Tổng quan về Tín hiệu, Chuẩn Truyền thông và Yêu cầu Bảo vệ Chống sét

Trong lĩnh vực công nghệ, điện tử và viễn thông, việc truyền tải thông tin giữa các thiết bị là một yếu tố vô cùng quan trọng. Để thực hiện việc này, hệ thống sử dụng tín hiệu và chuẩn truyền thông. Các chuẩn truyền thông xác định cách dữ liệu được trao đổi, còn tín hiệu là các hình thức hoặc dạng thức của dữ liệu, có thể là sóng điện từ, dòng điện, ánh sáng, hoặc sóng vô tuyến, giúp truyền tải thông tin từ điểm này đến điểm khác.

Dưới đây là tổng quan về các dạng tín hiệu và chuẩn truyền thông phổ biến mà chúng ta gặp hiện nay, cùng với các ứng dụng thực tế và yêu cầu bảo vệ chống sét lan truyền cho chúng.

1. Tín hiệu tương tự và chuẩn truyền thông tương ứng

Tín hiệu tương tự là gì?

Tín hiệu tương tự (Analog Signals) hay tín hiệu liên tục là tín hiệu có giá trị thay đổi liên tục theo thời gian. Đồ thị của nó là một đường liên tục như hình Sin, Cos, hay bất kì đường cao nào… Thuật ngữ tín hiệu tương tự thường được đề cập đến nhiều trong lĩnh vực điện tử, truyền thông. Tín hiệu này thường dùng để biểu diễn các thông số vật lý như âm thanh, hình ảnh hoặc nhiệt độ.

Các chuẩn truyền thông tín hiệu tương tự

• Điện thoại analog: Truyền tín hiệu âm thanh qua các mạch điện analog.
• Truyền hình analog (NTSC, PAL): Truyền tải tín hiệu video qua các hệ thống truyền hình cũ.
• 4-20 mA: Chuẩn công nghiệp cho việc truyền tín hiệu tương tự qua khoảng cách xa, chủ yếu trong các ứng dụng đo lường và điều khiển.

Ứng dụng của tín hiệu tương tự

• Sử dụng trong hệ thống âm thanh, các hệ thống giám sát video
• Sử dụng trong các hệ thống cảm biến đo lường và điều khiển công nghiệp.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu analog

Tín hiệu tương tự dễ bị ảnh hưởng bởi các xung điện áp do sét hoặc sự chuyển mạch gây ra, làm méo hoặc hỏng tín hiệu. Các hệ thống như cảm biến hoặc dây dẫn trong môi trường công nghiệp dễ bị sét đánh trực tiếp hoặc bị xung điện cảm ứng từ các nguồn sét lân cận. Vì vậy, cần lắp đặt thiết bị chống sét đường điện thoại, chống sét đường dữ liệu để bảo vệ tín hiệu và thiết bị.

Xem bài chi tiết:

• Giới thiệu về Tín hiệu 4-20mA và cách bảo vệ
• Giới thiệu về Tín hiệu Telephone line và cách bảo vệ

2. Tín hiệu số và chuẩn truyền thông tương ứng

Tín hiệu số là gì?

Tín hiệu số (Digital Signals) được biểu diễn dưới dạng một chuỗi các giá trị rời rạc. Tại bất kỳ thời điểm nào, chỉ có thể đảm nhận một trong số các giá trị hữu hạn. Thể hiện ở 2 mức cao và thấp, thông thường mức cao là 1 (ON) và mức điện thấp là 0 (OFF).

Các chuẩn truyền thông tín hiệu số

• Ethernet (IEEE 802.3): Chuẩn truyền thông mạng phổ biến trong mạng LAN.
• Wi-Fi (IEEE 802.11): Truyền dữ liệu không dây qua mạng WLAN.
• USB (Universal Serial Bus): Chuẩn kết nối các thiết bị ngoại vi.
• PROFINET: Chuẩn truyền thông công nghiệp dựa trên Ethernet, sử dụng trong tự động hóa nhà máy.
• IPWAY: Giao thức truyền thông dựa trên IP, được sử dụng trong các hệ thống mạng công nghiệp.

Ứng dụng của tín hiệu số

Truyền dữ liệu giữa máy tính, máy chủ, các thiết bị ngoại vi và hệ thống mạng. PROFINET và ipway còn được dùng trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.

Sự cần thiết phải bảo vệ

Tín hiệu số có khả năng chống nhiễu tốt hơn tín hiệu tương tự, nhưng các xung điện áp do sét có thể gây ra hỏng hóc nghiêm trọng cho thiết bị. Các hệ thống mạng Ethernet, Wi-Fi, hoặc USB thường kéo dài qua khoảng cách lớn và dễ bị xung lan truyền qua dây nguồn hoặc cáp tín hiệu. Chống sét đường mạng Ethernet hoặc các hệ thống truyền thông số là rất cần thiết.

Xem bài chi tiết:

• Giới thiệu về tín hiệu ADSL2 và cách bảo vệ
• Giới thiệu về tín hiệu VDSL, VDSL2 và cách bảo vệ
• Giới thiệu về tín hiệu SHDSL và cách bảo vệ
• Giới thiệu về tín hiệu ISDN-T0 và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông E1/T2 Line và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông 10BaseT và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông RS232, RS422, RS485 và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông Fipway và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông WorldFIP và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông FieldBus-h2 và cách bảo

3. Tín hiệu nối tiếp và các chuẩn liên quan

Tín hiệu nối tiếp là gì?

Tín hiệu nối tiếp (Serial Signals) là dạng tín hiệu truyền dữ liệu từng bit một qua một kênh truyền đơn, thường là một cặp dây.

Các chuẩn truyền thông tín hiệu nối tiếp

• RS-232 và RS-485: Chuẩn truyền thông nối tiếp dùng trong hệ thống công nghiệp.
• Modbus: Chuẩn truyền thông nối tiếp trong tự động hóa công nghiệp, dùng để kết nối các thiết bị điều khiển, cảm biến và hệ thống điều khiển.
• PROFIBUS: Chuẩn truyền thông nối tiếp được sử dụng rộng rãi trong tự động hóa nhà máy và điều khiển quy trình công nghiệp.
• CAN bus: Chuẩn nối tiếp phổ biến trong ô tô và hệ thống nhúng.
• USB: Chuẩn truyền nối tiếp tốc độ cao.

Ứng dụng tín hiệu nối tiếp

Truyền dữ liệu trong các hệ thống tự động hóa, máy móc công nghiệp và kết nối thiết bị ngoại vi. Modbus, PROFIBUS và CAN bus được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và hệ thống ô tô.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu nối tiếp

Trong các hệ thống RS-232, RS-485, Modbus, hoặc PROFIBUS truyền dữ liệu qua khoảng cách xa, tín hiệu nối tiếp dễ bị ảnh hưởng bởi xung quá áp lan truyền qua dây dẫn, đặc biệt trong các khu vực ngoài trời hoặc công nghiệp. Chống sét đường tín hiệu được lắp đặt để bảo vệ các bộ điều khiển, cảm biến và các thiết bị khác khỏi hư hỏng do xung điện.

Xem bài chi tiết:

• Giới thiệu về chuẩn truyền thông RS232, RS422, RS485 và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông Fipway và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông WorldFIP và cách bảo vệ
• Giới thiệu về chuẩn truyền thông FieldBus-h2 và cách bảo vệ

4. Tín hiệu song song và chuẩn truyền thông ứng dụng

Tín hiệu song song là gì?

Tín hiệu song song (Parallel Signals) là hình thức truyền nhiều bit dữ liệu đồng thời qua nhiều dây dẫn khác nhau.

Chuẩn truyền thông tín hiệu song song

• IEEE 1284: Chuẩn kết nối song song giữa máy tính và máy in.
• PCI (Peripheral Component Interconnect): Chuẩn kết nối song song trên bo mạch chủ.

Ứng dụng của tín hiệu song song:

Sử dụng trong các hệ thống truyền dữ liệu tốc độ cao giữa vi xử lý và bộ nhớ, thiết bị ngoại vi.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu song song

Hệ thống tín hiệu song song thường bao gồm nhiều dây dẫn, làm tăng khả năng bị ảnh hưởng bởi xung điện áp do sét. Do đó, việc lắp đặt SPD cho hệ thống truyền dữ liệu song song là cần thiết để bảo vệ các thiết bị và tránh mất dữ liệu.

5. Tín hiệu không dây và chuẩn truyền thông

Định nghĩa tín hiệu không dây

Tín hiệu không dây (Wireless Signals) là dạng tín hiệu truyền qua không khí bằng sóng vô tuyến, vi sóng hoặc ánh sáng hồng ngoại mà không cần cáp vật lý.

Chuẩn truyền thông tín hiệu không dây

• Wi-Fi (IEEE 802.11): Chuẩn không dây cho mạng WLAN.
• Bluetooth (IEEE 802.15.1): Kết nối không dây tầm ngắn.
• LoRaWAN, Zigbee: Chuẩn không dây cho các ứng dụng IoT.

Ứng dụng của tín hiệu không dây

Truyền dữ liệu trong các hệ thống mạng không dây, thiết bị di động và các ứng dụng IoT.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu không dây

Mặc dù không có dây dẫn, các thiết bị phát sóng không dây như bộ định tuyến Wi-Fi hoặc cổng LoRaWAN thường kết nối với các thiết bị khác qua cáp nguồn và cáp mạng, dễ bị ảnh hưởng bởi xung sét lan truyền. Do đó, việc bảo vệ chống sét cho các cổng giao tiếp và nguồn điện của các thiết bị này là rất quan trọng.

6. Tín hiệu quang và chuẩn truyền thông

Tín hiệu quang là gì?

Tín hiệu quang (Optical Signals) là dạng sử dụng ánh sáng để truyền dữ liệu qua cáp quang.

Chuẩn truyền thông

• SONET/SDH: Chuẩn truyền thông quang trong viễn thông.
• Fiber Channel: Chuẩn quang trong hệ thống lưu trữ dữ liệu.

Ứng dụng

Truyền dữ liệu tốc độ cao trong mạng cáp quang, viễn thông và hệ thống lưu trữ.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu quang

Mặc dù sợi quang không dẫn điện, nhưng các thiết bị chuyển đổi quang-điện và hệ thống nguồn cấp vẫn có thể bị hư hại do sét đánh. Các thiết bị chống sét đường tín hiệu cần được trang bị để bảo vệ các bộ chuyển đổi và nguồn cấp trong hệ thống.

7. Tín hiệu RF và chuẩn truyền thông vô tuyến

Định nghĩa tín hiệu RF

Tín hiệu RF (Radio Frequency Signals) là dạng tín hiệu truyền qua không khí ở tần số vô tuyến.

Chuẩn truyền thông tín hiệu RF

• FM/AM Radio: Tín hiệu vô tuyến trong phát thanh.
• Satellite Communication: Tín hiệu vệ tinh truyền tải dữ liệu qua khoảng cách xa.

Ứng dụng tín hiệu RF

Sử dụng trong các hệ thống phát thanh, truyền hình, và liên lạc vệ tinh.

Bảo vệ thiết bị dùng tín hiệu RF

Các hệ thống sử dụng tín hiệu RF, đặc biệt là các trạm phát sóng hoặc thiết bị vệ tinh, dễ bị ảnh hưởng bởi sét. Xung điện từ sét có thể gây hỏng hóc cho các bộ thu phát và các hệ thống điện liên quan, do đó cần có các hệ thống chống sét lan truyền hiệu quả.

8. Tổng kết về Tín hiệu và Chuẩn truyền thông

Các dạng tín hiệu và chuẩn truyền thông không chỉ liên kết chặt chẽ với nhau trong việc truyền tải thông tin, mà còn đòi hỏi sự bảo vệ chặt chẽ khỏi các nguy cơ do sét. Việc lắp đặt các thiết bị chống sét lan truyền (SPD) phù hợp sẽ giúp bảo vệ các hệ thống và thiết bị khỏi các xung điện áp đột ngột, đảm bảo an toàn và duy trì tính liên tục của các hoạt động truyền thông.

Liên hệ để biết thêm thông tin

Các giải pháp chống sét lan truyền và lựa chọn thiết bị phù hợp với tín hiệu và chuẩn truyền thông đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống của bạn. Để được tư vấn chi tiết về các thiết bị và giải pháp chống sét phù hợp với nhu cầu cụ thể, hãy liên hệ với công ty chống sét ngay hôm nay. TAEC sẵn sàng cung cấp thêm thông tin, hướng dẫn và hỗ trợ để giúp Bạn bảo vệ hệ thống khỏi các nguy cơ do sét và nhiễu điện.