Tiểu luận môn học phát thanh và truyền hình (9)

Môi trường truyền dẫn: cáp quang, cáp đồng trục, cáp xoắn… - Thiết bị thuê bao Customer System: Gồm các bộ chia tín hiệu, các bộ thu tín hiệu truyền hình các cáp dẫn 5... - Mạng truyền d

TRUYỀN HÌNH CÁP HFC

Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thanh Nga

Thành viên: Bùi Tuấn Thành

Nguyễn Minh Tuấn Nguyễn Văn Sơn Nhóm tiểu luận: 21

I Tổng quan về truyền hình cáp

II Truyền hình cáp HFC

III Tổng kết

I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH CÁP

- Là hệ thống các chương trình truyền hình, được truyền qua tín hiệu tần số vô tuyến, sử dụng cáp đồng/ cáp quang

- Khắc phục hạn chế của truyền hình song, đáp ứng dịch vụ riêng lẻ

- Có thể truyền đi nhiều chương trình 1 lúc

- Dùng cáp cho truyền dẫn tốt hơn so với truyền thông vi ba

1.1 Khái niệm

3

1.2 Cấu trúc cơ bản của mạng truyền hình cáp

- Hệ thống thiết bị trung tâm (Headend System): nơi cung cấp, quản lý chương trình, thu thập các thông tin quan sát trạng thái, kiểm tra hoạt động mạng, cung cấp tín hiệu điều khiển, giao tiếp với mạng Internet…

- Mạng phân phối tín hiệu (Distribution Network): môi trường truyền dẫn tín hiệu từ trung tâm mạng tới các thuê bao Môi trường truyền dẫn: cáp quang, cáp đồng trục, cáp xoắn…

- Thiết bị thuê bao (Customer System): Gồm các bộ chia tín hiệu, các bộ thu tín hiệu truyền hình các cáp dẫn

5

- Sử dụng cấu trúc liên kết dạng cây và nhánh,

nhiều hộ gia đình chung 1 cáp.

- Các chương trình thu được từ vệ tinh hoặc viba tại

II TRUYỀN HÌNH CÁP HFC

- Là mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục.

- Truyền và phân phối tín hiệu

- Ưu điểm: + Dải thông cực lớn, suy hao tín hiệu thấp, ít bị nhiễu điện từ

+ Cho phép truyền tín hiệu có tần số hang tram THz

+ Ổn định, chất lượng, tính kinh tế cao

2.1 Tổng quan mạng HFC

7

- Mạng truyền dẫn: bao gồm hệ thống cáp quang và các Hub sơ cấp; truyền dẫn tín hiệu từ Headend đến các khu vực xa

- Mạng phân phối tín hiệu: bao gồm các hệ thống cáp quang, các hub thứ cấp và các node quang

- Mạng truy nhập: bao gồm hệ thống cáp đồng trục, các thiết bị thu phát cao tần có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu cao tần RF giữa các node quang và các thiết bị thuê bao

Cấu trúc mạng HFC:

Hình 2 1 Kiến trúc mạng HFC

- Các bộ phát đáp vệ tinh, nguồn quảng bá mặt đất, Video sever được đưa tới Headend trung tâm Tại đây tín hiệu được ghép kênh và truyền đi qua Ring sợi đơn mode (SMF) Tín hiệu được truyền từ Headend trung tâm tới thông thường là 4 hoặc 5 Hub sơ cấp

- Hub thứ cấp dung để phân phối phụ them các tín hiệu video tương tự hoặc số đã ghép kênh với mục đích giảm việc phát cùng kênh tại các Headend sơ cấp và thứ cấp khác nhau

Hoạt động của mạng HFC:

9

2.2 Công nghệ truyền dẫn trong mạng HFC

Hình 2 2 Cấu trúc mạng truyền dẫn và phân phối HFC

- Khối RF/IF chuyển đổi tín hiệu cao tần lên tín hiệu trung tần

- Khối thu tín hiệu vệ tinh chuyển đổi từ tín hiệu vệ tinh có tần số

cao xuống tín hiệu trung tần

- Khối IF/IF là bộ lọc trung tần lọc đúng tần số của kênh truyền

hình cần thu

- Khối IF/RF là khối chuyển đổi từ tín hiệu trung tần lên cao tần

- Khối combiner là khối kết hợp hay khối ghép kênh

- Bộ khuếch đại RF; máy phát quang

Hình 2.3 Trung tâm Headend

Cấu tạo của Headend:

11

Hình 2.4 Sơ đồ khối Headend

Hoạt động của Headend

- Mỗi một kênh truyền hình được thu qua một anten riêng, các kênh truyền hình thu được sau đó đưa vào khối chuyển đổi từ tín hiệu cao tần RF thành tín hiệu trung tần IF (upconverter).

- Tín hiệu trung tần chung này được đưa qua bộ lọc trung tần để lọc lấy kênh tín hiệu cần thu Các kênh tín

hiệu này sẽ được đổi lên tần số RF qua bộ chuyển đổi IF/RF để được tín hiệu RF nằm trong dải tần đường xuống của mạng CATV.

- Sau đó tín hiệu RF này được đưa vào bộ kết hợp (combiner 16:1) để ghép kênh với các kênh tín hiệu khác theo phương thức ghép kênh theo tần số (FDM: Friquency Division Multiplexing).

- Tín hiệu này đã có thể đưa vào máy thu hình của thuê bao giải mã và xem được, nhưng để truyền đi

xa và theo nhiều hướng khác nhau thì nó được đưa vào bộ khuếch đại để khuếch đại lên sau đó chia ra bằng bộ chia tín hiệu cao tần (bộ chia ký hiệu ISV hoặc IS)

13

Cấu tạo và hoạt động của máy phát quang

- Gồm 3 khối chính: + Bộ lập mã: truyền các mã khác nhau thành mã đường truyền thích hợp

+ Bộ điều khiển: chuyển tín hiệu vào biểu diễn thành tín hiệu phù hợp với nguồn

laser

+ Nguồn quang: nâng cao chất lượng tín hiệu

- Hoạt động: Tín hiệu cao tần RF qua bộ lập mã, sau đó tín hiệu được đưa vào bộ điều khiển để chuyển tín hiệu điện áp thành tín hiệu dòng bơm thích hợp cho nguồn laser và nguồn laser có chức năng chuyển tín hiệu điện đó thành tín hiệu ánh sáng và ghép vào sợi quang qua bộ nối

Node quang

a Cấu tạo của node quang

- Làm nhiệm vụ nhận tín hiệu quang từ trung tâm thu phát, chuyển đổi sang tín hiệu điện dạng RF sau

đó được khuếch đại và truyền dẫn trên mạng cáp đồng trục

Sơ đồ khối node quang 4 cổng ra

- Tín hiệu cao tấn (RF) sẽ được chuyển thành tín hiệu quang qua điôt điện quang để truyền về trung tâm trên các sợi cáp hướng lên.

17

- Mỗi sợi có chứa từ 12 đến 14 sợi quang tùy theo kích cỡ mỗi loại cáp

- Thường sử dụng sợi đơn mode-SM có suy hao khoảng 0,4 dB/km ở bước song l=1310nm hoặc suy hao 0,25 dB/km ở l=1550nm

Hình 2 6 Cáp quang và cấu tạo của cáp quang

- Là mạng lại giữa cáp quang và cáp đồng trục

- Sử dụng các thiết bị tích cực ( bộ khuếch đại cao

tần) trên mạng đồng trục

* Các bộ khuếch đại điện

- Các bộ khuếch đại đường truyền bù lại suy giảm tín hiệu, chúng đóng vai trò quan trọng khi thiết kế

hệ thống Mỗi bộ khuếch đại có chứa một bộ ổn định để bù lại suy giảm ở các tần số khác nhau Có ba loại bộ khuếch đại được sử dụng trong mạng CATV HFC tuỳ thuộc vào vị trí của chúng trong mạng đồng trục:

 Bộ khuếch đại trung kế

 Bộ khuếch đại fiđơ

 Bộ khuếch đại đường dây

a Bộ khuếch đại trung kế

Hình 2 8 Sơ đồ khối bộ khuếch đại trung kế

21

b Bộ khuếch đại fiđơ

- Được sử dụng không chỉ để phát xuống những kênh tín hiệu Video tới các bộ khuếch đại trung kế mà còn chia tín hiệu tới các fidơ cáp khác nhau (thường là 4 cáp fidơ) Mức tín hiệu ra thường khoảng 40

÷ 50 dBmV (cao hơn 12dB so với bộ khuếch đại trung kế)

c Bộ khuếch đại đường dây

- Khoảng cách giữa các bộ khuếch đại này khoảng 120m ÷ 130m, đặt ở phía gần thuê bao Để giảm hiệu ứng méo phi tuyến ở tín hiệu Video phát đi cũng như duy trì sự đồng đều trong toàn dải tần tín hiệu, tối đa chỉ sử dụng 2÷4 bộ khuếch đại đường dây

Bộ chia và rẽ tín hiệu (Splitter, DC & Tap)

b Bộ chia định hướng – DC

- Là thiết bị sử dụng trên mạng cáp đồng trục của hệ thống chia

tín hiệu đi theo 1 chiều, theo các thông số các cổng ra được quy

định theo tiêu chuẩn CATV Gồm có: DC-8, DC-12 và DC-16

c Bộ chia tín hiệu nhiều đường ra – Multi Taps

- Là thiết bị sử dụng để chia tín hiệu từ mạng cáp tới các thuê

bao với các thông số được quy đinh bởi chuẩn CATV Một Tap

điển hình bao gồm một khối ghép định hướng RF và các khối

chia công suất

Hình 2 10 Sơ đồ Tap 4 đường suy hao 20dB

d Đầu nối cáp

- Là thiết bị sử dụng trên mạng cáp đồng trục của hệ thống kết nối các loại cáp đồng trục vào các thiết bị như khuyêch đại, Spilitler, Dc, Multi Taps

- Chủng Loại:

+ Pin type connectors: Dùng cho cáp QR 540 và RG 11 đấu nối với thiết bị.

+ Feed through connectors: Dùng cho cáp RG11 kết nối thiết bị

+ Housing to housing adaptors: dùng kết nối các thiết bị với nhau.

+ Splice connectors: dùng kết nối cáp QR 540 với nhau

+ F5 connector: Dùng cho cáp RG 6 và các thiết bị trung tâm

25

Các thiết bị truy nhập người dung

* Thiết bị kết cuối truyền hình – STB:

- STB tương tự : cung cấp dịch vụ xem phim và 1 số dịch vụ khác theo hình thức IPPV, sử dụng điện thoại làm đường lên

- STB số: + Dò tìm kênh số, giải điều chế kênh số thu được, điều chế kênh số phát lên

+ Giải mã/ Mã hóa các kênh đã chọn

+ Quản lý báo hiệu thuê bao từ Headend

+ Phân phát các gói giao thức IP đến các thiết bị bên ngoài: IP Voice, IP Video phone

+ Truyền tải, giải mã, xử lý các tín hiệu truyền hình có độ phân giải HDTV

* Modem cáp CM

- Cho phép truy nhập đến các mạng máy tính trên phương diện vật lý dung cho truyền hình

- Có 3 loại : + Loại khối cắm ngoài

+ Loại card nằm trong

+ Loại tích hợp bên trong các STB cải tiến

* Hệ thống IP Phone

- Giao thức IP để truyền tín hiệu qua mạng viễn thông: LAN, WAN,…

- Có ý nghĩa lớn trong việc tạo thuận lợi để HFC thực hiện một xa lộ thông tin thực sự truyền mọi loại tín hiệu : voice, data, video

27

- Mạng truyền hình cáp CATV mang nhiều ưu điểm so với truyền hình viba thông thường nhờ việc sử

dụng cáp quang trong truyền dẫn

- Trong phần hai của bài tiểu luận, nhóm chúng em đã đi qua nội dung tổng quát về mạng truyền hình

cáp HFC

- Rõ ràng mạng truyền hình cáp đang là giải pháp tuyệt vời không chỉ cho truyền hình mà còn các

dịch vụ đa phương tiện như dịch vụ thoại, dịch vụ dữ liệu, Internet,…