Đồ án Truyền hình cáp và các ứng dụng về truyền hình cáp..... doc

Với các hệ thống mạng hiện đại có khả năng cung cấp các dịch vụ truyền tương tác, truyền số liệu, hệ thống thiết bị trung tâm còn có thêm các nhiệm vụ như: Mã hoá tín hiệu quản lýý truy

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

TOM TAT NOI DUNG

BAO CAO THUC TAP: "TRUYEN HINH CAP VA UNG DUNG"

Ngoài phần mở đầu va phân kết luận, Báo cáo thực tập được chia thành 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về truyền hình cáp

Chương này trình bày tổng quan về truyền hình cáp, vị trí của chúng trong mạng viễn thông cũng như xu hướng phát triển, tình hình phát triển truyền hình cáp tại một số nước trong khu vực và trên thế giới Ngoài ra còn điểm qua một số công nghệ truy nhập cạnh tranh với công nghệ HEC

Chương 2: Cơ sở kỹ thuật truyền hình cáp

Chương này trình bày các vấn đề cơ sở của kỹ thuật truyền hình cũng như truyền hình cáp thông qua việc mô tá chỉ tiết một hệ thống phát truyền hình màu và một hệ thống phát truyền hình số qua cáp

Chương 3: Kiến trúc mạng HFC

Chương này tập trung nghiên cứu kiến trúc mạng truyền hình HFC (Hibrrid Fible - Optic Coxial Network) bao gồm cả mạng

một chiều và hai chiều

Chương 4: Giải pháp thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến cho Thủ đô Hà Nội

Chương này nêu lên sự cần thiết phải xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến cho Hà Nội và phương pháp thiết kế một mạng truyền hình cáp hữu tuyến Phần cuối chương sẽ đề xuất một mô

hình HFC cho Hà Nội.

MUC LUC

Trang

I09)8,(9E7.001n0n 6 5 CHUONG 1: TONG QUAN VÉ TRUYÈN HÌNH CÁP - 555cc s+ssa 7

1.1.3 Thiết bị tại nhà thuê bao 52-52 Street 8

1.2 Vị trí các mạng truyền hình cáp và xu hướng phát triễn 8 1.3 Tình hình phát triển truyền hình cáp trên thế giới và trong khu vực l Í 1.3.1 Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ ccececserea 11 1.3.2 Truyền hình cáp tại một số thành phố lớn của Mỹ 11

1.3.3 Truyền hình cáp tại khu vực Châu Âu -¿-¿-5 +s+szs+s¿ 12 1.3.4 Truyền hình cáp tại Thụy Điển ¿5 5s c<cc+xzxzxzxd 12 1.3.5 Truyền hình cáp tại Châu Á - + + k+k+kzkrxzxrerxrered 13 1.3.6 Truyền hình cáp tại Trung Quốc - + +5+s+s+s+eczezerered 13

1.4 Các công nghệ truy nhập cạnh tranh << c<<<<<s+ 14

ID VAN) va 1a 17

1.4.3 Vệ tinh quảng bá trực tiếp DBS 5c Sececezkrkd 19 1.4.4 Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh (MMDS) 20

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KỸ THUẬT TRUYÈN HÌNH CÁP << <5: 21

2.1 Nguyên lý truyền hình màu - 22 2+ +S£E+E£E£E>EzEeEvE re, 21

2.1.2 Các khái niệm cơ bản về màu sắc và tín hiệu màu 24

2.1.2.1 Ba màu cơ bản - -c Ăn ng ervs 24

2.1.2.2 Ba yếu tố xác định màu - cscs cess cssesseseetseeeenee 24

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

2.1.2.4 Các tín hiệu màu - - - - - ( << << <1 111 1n nhe 24

2.1.2.5 Lựa chọn tín hiệu màu để truyền ¬ 25

2.1.2.6 Cài phố tần tín hiệu màu vào tín hiệu chói 25

2.1.2.7 Bộ tạo mãu màu của các hệ màu: . - 27

2.2.1 Sơ đồ hệ thống phát truyền hình số qua mạng cáp 27 2.2.2 Truyền hình số qua mạng cáp theo tiêu chuẩn DVB-C 29

2.2.1 Câu trúc khung dòng truyền tải 2+ xxx cxtrxeerered 30 2.2.2.2 Mã hoá kênh truyễn Gv cEeErxreerrrrkd 31

CHUONG 3: KIEN TRUC MANG HEC ooo ccccccccccccccccseeseccsseseeeesseeseeseesneeseens 39

3.1.2 Kiến trúc mạng HFC - ¿+6 4S kEkEkEkEkSEEE2 HE r re, 42

3.1.2.1 Các đặc điểm cơ bản mạng HFEC «<<: 42

3.1.3 Kiến trúc mạng HFPC ¿2s k+E*kEkEx£EzEEEeErE re, 46 3.2 Các thành phần hệ thống 2+ E313 SE cv cv cv rxrvrkrkd 47

3.2.2.2 Các thông số của cáp đồng trục -. - -5-s+s+s+eszezerered 51

3.2.3 Cc b6 khuéch dai RF ceccecceccesessesseceesseeseeeeseesessesseeeteateesseeseee 52 3.2.3.1 Đặc điểm các bộ khuếch đại . 5 ccccscsrsrrerrre 52 3.2.3.2 CNR của bộ khuếch đại đơn và nhiều bộ khuếch đại nối tiếp 55

3.3.1 Các công nghé thitc day eee cscesesestssesesseessseseetecneeseen 58

3.3.1.1 Set- Top - Box (STB) cccccssssssseceeceeeeeecsssaesaeseeseeseess 59

4.1 Sự cần thiết phải xây dựng một mạng truyền hình cáp hữu tuyến

4.1.1 Thực trạng truyền hình tại Hà Nội - - 64

4.1.2 Sự cần thiết phải đầu tư - - - scsEE2EEEE SE rrko 66

4.2 Phương pháp thiết bị hệ thống mạng truyền hình cáp 66

4.2.1 Lựa chọn cấu hình ði 1200111155 — 66

4.2.1.1 Mạng con truyền dẫn . - 2 +s+xss + krxcEeErerererrered 67

4.2.2 Phân bố dải tần tín hiệu trên mạng truyền hình cáp hữu tuyến, 74 4.2.3 Tính toán cự ly tối đa của đường truyền quang - 75 4.2.4 Tính toán kích thước node quang theo yêu cầu -. 77

4.3 Thiết kế hệ thống mạng cho Hà Nội 2 2E xxx 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO - - - - < SE E21 SE E3 9E ng re 83 KẾT LUẬN - - G <1 1110511 ng TK KHE u 84

(áo cáo thực tập WUguyén Gudn bung

LOI MO DAU

Truyền hình cáp (CATV) từ lâu không còn xa lạ đối với người dân ở các nước phát triển trên thế giới Tuy nhiên, việc triển khai và mở rộng các mạng truyền hình cáp vẫn chưa được quan tâm nhiều bởi vì trước đây mạng truyền hình cáp chỉ đơn thuần cung cấp các dịch vụ về truyền hình, không thê

Cung cấp các dịch vụ khác như thoại, số liệu

Thuật ngữ CATV xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1948 tại Mỹ khi thực

hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến và thuật ngữ CATV được hiểu là hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến (cable TV)

Một năm sau, cũng tại Mỹ, hệ thống truyền hình cộng đồng sử dụng anten (Community Antenna Television - CATV) cung cấp dịch vụ cho thuê bao bằng đường truyền vô tuyến đã được lắp đặt thành công Từ đó thuật ngữ CATV duoc ding để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu tuyến

Những năm gần đây, do tăng nhu cầu thưởng thức các chương trình truyền hình chất lượng cao, nội dng phong phú cũng như sự tiễn bộ trong công nghệ, các mạng truyền hình cáp đã có những bước phát triển mạnh mẽ Giờ đây không chỉ cung cấp các chương trình truyền hình thoả mãn nhu cầu ngày càng cao của người xe mà chúng còn trở thành một tiềm lực cạnh tranh đáng kế đối với các mạng viễn thông khác trong việc cung cấp các dịch vụ

viễn thông

Tại Việt Nam, người dân cũng đã biết đến truyền hình cáp vô tuyến qua các kênh chương trình MMDS Tuy nhiên, do giá thành còn cao và nội dung chương trình chưa phù hợp với người Việt Nam nên truyền hình cáp vẫn còn

xa lạ với đa sô người dân

Tại Hà Nội, nhu cầu phát triển mạng truyền hình cáp hữu tuyến qui mô,

hiện đại cung cấp nhiều chương trình cho người dân Thủ đô đã được lập kế

hoạch và đang được triển khai trên điện rộng

Nhận thức được việc xây dựng và phát triển mạng truyền hình cáp phục

vụ đa số khán giá Việt Nam là nhu cầu cần thiết và là hướng đi tất yếu, tôi đã

lựa chọn đề tài báo cáo: "Truyén hinh cap và ứng dụng" nhằm di sau tim hiểu lĩnh vực còn hết sức mới mẻ này

Trong thời gian thực hiện báo cáo, tôi đã có một thời gian thực tế tìm hiểu và nghiên cứu quá trình lắp đặt truyền hình cáp tại một số khu vực trên địa bàn Hà Nội Với những hiểu biết còn hết sức hạn chế tôi đã cố găng trình

bày những nội dung co ban nhất liên quan đến mạng truyền hình cáp hữu tuyến, đồng thời nêu lên một cách khái quát những nguyên tắc và phương pháp thiết kế hệ thống mạng truyền hình cáp Cuối cùng, tôi mạnh dạn đề xuất Bán thiết kế tổng quan mạng truyền hình cáp hữu tuyến nhằm ứng dụng cho Thủ Đô Hà Nội

Bao cdo thue tip WUguyén Gudn bung

CHUONG 1: TONG QUAN VE TRUYEN HINH CAP

1.1 TONG QUAN VE TRUYEN HINH CAP

Mạng truyền hình cáp bao gồm 3 thành phần chính: Hệ thống thiết bị tại trung tâm, hệ thống mạng phân phối tín hiệu và thiết bị thuê bao

Hình 1: Sơ đỗ khối hé thong truyén hinh cap

1.1.1 Hệ thống thiết bị trung tâm

Hệ thống trung tâm (Heađen System) là nơi cung cấp, quản lýý chương trình hệ thống mạng truyền hình cáp Đây cũng chính là nơi thu thập các thông tin quan sát trạng thái, kiếm tra hoạt động mạng và cung cấp các tín

hiệu điều khiến

Với các hệ thống mạng hiện đại có khả năng cung cấp các dịch vụ

truyền tương tác, truyền số liệu, hệ thống thiết bị trung tâm còn có thêm các nhiệm vụ như: Mã hoá tín hiệu quản lýý truy nhập, tính cước truy nhập, gl1ao tiếp với các mạng viễn thông như mạng Internet

1.1.2 Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp

Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là môi trường truyền dẫn tín hiệu từ trung tâm mạng đến các thuê bao Tuỳ theo đặc trưng của mỗi hệ thống truyền hình cáp, môi trường truyền dẫn tín hiệu sẽ thay đổi: Với hệ thống truyền hình cáp như MMDS môi trường tủyền dẫn tín hiệu sẽ là sóng

vô tuyến Ngược lại, đối với hệ thống cáp hữu tuyến (cáp quang, cáp đồng trục, cáp đồng xoắn ) Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến

có nhiệm vụ nhận tín hiệu phát ra từ các thiết bị trung tâm, điều chế, khuếch đại, cấp nguôn và phân phối tín hiệu hình đến tận thiết bi của thuê bao

Hệ thống mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là bộ phận quyết

định đến đối tượng dịch vụ, khoảng cách phục vụ, số lượng thuê bao và khả

năng mở rộng cung câp mạng

1.1.3 Thiết bị tại nhà thuê bao

Với một mạng truyền hình cáp sử dụng công nghệ tương tự, thiết bị tại thuê bao có thể chỉ là một máy thu hình, thu tín hiệu từ mạng phân phối tin hiệu Với mạng truyền hình cáp sử dụng công nghệ hiện đại hơn, thiết bị thuê bao gồm các bộ chia tín hiệu, các đầu thu tín hiệu truyền hình (Set-top-box)

và các cáp dẫn Các thiết bị này có nhiệm vụ thu tín hiệu và đưa đén TV dé thuê bao sử dụng các dịch vụ của mạng: Chuong trinh TV, truy nhap Internet,

truyền đữ liệu

1.2 VI TRI CAC MANG TRUYEN HINH CAP VA XU HUONG PHAT TRIEN

Từ nhiều thập ký trước, mạng viễn thông được cấu thành bởi các thành phần riêng biệt Thông thường, mạng viễn thông có thê được chia thành các nhóm như sau:

- Mạng truyền hình cộng đông (Community Antenna Network - CATV);

- Mạng máy tính nội hạt LAN và mạng điện rộng WAÁN;

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

Thứ nhất, việc truy nhập Internet đễ dàng và chỉ phí thấp đã mở ra siêu

lộ thông tin cho nhiều thuê bao và các doanh nghiệp thực hiện thương mại

điện tử, mua sắm trực tuyến, quảng cáo, và các thông tin về dịch vụ dễ dùng, nhanh chóng và miễn phí khác

Thứ hai, đó là việc ban hành đạo luật về viễn thông năm 1996 của Mỹ

(U.S Telecommunications Act) Nội dung chính là bãi bỏ những quy định về viễn thông trong đó cho phép các Công ty thoại (nội hạt và đường đài), các nhà cung cấp dịch vụ không dây, hữu tuyến, quảng bá có thể thâm nhập vào

lĩnh vực mà mình không phụ trách Đạo luật này đã tạo ra hội chứng hợp nhất

nhiều Công ty tạo thành các Công ty lớn

Hình 2 chỉ ra sự hội tụ của 3 mạng viễn thông trong một mạng băng rộng để cung cấp nhiều dịch vụ thông tin và giải trí Tuy nhiên, có nhiều nhân

tÕ kinh tế, lợi nhuận, và điều tiết tác động đến tính khả thi trong việc xây dựng một mạng viễn thông như vậy

Hinh 2: Hoi tu mang HFC, mang may tinh va mang PSTN

Các mạng CATV đã trải qua các giai đoạn phát triển từ mạng tương tự quảng bá một chiều đồng trục tới mạng HFC tương tác 2 chiều truyền tải các

kênh video tương tự/số và dữ liệu tốc độ cao Mạng đồng trục băng rộng kiến

trúc cây và nhánh truyền thống được hỗ trợ bởi công nghệ RE phục vụ tốt các

dich vu quang bá và các dịch vụ điểm - đa điểm Dùng nhiều bộ khuyếch đại

(30 - 40), có thê làm giảm chất lượng và tính năng của kênh Video AM-VSB, làm giảm thị hiếu của khách hàng Việc sử dụng các kết nối viba mặt đất đã

giảm s6 lượng các bộ khuếch đại, cải thiện được hiệu năng truyền dẫn các

kênh quảng bá tương tự

Sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ sợi quang từ cudi những năm 80

đã khiến cho công nghiệp truyền hình cáp phát triển mạnh mẽ Sự ra đời của laser điều chế trực tiếp DM-DFB 550 MHz và các bộ thu quang hoạt động ở đải bước sóng 1310nm đã làm thay đổi kiến trúc truyền thống mạng cáp đồng trục Mạng HFEC cho phép truyền dẫn tin cậy các kênh Video tương tự quảng

ba qua soi don mode SME tới csac node quang, do đó số lượng các bộ khuếch

đại RF đã được giảm đi rất nhiều Hơn nữa các nhà điều hành còn thực hiện

triển khai thiết bị Headend sử dụng các Ring sợi quang để kết nối giữa Headend trung tâm và các Heađen thứ cấp hoặc các Hub tại những vị trí quan trọng Do vậy, các nhà điều hành cáp có thê hạ giá thành và cải thiện hơn nữa chất lượng và tính hữu dụng của các dịch vụ quảng bá truyền thống

Sự phát triển của nhiều thiết bị quan trọng như: Các bộ điều chế QAM, các bộ thu QAM giá thành hạ, các bộ mã hoá và giải mã tín hiệu Video SỐ,

cho phép các nhà điều hành cáp cung cấp thêm khoảng 10 dịch vụ Video số mới trong các kênh Video AM/VSB dùng với STB số Việc triển khai nhanh chóng mạng HEC 750MHz và một số dịch vụ viễn thong cung cấp khả năng

cạnh tranh truy nhập và nhiều loại hình kinh doanh cho khách hàng tại các thị

trường quan trọng

Vào giữa thập kỷ 1990, kiến trúc mạng HEC đã bắt đầu có hướng phát

triển mới Cuộc cách mạng này là do những áp lực sau của thị trường:

- Bùng n6 nhu cầu truy nhập dữ liệu tốc độ cao trong các khu vực dân cư;

- Nhu cầu chuyển phát các dịch vụ sỐ tương tác;

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

- Gia tăng cạnh tranh từ nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông và các

nhà cung cấp dich vu DBS;

- Sự tiễn bộ trong công nghệ sợi quang, đặc biệt là laser và bộ thu

quang và quản lýý mạng cáp

Những nhu cầu và áp lực của thị trường đã tác động tới các nhà điều

hành cáp xem lại kiến trúc mạng HFC hiện tại và tiễn tới mạng truy nhập

CATV DWDM

1.3 TINH HINH PHAT TRIEN TRUYEN HINH CAP TREN THE GIOI VA

TRONG KHU VUC

1.3.1 Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ

Khu vực Bắc Mỹ dân đâu trên thê giới vê phát triên truyên hình cáp hữu tuyến với gần 100 triệu thuê bao, chiếm hơn 90% tổng số người xem truyền hình trong khu vực Sự thay đôi nghiêng về truyền hình cáp rất rõ rệt: năm 1978 truyền hình vô tuyến chiếm 93% tổng số người xem thì đến năm

1995 giảm xuống còn 65% để nhường chỗ cho truyền cáp hữu tuyến Ngày nay truyền hình cáp hữu tuyến CATV với hàng trăm chương trình thông tin

dang di sau rộng vào đời sống kinh tế - chính trị và xã hội ở khu vực Bắc Mỹ

Ở Canada, truyền hình cáp hữu tuyến phát triển rất sớm để phục vụ những vùng nông thôn xa xôi Năm 1982 Canada thực hiện chương trình thu

lệ phí truyền hình cáp làm tăng số lượng người xem tới 60%, chiếm hơn 7

triệu thuê bao

1.3.2 Truyền hình cáp tại một số thành phố lớn của Mỹ

Cablevision System của Mỹ là tập đoàn viễn thông và giải trí hàng đầu cung cấp dịch vụ truyền hình cáp Cablevision có khoảng 3,4 triệu thuê bao

truyền hình cáp tại New York, Boston, Cleveland Trong đó 2,7 triệu thuê bao tại New York, 350.000 thuê bao tại Boston, 300.000 thuê bao tại Cleveland

Mạng truyền hình cáp của Cablevision ban đầu là cáp đồng trục, đến nay đã phát triển các đường cáp quang tạo ra hệ thống mạng lai HFC, Cablevision có thể cung cấp các dịch vụ hết sức phong phú cho khách hàng

- Các chương trình truyền hình như Optimum TV;

- Cac kénh phim: American Movie Clasics, Bravo, The Indépnent Film

Channel;

- Các chương trình tham quan du lich tren TV nhu: Madison square garden;

- Truy nhập Internet qua modem cáp;

- Cung cấp dịch vụ điện thoại nội hạt qua mạng HFC

Hiện tại Cablevision đang thực hiện một dự án với tổng kinh phí 300 triệu USD nhằm đưa dịch vụ truyền hình số và Internet tốc độ cao vào mạng

truyền hình cáp của mình

1.3.3 Truyền hình cáp tại khu vực Châu Âu

Khu vực Châu Âu với thị trường truyền hình cáp ở Đức là 50%, Thụy

Điển và Pháp: 36%, các nước Bỉ, Hà Lan, Lucxambua, Thụy Sĩ có khoảng

10% Nước Anh đứng đầu về sản xuất chương trình truyền hình cáp ở Châu

Âu Sở dĩ khu vực Tây Âu giàu có này ít dùng CATV công cộng vì dân chúng

sử dụng anten thu trực tiếp từ vé tinh (DBA) đắt tiền, thực chất cũng là truyền

hình CA TV thu nhỏ trong gia đình

1.3.4 Truyền hình cáp tại Thụy Điễn

Truyền hình cáp tại Thụy Điển được triển khai bắt đầu những năm

1960 tại các khu nhà cao tầng mới xây, hệ thống truyền dẫn là cáp đồng trục

do Nhà nước quản lýý Mãi đến năm 1992 csac hệ thống truyền hình cáp tư nhân mới được phép hoạt động

Khoảng 70% số hộ gia đình tại Thụy Điển truy nhập dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến CATV Khoảng 88% truy nhập CATV hữu tuyến hoặc truyền hình qua vệ tỉnh

Hiện nay có 4 nhà cung cấp dịch vụ CATV lớn nhất tại Thụy Điển là:

- Telia Kabel: 1,3 triéu thuê bao;

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

- Kablevision: 500.000 thuê bao, trong đó 350.000 thuê bao nằm trong các mạng cáp thể được cung cấp dịch vụ bằng hai đường khác nhau;

- San - TỪ: 230.000 thuê bao;

- Sweden Online: 185.000 thué bao

1.3.5 Truyén hinh cap tai Chau A

Cho đến nay, truyền hình cáp tại Châu Á, phát triển khá nhanh chóng,

đặc biệt là các nước như Nhật Bản, Hà Quốc Hiện nay, tại Thái Lan có

khaỏng vài trăm ngàn thuê bao truyền hình cáp, với lệ phí hàng tháng 20USD/tháng Các nước khác cũng coi truyền hình cáp hữu tuyến là phương tiện nghe nhìn đại chúng thích hợp sử dụng kinh phí đóng góp của nhân dân

mà không phải xin kinh phí của Nhà nước

1.3.6 Truyền hình cáp tại Trung Quốc

Cho đến cuối năm 1999, Trung Quốc có khaỏng 80 triệu thuê bao truyền hình cáp hữu tuyến, đến nay có khoảng 90 triệu thêu bao, đứng thứ hai trên thế giới sau Bắc Mỹ về số lượng thuê bao Do dân số đứng đầu thế giới

và diện tích đứng thứ 3 trên thế giới, Trung Quốc chọn phương án truyền hình cáp hữu tuyến CATV để phát triển kinh tế và văn hoá tinh thần của nhân dân Đáng và Nhà nước Trung Quốc đề ra chủ trương là "Truyền hình cáp khắp xóm thôn, truyền hình cáp đến mọi nhà" Truyền hình cáp CATV Trung Quốc

đã tự tạo nguồn vốn đóng góp không lồ của Nhân dân dé phục vụ đời sống văn hoá tinh thần của nhân dân và hỗ trợ cho truyền hình vô tuyến bao cấp đang gặp khó khăn

Dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến tại Trung Quốc hiện nay được cung cấp bởi một số nhà cung cấp dịch vụ khác nhau Hệ thống truềyn hình cáp hữu tuyến tại Trung Quốc đến nay sử dụng chủ yếu hệ thống sợi quang kết hợp cáp đồng trục - HFC Hệ thống cáp quang cho CATV được cung cấp bởi các nhà quản lýý mạng viễn thông quốc gia và liên tỉnh Trung Quốc như

China Telecom, Provincial PTAs, China Unicom, va mot sô các tô chức có

đường cáp quang riêng như: Bộ đường sắt, Bộ năng lượng, Bộ đầu khí, các tổ chức phát thanh và truyền hình Trung Quốc

1.3.7 Truyền hình cáp tại Indonesia

Truyền hình cáp lần đầu tiên được triển khai tại Indonesia là hệ thống

mạng K(@belvision tại Jakarta K@belvision là hệ thống mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục HFC (Hybrid Fiber/ Coaxial) cung cấp các dịch vụ chủ yếu bao gồm:

"Dịch vụ truyền hình cáp: Phim truyện, ca nhạc, thời trang, quảng cáo, giải trí

dịch vụ Internet của Indonesia cho phép khách hàng truyền hình cáp

có thê kết nối Internet với tốc độ lên đến 10 Mb/s bằng đường cáp của mạng K(@belvision

Hệ thống mạng K(@belvision được phát triển từ năm 1994 tại Jakât K@belvision có thể ghép đến 88 kênh truyền hình tương tự trên cùng một sợi cáp đồng trục

1.4 CÁC CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP CẠNH TRANH

Có nhiêu công nghệ truy nhập có thê phục vụ các dịch vụ băng rộng tới

thuê bao Phần này sẽ cung cấp tông quan một số công nghệ cạnh tranh cùng những ưu nhược điểm từng loại

1.4.1 Công nghé ADSL

Công nghệ ADSL sử dụng đường dây thoại xoắn đôi hiện có để cung cấp băng thông yêu cầu cho các dịch vụ băng rộng như truy nhập Internet, thoại hội nghị, đa phương tiện tương tác và VOD Công nghệ ADSL được thiết kế để giải quyết tính trạng tắc nghẽn nghiêm trọng hiện nay trong các mạng thoại giữa tông đài trung tâm (CO) và thuê bao ADSL có thể chuyển

phát tốc độ dữ liệu trong khoảng từ 64 kb/s đến 8,192 Mb/s cho kênh đường

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

xuống và tốc độ trong khoảng 16kb/s tới 768 kb/s cho các kênh đường lên trong khi vẫn đồng thời dùng các dịch vụ thoại truyền thống (POTS)

ADSL rất phù hợp để đáp ứng nhu cầu truy nhập Internet tốc độ cao

Đường truyền dẫn ADSL cung cấp tốc độ đữ liệu tới 8 Mbit/s xuống khách

hàng va 640 Kbit/s luồng lên mở rộng dung lượng truy nhập mà không cần lắp đặt thêm cáp mới Ngoài ra, việc sử dụng ADSL sẽ chuyển lưu lượng địch

vụ Internet qua các mạng chuyển mạch gói hoặc ATM giúp hoạt động hiệu quả hơn, giải quyết được vấn đề tắc nghẽn trên mạng thoại

khách hàng modem ADSL mà dây ADSL kết nối tới gọi là khối kết cuối ADSL đầu xa (ATU-R) ở phía tổng đài, các bộ Splitter được lắp đặt nơi các

mạch vòng thuê bao kết cuối trên giá phối dây chinh MDF, dau ra có hai đôi

15

dây Đôi thứ nhất kết nối tới mạng chuyển mạch thoại để Cung cấp dịch vụ

thoại truyền thống Đôi dây thứ hai kết nối tới khối kết cuối ADSL trung tâm

(ATU-C)

Để truyền dẫn hiệu quả, các khối ATU-C được kết hợp với chức năng

phép kệnh tạo nên bộ ghép kênh truy nhập DSL (DSLAM) trong tổng đài

trung tâm và được kết nỗi tới mạng các nhà cung cấp dịch vụ Số liệu qua

ADSL được đóng gói trong các tế bào ATM DSLAM cần có khả năng xử lý các tế bào ATM để thực hiện ghép kênh lưu lượng thống kê Tổng tốc độ các

đường ADSL qua tất cả các khối ATU - C có thể lớn hơn tốc độ đường STM-

1

Đặc điểm truyền tốc độ hai chiều không đối xứng của ADSL làm cho

kỹ thuật này phù hợp với hầu hết các ứng dụng yêu cầu băng thông luồng xuống lớn hơn băng thông luông lên VOD là hướng phát triển ban đầu của ADSL nhưng sau đó truy nhập Internet tốc độ cao nhanh chóng trở thành hướng phát triển chủ yếu Ngoài ra còn một số ứng dụng khác đang được phát triển và sử dụng công nghệ này như sau:

= Telecommuting: Dich vu thoai va truy nhap dt liệu từ xa, cho phép người sử dụng làm việc tại nhà và kết nối tới cơ sở đữ liệu tại nơi làm việc

"_ Dịch vụ truyền video hoặc thông tin thời gian thực: ADSL cho phép phân phối những ứng dụng băng rộng theo thời gian thực như tin

tức, token chứng khoán, thời tiết

" Chương trình đào tạo fừ xa: ADSL full-rate với chất lượng dịch vụ

đảm báo có thể cung cấp luồng video tiêu chuân MPEG-2 cho phép các trung tâm giảng dạy gửi video minh hoạ bài đạy và trao đôi trực

tiếp với học viên từ nhiều vị trí

"_ Chữa bệnh từ xa: Các bác sĩ có thể chân đoán và khám chưa bệnh từ

Xa;

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

= H6i nghi truyền hình: Mặc dù dịch vụ này yêu cầu băng thông hai

chiều đối xứng nhưng ADSL full-rate có thể cung cấp một kênh H0 (384x384 Kbit/s) chuyên dụng ngoài băng thông có sẵn của ADSL cho ứng dụng này trong khi vẫn đảm bảo phục vụ các ứng dụng

khác

1.4.2 Fiber - In - The - Loop

Cn truy nhập FITD thường dùng cáp quang theo kiến trúc hình sao

(điểm - đa điểm), gồm một họ các kiến trúc như:

Các hệ thống FITL được phát triển theo hướng tương thích với các dịch

vụ, hệ thống truyền dẫn, hệ thống điều hành của các nhà khai thác nội vùng

(LEC) Kiến trúc nguyên thủy FITL được chỉ ra trong hình 4

Một mạng FITL gồm một kết cuối host số (HDT) với các khối BNU trong kiến trúc hình sao, được HDT quản lýý HDT cung cấp các hoạt động và giao diện cần thiết của hệ thống FITL cho phần còn lại của mang LEC

Ví đụ: HDT có thê tách riêng lưu lượng chuyển mạch nội hạt và ra bên ngoài để quán lýý định tuyến Các dịch vụ băng rộng như Internet, tương tác

đa phương tiện và thoại được phát tới HDT, HDT có thê được đặt tại CO hoặc

tại đầu xa, như tín hiệu băng gốc Điều này trái ngược với mạng HFC, trong đó

các dịch vụ băng rộng được điều chế RF Tại HDT, tín hiệu số băng sốc được

chuyên mạch và gửi tới các khôi smạng băng rộng qua cáp quang BNU được

đặt gần thuê bao và phục vụ nhiều khách hàng BNU thực hiện chuyến đổi

quang điện và các chức năng quan trọng khác Tín hiệu điện sau đó được phát tới thuê bao qua cáp đồng trục hoặc cáp đồng xoắn đôi Một khối giao diện mạng

đặt tại phía thuê bao sé tach tín hiệu Video, tín hiệu đữ liệu, và tín hiệu thoại như chỉ ra trong hình 4 Tín hiệu Video số được tách kênh và giải mã bởi một ST

Một kiến trúc FITL khác là FTTH Như tên gọi của nó, cáp quang sẽ thay thế cáp đồng trục hoặc cáp đồng xoắn đôi từ BNU đến thuê bao Sự khác nhau giữa kiến trúc FTTH va FTTC nam ở vị trí lắp đặt của BNU

Trong kiến trúc FTTH, BNU được đặt tại thuê bao Vì vậy, nhu cầu

dùng công nghệ cáp xoắn đôi ngoài nhà thuê bao được loại bỏ trong kiến trúc FTTH Phần mạng giữa HDT và các BNU trở thành mạng quang thụ động, điều này trở nên rất quan tọng khi nâng cấp trong tương lai Băng thông rộng sẵn có (hàng THz) của sợi quang để chuyển phát các dịch vụ băng rộng cho thuê bao là một trong những ưu điểm của kiến trúc mạng toàn quang này Với việc dùng công nghệ WDM, các hệ thông FTTH có khả năng truyền tải tốc độ hang Gb/s ví dụ OC-48STM-16 hoặc các dịch vụ băng rộng tương thích với

SONET/SDH tới thuê bao Hơn nữa, vì mỗi BNU được đặt tại nhà thuê bao,

do vậy không cần thiết công suất ngoài hoặc bảo dưỡng thêm

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

Nhược điểm chính của FTTH là giá thành mỗi OUT tương đối cao và

chi phí lắp đặt cáp quang ban đầu Bắt chấp nhược điểm này, kiến trúc FTTH

có nhiêu tiêm năng hứa hẹn đê cung câầp các dịch vụ băng rộng cho thuê bao

1.4.3 Vệ tỉnh quảng bá trực tiếp DBS

Trong khi các công nghệ truy nhập ADSL và FITL dùng các mạng cáp

hữu tuyến dé cung cấp dịch vụ băng rộng, công nghệ DBS được dựa trên các

vệ tỉnh đồng bộ địa tĩnh cung cấp các chương trình Video số đa kênh cho các thuê bao có trang bị bộ thu DBS Truyên hình trực tiếp chiếm ưu thế trong công nghệ DBS và cung cấp vài trăm kênh Video số Dịch vụ truyền hình trực

tiếp, được triển khai trong năm 1994 gom một đĩa anten vệ tính và một bộ

IRD tích hợp khối thu và giải mã, thực hiện dò sóng và giải mã kênh số được chọn Dịch vụ truyền hình trực tiếp được phân phối bởi 3 vệ tinh công suất cao HS 601 (DBS-1, DBS-2 và DBS-3) Mỗi vệ tỉnh gồm 16 bộ phát đáp ở

dải băng K,„ 120W, với DBS - 2 va DBS - 3 mỗi cấu hình cung cấp 8 bộ phát

đáp 240W DBS-I chuyên phát trên dưới 60 kênh và hơn 20 chương trình từ

USSB Gan đây, USSB được thực hiện bởi truyền hình trực tiếp và kết hợp

cùng với các dịch vụ của nó Với DBS-1, DBS-2, DBS-3 dịch vụ truyền hình

trực tiếp cung cấp vài trăm kênh chương trình Video và Audio Cả 3 vệ tỉnh

cùng được đặt trong quỹ đạo đồng bộ địa nh 22300 dặm, ở 101 kinh độ

Đông

Tập đoàn truyền thông Echostar, thành lập năm 1980, được cung cấp

khe quỹ đạo tại 119” kinh độ Tây, và 3 năm sau, mạng nhánh DISH được thiết

lập Vào ngày 28/12/1995, Echostar lắp đặt thành công hệ thóng DBS đầu tiên, Echostar I, và mạng DISH được đưa vào hoạt động vào ngày 4/3/1996

Vệ tinh DBS thứ hai là Echostar II được triển khai thành công vào tháng 10/1996 cũng có quỹ đạo 119” Vào tháng 5 năm 1997 Echostar triển khai vệ tinh Echostar HI tại khe quỹ đạo 61.5 kinh độ Tây Echostar IV được triển khai tại Kazashtan vào ngày 8/5/1998 Bốn vệ tính này cung cấp mạng DISH cung cấp dung lượng cho hơn 250 kênh Video số, Audio và các địch vụ số

liệu Các chương trình vệ tính được trích từ nhiều nguồn Video khác nhau, đầu tiên được số hoá, mật mã và phát lên các vệ tính quỹ đạo DBS Sau đó các vé tinh DBS nay sé phat tín hiệu Video trở lại tới mọi thuê bao, thuê bao

có anten thu định hướng chính xác Mỗi bộ phat đáp của vệ tính DBS - 1 có thể phát luồng Video MPEG - 2 với tốc độ khoảng hon 23 Mb/s, trong khi các

vé tinh DBS - 2 và DBS - 3 có thê phát khoảng 30Mb/s

1.4.4 Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh (MMDS)

Công nghệ truy nhập MMDS là một công nghệ không day (wireless) khác được dựa trên các kênh Video tương tự và số quảng bá mặt đất Trong

những năm đầu thập niên 60, FCC bắt đầu thiết lập một số tần số RF một phía

dugc goi la ITFS (Instructional Television Fix Service), danh cho cac kénh

đào tạo từ xa Trong thập niên 70, các nhà sản xuất thiết bị xin phép FCC cho

hép dùng một phân phô tần ITFS để thương mại hoá

Công nghệ này ban đầu cung cấp 1 hoặc 2 kênh dịch vụ Video cho

khách hàng, được gọi là dịch vụ phân phối đa điểm (MDS) Vì nhiều tần số

ITFS không được đùng trong các vùng, các nhà cung cấp MDS xin phép FCC cấp phát lại các tần số dùng trong MMDS Khi các tần số thêm trong phô

ITFS duoc cap phat cho cac dich vu Video, MDS duoc đôi tên là MMDS

Vào tháng 5 năm 1988, FCC ban hành luật cho MMDS 2 chiều Pho MMDS

đã được phân phối toàn cầu trong nhiều băng tần RF từ 2 GHz tới 2,7 GHz

Các nhà điều hành các mạng không dùng vùng phô tần không được cấp

phép dé cung cap các dịch vụ băng rộng như Internet, thoại, và đa phương tiện tương tác dé thuong mai cac tốc độ có lợi nhuận cạnh tranh với mạng cap HFC

Kiến trúc cơ bản MMDS gồm các khối phát vô tuyến MMDS đặt tại

các tháp radio cùng với anten, một anten của thuê bao, một bộ ba hạ tần và

một STB Mỗi vùng phục vụ được chia thành các cell có phần giao nhau, mỗi

cell có bán kính 40 km Đối với truyền dẫn yêu cầu mức tin cậy cao, tầm nhìn giữa anten phát và thu được yêu cầu bình thường Vì tam nhìn luôn không

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

thuận lợi nên nhân tố ảnh hướng tới chất lượng chủ yếu trong hệ thống

MMDS là tín hiệu fading nhiều đường

Một công nghệ gần với MMDS là công nghệ lai ghép giữa cáp quang

và không day (HFW) hay còn gọi là lai ghép giữa quang và vô tuyến (HER) Kiến trúc này tương tự như HFC ở đó một headend trung tâm phát các dịch

vụ băng rộng tới nhiều cell RF qua cáp don mode SMF, téi théu bao được thực hiện qua 2 chiều MMDS

* Có nhiều ưu điểm trong kiến trúc này

"Tăng độ tin cậy truyền dẫn 2 chiều giữa thuê bao và Headend so với kiến trúc MMDS truyền thống:

khu vực thành thị tại đó mạng cáp quang đã được xây dựng

CHUONG 2: CO SO KY THUAT TRUYEN HINH CAP

2.1 NGUYEN LY TRUYEN HINH MAU

2.1.1 Hé théng may phat truyén hinh mau

Hệ thông máy phát truyên hình màu được mô tả theo sơ đô khôi như hình 5

Ảnh màu cần truyền đi trước hết được hệ quang học và kính lọc màu

phân tích thành ba chùm tia màu cơ bản R, G, B (Red, Green, Blue) Ba chùm

tia phân biệt tác động lên ba đèn quang điện là Vidicon, CCD hay Superticon

để đỏi thành ba tín hiệu hiệu điện là Eạ, Eo, Es (nếu các tín hiệu này đã được

sửa méo do sự chuyên đổi quang điện gây ra, thì được ký hiệu: E'a, Elo, Es )

Để kết hợp được giữa truyền hình màu và truyền hình đen trắng, người ta không trực tiếp truyền đi ba tín hiệu màu cơ bản mà thông qua một mạch ma

trận ở phía phát để đối thành tín hiệu chói Ey và hai tín hiệu màu là Ea-Ey và Es-Ey Tín hiệu chói Ey chính là tín hiệu ảnh trong truyền hình đen trắng, T.V

den trang là T.V màu khác hệ sẽ thu tín hiệu chói Ey để hiện anh den trắng Còn hai tín hiệu màu qua mạch tạo mã màu của các hệ màu roi td hop lai

thành tín hiệu màu C, đem lại tín hiệu màu C lồng vào phô tân tín hiệu chói

Ey rồi đem đi điều chế biên độ (AM) vào máy phát sóng mang hình ảnh (fa)

để truyền đi trên các kênh truyền hình đen trắng trước đây Đồng thời tín hiệu

âm thanh cũng được đưa đến điều chế phối hợp với sóng fa đưa lên anten

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

2.1.2 Các khái niệm cơ bản về màu sắc và tín hiệu màu

2.1.2.1 Ba mau co ban

* Điêu kiện đê chọn ba màu cơ bản:

- Nêu đem hai màu cơ bản trộn với nhau không cho ra màu cơ bản thứ ba

- Nêu đem ba màu cơ bản trộn với nhau theo các tỷ lệ khác nhau sẽ cho

ra hâu hêt các màu có trong thiên nhiên

2.1.2.2 Ba yêu tô xác định màu

- Độ chói: Cường độ sáng của màu đó

- Sắc màu: Có quan hệ với bước sóng cho biệt sự khác giữa các màu khác

- Độ bão hoà màu: là nông độ của màu đó đậm hay nhạt

2.1.2.3 Tín hiéu choi Ey

Tin hiéu choi 1a tin hiéu hinh anh trong truyén hinh đen trắng ở tín hiệu

màu thì tín hiệu chói được pha trộn bởi ba màu cơ bản theo tý lệ:

Ey — 0,3 ER + 0,59 Ec + 0,11 Es

Vi du: Muốn cé 1v tin hiéu Ey thi Eg = Er = Eg = lv

2.1.2.4 Cac tin higu mau

Đề không gây nhiễu màu lên ảnh đen trắng thì trong kỹ thuật truyền hình người ta không truyễển đi các tín hiệu màu co ban ma truyén đi các tín hiệu màu (lây đi hiệu màu trừ ổi tín hiệu chói) Vì các tín hiệu màu đêu băng

không khi ảnh là đen trắng

Ea - Ey = ER - (0,3ER + 0,59EG + 0,1 IEp)

— 0,7ER - 0,59EG - 0,1 lEp 2a 0,7v

Bao cdo thuc tip (Xguuyên Gudn 2Ôưng

Ep - Ey = -0,3Ea + 0,59EcG - 0.,89Ep i 0,41v

2.1.2.5 Lựa chọn tín hiệu màu để truyền

Để kết hợp giữa tín hiệu màu và tín hiệu đen trăng người tía truyền đi

một tín hiệu chói Ey và hai tín hiệu màu Eạ - Ey và Ep - Ey là đủ Còn tín hiệu

mau Eg - Ey phia dai phát bỏ đi vì:

Quãng biến thiên biên độ bé nhất nên lượng thông tin ít nhất

Mắt người rất nhạy cảm với màu lục nhìn thấy được những chỉ tiết rất

nhỏ của hình ảnh đòi hỏi phải truyền tín hiệu với dai tan rong

Đến phía máy thu ta khôi phục lại tín hiệu này bằng mạch ma trận G - Y theo biểu thức:

Ey = 0,3 Eạ + 0,59 Eo + 0,11Eạ

Ey = (Ep - Ey) + 0,59 (Eg - Ey) + 0,11 (Ep - Ey) + Ey

= 0=0,3 (Ep - Ey) + 0,59 (Eg - Ey) + 0,11 (Eg - Ey)

& (Eg - Ey) = - 0,51 (Ep - Ey) - 0,19 (Ep - Ey)

Mạch ma trận R G B sẽ khôi phục ba tín hiệu màu cơ bản theo:

(Ex - Ey) + Ey =Ep

(Eg - Ey) + Ey =Eg

(Eg - Ey) + Ey = Eps

Ba tín hiệu này khuếch đại lên và tạo cự tính âm để tia điện tử bắn lên

màn hình

2.1.2.6 Cài phố tân tín hiệu màu vào tín hiệu chói

Ta biết trong truyền hình đen trắng khi truyền ảnh tĩnh thì phố tần của tín hiệu hình là rời rạc (ở đây ta sử dụng phương pháp quét ảnh xen kẽ) Còn khi

ta truyền ảnh động thì vị trí các vạch phô của tín hiệu phố luôn xê dịch quanh

vị trí ban đầu của nó, nhưng mức độ xê dịch không lớn, nên cũng có thé xem

phổ của tín hiệu hình khi truyền ảnh động là phô rời rac

Trong truyền hình màu do cach tao ra tin hiéu Ep, Ec, Ep 1a giống nhau,

nên phố của chúng giống nhau như tín hiệu hình đen trắng Tín hiệu chói Ey

và các tín hiệu màu, là tổ hợp tuyến tính của các tín higu Er, Eg, Eg nén chung cũng có phô tần rời rạc và hoàn toàn giống nhau Vì thế không thể đồng thời

truyền tín hiệu chói và tín hiệu hiệu màu theo một đường truyền, mà chỉ có

thể đồng thời truyền tin hiệu chói truyền hình trực tiếp còn hai tín hiệu hiệu

màu p hải dịch phố về phía tần số cao hơn tần số cao nhất của tín hiệu chói, thì phổ tần tín hiệu màu quá rộng Nên để đảm bảo phố tần đủ hẹp như độ rộng phô tần tín hiệu truyền hình đen trăng, ta thực hiện cài xe kẽ phố tần tín hiệu chói (sắp xếp phổ tần tín hiệu màu vào khoảng trống giữa hai tần số đòng của tín hiệu chói)

Giá trị cụ thể của tần số sóng mang phụ thuộc vào nhiều yếu tô: Độ rộng

dải tần tín hiệu chói, phương thức điều chế sóng mang phụ Nhưng khi chọn tần số sóng mang phụ phải thoả mãn:

- Tần số sóng mang phụ phải ở miễn tần số cao của phố tần tín hiệu chói

Vì tần số sóng mang phụ càng cao chỉ tiết ảnh nhiễu do nó sinh ra trên ảnh truyền hình đen trắng càng nhỏ, mắt càng khó phát hiện

- Phải nhỏ hơn tần số cao nhất của tín hiệu chói

Trong truyền hình thường chon fs = 4,43MHz

Bao cdo thuc tip (Xguuyên Gudn 2Ôưng

Phô tân tớn ` / Phô tân tớn

2.1.2.7 BO tao mau mau cia cac hé mau:

Bo tao mau mau 1a thiét bị biên đôi các tín hiệu màu co ban Ep, Ec, Ep

thành tín hiệu mau Qua mạch tạo mã màu này các tín hiệu hiệu màu được tổ

hợp lại thành tín hiệu C "cài" vào phố tân tín hiệu chói sau đó đưa vào điều

biên (AM) sau đó đưa vào máy phát sóng mang hình ảnh f2 (Xem hình S)

Trong ba hé NTSC, PAL, SECAM thì bộ tạo mã màu có những bộ phận

giỗng nhau nhưng có những bộ phận khác nhau Trong đó bộ phận khác nhau

chủ yêu là điêu chê và mạch đông bộ màu

2.2 TRUYEN HINH SO QUA MANG CAP

2.2.1 Sơ đồ hệ thông phát truyền hình số qua mạng cáp

Video

Video source coding Transport Channel

and compression 5 coding

8

=

B Modulation

5 Video ; ; 5

Hinh 7: So dé hé thong phat truyén hình số qua mạng cáp khuyến nghị của

ITU-R

* Các khối chức năng và các từ kỹ thuật:

- Video: tin hiéu Video

- Audio: tin hiéu Audio

- Sybsystem video: hệ thông xử lý tín hiệu video

- Sybsystem Audio: hệ thống xử lý tín hiệu audio

- Video source coding and compressed: Khối mã hoá nguồn và nén tín hiệu video

- Audio source coding and compressed: Khối mã hoá nguồn và nén tín hiệu audio

- Ancillary data: Dữ liệu phụ

- Control data: Dữ liệu điều khiến

- Service Multiplexing and Transport: Khéi ghép kênh dịch vụ và truyền tai

- RF/Transmission System: Hệ thống phát tín hiệu RE

- Channel coding: mã hoá kênh truyền

- Modulation: Khéi diéu ché

Tín hiệu Audio và Video tương tự được đưa vào các khối xử lý hình và

tiếng Tại đây tín hiệu Audio và Video tương tự được lẫy mẫu chuyến đổi

thành tín hiệu Video và Audio số, sau đó các tín hiệu Audio, Video số này

được tiễn hành nén dung lượng thông tin, cuối cùng các tín hiệu Video, Audio

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

số đã được nén sẽ được ghép kênh với các đữ liệu phụ và dữ liệu điều khiển

Dữ liệu tại đầu khối ghép kênh dịch vụ là dòng dữ liệu chương trình, tiếp theo

dòng đữ liệu này được định dạng thành dòng đữ liệu truyền tải và được đa tới

khối mã kênh truyền Tại khối này dữ liệu dòng truyền tải được tiễn hành mã

hoá chống lỗi bằng mã hoá Reed - Solomon, kết hợp với các quá trình

Inteleaver chống lỗi cụm Cuỗi cùng dòng dữ liệu được đưa tới bộ điều chế

QPSK, chuyến đổi tín hiệu thành tín hiệu RF, khuếch đại tín hiệu RE và đưa

tới giao diện phép kênh vật liệu với kênh cáp

Cũng giống như trong hệ thống truyền hình số qua vệ tinh tín hiệu Video

được số hoá và nén thành dòng truyền tải MPEG-2, dòng truyền tải MBG-2

gồm các gói dữ liệu chứa 188 Bytes, trong đó có một Byte đồng bộ, ba Bytes

đầu chứa các thông tin về dịch vụ, thông tin điều khiển và ngẫu nhiên hoá,

tiếp theo là 184 Bytes đữ liệu

2.2.2 Truyền hình số qua mạng cáp theo tiêu chuẩn DVB-C

Hệ thống được mô tả theo sơ đồ khối sau:

Hình 8: Sơ đồ hệ thống phát truyền hình số theo tiêu chuẩn DVPB - C

* Các khối chức năng và các từ kỹ thuật

- Video: tin hiéu Video

- Audio: Tin hiéu Audio

- Data: Số liệu

- Video coder: Bộ mã hoá tín hiệu Video

29

- Audio coder: Bộ mã hoá tín hiệu Audio

- Data coder: Bộ mã hoá số liệu

- Progamme Mux: Ghép kênh chương trình

- Transport Mux: Ghép kênh dong truyền tải

- Physical interface: Giao dién vat ly

- RS codẻ: Bộ mã hoá Reed-solomon

- Convol interleaver: Bộ Interleaver kết hợp với mã Convolution conde

- Differential encoding: Ma hoa vi phan

- Baseband Shapping: Lọc sửa băng tần gốc

- Qam modulator & Physical Interface: Điều chế Qam

- To RE cable Channel: Tới kênh truyền cáp

2.2.1 Câu trúc khung dòng truyền tải

Syncl or | 203 Syncl or | 203 | Syncl or

A ⁄

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

Hình 12: Cac khung dugc Interleaver, d6 sau I = 12 Byte

Syncl: Byte déng bộ không bị ngẫu nhiên hoá hoàn toàn;

Sync n: Byte đồng bộ không bị ngẫu nhiên hoá, trong đó n = 2 8

2.2.2.2 Mã hoá kênh truyền

Để đạt được khả năng chống lỗi cao cho đường truyền đữ liệu số bằng cáp, người ta sử dụng mã hoá chống lỗi (FEC) là Reed-Solomon Hệ thống truyền hình số qua Cáp không sử dung b6 mã hoá Convolution Code, dé tranh lỗi cụm người ta sử dụng kỹ thuật Interleaving Byte dữ liệu Người ta sử dụng

bộ mã hoá Visai thay cho bộ mã hoá Convolution Code

Ngẫu nhiên hoá trải phố dữ liệu:

Dòng dữ liệu đầu vào sẽ được sắp xếp lại thành gói dữ liệu có độ đài cố định, tiếp theo là quá trình ghép kênh dòng truyền tải MPEG-2 Tổng độ dài

gói của một gói dòng truyền tải MPRG-2 đã được ghép kênh là 188 Bytes, kể

cả một Byte đồng bộ Quá trình xử lý của bộ mã hoá trong hệ thống phát luôn bắt đầu từ Bit có nghĩa nhất của từ mã đồng bộ

Đề tương thích với hệ thống truyền hình qua vệ tinh và dé dam bao khôi phục lại được xung nhịp, thì đữ liệu đầu ra bộ ghép kênh dòng truyền tải sẽ được ngẫu nhiên hoá theo mô hình dưới đây

Hinh 13: Cac khung dugc Interleaver, d6 sau I = 12

* Các khối chức năng và các từ kỹ thuật

- Clear/Randomize data input: Dau vao xoá/ ngẫu nhiên xoá dữ liệu

- Randomized/ de - randomized data output: Đâu ra đữ liệu đã được ngẫu nhiên hoặc giải ngẫu nhiên

Dòng đữ liệu đầu vào (Bit có nghĩa đầu tiên): 1 0 1 1100 XXXXXXXX ¬-

Đa thức sinh chuỗi giải ngẫu nhiên PRBS: 1 + X'” + X”” | | Chuéi Bit (100101010000000) duoc nap vao thanh ghi dịch tạo chuỗi

PRBS, sé duoc định vị tại vị trí đầu tiên của mỗi nhóm 8 gói dòng truyền tai,

dé tao tín hiệu khởi động bộ giải ngẫu nhiên hoá trong hệ thống thu, thì Byte đồng bộ của gói dòng truyền tải MPEG-2 đầu tiên trong nhóm 8 gói sẽ được

dao Bit tur 47yex sang B8ypx

Bit dau tién cua dong dữ liệu đầu ra bộ ngẫu nhiên hoá sẽ trở thành Bit

thứ nhất của Byte đầu tiên sau Byte đồng bộ dòng truyền tải MPEG-2 để trợ giúp các chức năng đồng bộ, trong khi các Byte đồng bộ dòng MPEG-2 của

nhóm 7 có đữ liệu sẽ không bị ngẫu nhiên hoá Trong khoảng thời gian xuất hiện Byte đồng bộ, bộ tạo chuỗi PRBS vẫn hoạt động, nhưng đầu ra của bộ này bị khoá Do đó chu kỳ của mỗi chuỗi giải ngẫu nhiên PRBS sẽ là 1503

Bytes

Quá trình ngẫu nhiên hoá sẽ vẫn được tiếp tục ngay cả khi đầu vào

không có dòng dữ liệu, hay dữ liệu không tương thích với dòng MPEG-2 Mục đích nhằm tránh tình trạng tạo ra các sóng mang không được điều chế từ

bộ điêu chê

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

Ma hoa Reed - Solomon

Tiếp sau quá trình ngẫu nhiên hoá dữ liệu là quá trình mã hoá sửa lỗi dựa

trên kiểu mã hoá RS cho từng gói dòng truyền tải MPEG-2 đã bị ngẫu nhiên hoá, với T = 8, điều đó có nghĩa là có thể sửa được 8 Bytes lỗi trong dòng truyền tải, quá trình này được thực hiện bằng cách thêm 16 Bytes Parity vao

một gói đòng truyền tải để tạo ra một từ mã (204, 188)

Cú ý: Quá trình mã hoá được thực hiện đối với cả Byte đồng bộ không

truyền đối hay truyền đôi

Đa thức sinh mã: g(x) = (x+Ax+^AÌ)(x+A') (x+A.'”, trong đó 1=02urx

x°+x+x+x”+l

Mã hoá RS ngắn được thực hiện bằng cách thêm vào 51 Bytes "rỗng"

trước các Bytes thông tin tại đầu vào bộ mã hoá (255,239), sau quá trình mã hoá csac Bytes này sẽ bị loại bỏ

Interleaver Convolution

Mô hình Interleaver va De-interleaver Convolution duoc biéu thi bang

sơ đô sau:

11 11

17x11 11 11 Interleaver I=12

Thanh ghi dich Interleaver I=12

Như trên hình 14 quá trìh Interleaving Convolutional voi d6 sau I = 12 sé

được sử dụng để chống lỗi cho các gói dữ liệu (Xem hình 11) Kết quả thu

được khung đữ liệu đã được Interleaved (Xem hình 12)

Khung dữ liệu đã được Interleaved sẽ chứa cả các gói dữ liệu lặp đã được mã hoá chống lỗi Các gói này được phân định băng các Bytes đồng bộ dòng MPEG-2

Bộ Interleaverr có thể chứa I = 12 nhánh, được kết nối vòng với dòng Bit

đầu vào nhờ chuyển mạch đầu vào Mỗi nhánh là một thanh ghi dịch FIFO;

gồm Mịj phần tử (trong đó, M=17 = N/I, N = 204 = Độ dai khung đã được mã

hoá chống lỗi, I = 12 = Độ sâu Interleaver, j = chỉ số thứ tự nhánh) Các phần

tử của một thanh ghi dịch FIFO chứa một Byte, các chuyển mạch đầu vào ra

sẽ được đồng bộ

Nhằm mục đích đồng bộ, các Bytes đồng bộ và các Bytes đồng bộ đã bị

đảo sẽ được định tuyến qua nhánh "0" của Byte Interleaver (tương ứng không

trễ)

Định vị Byte vao Symbol:

Sau khi thực hiện Interleaving Convolution, quá trình định vị Byte lén các Symbol được thực hiện Trong từng trường hợp, Bit có nghĩa nhất MSB của Symbol Z sẽ được lẫy từ MSB của Byte V Tương ứng như vậy, Bit có nghĩa tiếp theo của Symbol sẽ được lấy từ Bit có nghĩa tiếp theo trong Byte Trong trường hợp kiểu điều chế 2”, - QAM, quá trình này sẽ định vị K Bytes vào n Symbols, như sau:

8k=nxm

Ví dụ như đối với kiểu điều chế 64 - QAM (trong đó m=6, k=3 va n = 4)

Bao cdo thue tip

Symbol) Symbol Z Symbol Z+1 Symbol Z+2 Symbol Z+3

Hình 15: Định vị các Byte lên các Symbol cho kiéu diéu ché 64 Qam

Chú thích 1: b0 là Bit ít nhất (LSB) trong mdi Byte

Chú thích 2: Trong quá trình chuyến đôi này, các Bits của mỗi Byte có mặt trong hai Symbols, các Symbols được đánh đấu Z, Z+1 Cac Symbols

sẽ được phát di trudc cac Symbols Z+1

Hai Bits có nghĩa nhất (MSB) của mỗi một Symbol sẽ được mã hoá

Visai để đạt được trạng thái xoay pha một góc 71⁄2 trong đồ thị định vị điểm

thông tin Quá trình mã hoá Visai hai Blts có nghĩa nhất (MSB) được cho trong phương trình Boolean sau:

L =(A, ®B,).(A, ®I,;)+(A, ®B,).(A, ®Q,.„)

Chú ý: kí tự "®" là hàm EXOR, "+" là hàm "OR”, "." là hàm logic AND

Hình 16 sẽ minh hoạ quá trình thực hiện chuyến đổi Byte đữ liệu

q bits (bạ+, bo)

Điêu chê:

Khối điều chế của hệ thống đã tạo ra số điểm thông tin trên đồ thị điểm thông tin có thê là 16, 32, 64, 128 hay 256 điểm

Đồ thị điểm thông tin đối với kiểu điều chế 16QAM, 32-QAM, 64-QAM

được cho trong hình 18 Đồ thị các kiểu điều chế 128, 256 QAM được cho trong hình 19

Như trong hình 18, các điểm thông tin trong góc phan tư thứ nhất sẽ được chuyển sang các góc phân tư thứ hai, thứ ba, thứ tư bằng cách thay đổi gia tri cua hai Bits MSB va thuc hién quay pha q Bit LSB theo luật ghi trong

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

IkQk are the two MSB in each quadrant

Hình 18: Dé thi dinh vị điểm thông tin của các kiểu điều ché 16QAM,

32QAM, 64Q0AM

đØồáo cáo thực tập Nguyen Juan Fung

CHUONG 3: KIEN TRUC MANG HFC

3.1 CAC MO HINH KIEN TRUC MANG

3.1.1 Kiến trúc mạng CATV truyền thống

Thuê bao

* Headend thực hiện các nhiệm vu sau:

- Thu các chương trình từ các nguồn khác nhau