Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
I. Lý thuyết trọng tâm
1. Đường truyền có dây
a) Khái quát về đường truyền
Mạng máy tính bao gồm các máy tính được liên kết với nhau thông qua các đường truyền theo những quy tắc (giao thức) nhất định. Đường truyền (hay còn gọi là kênh truyền) chính là thành phần vật lý giúp dữ liệu di chuyển giữa các thiết bị trong mạng.
Đường truyền có dây được chia thành hai nhóm chính:
- Cáp đồng: Truyền dẫn tín hiệu điện
- Cáp quang: Truyền dẫn tín hiệu ánh sáng
b) Cáp xoắn (Twisted Pair)
Cấu tạo và đặc điểm:
Cáp xoắn gồm bốn cặp dây được xoắn lại với nhau. Việc xoắn dây giúp giảm thiểu tác động của nhiễu điện từ từ môi trường bên ngoài, đảm bảo tín hiệu được truyền đi một cách ổn định. Loại cáp này sử dụng đầu nối RJ45 – loại đầu nối mà các em thường thấy khi cắm dây mạng vào máy tính.
Phân loại theo chất lượng:
Cáp xoắn được phân thành nhiều loại (Category – viết tắt CAT) dựa trên khả năng truyền dữ liệu:
- CAT.5: Hỗ trợ tốc độ 100 Mb/s
- CAT.5e: Hỗ trợ tốc độ 1 Gb/s
- CAT.6: Hỗ trợ tốc độ 1-10 Gb/s
Thông số kỹ thuật quan trọng:
| Chuẩn Ethernet | Loại cáp | Tốc độ | Khoảng cách hiệu quả |
|---|---|---|---|
| 10BASE-T | UTP | 10 Mb/s | 100 m |
| 100BASE-TX | UTP | 100 Mb/s | 250 m |
| 1000Base-T | CAT 6 | 1-10 Gb/s | 100 m |
Ưu điểm và hạn chế:
- Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ lắp đặt, phổ biến rộng rãi
- Hạn chế: Khoảng cách truyền hiệu quả chỉ khoảng 100m, có thể bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ
Ứng dụng: Cáp xoắn là lựa chọn phổ biến nhất cho các mạng LAN trong văn phòng, trường học và gia đình hiện nay.
c) Cáp quang (Fiber Optic)
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Cáp quang được làm từ sợi thủy tinh hoặc nhựa có đường kính rất nhỏ. Bề mặt bên trong của sợi cáp có khả năng phản xạ toàn phần, cho phép ánh sáng truyền đi thông suốt ngay cả khi cáp bị uốn cong.
Phân loại:
- Cáp đa mode (Multimode): Đường kính lớn hơn, truyền trong khoảng cách ngắn đến trung bình
- Cáp đơn mode (Single mode): Đường kính rất nhỏ, truyền được khoảng cách xa hơn
Ưu điểm vượt trội của cáp quang:
| Đặc điểm | Mô tả |
|---|---|
| Tín hiệu ổn định | Không bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ và các yếu tố môi trường |
| Truyền xa | Ít suy hao tín hiệu, có thể truyền hàng km |
| Băng thông lớn | Gấp hàng trăm lần so với đường truyền ADSL truyền thống |
| Tiết kiệm | Gọn nhẹ, tiêu thụ năng lượng thấp, chi phí vận hành rẻ |
| Bảo mật cao | Rất khó để trích xuất tín hiệu trên đường truyền |
Ứng dụng thực tế:
- Các tuyến cáp quang biển kết nối giữa các quốc gia (Việt Nam tham gia nhiều dự án cáp quang biển)
- Đường truyền dữ liệu quốc gia liên kết các tỉnh thành
- Kết nối Internet đến hộ gia đình (đã thay thế phần lớn đường ADSL)
- Liên kết các tòa nhà trong khuôn viên trường đại học, bệnh viện
- Kết nối máy chủ với hệ thống lưu trữ mạng (NAS)
Lưu ý khi sử dụng: Do máy tính hoạt động bằng tín hiệu điện còn cáp quang truyền tín hiệu ánh sáng, nên cần có bộ chuyển đổi quang-điện khi kết nối.
2. Đường truyền không dây
a) Tổng quan
Truyền dữ liệu không dây hoạt động bằng cách mã hóa thông tin lên sóng vô tuyến điện tần số cao. Phương thức này ngày càng phổ biến nhờ sự tiện lợi – không cần lắp đặt dây cáp phức tạp. Tuy nhiên, các thiết bị tham gia mạng cần được trang bị khả năng thu phát sóng không dây.
Các loại mạng không dây thông dụng:
- Mạng vệ tinh
- Mạng thông tin di động GSM
- Mạng Wi-Fi
- Mạng Bluetooth
- Mạng NFC (giao tiếp trường gần)
b) Mạng vệ tinh
Đặc điểm: Các vệ tinh được trang bị thiết bị thu phát tín hiệu, trong khi các phương tiện trên mặt đất sử dụng anten hoặc cảm biến để nhận sóng. Ưu điểm nổi bật của mạng vệ tinh là khả năng phủ sóng trên phạm vi cực kỳ rộng lớn.
Ứng dụng tiêu biểu:
| Ứng dụng | Mô tả |
|---|---|
| Định vị toàn cầu | Các hệ thống GPS, GLONASS, Galileo, Bắc Đẩu giúp xác định vị trí chính xác |
| Dẫn đường tự động | Hỗ trợ phương tiện tự lái, ứng dụng bản đồ |
| Internet vệ tinh | Dự án Starlink cung cấp Internet cho vùng sâu, vùng xa, sa mạc, núi cao |
c) Mạng thông tin di động toàn cầu GSM
Cấu trúc mạng: Mạng GSM (Global System for Mobile Communications) bao gồm nhiều trạm thu phát sóng gọi là BTS (Base Transceiver Station). Khi sử dụng điện thoại di động, thiết bị sẽ tự động tìm kiếm và kết nối với trạm BTS gần nhất. Các trạm BTS liên tục chuyển tiếp tín hiệu cho nhau để đảm bảo dữ liệu được truyền đến đích.
Sự phát triển qua các thế hệ:
| Thế hệ | Tốc độ tối đa | Dịch vụ hỗ trợ |
|---|---|---|
| 2G | Thấp | Nghe gọi, tin nhắn SMS |
| 3G | 40 Mb/s | Email, Internet, định vị, truyền âm thanh/hình ảnh chất lượng cao |
| 4G | 1,5 Gb/s | Tất cả dịch vụ 3G với tốc độ vượt trội |
| 5G | 10 Gb/s | Độ trễ cực thấp, hỗ trợ hàng triệu thiết bị IoT |
Vai trò trong xã hội: Mạng GSM đã mở ra kỷ nguyên Internet di động, đưa khả năng truy cập mạng đến từng cá nhân thông qua điện thoại thông minh, góp phần thúc đẩy mạnh mẽ quá trình số hóa xã hội.
d) Mạng Wi-Fi
Khái niệm: Wi-Fi sử dụng các điểm truy cập không dây (Access Point) để cho phép thiết bị kết nối vào mạng LAN hoặc Internet mà không cần dây cáp. Các thiết bị như laptop, máy tính bảng, điện thoại thông minh đều được tích hợp sẵn khả năng kết nối Wi-Fi. Riêng máy tính để bàn cần lắp thêm card Wi-Fi nếu muốn sử dụng.
Tần số hoạt động: 2.4 GHz, 5 GHz và 60 GHz
Các chuẩn Wi-Fi phổ biến:
| Chuẩn | Tốc độ tối đa | Ghi chú |
|---|---|---|
| 802.11b | 11 Mb/s | Chuẩn cũ |
| 802.11a/g | 54 Mb/s | Phổ biến trước đây |
| 802.11n | 450 Mb/s | Còn được sử dụng |
| 802.11ac | 1,3 Gb/s | Phổ biến hiện nay |
| 802.11ad | 4,6 Gb/s | Tần số 60 GHz, tốc độ cao |
Ứng dụng: Kết nối Internet tại gia đình, văn phòng, quán cà phê, sân bay, trường học…
e) Bluetooth
Đặc điểm kỹ thuật:
- Tốc độ truyền: Khoảng 1 Mb/s
- Phạm vi hoạt động: Bán kính khoảng 10m
- Số lượng kết nối: Thường chỉ 2 thiết bị với nhau
Ứng dụng phổ biến:
- Kết nối tai nghe, loa không dây với điện thoại hoặc máy tính
- Chia sẻ dữ liệu nhanh giữa các thiết bị cá nhân
- Kết nối chuột, bàn phím, máy in không dây
- Liên kết với thiết bị đo lường, thiết bị y tế, máy quét mã vạch
So với Wi-Fi: Bluetooth phù hợp cho việc kết nối các thiết bị cá nhân trong khoảng cách gần, còn Wi-Fi thích hợp cho việc truy cập mạng với tốc độ cao và nhiều thiết bị.
Thầy Phạm Thành Danh
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Tin Học THPT
Trình độ: Cử nhân Sư phạm Tin học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ Tin học, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 8+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Thuận Hóa