Công Nghệ Truyền Thông Không Dây

15 Tháng Ba 20191:02 SA(Xem: 403)

Công nghệ truyền thông không dây

Hà Dương Cự

blank
Truyền thông không dây qua vệ tinh. (Hình: commons.wikimedia.org)

Hiện nay mọi người không ít thì nhiều đều dùng những áp dụng của công nghệ truyền thông không dây (wireless communication). Trong nhà thì dùng Wi-Fi, trên xe thì có bluetooth và ngoài đường thì dùng điện thoại di động tất cả đều là truyền thông không dây. Bài này giải thích công nghệ truyền thông không dây và những áp dụng của nó.

Lịch sử công nghệ truyền thông không dây

Công nghệ truyền thông không dây được xây dựng trên nhiều công trình khảo cứu khoa học của nhiều nhà bác học như ông Michael Faraday, người giải thích về cảm ứng điện từ; ông Clerk Maxwell, người khai triển lý thuyết về điện từ trường; và ông Heinrich Hertz người tạo ra sóng radio đầu tiên. Nhưng ông Guglielmo Marconi là người đầu tiên phát minh ra hệ thống điện báo (telegraph) không dây vào năm 1896. Vì phát minh này ông được trao giải Nobel Vật Lý vào năm 1909.

Từ thời ông Marconi kỹ thuật truyền thông không dây được phát triển qua nhiều giai đoạn và đi song song với những tiến bộ về điện tử và máy tính.

Căn bản về truyền thông không dây

Truyền thông không dây là kỹ thuật gửi và nhận tín hiệu qua không gian. Tín hiệu được truyền đi bằng sóng điện từ (electromagnetic wave). Những sóng đó nằm trong phổ điện từ (electromagnetic spectrum). Ánh sáng mà mắt thường thấy được là một phần nhỏ trong phổ điện từ. Sóng radio, tia X, tia hồng ngoại (infrared) và tia cực tím (ultraviolet) đều là sóng điện từ.

Sóng điện từ được đo bằng độ dài sóng (wavelength) hay tần số (frequency). Độ dài sóng là chiều dài đo từ một cao điểm của sóng tới cao điểm kế. Tần số là số chu kỳ của sóng trong một đơn vị thời gian. Độ dài sóng và tần số liên hệ với nhau qua một phương trình toán học. Tần số càng cao thì độ dài sóng càng ngắn. Đơn vị của tần số là Hertz, viết tắt là Hz, được định nghĩa là số chu kỳ trong một giây. Một ngàn Hertz là kilohertz, ký hiệu kHz, một triệu Hertz là megahertz, ký hiệu MHz; một tỷ Hertz làgigahertz ký hiệu GHz.

Truyền thông không dây có thế phân loại tùy theo độ dài sóng dùng.

blank
Phổ điện từ. (Hình: NASA)

Truyền bằng sóng radio

Truyền bằng sóng radio là loại truyền thông không dây được phát minh đầu tiên và bây giờ vẫn được dùng nhiều. Sóng radio có độ dài sóng từ 1 m tới 100 km tức là có tần số từ 300 MHz tới 3 kHz. Nhiều chỗ định nghĩa độ dài sóng radio từ 1 mm tới 100 km tức là có tần số từ 300 GHz tới 3 kHz.

Có rất nhiều áp dụng của truyền sóng radio. Áp dụng thường dùng nhất là những đài phát thanh và đài truyền hình. Đài phát thanh AM (amplitude modulation) thì có tần số từ 540 KHz tới 1600 KHz. Còn FM (frequency modulation) thì có tần số từ 88 MHz tới 108 MHz.

Truyền bằng vi sóng (microwave)

Độ dài sóng của vi sóng từ 1 mm tới 1 m, tức là có tần số từ 300 MHz tới 300 GHz. Vi sóng trong lò vi sóng là dùng để nấu ăn, nhưng vi sóng cũng được dùng để truyền tín hiệu thông tin.

Vi sóng thường được dùng để truyền tín hiệu giữa hai tháp truyền thông ở dưới đất hay giữa một trạm dưới đất với vệ tinh. Hai tháp đặt ở dưới đất phải nhìn thấy nhau, tức là truyền thông theo kiểu điểm-nối-điểm (point-to-point). Điểm lợi của truyền vi sóng là có thể truyền một lượng dữ liệu lớn, nhưng bất lợi là truyền vi sóng bị ảnh hưởng bởi không khí giữa hai trạm, đặc biệt là nếu bị mưa.

blank
Một tháp truyền thông vi sóng. (Hình: en.wikipedia.org)

Truyền bằng ánh sáng

Ánh sáng ở đây bao gồm ánh sáng thường, tia hồng ngoại và tia cực tím. Dụng cụ điều khiển từ xa (remote control) mà bạn dùng để điều khiển ti-vi là một thí dụ của một dụng cụ dùng tia hồng ngoại để truyền tín hiệu. Tia hồng ngoại cũng có thể dùng để giao dịch giữa hai thiết bị điện tử. Trở ngại chính là hai thiết bị phải nhìn thấy nhau vì tia hồng ngoại cũng như ánh sáng thường không đi xuyên qua được chướng ngại vật như tường. Truyền bằng ánh sáng thường và tia cực tím cũng đang được nghiên cứu và thử nghiệm.

Các loại truyền thông không dây

Truyền thông không dây còn được phân loại theo dụng cụ và khoảng cách.

-Truyền thông qua vệ tinh

Truyền thông qua vệ tinh đóng một vai trò quan trọng trên thế giới. Mọi nước đều dùng truyền thông qua vệ tinh để thu thập dữ liệu và thông tin. Truyền thông qua vệ tinh gồm có hai phần, một phần ở dưới đất và một phần là vệ tinh. Bộ phận dưới đất có một ăng ten dùng để phát và thâu tín hiệu từ vệ tinh. Sóng dùng để truyền tín hiệu qua vệ tinh có tần số trong vòng từ 11 GHz tới 14 GHz và vận tốc truyền là từ 1 Mbps tới 10 Mbps.

-Bluetooth

Bluetooth là tên của một số chuẩn sóng không dây khoảng cách ngắn. Bluetooth dùng tần số từ 2.402 GHz tới 2.480 GHz. Bluetooth dùng rất ít năng lượng và khoảng cách khá ngắn. Bluetooth loại 2 chỉ có tầm hoạt động khoảng 10 m. Bluetooth dùng trong xe hơi để kết hợp điện thoại di động với hệ thống loa trong xe. Như vậy bạn có thể nói chuyện điện thoại qua hệ thống loa của xe. Nhiều ống nghe không dây (wireless headphone) cũng dùng công nghệ bluetooth.

-Wi-Fi

Wi-Fi là kỹ thuật truyền thông không dây dùng vi sóng để phát và thu tín hiệu từ những dụng cụ điện tử ở gần chung quanh. Có 5 băng tần số dùng cho Wi-Fi: 2.4, 3.6, 4.9, 5, và 5.9 GHz. Ở Hoa Kỳ những bộ định tuyến (router) dùng cho Wi-Fi trong nhà thường là băng tần số 2.4 GHz. Những bộ định tuyến mới còn dùng thêm băng 5 GHz. Loại sóng này dùng ít năng lượng và chỉ phát ra trong một chu vi nhỏ.

Truyền thông không dây và điện thoại di động

Điện thoại di động sở dĩ được phát triển mạnh khắp thế giới là nhờ công nghệ truyền thôngkhông dây. Trước thập niên 1980điện thoạidi động rất là thô sơ và nặng nề, tất cả được gọi chung là thế hệ 0G. Cho đến bây giờ đã trải qua 5 thế hệ, có ký hiệu là 1G, 2G,…, 5G. Điện thoại di động dùng hai vùng sóng từ 800 tới 900 MHz và từ 1.8 tới 1.95 GHz.

Đời thứ nhất 1G bắt đầu từ thập niên 1980. Kỹ thuật trong giai đoạn này là truyền dẫn tương đồng (analog transmission). 1G không có chức năng nào khác hơn là nói chuyện điện thoại.Điện thoại thì to lớn cồng kềnh, liên kết không tốt và rất đắt tiền.

Đến thập niên 1990 thì bắt đầu đời thứ hai 2G. Thế hệ công nghệ truyền thông không dây này dùng kỹ thuật truyền dẫn số (digital transmission) thay vì truyền dẫn tương đồng như thế hệ 1G. Kỹ thuật này có cái lợi là cùng một khoảng tần số cho một người dùng 1G thì 10 người có thể dùng cùng một lúc được. Kỹ thuật 2G còn cho phép người dùng nhắn tin (texting) và nhiều dịch vụ khác nữa.

Năm 2001, công ty điện thoại Nhật Bản NTT DoCoMo cho ra đời hệ thống điện thoại di động 3G đầu tiên trên thế giới. 3G dùng kỹ thuật chuyển mạch gói (packet switching) thay vì chuyển mạch (circuit switching) như 2G. Kỹ thuật 3G có lợi hơn 2G ở tốc độ truyền và người dùng xem được hình ảnh hay trang mạng nhanh hơn nhiều.

Đa số điện thoại di động hiện này đều thuộc thế hệ 4G. Vận tốc truyền của 4G là từ 10 Mbps tới 1 Gbps. Có nhiều kỹ thuật khác nhau của 4G. Ở Hoa Kỳ đa số các nhà cung cấp dịch vụ điện thoạikhông dây đều dùng 4G LTE (long term evolution). Nói chung thì 4G nhanh hơn 3G rất nhiều và cho phép người xử dụng xem video ít bị gián đoạn.

Các công ty điện thoại đang ráo riết chuẩn bị tung ra thị trường điện thoại di động thế hệ 5G. Bạn nhớ đón coi.
Hà Dương Cự NV

Nguồn tài liệu:
https://www.profolus.com
https://www.digitaltrends.com
https://sciencing.com

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Kim loại là một vật liệu xây dựng tốt, vì nó rất cứng, nhưng nhược điểm là quá nặng. Gỗ nhẹ hơn, nhưng không cứng bằng. Với xuất phát điểm này, các nhà khoa học đã chế tạo ra một loại “gỗ kim loại” từ niken, cứng như titan, nhưng lại nhẹ hơn tới 5 lần.
Có rất nhiều tiệm cà phê ở San Francisco. Nhưng một tiệm cà phê “công nghệ mới” sẽ cho bạn thưởng thức cà phê đen espresso và cà phê sữa cappuccino được pha chế bởi một chú robot. Thông tín viên đài VOA đã ghé qua tiệm này để xem liệu robot pha cà phê có ngon hay không.
Sân bay là công trình xây dựng rất đắt đỏ. Chúng cần diện tích cực lớn, đủ chỗ cho tất cả các đường băng và nhà chứa máy bay, nhà ga và nhà kho hành lý, chỗ đậu xe và các dịch vụ khác cần thiết để phục vụ hành khách đi máy bay.
Nhóm giảng viên và sinh viên Đại học Virginia Tech đã chế tạo được ngôi nhà năng lượng mặt trời tốt nhất thế giới. Đó là kết quả chính thức được công bố hồi đầu tháng 12 ở Dubai cho cuộc thi Solar Decathlon Middle East. Nếu bạn muốn biết ngôi nhà của tương lai như thế nào ... không cần tìm đâu xa. Ngôi nhà được thiết kế theo mô-đun này đã được nghiên cứu chế tạo suốt 10 năm qua, nhưng việc lắp ráp chỉ mất chưa tới một tuần.
Các nhà nghiên cứu tại trang mua sắm trực tuyến eBay đã tìm ra cách lướt các ứng dụng trên điện thoại thông minh của bạn mà không phải sử dụng ngón tay. Vậy giải pháp của họ là gì? Sử dụng sự chuyển động phần đầu của bạn, theo đúng nghĩa đen. VOA có nhiều thông tin chi tiết về cách lướt trên màn hình điện thoại của bạn, mà không cần dùng tay.
Triển lãm điện tử tiêu dùng hàng năm đang được tổ chức ở Las Vegas. Cuộc triển lãm lớn này thường giới thiệu các xu hướng và các sản phẩm mới sẽ thay đổi cách sống của chúng ta, trong tuần tới, hoặc trong những năm tới.
Khoảng đầu tháng 04/2019, dữ liệu phân tích từ App Store cho thấy người dùng hiện nay không còn hào hứng chờ đón để được dùng thử các ứng dụng mới, thay vào đó họ ngày càng tải về nhiều hơn các ứng dụng đã có mức độ nổi tiếng nhất định.
Một cựu sinh viên gốc Việt của Đại học California Irvine Mỹ (UCI) đã tình cờ phát minh ra một loại pin có thể sử dụng đến 400 năm, mở ra một tương lai mới mà không bao giờ phải lo lắng việc thay pin. Theo tờ The Epoch Times, cô Mya Lê Thái, cựu nghiên cứu sinh ở UCI đã vô tình phát triển ra nanobattery – trong khi cô đang nghiên cứu cách chế tạo pin sạc dây nano có chất lượng tốt hơn. Sau khi cô phủ một tập hợp các sợi nano vàng trong một loại gel điện phân, rồi đóng gói toàn bộ trong một chất điện phân làm bằng một chất gel giống như Plexiglas. Trong vòng 3 tháng thử nghiệm, cô đã tạo ra một mạch chịu được 200.000 chu kỳ điện tích chưa từng có.
Khi đại chiến thế giới nổ ra vào năm 1914, anh em nhà Wright mới chỉ thực hiện chuyến bay đầu tiên trên thế giới trước vỏn vẹn 11 năm. Nhưng yêu cầu của cuộc chiến đã làm thay đổi ngành hàng không mãi mãi và trở thành cốt lõi của sức mạnh không quân ngày nay.
Để sản xuất ra những chiếc máy bay lớn nhất thế giới, bạn cần một xưởng có kích cỡ ngoại hạng tương xứng. Khi hãng máy bay Boeing quyết định sản xuất dòng 747 - mẫu máy bay to đến nỗi nó được thế giới gọi là 'máy bay khổng lồ' - họ phải xây một phân xưởng đủ lớn để có chỗ chế tạo vài chiếc máy bay cùng một lúc.
Bảo Trợ