Testing cable
- 1. Module 4 KIỂM TRA CÁP SÓNG: • Các chuyên viên mạng đặc biệt quan tâm đến sóng điện áp trên đường truyền cáp đồng, sóng ánh sáng trong sợi quang học, và trường điện từ biến thiên được gọi là sóng điện từ. • Biên độ của tín hiệu điện là độ cao của tín hiệu đó và nó được đo bằng vôn. • Chu kì của sóng là khoảng thời gian giữa mỗi sóng, được đo bằng giây. • Tần số là số chu kì trong một giây, được đo bằng Hz. • Nếu sự nhiễu loạn được gây ra một các cố ý và liên hệ đến sự ổn định trong một khoảng thời gian có thể dự đoán được gọi là một xung (Pulse). • Các xung rất quan trọng trong tín hiệu điện bởi chúng xác định giá trị của số liệu đang được truyền. Biên độ Có sự thay đổi gì trong mỗi đồ thị?
- 2. SÓNG HÌNH SIN: Sóng hình sin là đồ thị của các hàm toán học. Sóng sin có những đặc điểm nhất định: – Sóng hình sin là tuần hoàn, tức là nó lặp đi lặp lại như một khuôn mẫu theo định kì. – Sóng sin liên tục biến đổi, có nghĩa là không có hai điểm kề nhau trên đồ thị có cùng giá trị. – Sóng sin là dạng đồ họa biểu diễn cho nhiều điều xảy ra trong tự nhiên có tính chất thay đổi thường xuyên theo thời gian. – ví dụ như sóng analog. Tần số
- 3. A = biên độ (chiều cao hoặc độ sâu của sóng) T = chu kì (thời gian hoàn thành một sóng) F = Tần số (số chu kì được thực hiện trong 1 giây). SÓNG VUÔNG • Sóng vuông cũng giống sóng hình sin ở đặc tính tuần hoàn. • Đồ thị sóng vuông không liên tục thay đổi theo thời gian. • Sóng này duy trì một giá trị trong một khoảng thời gian, sau đó thay đổi đột ngột sang một giá trị khác. • Giá trị này được giữ trong một thời gian nào đó, sau đó nhanh chóng trở về giá trị ban đầu. • Sóng vuông biểu diễn các tín hiệu digital hoặc xung. A= biên độ (chiều cao của xung)
- 4. HỆ ĐẾM VÀ LŨY THỪA Trong mạng, có ba hệ đếm cơ bản: – Cơ số 2: Hệ nhị phân – Cơ số 10: Hệ thập phân – Cơ số 16: Hệ Hexa – Hệ 16 Cơ số của một hệ thống số đề cập đến số kí hiệu khác nhau có thể chiếm tại một vị trí. Lũy thừa của một cơ số của một hệ thống cũng được xem như trọng số của mỗi kí số. Kí số có giá trị nhỏ nhất có trọng số là lũy thừa 0 của cơ số hay có giá trị là 1. Kí số kế tiếp có trọng số là lũy thừa 1 của cơ số. DECIBELS • Decibels (dB) là một đơn vị đo lường quan trọng trong việc mô tả các tín hiệu mạng. • Các đơn vị đo lường thông thường được sử dụng trong các công thức để tính toán số lượng tăng hoặc giảm trong các tín hiệu kết nối mạng là: – Decibels – Watts – Volts • Chúng được sử dụng để mô tả tất cả các tín hiệu mạng, kể cả sóng điện áp trên cáp đồng, xung trong sợi quang, hoặc sóng âm trong một hệ thống không dây. • Decibel liên hệ với lũy thừa và logarit. • Có hai công thức để tính decibel: – dB = 10 log10 (Pfinal / Pref) – dB = 20 log10 (Vfinal / Vreference)
- 5. • Học sinh không được dự kiến sẽ nắm vững các công thức, chỉ để nhận ra rằng decibel là biện pháp chủ yếu của tín hiệu và nhiễu trong tất cả các hệ thống thông tin liên lạc. • Công thức đầu tiên mô tả decibel theo thuật ngữ công suất. – dB = 10 log10 (Pfinal / Pref) • Các biến đại diện cho các giá trị sau: – dB đo lường tổn thất hay độ lợi công suất của sóng. – Log10 ngụ ý rằng số trong dấu ngoặc sẽ được lấy logarith theo cơ số 10 – Pfinal là công suất đầu ra được tính theo Watt. – Pref là công suất ban đầu được tính theo Watt. • Thông thường, sóng ánh sáng trong sợi quang và sóng radio trong không gian được đo lường theo công thức công suất. Ví dụ về decibel: Nếu Pfinal là 1 microWatt (1 x 10-6 hoặc 0,000001 Watts) và Pref là 1 miliwatt (1 x 10-3 hoặc 0,001 Watts), các tổn thất hay độ lợi trong decibel là gì? Là giá trị này là tích cực hay tiêu cực? Có giá trị đại diện cho tổn thất hay độ lợi công suất không? dB = 10 * Log10 ( Pfinal / Pref ) dB = 10 * Log10 (.000001 / .001 ) dB = 10 * Log10 ( .001 ) dB = 10 * -3 dB = -30 cho biết tổn thất công suất
- 6. • Công thức thứ 2 theo thuật ngữ điệp áp volt. – dB = 20 log10 (Vfinal / Vreference) • Các biến đại diện cho các giá trị: – dB đo lường tổn thất hay độ lợi công suất của sóng. – Log10 ngụ ý rằng số trong dấu ngoặc sẽ được lấy logarith theo cơ số 10 – Vfinal là điện áp đầu ra được tính theo volt. – Vref là điện áp ban đầu được tính theo volt. • Thông thường sóng điện từ trong cáp đồng được đo lường theo công thức điện áp. • 10 mV (10 * 0,001 = 0,01) được xác định vào cuối cáp. Các nguồn điện áp là 1 Volt. Độ tổn thất hay độ lợi trong decibel là bao nhiêu? dB = 20 * Log10 ( Vfinal / Vref ) dB = 20 * Log10 (.01 / 1 ) dB = 20 * Log10 ( .01 ) dB = 20 * -2 dB = -40 cho biết tổn thất điện áp.
- 7. OSCILLOSCOPE • Oscilloscope là một thiết bị điện quan trọng được dùng để khảo sát các tín hiệu như sóng điện áp và xung. • Trục x trên màn hình biểu diễn thời gian. • Trục y biểu diễn cho điện áp hay dòng điện. • Thông thường có hai đầu vào trục y, vì vậy có thể quan sát và đo lường được hai sóng cùng một lúc. Loại sóng nào được hiển thị trên Oscilloscope?
- 8. TẠP ÂM (NHIỄU) • Tạp âm hay nhiễu là một khái niệm quan trọng trong các hệ thống thông tin, bao gồm các LAN. • Tạp âm thường được xem như các âm thanh không hề mong muốn, tạp âm trong hệ thống được xem như là các tín hiệu không muốn có. • Tạp âm có nguồn gốc từ tự nhiên hay bản thân công nghệ và được cộng vào các tín hiệu dữ liệu trong các hệ thống thông tin. • Tất cả các hệ thống thông tin đều có một lượng tạp âm nhất định. • Mặc dù không thể triệt tiêu tạp âm một cách hoàn toàn nhưng có thể hạn chế ảnh hưởng của nó đến mức tối thiểu nếu hiểu rõ nguồn gốc của chúng. • Có rất nhiều nguồn sinh ra tạp âm như: – Các cáp gần nhau có dẫn tín hiệu. – Nhiễu băng tần radio (RFI), đây là tạp âm từ các tín hiệu khác đang được truyền gần nhau. – Nhiễu điện từ (EMI) đây là tạp âm phát sinh từ các nguồn lân cận như các động cơ và nguồn sáng. – Tạp âm laser tại bộ thu phát tín hiệu quang.
- 9. • Tạp âm ảnh hưởng như nhau lên toàn bộ giải tần số chuyền được gọi là nhiễu trắng. • Tạp âm chỉ ảnh hưởng đến 1 dải nhỏ của tần số gọi là nhiễu băng hẹp. • Khi được tách trên LAN, nhiễu trắng sẽ ảnh hưởng đến tất cả các hoạt động truyền số liệu ,nhưng nhiễu băng hẹp có lẽ chỉ làm gián đoạn các tín hiệu nào đó. BĂNG THÔNG • Băng thông là một khái niệm quan trọng trong các hệ thống truyền thông. • Đường truyền vật lý, các công nghệ hiện hành và các định luật vật lý hạn chế băng thông này. • Hai phương pháp xem xét băng thông có tầm quan trọng trong nghiên cứu các LAN là – Băng thông analog . – Băng thông digital. • Băng thông analog thường được xem như giải tần số của hệ thống điện tử dung kỹ thuật analog • Đơn vị đo lường băng thông analog là hert • giống như đơn vị của tần số. Ví dụ 60 MHz, 20 KHz • 1 hz là tương đương với 1 chu kì trên mỗi giây Đơn vị của băng thông digital Kí hiệu Đổi đơn vị Bit/giây Bps Đơn vị cơ bản của băng thông Kilobit/giây Kbps 1kbps = 1000 bps Megabit/giây Mbps 1Mbps =1000.000bps=1000kbps Gigabit/giây gbps 1Gbps=1000.000.000 bps=1000Mbps • Băng thông digital đo lường lượng thông tin có thể di chuyển đi từ nơi này đến nơi khác trong 1 khoảng thời gian cho trước. • Đơn vị đo lường băng thông digital là bit trên giây (bps).
- 10. • Vì các LAN có khả năng truyền với tốc độ hàng triệu bit trong 1 giây nên việc đo lường được biểu diễn bằng kilobit/giây hay megabit trên giây (mbps). • 1,6 mbps khác với 1,6 megabyte/giây • 8 bit bằng 1 byte. Do đó 1,6 megabit mỗi giây tương đương vs 0,2 MB mỗi giây. • 1,6 megabits /8 = 0,2 MBps • Trong quá trình kiểm tra cáp, băng thông analog được dùng để xác định băng thông digital của cáp đồng. • Các tần số analog được truyền từ một đầu và được tiếp nhận tại đầu kia. • Hai tín hiệu này được so sánh sau đó và lượng suy giảm của tín hiệu được tính toán. PHÁT TÍN HIỆU QUA DÂY ĐỒNG • Trên cáp đồng các tín hiệu số liệu được biểu diễn dưới dạng các mức điện áp đại diện cho các bit 1 và 0. • Để LAN hoạt động tốt thiết bị thu phải có khả năng biên dich chính sác các giá trị nhị phân 0 và 1 được truyền theo các mức điện áp. • Có hai loại cáp đồng cơ bản là: – Được che chắn bảo vệ – Không chắn bảo vệ. • Trong cáp che chắn bảo vệ thì vật liệu bảo vệ che chắn cho tín hiệu số liệu khỏi sự tác động của các nguồn dây nhiễu từ ngoài và các tạp âm phát sinh bởi các tín hiệu điện trong cùng dây cáp.
- 11. CÁP ĐỒNG TRỤC • Cáp đồng trục là 1 loại cáp được che chắn bảo vệ. • Nó bao gồm đặc được bao xung quanh bằng vật liệu cách điện kế tiếp là được bao bọc một lưới dẫn điện bảo vệ. Trong các LAN lưới bảo vệ được tiếp đất bảo vệ day dãn tín hiệu bên trong khỏi các tác động của tạp âm điện từ ngoài. Lớp bảo vệ giúp ngăn sự thất thoát tín hiệu nhờ kèm giữ tín hiệu truyền bên trong cáp. • Sự cần thiết tiếp lớp bảo vệ và kích thước cồng kềnh của cáp trục làm cho khó lắp đặt hơn so với các loại khác. HAI LOẠI CÁP XOẮN • Có hai loại cắp xoắn: STP(shielded twisted-pair)và UTP (unshielded twisted-pair). • Cáp STP chứa một màn dẫn điện bọc ngoài , nó được tiếp đất để cách ly các tín hiệu xuyên nhiễu từ ngoài. STP cũng dùng lá kim loại chắn trong để bảo vệ cho từng đôi dây chống lại tạp âm phát sinh từ các đôi dây khác cùng cáp. • Cáp UTP không có lớp chắn bảo vệ và dễ bị ảnh hưởng bởi tạp âm bên ngoài nhưng nó lại được dùng nhiều nhất bởi rẻ tiền và dễ lắp đặt .
- 12. CÁP SỢI QUANG • Cáp sợi quang được dùng để truyền các tín hiệu số liệu bằng cách tăng giảm cường độ ánh sáng để biểu diễn các giá trị nhị phân 0 và 1. • Cường độ của ánh sáng không bị giảm đi như cường độ tín hiệu điện . • Các tín hiệu quang không bị ảnh hưởng bởi tạp âm điện. • Sợi quang thường được dùng giữa các tòa nhà và giữa các tầng bên trong một tòa nhà.
- 13. SUY GIẢM • Sự suy giảm là sự giảm biên độ tín hiệu qua một liên kết dài. • Chiều dài cáp càng lớn và tần số tín hiệu càng cao sẽ làm tăng sự suy giảm tín hiệu. • Sự suy giảm được biểu diễn qua decibel (dB) dùng giá trị âm . • Giá trị dB âm nhỏ hơn chỉ ra phẩm chất tốt hơn của liên kết.
- 14. CÁP SỢI QUANG Có vài yếu tố tham gia gây ra sự suy giảm. • Chiều dài cáp. • Điện trở của dây đồng biến một phần năng lượng của tín hiệu điện thành nhiệt Năng lượng của tín hiệu bị mất mát do sự dò dỉ qua lớp cách điện của cáp . • Bởi trở kháng gây ra bởi các đầu nối có sai sót. NHIỄU XUYÊN ÂM • Tạp âm là bất kỳ năng lượng điện nào trên cáp truyền gây khó khăn cho máy thu trong việc biên dịch số liệu truyền đến từ máy phát. • Nhiễu xuyên âm liên đới đến hoạt động truyền tín hiệu trên dây dẫn nằm kề . • Xuyên âm cũng có thể bị gây ra bởi các tín hiệu trên các cáp tách biệt nhưng gần nhau . • Xuyên âm nguy hại hơn khi tần số truyền càng cao .
- 15. CÁC TIÊU CHUẨN KIỂM TRA CÁP • TIA/EIA-568-B mô tả 10 kiểm thử mà cáp đồng phải qua trước khi được dùng cho các LAN Ethertent tốc độ cao hiện nay . • Mười thông số kiểm tra chủ yếu phải được xác định cho một liên kết cáp phù hợp với TIA/EIA là: – Wire map – Insertion loss – NEXT – PSNEXT(Equal-level far-end Crosstalk) – ELFEXT(power sum equal-level far-end Crosstalk) – Return loss – Propagation delay – Cable length – Delay skew
- 16. 32 Version 3.0 Cable Testing 4.2.5
- 17. ĐỘ TRỄ LAN TRUYỀN • Độ trễ lan truyền là sự đo lường đơn giản mà một tín hiệu cần phải doc theo cáp để đến đích. • Độ trễ trong một đôi dây tùy thuộc vào chiều dài của dây, tỉ lệ xoắn và đặc tính điện. • Sự đo lường độ trễ lan truyền căn cứ vào đo lường chiều dài . • Máy đo kiểm đo chiều dài cuả dây dựa vào độ trễ điện được đo bởi kiểm thứ TDR,chứ không phải dựa vào chiều dài vật lý của cáp. • Trễ lan truyền của các đôi dây khác nhau trong một cáp có thể sai biệt một ít bởi sự khác biệt số lượng vòng xoắn và đặc tính điện của mỗi đôi dây và độ trễ khác nhau giữa các đôi dây được gọi là Delay skew. CÁP SỢI QUANG • Một liên kết sợi quang gồm hai sợi thủy tinh tách biệt hoạt động như là hai đường số liệu độc lập . • Một sợi mang tín hiệu số liệu truyền theo một hướng trong khi sợi thứ hai mang tín hiệu cho hướng ngược lại . • Mỗi sợi thủy tinh được bọc một lớp chắn ngăn không cho ánh sáng xuyên qua , nhờ đó không có vấn đề xuyên âm trên cáp sợi quang . • Sự xuyên nhiễu điện từ từ bên ngoài hay tạp âm đều không ảnh hưởng đến cáp sợi quang . • Sự suy giảm có sảy ra trên các liên kết, nhưng ít hơn so với cáp đồng. • Các liên kết sợi quang đều phải chịu chi phối bởi vấn đề quang tương đương với các gián đoạn trở kháng trên UTP. • Khi ánh sáng gặp phải một gián đoạn quang, một số tín hiệu ánh sáng bị phản ngược lại và chỉ một phần của ánh sáng gốc xuyên qua sợi đến được đầu thu. Các đầu nối được lắp đặt không tốt là nguyên nhân chính gây ra sự phản xạ ánh sáng và suy hao cường độ tín hiệu trong sợi quang
- 18. KIỂM TRA CÁP SỢI QUANG • Đo kiểm cáp sợi quang liên quan chủ yếu đến việc chiếu một ánh sáng vào sợi quang và đo lường xem lượng ánh sáng đại đến đích có đủ lớn hay không. • Trên một liên kết sợi quang , lượng tổn thất công suất có thể chấp nhận được sao cho phần còn lại không dứơi mức yêu cầu của máy thu phải được tính toán rõ ràng . • Lượng tính toán này được xem như là chi phí tổn thất liên kết quang. • Thông thường ,vấn đề là ở chỗ có một hay nhiều kết nối gắn không tốt. CÁC TIÊU CHUẨN MỚI • Vào ngày 20 tháng 6 năm 2002 , việc bổ sung Cat 6 vào TIA-568 đã được công bố. • Ký hiệu chính thức của chuẩn là ANSI?EIA-568-B.2.1. • Mặc dù kiểm tra Cat 6 cơ bản giống như những kiểm thử đối với Cat 5, nhưng cáp cat 6 phải được kiểm tra với đánh giá cao hơn. Cat 6 có mức xuyên âm và return loss thấp hơn