Good
Trang 1Hệ thống điện thoại hoạt
động thế nào ?
Những thành phần cơ bản nhất cấu thành nên một hệ thống điện thoại là :
+ Điện thoại
+ Hệ thống tổng đài
+ Hệ thống antenna
+ Hệ thống truyền dẫn
Cấu tạo của một chiếc điện thoại đơn giản
Thực sự để tạo ra một thiết bị có khả năng sử dụng như một chiếc điện thoại rất đơn giản, giống như bạn vẫn thưởng chơi trò chơi điện thoại với 2 cái hộp diêm và một sợi dây đồng lúc còn nhỏ vậy Bạn có biết rằng cấu tạo của cái điện thoãi gần như không thay đổi suốt cả thế kỷ qua ! Bạn có thể lấy một cái điện thoại của nhưng năm 1920s đem nối vào mạng điện thoại hiện tại và nó vẫn có thể được sử dụng tốt.
Trang 2Dưới đây là cấu tạo đơn giản nhất của một chiếc điện thoại :
Một chiếc điện thoại được cấu tạo gồm 3 phần sau :
• Công tắc (hook switch) : sử dụng để kết nối và ngắt kết nối khỏi mạng điện thoại Điện thoại sẽ kết nối với mạng khi bạn nhấc điện thoại lên khỏi giá đỡ.
• Ống nghe (speaker) : bạn có thể tìm mua một cái ống nghe ngoài chợ với giá khoảng vài nghìn đồng, có điện trở 8 Ohm.
• Micro (Microphone) : trước đây ống nghe được cấu thành từ 2 lớp lá kim loại mỏng ép một lớp muội than ở giữa Âm thanh phát ra khi bạn nói sẽ làm nén, giãn lớp muội than dẫn đến thay đổi điện trở của lớp than, thay đổi dòng điện chạy qua micro.
Thật đơn giản đúng không ! Sử dụng chiếc điện thoại đơn giản ở hình trên bạn có thể tiến hành một cuộc gọi qua tổng đài bằng cách nhấp công tắc Hiện nay hầu hết các tổng đài vẫn có thể nhận dạng cuộc gọi bằng xung Có nghĩa là nếu bạn nhấp công tắc 4 lần
sẽ tương đương với bạn quay số 4.
Trang 3Cấu tạo của một chiếc điện thoại thật
Vấn đề tồn tại duy nhất đối chiếc điện thoại ở trên là bạn sẽ nghe lại tiếng nói của chính mình ở speaker sau khi nói vào micro Để giải quyết vấn đề này, trong điện thoại thật sẽ
có một thiết bị được gọi là “cuộn dây duplex” hoặc một thiết bị tương đương có chức năng ngăn không cho âm thanh của chính bạn vọng lại trong ống nghe Một chiếc điện thoại hiện đại còn có bộ phận “chuông” (ringer) dùng để báo hiệu, một bàn phím
(touch-tone keypad) và bộ phận phát tần số (frequency generator) Cấu tạo của chiếc điện thoại như hình dưới đây :
Tuy trông có vẻ phức tạp hơn chiếc điện thoại đầu tiên nhưng nó vẫn có cấu tạo khá đơn giản Trong điện thoại hiện đại, có 1 micro điện tử, bộ khuyếch đại tín hiệu và mạch điện
để thay thế cho lớp muội than và cuộn dây dẫn Chuông cơ khí được thay thế bằng ống nghe và một mạch điện phát tín hiệu chuông.
reference : howstuffworks
Điện thoại mẹ bồng con (cordless phone) là một trong những phát minh tuyệt vời trước khi điện thoại di động ra đời với giá rẻ như hiện nay Trong bài viết này để ngắn gọn tôi
sẽ gọi điện thoại “mẹ bồng con” với tên gọi là “điện thoại không dây”, nhưng bạn đừng lầm lẫn với điện thoại di động Với một chiếc điện thoại không dây, bạn có thể tự do đi lại và nói chuyện trong phạm vi căn nhà hoặc vườn nhà bạn Điện thoại không dây cũng
có những đặc tính tương tự như điện thoại cố định, trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu xem những chiếc điện thoại này làm việc như thế nào và tại sao lại có rất nhiều loại khác nhau trên thị trường.
Trang 4Điện thoại không dây V-Tech 2528 2.4 GHz
Một chiếc điện thoại không dây về cơ bản là một bộ gồm hai phần : một chiếc điện thoại
và một bộ thu phát sóng Một chiếc điện thoại được cấu thành từ 2 thiết bị : phần base (mẹ) và phần handset (con); chính vì thế mà điện thoại không dây còn được gọi là điện thoại “mẹ bồng con” trong tiếng Việt.
•Phần base : phần này được nối với đường dây điện thoại cố định trong nhà bạn Phần này có thể xem tương tự như một chiếc điện thoại cố định bình thường có chức năng nhận các cuộc gọi (dưới dạng tín hiệu điện) sau đó chuyển các tín hiệu này sang dạng
sóng radio (sóng FM – frequency modulation), sau đó phát tín hiệu này đến handset.
•Phần handset : nhận tín hiệu phát ra từ base, chuyển tín hiệu sóng thành tín hiệu điện
rồi truyền đến speaker, nơi tín hiệu sẽ được chuyển sang âm thanh mà bạn có thể nghe
được Khi bạn nói, handset sẽ phát tín hiệu âm thanh của bạn trên một sóng radio FM khác truyền ngược trở về base Base sẽ nhận tín hiệu, chuyển sang tín hiệu điện và
truyền đến người nói chuyện qua hệ thống điện thoại.
Base và handset hoạt động trên một cặp tần số nên bạn có thể vừa nghe, vừa nói chuyện
đồng thời Cập tần số này được gọi là cặp tần số duplex (cặp tần số song công - thực
Trang 5hiện cùng lúc 2 công : nghe và nói).
Sơ lược về lịch sử của điện thoại không dây :
Điện thoại không dây xuất hiện lần đầu tiên vào khoảng năm 1980 Chiếc điện thoại đầu tiên hoạt động ở tần số 27MHz Chiếc điện thoại đầu tiên này có những khuyết điểm sau :
+ Phạm vi hoạt động hẹp.
+ Chất lượng thoại kém do nhiễu và các tác nhân như vật chắn, thiết bị điện.
+ Bảo mật kém Do các kênh tần số ít nên người ngoài có thể dễ dàng xen vào cuộc điện đàm khi sử dụng một chiếc điện thoại không dây khác ở cùng kênh
Năm 1986, hiệp hội thông tin liên bang Mỹ (FCC _ Federal Communication
Commission) đã quy định khoảng tần số sử dụng cho điện thoại không dây từ 47 – 49 MHz Điều này đã làm giảm lượng nhiễu tác động lên điện thoại từ các thiết bị điện và đồng thời giảm công suất cần thiết để vận hành thiết bị Tuy nhiên điều này vẫn chưa giải quyết triệt để được vấn đề phạm vi hoạt động và chất lượng âm thanh của điện thoại không dây.
Do tần số hoạt động được quy định ở trên nhanh chóng bị đầy nên năm 1990, FCC đã quy định tần số mới là 900MHz cho điện thoại không dây Khi hoạt động ở tần số cao hơn, chất lượng thoại được cải thiện hơn, truyền tín hiệu xa hơn và có khả năng chọn được nhiều kênh hơn Tuy vậy giá tiền một chiếc điện thoại không dây vẫn còn khá cao Vào năm 1994, điện thoại không dây kỹ thuật số hoạt động ở tần số 900MHz ra đời Tín hiệu số làm tăng tính bảo mật của điện thoại, chống nghe trộm Năm 1995, kỹ thuật trải
Trang 6phổ (DSS _ Digital spread spectrum) được áp dụng vào điện thoại không dây Kỹ thuật trải phổ cho phép tín hiệu số của điện thoại không dây có thể được trải ra trên nhiều tần
số khác nhau, vì vậy càng làm tăng tính bảo mật của điện thoại không dây.
Vào năm 1998, FCC đưa ra chuẩn 2.4GHz cho điện thoại không dây Chuẩn này đã góp phần tăng phạm vi hoạt động của điện thoại và cách ly tần số hoạt động của điện thoại không dây khỏi các thiết bị vô tuyến khác, làm tăng khả năng bảo mật của nó lên một bậc nữa.
Các đặc tính của điện thoại không dây
—————————————
Về cái gọi là “thông số kỹ thuật” của mạng điện thoại là một khái niệm rất rộng, khó có thể trình bày hết được Trong thư viện bạn có thể tìm thấy các tiêu chuẩn này được trình bày thành khoảng vài quyển sách dày như từ điển BK vậy Các thông số kỹ thuật phần cứng của điện thoại cũng như mạng điện thoại, hoặc bất kỳ một hệ thống nào trên thế giới như LAN network, hardware, internet protocol, v.v…đều là chuẩn quốc tế, do một số hiệp hội viễn thông quốc tế quy định Tuy nhiên không phải chỉ có duy nhất một chuẩn duy nhất mà có thể có nhiều chuẩn tuỳ theo khu vực.
Nếu xét về điện thoại cố định , là mạng điện thoại sử dụng dây truyền dẫn, không phải
là truyền qua sóng vô tuyến thì chuẩn ở trên thế giới là như nhau ở mọi nơi Nếu có khác biệt thì chỉ khác biệt về dịch vụ mà công ty điện thoại cung cấp cho người dùng chứ không khác về cấu tạo phần cứng của chiếc điện thoại (với chức năng nghe - nói) Vì vậy
em có thể an tâm cầm chiếc điện thoại cố định ở Nhật về việt nam dùng Nhưng cùng đừng thắc mắc là tại sao ở Nhật cái điện thoại đó có thể là điện thoại truyền hình mà ở việt nam lại không thể
Về chuẩn của điện thoại di động và mạng di động mình sẽ trình bày cụ thể hơn trong một bài viết khác Chỉ xin nói trước là chuẩn của việt nam và Nhật khác nhau.
Điện thoại không dây có những đặc tính giống với với điện thoại cố định, và vì có nhiều loại điện thoại khác nhau nên cũng có nhiều đặc tính khác nhau.
Những đặc tính quan trọng
Các bạn hẳn còn nhớ rằng điện thoại không dây gồm có 2 phần là chiếc điện thoại và bộ phận thu phát sóng Vì nó có bộ phận thu phát sóng nên nó mang những tính chất mà ở một điện thoại thường không có :
• Phạm vi hoạt động
• Chất lượng thoại
• Tính bảo mật
Phạm vi hoạt động là phạm vi mà bạn có thể di chuyển trong lúc nói chuyện điện thoại Chất lượng âm thanh bị ảnh hưởng bởi cự ly, hướng truyền sóng và các vật chắn như đồ đạc, các bức tường Tính bảo mật được nhắc đến vì sóng radio giữa handset và base
Trang 7được truyền trong không gian tự do nên có thể bị nghe trộm bởi một thiết bị thu radio khác.
Những tính chất trên liên quan đến những đặc tính sau của điện thoại :
• Tần số radio
• Kỹ thuật analog, digital
• Số lượng kênh thu phát sóng
Tần số radio
Dưới đây là một số tần số thông dụng được sử dụng trong điện thoại không dây Điện thoại không dây sử dụng 2 tần số theo từng cặp để thực hiện đồng thời 2 chức năng thu phát trong dải tần số được quy định.
• 43-50 MHz
• 900 MHz
• 2.4 GHz
• 5.8 GHz
Ứng với tần số càng cao thì phạm vi hoạt động của điện thoại không dây càng lớn, khả năng chống nhiễu càng tốt và càng khó bị nghe trộm bởi các thiết bị thu phát khác Tần
số 900MHz là tần số thông dụng nhất hiện nay trên thị trường, tại việt nam hầu hết các điện thoại không dây sử dụng tần số này Tuy nhiên tần số này cùng được sử dụng cho nhiều thiết bị không dây khác nên khả năng nghe trộm vẫn còn khá cao.
Ứng với các dải tần được quy định như trên, số lượng kênh có thể sử dụng như dưới đây :
•10 to 25 kênh - 43-50 MHz và một số điện thoại 900MHz loại rẻ tiền
•20 to 60 kênh - hầu hết các điện thoại 900 MHz
•50 to 100 kênh - một số điện thoại 900 MHz và 2.4/5.8 GHz.
Các loại cáp
Có 4 loại cáp chính được sử dụng trong các mạng truyền thông ngày nay : Cáp đồng trục, dây xoắn không có vỏ bọc, dây xoắn có vỏ bọc và cáp quang.
Cáp đồng trục
Cáp đồng trục sử dụng tốt cho các mạng loại nhỏ Vì cáp đồng trục thường được sử dụng trong các mạng có cấu trúc dạng trục (bus topology) nên cần ít dây cáp và không cần sử dụng hub Cáp đồng trục có khả năng chống nhiễu khá tốt vì thế nó thường được sử dụng trong môi trường sản xuất
Tuy nhiên cũng có một vài hạn chế đối với cáp đồng trục Cáp đồng trục sử dụng trong bus topology tuy tiết kiệm được dây dẫn nhưng lại không thể cô lập được trục trặc khi xảy ra lỗi mạng Ngày nay các mạng LAN tốc độ cao không hỗ trợ cáp đồng trục.
Cáp đồng trục sử dụng cho Ethernet có điện trở 50 Ohm Dây đồng trục cho tivi có điện trở 75 Ohm Vì đây là các tiêu chuẩn đã được thống nhất nên nếu dùng sai loại cáp sẽ ảnh hưởng đến mạng.
Trang 8Cặp dây xoắn không có vỏ bọc
Dây xoắn dùng trong mạng điện thoại, mạng Token ring 4 & 16 Mbps, Ethernet, 100 Mbps Ethernet, FDDI (CDDI), 155 Mbps ATM Dây xoắn được chia ra thành một số loại như sau :
• Loại 1,2 dùng cho mạng truyền tín hiệu thoại.
• Loại 3 có băng thông đến 10 MHz, dùng cho Ethernet (10 Mb/s)
• Loại 4 có băng thông đến 20 MHz, dùng cho mạng Token Ring (16 Mb/s).
• Loại 5 có băng thông đến 100 MHz, dùng cho mạng Fast Ethernet (100 Mb/s) và ATM (155 Mb/s).
Dây xoắn thường được dùng trong mạng kiểu hình sao (star topology) Các mạng kể trên chỉ sử sụng 2 cặp dây (4 dây) Mạng điện thoại chỉ sử dụng 1 cặp dây cho 1 đường điện thoại.
Cặp dây xoắn có vỏ bọc
Dây xoắn có vỏ bọc được chia làm 2 loại Loại dây nguyên thủy được đưa ra bởi IBM,
sử dụng trong các mạng Token ring Loại dây này hỗ trợ các đầu kết nối kiểu UDC (Universal Data Connector) Các đầu kết nối kiểu này thường lớn và có cả 2 loại đầu đực và cái nên có thể gắn vào nhau được Loại dây này khá kềnh càng, mỗi cặp dây xoắn
có một vỏ bọc và chùm dây có chung một vỏ bọc bên ngoài Loại cáp này có băng thông đến 16MHz Loại cáp này không có tương lai do chỉ hỗ trợ chuẩn của IBM, mạng kiểu Token –Ring do tốc độ chậm, cồng kềnh.
Gần đây, thế hệ mới của dây xoắn được giới thiệu và phát triển bởi một số công ty như ITT Datacomm Thay vì mỗi cặp dây xoắn có một vỏ bọc riêng, loại này chỉ sử dụng chung một vỏ bọc cho toàn bộ chùm dây Loại dây này sử dụng đầu nối RJ-45 được thiết
kế nối mát sẵn Loại này gọn nhẹ và dễ lắp đặt, sử dụng cho mạng ATM 155Mbps.
Cáp quang
Cáp quang có khả năng sử dụng với băng thông gần như vô hạn và hoàn toàn không bị nhiễu Vần đề tồn tại duy nhất là giá thành và lắp đặt Cáp quang thường được sử dụng trên các đường truyền xuyên quốc gia, xuyên lục địa do khả năng truyền trải thông tin cực lớn.
Cáp quang có cấu tạo là những sợi thuỷ tinh tinh khiết, có kích thước cỡ sợi tóc của chúng ta Tín hiệu ánh sáng sẽ được truyền đi qua cáp Một sợi cáp quang đơn lẻ cấu tạo gồm 3 phần chính :
• Lõi trong cùng là sợi thuỷ tinh
• Lớp vật liệu phản quang có tác dụng phản xạ lại tia sáng hoàn toàn vào phía trong
• Lớp vỏ plastic
Trang 9Hàng trăm hoặc hàng ngàn những sợi như trên được gom lại với nhau để tạo thành một sợi cáp quang.
Có hai loại cáp quang : Loại đơn thể và loại đa thể.
Loại đơn thể
• Đường kính lõi : 0.00035 inch (hay 9 micron)
• Tia sáng được truyền đi là tia laser (bước sóng 1300 đến 1550 nm)
Loại đa thể
• Đường kính lõi : 0.0025 inch (hay 62.5 micron)
• Tia sáng được truyền đi là tia hồng ngoại (bước sóng 850 đến 1300 nm)
Một vài loại cáp quang được chế tạo từ plastic Những loại cáp này có lõi khá lớn
(khoảng 1mm) Tia sáng truyền đi là tia thuộc dải ánh sáng đỏ (bước sóng 650nm)
PHẦN MỞ RỘNG:
HỆ THỐNG VIỄN THÔNG ĐIỆN TỬ
Công nghệ viễn thông điện tử đã tiếp tục tiến bộ nhanh chóng kể từ khi có phát minh hệ thống điện tín và điện thoại đến mức nó đã cách mạng hoá các phương tiện thông tin truyền thông khoảng một thế kỷ trước đây Ngày nay, hệ thống viễn thông điện tử được xem như các phương tiện kinh tế nhất có được để trao đổi tin tức và các số liệu Ngoài ra song song với tǎng trưởng về xã hội kinh tế, việc hình thành các phương tiện cần thiết cho viễn thông điện tử đã trở nên phức tạp hơn và có khuynh hướng kỹ thuật cao nhằm đáp ứng nhu cầu đang tǎng về các dịch vụ có chất lượng cao và dịch vụ viễn thông tiên tiến hơn; mặc dù vậy các thiết bị có thể được hình thành theo các cách khác nhau và có các mức độ phức tạp khác nhau theo các yêu cầu của người sử dụng.
Về cơ bản chúng được mô phỏng như sau (diễn giải) :
Hình 1.1 Cấu tạo của mạng lưới viễn thông.
Nguồn thông tin: Con người hay máy để phát ra thông tin cần truyền đi Thông tin phát
ra được phân loại thành tiếng nói, mã, và hình ảnh (ký tự, ký hiệu và hình ảnh)
Thiết bị truyền: Bộ phận hay thiết bị để chuyển thông tin phát ra thành các tín hiệu để được truyền đi qua đường truyền dẫn
Đường truyền dẫn: Một phương tiện để truyền các tín hiệu từ thiết bị truyền đến thiết bị
Trang 10nhận Các loại cáp đồng trục, cáp quang, không gian, và các hướng sóng được dùng rộng rãi cho mục đích này Các tín hiệu được gửi đi qua đường truyền bị nhiễu bởi các yếu tố như tiếng ồn
Thiết bị nhận: Là một bộ phận hay thiết bị dùng để biến đổi các tín hiệu đã nhận được thành các tín hiệu ban đầu
Người sử dụng: Là con người hay máy nhận thông tin đã được phục hồi từ thiết bị nhận
Hệ thống viễn thông điện tử được sử dụng phổ biến nhất là hệ thống thông tin điện thoại trong đó con người là nguồn thông tin cũng lại là người sử dụng, còn máy điện thoại dùng làm thiết bị truyền thiết bị nhận Hiện nay loại máy (bǎng) dịch vụ thông báo thông tin trong đó máy hoạt động như nguồn thông tin và con người như là người sử dụng có như cầu cao Ngoài ra, việc giao tiếp giữa máy với máy như việc trao đổi số liệu hiện cũng đang hoạt động Như trình bày ở hình 1.2, các quá trình trao đổi được tiến hành thông qua giao diện giữa người với máy, và giữa máy với máy, như trong trường hợp các phương pháp thông thường, sẽ trở nên ngày càng thông dụng hơn
Hình 1.2 Truyền, nhận thông tin
Xu thế phát triển các mạng lưới viễn thông hiện nay được mô tả ngẵn gọn ở phần sau Trước hết, là giải thích về việc đa dạng hoá các dịch vụ viễn thông và các phương tiện Cùng với các dịch vụ viễn thông điện tử thông dụng dựa trên cơ sở các hệ thống điện thoại và điện tín hoạt động một cách độc lập thông qua việc sử dụng mạng lưới thuê bao điện thoại, mạng lưới chuyển mạch rơ-le điện tín, và mạng lưới thuê bao điện tín, một số các phương tiện có độ phức tạp cao và rất mạnh càng tǎng lên như các các phương tiện truyền số liệu và hình ảnh để truyền thông tin các loại và cho phép thực hiện các dịch vụ phi điện thoại đang được lắp đặt và vận hành, đang cách mạng hoá cuộc sống của chúng ta.
Dịch vụ phi điện thoại được đưa ra hiện nay yêu cầu các thiết bị và phương tiện viễn thông tiên tiến và chuyên môn hoá cao độ.Thực tế này càng trở nên rõ ràng hơn khi chúng ta kiểm tra các loại tần số hiện đang dùng; không giống như các phương tiện phổ thông chỉ yêu cầu các dường tín hiệu 4 KHz cho các loại dịch vụ, các dải tần 1-4 MHz, 12-240 KHz, và 12-240 KHz đang được sử dụng, một cách tương ứng cho Video, các số liệu tốc độ vừa và cao, truyền fax để đáp ứng các đặc tính dịch vụ của chúng; đồng thời khi cung cấp một dịch vụ, các tần số khác nhau có thể được sử dụng để có kết quả tối ưu Theo đó, việc thiết lập nhiều mạng lưới viễn thông khác nhau, sử dụng các dải tần khác nhau và các dịch vụ khác nhau là điều không thực tế và không kinh tế Do vậy một nhu
