Bài 23. Đường truyền mạng và ứng dụng
Nội dung lý thuyết
1. Đường truyền có dây
Có nhiều loại cáp truyền tín hiệu như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, cáp quang. Các loại cáp này truyền tín hiệu bằng điện hoặc ánh sáng.
a) Cáp xoắn
Cấu tạo gồm hai dây dẫn xoắn với nhau, giúp hạn chế nhiễu từ môi trường và giữa các cặp dây khác.
Dùng nhiều trong mạng LAN, mạng điện thoại nội hạt.
Gồm hai loại:
UTP (Unshielded Twisted Pair): không có lớp chống nhiễu.
STP (Shielded Twisted Pair): có lớp chống nhiễu.
Tốc độ và khoảng cách truyền:
| Chuẩn | Loại cáp | Tốc độ | Khoảng cách truyền hiệu quả | Tên |
|---|---|---|---|---|
| 10BASE-T | Cáp xoắn UTP | 10 Mb/s | 100 m | Ethernet |
| 10BASE2 | Cáp đồng trục | 10 Mb/s | 185 m | Thin Ethernet |
| 10BASE5 | Cáp đồng trục | 10 Mb/s | 500 m | Thick Ethernet |
| 100BASE-TX | Cáp xoắn UTP | 100 Mb/s | 100 m | Fast Ethernet |
| 100BASE-FX | Cáp quang multimode | 100 Mb/s | 2000 m | Fast Ethernet |
| 1000BASE-SX | Cáp quang multimode | 1 Gb/s | 550 m | Gigabit Ethernet |
| 1000BASE-LX | Cáp quang đơn mode | 1 Gb/s | 5000 m hoặc hơn | Gigabit Ethernet |
| 1000BASE-CX | Cáp đồng STP ngắn | 1 Gb/s | 25 m | Gigabit Ethernet |
| 1000BASE-T | Cáp xoắn CAT.5 | 1 Gb/s | 100 m | Gigabit Ethernet |
| 1000BASE-TX | Cáp xoắn CAT.6 | 1 – 10 Gb/s | 100 m | Gigabit Ethernet |
b) Cáp quang
Truyền tín hiệu bằng ánh sáng qua sợi thủy tinh hoặc nhựa.
Không bị nhiễu điện từ, tốc độ cao, truyền xa (hàng chục km).
Có hai loại:
Single mode: truyền xa, dung lượng thấp.
Multimode: truyền gần, dung lượng cao.
- Ưu điểm của cáp quang:
Không bị nhiễu điện từ.
Truyền xa, tốc độ cao.
Bảo mật tốt.
2. Đường truyền không dây
Việc truyền dữ liệu không dây ngày càng phổ biến nhờ tính linh hoạt và tiện lợi. Các thiết bị có thể truyền và nhận dữ liệu mà không cần cáp nối.
a) Mạng vệ tinh
Nguyên lý: Dữ liệu được truyền từ thiết bị mặt đất lên vệ tinh, sau đó vệ tinh truyền ngược về trạm mặt đất khác.
Ứng dụng: Sử dụng ở những khu vực xa xôi, hải đảo, nơi không thể kéo cáp mạng.
Ưu điểm:
Phủ sóng toàn cầu.
Không cần cơ sở hạ tầng cáp.
Nhược điểm:
Tốc độ chậm hơn so với các công nghệ khác.
Độ trễ cao do khoảng cách truyền xa (lên tới hàng chục ngàn km).
Chi phí thiết bị và thuê bao cao.
Ví dụ: Hệ thống vệ tinh Starlink của SpaceX.
b) Mạng thông tin di động toàn cầu GSM
GSM (Global System for Mobile Communications): Là công nghệ truyền dữ liệu không dây sử dụng sóng vô tuyến qua các trạm gốc BTS.
Ứng dụng:
Truyền âm thanh, hình ảnh, video, tin nhắn SMS/MMS và truy cập Internet di động.
Các thế hệ mạng di động:
3G: Tốc độ truyền tối đa ~2 Mb/s.
4G (LTE): Tốc độ tối đa đến 1,5 Gb/s.
5G: Tốc độ lý thuyết lên đến 10 Gb/s, độ trễ thấp, hỗ trợ nhiều thiết bị hơn.
Ưu điểm:
Phạm vi phủ sóng rộng.
Hỗ trợ tốc độ cao và nhiều loại dịch vụ.
Dễ triển khai, tiện lợi cho người dùng di động.
c) Mạng Wi-Fi
Khái niệm: Là mạng không dây dùng sóng vô tuyến để truyền dữ liệu trong phạm vi ngắn (thường vài chục mét).
Ưu điểm:
Linh hoạt, tiện dụng cho thiết bị di động.
Không cần kéo dây cáp.
Nhược điểm:
Khoảng cách phủ sóng bị giới hạn.
Dễ bị nhiễu bởi các thiết bị khác nếu dùng cùng tần số.
Các chuẩn Wi-Fi (IEEE 802.11):
802.11b: 11 Mb/s, tần số 2.4 GHz.
802.11a: 54 Mb/s, tần số 5 GHz.
802.11g: 54 Mb/s, tần số 2.4 GHz.
802.11n/ac/ax: tốc độ cao hơn, hỗ trợ 2.4 GHz và 5 GHz, phủ sóng rộng hơn.
d) Bluetooth
Công nghệ truyền dữ liệu không dây ở khoảng cách ngắn (~10 mét), dùng tần số vô tuyến tầm thấp.
Ứng dụng: Kết nối tai nghe, chuột, bàn phím, máy in, đồng hồ thông minh, chia sẻ dữ liệu giữa các thiết bị cá nhân.
Ưu điểm:
Kết nối nhanh, dễ dùng, không cần dây.
Tiết kiệm năng lượng.
Dùng phổ biến trong thiết bị cá nhân và IoT.