chuyên Đề wireless bài 6 các khái niệm cơ bản về rf

9
Cơ bản về sóng vô tuyến Để hiểu tại sao và làm thế nào các thiết bị wireless hoạt động được thì việc nắm rõ các kiến thức cơ bản về trường điện từ, anten và một số các thuật ngữ liên quan là rất cần thiết. Nếu không có những kiến thức cơ bản này, có thể bạn sẽ không lắp đặt được chính xác các thiết bị wireless và khó xử lý sự cố (troubleshoot). Trong một phiên truyền thông, vì tận cùng bản chất của dữ liệu là bao gồm các bit 0 và 1, bên phát dữ liệu cần có một cách thức để gửi các bit 0 và 1 để gửi cho bên nhận. Một tín hiệu xoay chiều hay một chiều tự nó sẽ không thực hiện tác vụ này. Tuy nhiên, nếu một tín hiệu có thay đổi và dao động, dù chỉ một ít, sự thay đổi này sẽ giúp phân biệt bit 0 và bit 1. Lúc đó, dữ liệu cần truyền sẽ có thể gửi và nhận thành công dựa vào chính sự thay đổi của tín hiệu. Dạng tín hiệu đã điều chế này còn được gọi là sóng mang (carrier signal). Có ba thành phần của dạng sóng có thể thay đổi để tạo ra sóng mang, đó là biên độ, tần số và pha. Tất cả các dạng truyền thông dùng sóng vô tuyến đều dùng vài dạng điều chế để truyền dữ liệu. Để mã hóa dữ liệu vào trong một tín hiệu gửi qua sóng AM/FM, điện thoại di động, truyền hình vệ tinh, ta phải thực hiện một vào kiểu điều chế trong sóng vô tuyến đang truyền. Một người dùng bình thường thì không quan tâm đến việc tín hiệu được điều chế như thế nào. Họ chỉ cần biết là thiết bị hoạt động như mong đợi. Tuy nhiên, để trở thành một người quản trị mạng không dây giỏi, việc có thêm kiến thức về điều gì đang thực sự diễn ra khi hai trạm không dây giao tiếp với nhau cũng rất cần thiết. Phần còn lại của bài này sẽ trình bày về sóng và truyền sóng. Biên độ và bước sóng Truyền thông vô tuyến bắt đầu khi các sóng vô tuyến được tạo

Upload: phamvanha

Post on 11-Sep-2015

223 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

g

TRANSCRIPT

C bn v sng v tuyn

hiu ti sao v lm th no cc thit b wireless hot ng c th vic nm r cc kin thc c bn v trng in t, anten v mt s cc thut ng lin quan l rt cn thit. Nu khng c nhng kin thc c bn ny, c th bn s khng lp t c chnh xc cc thit b wireless v kh x l s c (troubleshoot).

Trong mt phin truyn thng, v tn cng bn cht ca d liu l bao gm cc bit 0 v 1, bn pht d liu cn c mt cch thc gi cc bit 0 v 1 gi cho bn nhn. Mt tn hiu xoay chiu hay mt chiu t n s khng thc hin tc v ny. Tuy nhin, nu mt tn hiu c thay i v dao ng, d ch mt t, s thay i ny s gip phn bit bit 0 v bit 1. Lc , d liu cn truyn s c th gi v nhn thnh cng da vo chnh s thay i ca tn hiu. Dng tn hiu iu ch ny cn c gi l sng mang (carrier signal).

C ba thnh phn ca dng sng c th thay i to ra sng mang, l bin , tn s v pha. Tt c cc dng truyn thng dng sng v tuyn u dng vi dng iu ch truyn d liu. m ha d liu vo trong mt tn hiu gi qua sng AM/FM, in thoi di ng, truyn hnh v tinh, ta phi thc hin mt vo kiu iu ch trong sng v tuyn ang truyn.

Mt ngi dng bnh thng th khng quan tm n vic tn hiu c iu ch nh th no. H ch cn bit l thit b hot ng nh mong i. Tuy nhin, tr thnh mt ngi qun tr mng khng dy gii, vic c thm kin thc v iu g ang thc s din ra khi hai trm khng dy giao tip vi nhau cng rt cn thit. Phn cn li ca bi ny s trnh by v sng v truyn sng.

Bin v bc sng

Truyn thng v tuyn bt u khi cc sng v tuyn c to ra t mt my pht v gi n my nhn mt v tr khc. Sng v tuyn tng t nh cc cn sng m bn hay gp bin hay h. Sng c hai thnh phn chnh: bin v bc sng.

INCLUDEPICTURE "http://www.wimaxpro.org/Hinh_upload/hinh_blog/wlan6.jpg" \* MERGEFORMATINET

Bin l chiu cao, mnh hoc cng sut ca sng. Nu bn ang ng trc bin khi cc cn sng i vo b, bn c th cm nhn sc mnh ca nhng con sng ln so vi nhng cn sng nh. Thit b ng-ten cng thc hin mt chc nng tng t nhng vi sng v tuyn. Cc sng ln thng to ra nhiu tn hiu in trong mt ng-ten, gip cho tn hiu d nhn dng nhn ra hn.

Bc sng l khong cch gia hai im tng t trn hai nh sng lin tip. Bin v tn s c hai u l cc thuc tnh ca sng.

Bc x in t

u tin ta xt n sng in t. Bc x in t bao gm sng radio, vi ba, hng ngoi, nh sng kh kin, tia cc tm, tia X, v tia gamma. Tt c chng u truyn i vi vn tc nh sng l c = 3x108 m/s v to ra ph in t. S khc nhau gia cc loi sng in t ny ph thuc vo bc sng ca mi th v chnh ci gi l bc sng ny lin quan trc tip n nng lng ca sng (bc sng cng nh th nng lng cng cao).

Khi chng ta cung cp mt dng in xoay chiu c tn s cao vo mt dy dn th dy dn s to ra sng in t (radio wave) v truyn ra khng gian theo phng thng v mi hng. V d d hnh dung nht l s pht nh sng ca mt tri.

Nu ly mt vin th xung h nc, ta s to ra nhng gn sng nhp nh ln xung v di chuyn dn ra xa, sng in t cng bc x ra ngoi vi hnh dng y ht nh th v pht nng lng ra mi trng xung quanh.

Pha (Phase)

Pha l mt thut ng mang tnh tng i. N ch ra mi quan h gia hai sng c cng tn s. xc nh pha, bc sng c chia thnh 360 phn, c gi l . Nu bn ngh thng s ny ta nh thi gian bt u th nu c mt sng bt u t im 0 v mt sng khc bt u lc 90 , hai sng ny c xem l lch pha nhau 90 .

Trong mt mi trng l tng, sng c to ra v truyn t mt my ny v nhn mt cch hon ho bn my kia. Tuy nhin, truyn thng v tuyn khng xy ra trong mi trng l tng. C nhiu ngun gy nhiu v nhiu vt c nh hng sng khi n ang di chuyn. Hnh v di y v hai sng ang lch pha nhau 90 .

Thi gian v pha

Gi s bn c hai ng h ang ng yn v c hai cng chnh v 12 gi. Lc 12 gi, bn khi ng ng h u tin v sau mt gi, bn khi ng ng h th hai. ng h th hai c xem l i chm hn ng h th nht mt gi. Khi thi gian tri i, ng h th hai cng vn i sau ng h th nht 1 gi. C hai ng h cng duy tr mt ngy 24 gi nhng c hai khng ng b vi nhau. Cc sng lch pha nhau th cng l hai sng xut pht nhng thi gian khc nhau. C hai sng s hon thnh chu k 360 nhng n s lch pha vi nhau.

Cc phng thc iu ch

d liu c th c truyn, tn hiu phi c x l sao cho bn my nhn c cch phn bit bit 0 v 1. Phng php x l tn hiu sao cho n tng trng cho nhiu mu d liu c gi l iu ch. Phng thc ny s bin tn hiu vo trong sng mang. Phng thc ny m ha d liu sao cho n c th truyn. C ba kiu iu ch: iu bin (Amplitude Shift Keying - ASK), iu tn (Frequency Shift Keying - FSK), v iu pha (Phase Shift Keying - PSK).

tng cho phn iu ch tn hiu trong WLAN l cha cng nhiu d liu cng tt vo trong tn hiu v gim thiu lng d liu c th b mt do nhiu. Khi d liu b mt, n phi c truyn li, v v vy lm tn ti nguyn ca mng khng dy.

C hai k thut khc nhau c dng m t d liu:

Trng thi hin hnh (current state): vi k thut ny, gi tr hin hnh ca tn hiu c dng phn bit gi tr 0 v 1. K thut ny s gn mt gi tr c th ch ra gi tr nh phn l 0 hay l 1. mt thi im c th, gi tr ca tn hiu s xc nh gi tr nh phn. V d, bn c th m t gi tr 0 v 1 bng mt cnh ca bnh thng. Mi mt pht, bn kim tra xem ca l ng hay m. Nu ca l ang m, n tng trng cho gi tr 0. Nu ca ang ng, n tng trng cho gi tr 1. Tnh trng hin thi ca cnh ca, ng hay m, s xc nh gi tr 0 hay 1.

Chuyn trng thi (state transition): vi k thut ny, s thay i hay chuyn tn mc tn hiu s c dng phn bit 0 v 1. K thut ny c th m t gi tr 0 bng cch thay i pha ca sng mt thi im c th, trong khi gi tr 1 s c trng bng vic gi nguyn pha. mt thi im c th, yu t c s thay i hay khng c s thay i trong pha ca tn hiu s c dng xc nh gi tr nh phn. V d cnh ca bn trn c th c dng li mt ln na minh ha. C mi mt pht, nu cnh ca ang di chuyn (d m hay ng), n tng trng cho gi tr 0. Nu cnh ca ng yn (d ang m hay ng), n tng trng gi tr 1. Trong v d ny, trng thi chuyn i (di chuyn hay khng di chuyn) s xc nh gi tr 0 hay 1.

iu bin

iu bin thay i bin / cao ca tn hiu m t d liu nh phn. iu bin dng k thut trng thi hin hng, trong mt mc bin c dng tng trng mc 0 v mt mc c dng tng trng mc 1. Hnh bn di m t lm th no mt dng sng c th iu ch mt m ASCII, k t K dng phng php iu bin. Bin ln tng trng cho bit 1, trong khi bin nh tng trng cho mc 0.

Chnh bin ca sng s xc nh d liu ang c truyn. Bn my nhn, u tin my nhn s chia tn hiu nhn c ra thnh nhng khon thi gian c gi l thi gian ly mu. My nhn sau s kim tra sng tm ra bin . Ty thuc vo gi tr bin ca sng, my nhn s xc nh gi tr nh phn ang c truyn.

Nh bn cng c th bit, cc tn hiu khng dy th c th kh d on v cng c th b nhiu t nhiu ngun. Khi nhiu xy ra, n thng nh hng n bin ca tn hiu. V khi c mt s thay i trong bin c th lm cho my nhn din dch sai gi tr d liu, k thut ny phi c dng mt cch cn thn.

iu tn

iu tn thay i tn s tn hiu m t d liu nh phn. iu bin dng k thut trng thi hin hnh, trong mt mc tn s c th tng trng cho bit 0 v mt tn s khc tng trng cho bit 1. S thay i tn s s xc nh d liu ang c truyn. Bn my nhn ly mu ca tn hiu, n s xc nh tn s ca sng, v tu thuc vo gi tr tn s, my nhn s xc nh gi tr nh phn.

Hnh di y s m t lm th no mt dng sng c th m t k t K ca bng m ASCII dng k thut iu tn. Mc tn s nhanh hn c din dch nh mc 1 v mc tn s thp hn c din t nh mc 0.

Trong cc chun 802.11 ban u, k thut iu tn FSK c dng. Khi yu cu truyn thng nhanh hn, k thut FSK s i hi nhiu k thut t hn h tr tc nhanh hn. iu ny lm cho n khng cn thc t.

iu pha

K thut ny s thay i pha ca tn hiu m t d liu nh phn. iu pha dng k thut thay i trng thi, trong mt pha dng m t bit 0 v mt pha khc dng m t mc 1. S thay i trng thi ca pha s xc nh d liu ang c truyn. Khi my nhn ly mu tn hiu, n s xc nh pha v trng thi ca bit.

Hnh di y m t lm th no mt dng sng c th m t k t K dng k thut iu pha. Pha thay i u chu k dng m t gi tr nh phn l 1. Nu pha khng thay i u chu k th m t gi tr 0. iu pha dng nhiu trong cc chun 802.11. Mt cch tiu biu, bn my nhn s ly mu tn hiu v so snh pha ca mu hin hnh vi pha trc v xc nh s khc nhau. S khc nhau trong pha (lch pha) s c dng xc nh gi tr bit.

Cc phin bn cao cp ca iu pha c th m ha nhiu bit. Thay v dng hai pha xc nh gi tr nh phn, bn pha c th c dng. Mi pha trong b bn ny c th dng m t hai gi tr nh phn (00,01,10,11) thay v ch 1 (0 hoc 1), nh vy s gip ngn thi gian truyn. Hnh di y m t k t K trong bng m ASCII c th c m ha v truyn dng k thut ny. Bn ch l c t chu k ly mu hn hnh v trc.