Lý thuyết Tin học 12 Chân trời sáng tạo bài B5

Chúng tôi xin giới thiệu bài Lý thuyết Tin học 12 bài B5: Đường truyền hữu tuyến và vô tuyến sách Chân trời sáng tạo hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh lớp 12 nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Tin 12 Khoa học máy tính.

A. Lý thuyết Tin học 12 bài B5

1. Giới thiệu về đường truyền hữu tuyến và vô tuyến

Dữ liệu được truyền trong môi trường truyền dẫn là các phương tiện vật lí cho phép truyền tải tín hiệu giữa các thiết bị. Có hai loại phương tiện truyền dẫn chủ yếu: đường truyền hữu tuyến và đường truyền vô tuyến.

a) Đường truyền hữu tuyến:

Đường truyền hữu tuyến sử dụng các loại cáp vật lý như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, và cáp quang để truyền dữ liệu, âm thanh, và hình ảnh giữa các thiết bị.

Các lợi ích chính của đường truyền hữu tuyến bao gồm:

- Tốc độ và băng thông rộng: Phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi truyền tải dữ liệu lớn như video độ phân giải cao và phát trực tiếp.

- Độ tin cậy cao: Ít bị nhiễu và có độ tin cậy cao hơn so với đường truyền vô tuyến.

- Độ ổn định và độ trễ thấp: Quan trọng cho các ứng dụng yêu cầu kết nối liên tục như trò chơi trực tuyến và hội thảo trực tuyến.

- Tiết kiệm năng lượng: Tiêu thụ ít năng lượng hơn so với đường truyền vô tuyến, giúp giảm chi phí điện năng.

b) Đường truyền vô tuyến:

Đường truyền vô tuyến mang lại các lợi ích sau:

- Cung cấp kết nối tạm thời với hệ thống mạng có sẵn.

- Phù hợp cho người liên tục di chuyển.

- Lắp đặt được ở các địa hình phức tạp mà dây cáp không thể đi qua.

- Kết nối đồng thời nhiều người tại các điểm công cộng như sân bay, bệnh viện, khu vui chơi.

- Làm kết nối dự phòng cho hệ thống cáp.

Tuy nhiên, đường truyền vô tuyến có một số hạn chế như bảo mật thấp, tín hiệu bị suy giảm bởi vật cản, và băng thông không cao.

2. Một số loại đường truyền hữu tuyến và hữu dụng

a) Một số loại đường truyền hữu tuyến:

Cáp đồng trục

Là loại cáp đầu tiên được sử dụng trong mạng LAN. Cấu tạo của cáp đồng trục gồm:

- Dây dẫn trung tâm: Là dây đồng hoặc dây đồng bện.

- Lớp cách điện: Nằm giữa dây dẫn ngoài và dây dẫn trung tâm.

- Dây dẫn ngoài: Là dây đồng bện hoặc lá, bao quanh lớp cách điện và dây dẫn trung tâm, bảo vệ khỏi nhiễu điện từ và được nối đất để thoát nhiễu.

- Lớp vỏ plastic: Bảo vệ toàn bộ dây cáp.

(Hình 1 mô tả cấu tạo của cáp đồng trục.)

Ưu điểm của cáp đồng trục:

- Chi phí thấp, nhẹ, mềm, dễ kéo dây

- Hai loại cáp đồng trục phổ biến:

- Cáp mỏng (thin cable/thinNet): Đường kính khoảng 6 mm, thuộc họ RG-58, Chiều dài đường chạy tối đa là 185 m

- Cáp dày (thick cable/thickNet): Đường kính khoảng 13 mm, Thuộc họ RG-58, Chiều dài đường chạy tối đa 500 m

(Hình 2 mô tả các loại cáp đồng trục.)

Cáp xoắn đôi

Cáp xoắn đôi gồm nhiều cặp dây đồng xoắn lại với nhau nhằm chống phát xạ nhiễu điện từ. Do giá thành thấp, cáp xoắn đôi được sử dụng rất rộng rãi.

Hai loại cáp xoắn đôi phổ biến:

1. Cáp có vỏ bọc chống nhiễu (STP - Shielded Twisted-Pair): (Hình 3)

2. Cáp không có vỏ bọc chống nhiễu (UTP - Unshielded Twisted-Pair): (Hình 4)

Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu (STP):

Gồm nhiều cặp dây xoắn với nhau và được phủ bên ngoài bằng lớp vỏ dây đồng bện.

Lớp vỏ giúp chống nhiễu điện từ bên ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong, được nối đất để thoát nhiễu.

Ít bị tác động bởi nhiễu điện và truyền tín hiệu xa hơn so với cáp xoắn đôi không có vỏ bọc.

Đắt tiền hơn cáp đồng trục mỏng và UTP nhưng rẻ hơn cáp đồng trục dày và cáp quang.

Tốc độ lý thuyết là 500 Mbps, thực tế khoảng 155 Mbps trong khoảng cách 100 m; tốc độ phổ biến là 16 Mbps.

Thường sử dụng trong phạm vi nhỏ hơn 100 m.

Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu (UTP):

Gồm nhiều cặp dây xoắn như cáp STP nhưng không có lớp vỏ đồng chống nhiễu.

Sử dụng chuẩn 10BaseT hoặc 100BaseT.

Giá thành rẻ, trở thành loại cáp mạng nội bộ được ưa chuộng nhất, sử dụng trong phạm vi nhỏ hơn 100 m.

Dễ bị nhiễu khi đặt gần các thiết bị và cáp khác do không có vỏ bọc chống nhiễu.

Thường dùng để đi dây trong nhà, sử dụng đầu nối RJ-45.

Cáp quang (Fiber-optic cable)

Cáp quang có cấu tạo gồm:

- Dây dẫn trung tâm:Sợi thủy tinh hoặc plastic tinh chế để truyền tối đa các tín hiệu ánh sáng.

- Lớp lót: Tráng quanh sợi quang để phản chiếu các tín hiệu.

Đặc điểm: Chỉ truyền sóng ánh sáng, không truyền tín hiệu điện.Băng thông rất cao, không bị nhiễu. Sử dụng nguồn sáng laser hoặc diode phát xạ ánh sáng.Rất bền, độ suy giảm tín hiệu thấp, cự li kết nối có thể lên đến vài kilômét. Băng thông có thể đạt đến 2 Gbps.

Khuyết điểm: Giá thành cao. Khó lắp đặt.

(Hình 5 mô tả cấu tạo của cáp quang.)

b) Ứng dụng của đường truyền hữu tuyến:

Đường truyền hữu tuyến có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày và các ngành công nghiệp, bao gồm:

- Truyền tín hiệu truyền hình và video.

- Truyền dữ liệu mạng trong mạng LAN.

- Truyền tín hiệu video an ninh cho hệ thống giám sát.

- Truyền thông tin trong mạng viễn thông, bao gồm Internet, điện thoại và truyền hình cáp.

- Truyền tín hiệu RF trong truyền sóng radio, TV và viễn thông.

- Kết nối trực tiếp giữa các thiết bị mạng như máy chủ và hệ thống lưu trữ.

- Kết nối các thiết bị điện tử như TV, loa, đầu thu vệ tinh.

- Kết nối các thiết bị mạng như máy tính, máy chủ, switch, router.

- Ứng dụng trong các hệ thống cáp quang cho truyền thông dữ liệu xa và kết nối các trạm thu phát sóng.

3. Một số loại đường truyền vô tuyến và ứng dụng

a) Một số loại đường truyền vô tuyến

Wifi:

Công nghệ truyền dẫn vô tuyến sử dụng sóng radio để kết nối thiết bị với mạng.

Cho phép truyền dữ liệu và truy cập Internet thông qua điểm truy cập vô tuyến (WAP).

Bluetooth:

Công nghệ vô tuyến dùng để kết nối các thiết bị gần nhau trong phạm vi ngắn.

Sử dụng cho tai nghe vô tuyến, bàn phím, chuột và các thiết bị thông minh.

Mạng di động:

Hệ thống mạng vô tuyến để truyền tải dữ liệu qua mạng điện thoại thông minh.

Bao gồm các công nghệ: 2G (GSM, CDMA), 3G (UMTS, CDMA2000), 4G (LTE), và 5G.

Mạng vệ tinh:

Sử dụng vệ tinh trên quỹ đạo Trái Đất để truyền tải dữ liệu và tín hiệu qua không gian.

Phù hợp cho các vùng không có cơ sở hạ tầng mạng hoặc vùng hẻo lánh.

NFC (Near Field Communication):

Công nghệ vô tuyến cho phép truyền dữ liệu và thực hiện giao dịch gần nhau giữa các thiết bị.

Thường sử dụng trong các ứng dụng thanh toán di động và giao tiếp khoảng cách ngắn.

b) Ứng dụng của đường truyền vô tuyến

Viễn thông di động:

Truyền tải thoại, tin nhắn và dữ liệu giữa các điện thoại thông minh và thiết bị không dây khác.

Cho phép liên lạc từ bất kỳ đâu trong phạm vi phủ sóng.

Wifi:

Kết nối các thiết bị không dây với mạng nội bộ hoặc mạng Internet.

Sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà, khu vực công cộng và gia đình để cung cấp kết nối Internet không dây.

Mạng cảm biến không dây:

Thu thập dữ liệu từ các cảm biến phân tán.

Ứng dụng trong giám sát môi trường, quan trắc thời tiết, giám sát động vật hoang dã và nông nghiệp thông minh.

Truyền hình vô tuyến:

Truyền tải tín hiệu truyền hình và video không dây từ một nguồn đến các thiết bị như TV, đầu thu vệ tinh, đầu thu cáp và máy chiếu.

Truyền tải dữ liệu không dây:

Truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị như máy in không dây, máy quét không dây, bàn phím không dây và các thiết bị ngoại vi khác.

Internet vạn vật (IoT):

Cung cấp kết nối không dây cho các thiết bị IoT.

Cho phép giao tiếp và trao đổi dữ liệu thông qua mạng.

B. Trắc nghiệm Tin học 12 bài B5

1. Câu trắc nghiệm nhiều phương án lựa chọn

Câu 1: Đường truyền hữu tuyến thường sử dụng loại cáp nào sau đây để truyền dữ liệu?

A. Cáp quang

B. Wifi

C. Bluetooth

D. NFC

Đáp án: A

Giải thích: Đường truyền hữu tuyến sử dụng các loại cáp vật lý như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, và cáp quang để truyền dữ liệu.

Câu 2: Một trong những lợi ích chính của đường truyền vô tuyến là gì?

A. Tốc độ truyền dữ liệu cao hơn cáp quang

B. Ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu điện từ

C. Có thể kết nối nhiều người tại các điểm công cộng

D. Tiết kiệm năng lượng hơn cáp đồng trục

Đáp án: C

Giải thích: Đường truyền vô tuyến phù hợp để kết nối nhiều người tại các điểm công cộng như sân bay, bệnh viện.Pause

Câu 3: Cáp đồng trục có ưu điểm gì so với các loại cáp khác?

A. Tốc độ truyền dữ liệu rất cao

B. Chi phí thấp và dễ kéo dây

C. Không bị nhiễu điện từ

D. Có thể truyền dữ liệu trên khoảng cách rất xa

Đáp án: B

Giải thích: Cáp đồng trục có ưu điểm về chi phí thấp, nhẹ và dễ kéo dây, đặc biệt là loại cáp mỏng.

Câu 4: Cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu (STP) giúp chống lại loại nhiễu nào?

A. Nhiễu điện từ bên ngoài và bên trong

B. Nhiễu sóng ánh sáng

C. Nhiễu từ sóng radio

D. Nhiễu nhiệt

Đáp án: A

Giải thích: Cáp STP có lớp vỏ giúp chống nhiễu điện từ bên ngoài và chống phát xạ nhiễu bên trong.

Câu 5: Cáp quang có đặc điểm nào sau đây?

A. Truyền sóng ánh sáng và không bị nhiễu

B. Có giá thành thấp

C. Tốc độ truyền dữ liệu thấp

D. Chỉ sử dụng trong phạm vi nhỏ hơn 100 m

Đáp án: A

Giải thích: Cáp quang truyền tín hiệu ánh sáng, không bị nhiễu và có băng thông rất cao.

Câu 6: Bluetooth thường được sử dụng để kết nối thiết bị nào?

A. Máy tính để bàn

B. Máy in

C. Tai nghe và chuột

D. Modem

Đáp án: C

Giải thích: Bluetooth thường được dùng để kết nối các thiết bị gần nhau như tai nghe, bàn phím, và chuột.

Câu 7: WiFi là công nghệ đường truyền vô tuyến có đặc điểm gì?

A. Sử dụng sóng ánh sáng để truyền dữ liệu

B. Kết nối thiết bị qua điểm truy cập vô tuyến (WAP)

C. Phù hợp cho các thiết bị di động với khoảng cách dài

D. Cung cấp kết nối qua vệ tinh

Đáp án: B

Giải thích: WiFi sử dụng sóng radio để kết nối thiết bị với mạng thông qua điểm truy cập vô tuyến.

Câu 8: Mạng di động 5G có gì khác biệt so với các mạng di động trước đó?

A. Cung cấp tốc độ dữ liệu thấp hơn

B. Sử dụng sóng ánh sáng để truyền dữ liệu

C. Cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn và độ trễ thấp hơn

D. Không hỗ trợ các thiết bị di động

Đáp án: C

Giải thích: Mạng di động 5G cung cấp tốc độ dữ liệu rất cao và độ trễ thấp hơn so với các mạng di động trước đó.

Câu 9: NFC (Near Field Communication) thường được sử dụng trong ứng dụng nào?

A. Kết nối internet tốc độ cao

B. Thanh toán di động và giao tiếp khoảng cách ngắn

C. Truyền hình cáp

D. Mạng cảm biến không dây

Đáp án: B

Giải thích: NFC thường được dùng cho thanh toán di động và giao tiếp giữa các thiết bị trong khoảng cách ngắn.

Câu 10: Đặc điểm nổi bật của cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu (UTP) là gì?

A. Tốc độ truyền dữ liệu rất cao

B. Giá thành rẻ và dễ bị nhiễu

C. Có khả năng chống nhiễu tốt hơn STP

D. Sử dụng trong các mạng diện rộng

Đáp án: B

Giải thích: Cáp UTP có giá thành rẻ nhưng dễ bị nhiễu do không có lớp vỏ bọc chống nhiễu, thường được sử dụng trong mạng nội bộ với phạm vi nhỏ hơn 100 m.

2. Câu trắc nghiệm đúng sai

Câu 1: Đánh giá các phát biểu sau về đường truyền hữu tuyến và vô tuyến. Chọn đúng (Đ) hoặc sai (S) cho mỗi phát biểu:

a) Đường truyền hữu tuyến sử dụng cáp quang có tốc độ truyền dữ liệu rất cao và ít bị nhiễu.

b) Đường truyền vô tuyến chỉ có thể lắp đặt tại các địa hình bằng phẳng.

c) Cáp đồng trục mỏng có chiều dài đường chạy tối đa là 500 m.

d) Công nghệ NFC thường được sử dụng để truyền dữ liệu qua khoảng cách dài.

Trả lời

a) Đúng: Cáp quang có băng thông rất cao và không bị nhiễu, là một loại đường truyền hữu tuyến với hiệu suất truyền dữ liệu rất tốt.

b) Sai: Đường truyền vô tuyến có thể lắp đặt ở các địa hình phức tạp mà dây cáp không thể đi qua.

c) Sai: Cáp đồng trục mỏng (thin cable/thinNet) có chiều dài tối đa khoảng 185 m, trong khi cáp dày (thick cable/thickNet) có chiều dài tối đa 500 m.

d) Sai: NFC (Near Field Communication) thường được sử dụng để truyền dữ liệu và thực hiện giao dịch trong khoảng cách rất ngắn, không phải khoảng cách dài.

Câu 2: Đánh giá các phát biểu sau về cáp đồng trục, cáp xoắn đôi và cáp quang. Chọn đúng (Đ) hoặc sai (S) cho mỗi phát biểu:

a) Cáp xoắn đôi không có vỏ bọc chống nhiễu (UTP) thường dễ bị nhiễu hơn cáp xoắn đôi có vỏ bọc chống nhiễu (STP).

b) Cáp quang có thể truyền tín hiệu điện mà không cần chuyển đổi sang sóng ánh sáng.

c) Cáp đồng trục dày (thick cable) có đường kính khoảng 6 mm.

Đường truyền vô tuyến thường có tốc độ truyền dữ liệu cao hơn cáp quang.

Trả lời

a) Đúng: Cáp UTP dễ bị nhiễu hơn vì không có lớp vỏ bọc chống nhiễu như cáp STP.

b) Sai: Cáp quang chỉ truyền tín hiệu ánh sáng, không truyền tín hiệu điện.

c) Sai: Cáp đồng trục dày (thick cable) có đường kính khoảng 13 mm, trong khi cáp đồng trục mỏng (thin cable) có đường kính khoảng 6 mm.

d) Sai: Đường truyền vô tuyến thường có băng thông và tốc độ truyền dữ liệu thấp hơn so với cáp quang.

3. Câu trả lời ngắn

Câu 1: Đường truyền hữu tuyến bao gồm những loại cáp nào?

Đáp án: Cáp đồng trục, cáp xoắn đôi, và cáp quang.

Giải thích : Đường truyền hữu tuyến sử dụng các loại cáp vật lý như cáp đồng trục, cáp xoắn đôi và cáp quang để truyền dữ liệu, âm thanh, và hình ảnh giữa các thiết bị.

Câu 2: Đường truyền vô tuyến phù hợp với điều kiện sử dụng nào?

Đáp án: Phù hợp cho người liên tục di chuyển và lắp đặt ở các địa hình phức tạp.

Giải thích: Đường truyền vô tuyến không cần cáp vật lý nên phù hợp cho người liên tục di chuyển và có thể lắp đặt ở những nơi cáp không thể đi qua.

Câu 3: Ưu điểm của cáp quang so với cáp đồng trục và cáp xoắn đôi là gì?

Đáp án: Cáp quang có băng thông rất cao, không bị nhiễu và có thể truyền tín hiệu xa hơn.

Giải thích: Cáp quang chỉ truyền sóng ánh sáng, không bị nhiễu, băng thông rất cao và có thể truyền tín hiệu ở khoảng cách xa hơn so với cáp đồng trục và cáp xoắn đôi.

>>>> Bài tiếp theo: Lý thuyết Tin học 12 Chân trời sáng tạo bài B6