp sù gi¸n ®o¹n trong sîi thñy tinh. §Ó gi¶m thiÓu ph¶n x¹, m«i tr−êng cÇn cã trë kh¸ng riªng ®Ó phï hîp víi c¸c thµnh phÇn ®iÖn trong NIC. Cã thÓ gi¶i quyÕt vÇn ®Ò b»ng c¸ch ®¶m b¶o tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn lËp m¹ng ®−îc phèi hîp trë kh¸ng phï hîp. 31


T¹p ©m T¹p ©m lµ tÝn hiÖu ®iÖn tõ, ®iÖn ¸p hay quang kh«ng mong muèn, ¶nh h−ëng tíi tÝn hiÖu. Mäi tÝn hiÖu ®Òu cã t¹p ©m tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau, ®iÒu quan träng lµ gi÷ cho tØ sè S/N (signal to noise) ë møc tèi ®a cã thÓ. Xuyªn ©m (Crosstalk) Xuyªn ©m lµ t¹p ©m ®iÖn trªn c¸p tõ c¸c d©y c¸p kh¸c. Next lµ xuyªn ©m ®Çu cuèi kÒ (near end crosstalk), x¶y ra khi hai d©y dÉn ®Æt gÇn nhau nh−ng kh«ng xo¾n vµo nhau. Next ®−îc gi¶i quyÕt nhê tu©n thñ nghiªm ngÆt c¸c thñ tôc kÕt cuèi chuÈn vµ dïng c¸c c¸p xo¾n cã chÊt l−îng. C¸p quang kh«ng chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÔu next. EMI/RFI (Electromagnetic Interference / Radio Frequency Interference) Mçi d©y dÉn trong c¸p ®ãng vai trß nh− mét ¨ng ten, hÊp thô c¸c tÝn hiÖu ®iÖn tõ c¸c d©y dÉn kh¸c trong c¸p vµ tõ c¸c nguån ®iÖn bªn ngoµi c¸p (¸nh s¸ng, ®éng c¬ ®iÖn, hÖ thèng v« tuyÕn...). C¸c lo¹i nhiÔu nµy ®−îc gäi lµ xuyªn nhiÔu ®iÖn tõ EMI vµ xuyªn nhiÔu tÇn sè radio RFI. C¸c nhiÔu nµy ¶nh h−ëng lín tíi m¹ng v× hÇu hÕt c¸c LAN ®Òu dïng c¸c tÇn sè trong miÒn 1-100 MHz, lµ miÒn tÇn sè cña c¸c tÝn hiÖu ph¸t thanh FM, tÝn hiÒu truyÒn h×nh vµ nhiÒu øng dông kh¸c. C¸c nhµ s¶n xuÊt th−êng dïng kü thuËt shielding vµ cancellation ®Ó chÕ t¹o c¸p nh»m lo¹i bá EMI vµ RFI. C¸p dïng shielding cã l−íi kim lo¹i bao quanh ng¨n mäi tÝn hiÖu nhiÔu, c¸ch nµy lµm t¨ng kÝch th−íc c¸p. Kü thuËt cancellation ®−îc dïng phæ biÕn h¬n. Dßng ®iÖn qua d©y t¹o ®iÖn tõ tr−êng nhá bao quanh sîi d©y, h−íng cña c¸c ®−êng søc tõ ®−îc x¸c ®Þnh bëi h−íng cña dßng ch¶y däc theo d©y. C¸c tr−êng ®iÖn tõ cña hai d©y ®Æt gÇn nhau trong m¹ch ®iÖn ng−îc chiÒu vµ triÖt tiªu nhau, chóng còng triÖt tiªu c¸c tr−êng ®iÖn tõ bªn ngoµi vµo. Khi xo¾n hai d©y l¹i víi nhau, cã thÓ t¨ng c−êng t¸c dông nµy. KÕt hîp cancellation vµ xo¾n d©y, c¸p cã thÓ cung cÊp mét ph−¬ng ph¸p tù b¶o vÖ hiÖu qu¶ cho c¸c ®«i c¸p trong m«i tr−êng m¹ng. NhiÔu nhiÖt NhiÔu nhiÖt ph¸t sinh do c¸c ®iÖn tö di chuyÓn ngÉu nhiªn, lµ nhiÔu kh«ng thÓ tr¸nh ®−îc trong truyÒn d÷ liÖu. Tuy nhiªn, ®©y lµ thµnh phÇn t¹p ©m rÊt nhá h¬n tÝn hiÖu khi truyÒn c¸c tÝn hiÖu cã biªn ®é ®ñ lín. T¹p ©m nguån AC vµ tham chiÕu ®Êt T¹p ©m do nguån AC vµ tham chiÕu ®Êt lµ t¹p ©m chñ yÕu trong lËp m¹ng. T¹p ©m tõ ®iÖn l−íi chÝnh nÕu kh«ng bÞ ng¨n chÆn hîp lý, cã thÓ g©y ra c¸c vÊn ®Ò m¹ng. Vá m¸y th«ng th−êng lµ ®iÓm tham chiÕu ®Êt cho tÝn hiÖu, còng lµ ®Êt cña ®−êng d©y AC. V× cã sù liªn hÖ nµy nªn c¸c vÊn ®Õ ®èi víi thÕ ®Êt cña nguån cã thÓ dÉn ®Õn nhiÔu hÖ thèng d÷ liÖu. NÕu c¸c d©y ®Êt trong c¸c æ c¾m ®iÖn ®ñ dµi, chóng cã thÓ ®ãng vai trß mét ¨ng ten cho t¹p ©m th©m nhËp, lµ c¸c nhiÔu ¶nh h−ëng tíi tÝn hiÖu sè. NhiÔu nµy khã ph¸t hiÖn vµ theo dâi. Tuy nhiªn, nhiÔu AC chØ ¶nh h−ëng tíi tÝn hiÖu trong d©y c¸p kim lo¹i, c¸p quang miÔn nhiÔu víi t¹p ©m nguån AC vµ tham chiÕu ®Êt. Lý t−ëng nhÊt lµ ®iÓm ®Êt cña tÝn hiÖu hoµn toµn c« lËp víi ®iÓm ®Êt cña l−íi ®iÖn, nh»m tr¸nh sù rß rØ nguån AC vµ c¸c xung ®iÖn ¸p vµo ®iÓm ®Êt cña tÝn hiÖu. Còng cã thÓ h¹n chÕ nhiÔu nµy b»ng c¸ch t¹o ®−êng ®Êt tèt cho c¸c thiÕt bÞ m¹ng, dïng biÕn ¸p riªng cho m¹ng LAN vµ sö dông hÖ thèng b¶o vÖ c¸c sù cè vÒ ®iÖn (UPS, APC Surge Protector, P-Tel2, P-Net2, P-Net 4, P-ISDN, P-SP25, PS9-DTE, PS9-DCE...)

32