1.2.Đặc điểm của các phương thức truyền dẫn truyền hình 1.2.1.Truyền hình vô tuyến Hyper cable Tiền thân của Hyper cable là truyền hình vi ba.Truyền hình vi ba không có công năng phát
Đặc điểm của các phương thức truyền dẫn truyền hình1 1.Truyền hình vô tuyến Hyper cable
Truyền hình cáp dây dẫn CATV
Công nghệ truyền hình CATV ra đời giải quyết mâu thuẫn giữa việc gia tăng số kênh phát sóng và tình trạng cạn kiệt quỹ tần số cùng với vấn đề nhiễu tín hiệu Nhờ CATV, nhà cung cấp có thể mở rộng danh mục kênh mà vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu nhờ tối ưu hóa phân bổ băng thông và giảm nhiễu từ các nguồn nhiễu khác Hệ thống CATV tối ưu hóa sử dụng phổ tần, tăng hiệu quả truyền dẫn và mang lại trải nghiệm xem phong phú, ổn định cho người dùng, đồng thời nâng cao hiệu quả vận hành của mạng truyền hình.
Truyền hình cáp dây dẫn CATV gồm 2 yếu tố: truyền hình trả tiền và cung cấp tín hiệu qua dây dẫn
Những kênh truyền hình mới phát qua dây dẫn không làm nhiễu sóng các kênh truyền hình đã có
Nhiều kênh truyền hình chỉ phát qua 1 dây dẫn đã được xây dựng và hoạt đông rất hiệu quả
SVTH: H Ồ THANH TÀI Trang 4 Ưu điểm của CATV:
So với truyền hình phát sóng trong không gian, CATV có nhiều ưu điểm:
Không bị ảnh hưởng bởi địa hình là ưu điểm nổi bật của CATV, từ ưu điểm này CATV được khai sinh và phát triển như một hệ thống truyền hình cáp CATV đặc biệt thích hợp cho đô thị nhiều nhà cao tầng, nơi không thể thu được sóng truyền hình phát từ các tháp anten vô tuyến Nhờ CATV, người dùng ở các khu vực có địa hình phức tạp vẫn xem được các kênh truyền hình chất lượng cao mà trước đây khó tiếp cận.
Không cần sử dụng anten Thay vào đó chỉ cần một đường dây dẫn từ nhà đến một ổ cắm tín hiệu và kết nối với ổ anten trên TV Trong một hệ thống CATV hoàn hảo, chất lượng chương trình truyền hình được duy trì ổn định suốt 24 giờ mỗi ngày Khả năng mở rộng số kênh trên CATV lớn hơn nhiều so với truyền hình vô tuyến VHF-UHF, mang lại nhiều lựa chọn nội dung hơn cho người xem.
Chất lượng hình ảnh của hệ thống truyền hình số vượt trội so với truyền hình phát sóng vô tuyến analog nhờ hạn chế tín hiệu phản xạ và duy trì cường độ tín hiệu ở mức tối ưu tại điểm thu Tín hiệu truyền hình chỉ đạt chất lượng tốt khi không quá yếu cũng không quá mạnh: nếu tín hiệu đến TV quá yếu, hình ảnh sẽ bị hạt và âm thanh rè; ngược lại, nếu tín hiệu quá mạnh, hình ảnh có thể bị méo, nhảy, xé ngang/xé dọc và âm thanh bị ù.
Nhược điểm của CATV (ANALOG):
Bên cạnh nhũng ưu điểm vừa điểm qua, CATV có một số nhược điểm Những nhược điểm này ngày càng làm chậm đi bước phát triển CATV Đó là:
Việc triển khai CATV đòi hỏi chi phí đầu tư rất lớn, công sức và thời gian đáng kể cho dự án mạng CATV Đối với một mạng CATV hoàn chỉnh cho một thành phố có hàng triệu dân, quá trình từ khi bắt đầu xây dựng đến khi hoàn tất có thể kéo dài tới hàng chục năm.
Mạng CATV tối ưu cho các đô thị có mật độ dân cư cao, còn với phần lớn lãnh thổ như đồng ruộng, rừng núi và dân cư thưa thớt thì CATV không phù hợp Mật độ dân cư càng thấp, chi phí triển khai CATV càng cao do phải sử dụng nhiều dây dẫn và thiết bị khuếch đại, trong khi số người dùng lại không nhiều Do đó, CATV thường kém cạnh tranh so với các công nghệ truyền hình và truyền thông khác.
Chất lượng hình ảnh của công nghệ CATV analog dù được đánh giá cao nhưng vẫn kém so với công nghệ truyền hình số đang được sử dụng phổ biến trên truyền hình vệ tinh Ưu điểm đơn giản của CATV là có thể nhận tín hiệu ngay khi kết nối, tuy vậy sự dễ dàng này cũng đi kèm với nhược điểm: tín hiệu dễ bị sao chép và khai thác trái phép Khi tín hiệu bị lan rộng và rời khỏi sự kiểm soát của nhà cung cấp, mạng cáp có thể bị lạm dụng và ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ cho người dùng hợp pháp Do đó, tăng cường bảo mật, kiểm soát truy cập và nâng cấp các biện pháp giám sát là cần thiết để bảo vệ tín hiệu và đảm bảo chất lượng truyền hình cho khách hàng.
TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH 2.1.Giới thiệu
Phần không gian
Gồm vệ tinh và các thiết bị thông tin trên vệ tinh, thiết bị điều khiển, các thiết bị cung cấp nguồn từ năng lượng mặt trời
Trong hệ thống thông tin vệ tinh thì vệ tinh thông tin thực chất là một trạm lặp tín hiệu của tuyến thông tin siêu cao tần
Nhiệm vụ chính của vệ tinh là :
Khuếch đại tín hiệu nhận được từ mặt đất
Dịch tần số sóng mang
Khuếch đại tín hiệu đã dịch tần và truyền xuống mặt đất
Hình 2-Sơ đồ hệ thống thu phát vệ tinh
Băng thông tổng cộng của vệ tinh từ 500 MHz đến 1,5 GHz quá lớn để một bộ khuếch đại đơn có thể xử lý, và không có sóng mang nào chiếm được toàn bộ băng thông như vậy Do đó, băng thông tổng cộng của bộ lặp lại (bộ phát dáp hay repeater) được chia thành các dải tần phụ, mỗi dải rộng vài chục MHz Mỗi dải tần phụ này được khuếch đại bởi một Transponder.
Bộ phát đáp Repeater (Receiver / Downconverter / Transmit)
Có thể nói bộ phát đáp của vệ tinh là phần tử quan trọng nhất trên vệ tinh, nó được cấu tạo bởi các phần tử tích cực
Bộ phát đáp vệ tinh là sự kết hợp giữa bộ thu tuyến lên và bộ phát tuyến xuống, hoạt động như một trạm tiếp sóng và lặp lại nhiều tín hiệu thông tin giữa các trạm mặt đất Nó thu tín hiệu từ các trạm mặt đất ở tuyến lên, đổi tần số và phát xuống trạm mặt đất ở tuyến xuống, nhằm tối ưu hóa việc truyền dữ liệu qua vệ tinh Nhờ chức năng này, hệ thống liên lạc vệ tinh mở rộng phạm vi kết nối, tăng cường độ ổn định và hiệu quả của đường truyền giữa các điểm đất và vệ tinh ở quỹ đạo.
Công suất sóng mang ngõ vào
Công suất sóng mang ngõ ra
C D = 10 100 W Độ lợi xấp xỉ 120 dB Băng thông từ 0.5 1.5 Ghz
Hình 3- Chức năng tổng quát của vệ tinh
Bộ thu Chuyển đổi Bộ ghép
Hình 4- Cấu hình tổng quát bộ phát đáp
Từ hình trên, ta thấy các thiết bị cơ bản trên vệ tinh gồm có :
Hình 5- Cấu hình tổng quát của các Transponder phân bố trên trạm lặp vệ tinh
Hình 6-Sơ đồ khối đơn giản của một Transponder
- Bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNA – Low Noise Amplifier)
- Bộ đổi tần (Frequency Downconverter) – Dịch tần khoảng 2.225 Mhz
- Bộ khuếch đại công suất cao tần HPA (High Power Amplifier – dùng đèn sóng chạy TWTA – Travelling Wave Tube Amplifier)
Việc sử dụng hai tần số phát và thu cách xa nhau thông qua bộ dịch tần cho phép tách các sóng thu và phát với các mức công suất khác nhau trên cùng một ăng-ten, từ đó tối ưu hóa hiệu suất liên lạc vệ tinh Phương pháp này giúp giảm nhiễu và ngăn ngừa hiện tượng phản hồi, làm giảm ảnh hưởng đến tín hiệu ở tuyến lên và xuống và cải thiện độ ổn định của liên kết RF.
Hoạt động của vệ tinh bắt đầu từ antena nhận tín hiệu từ tuyến lên, sau đó tín hiệu đi qua bộ lọc để loại bỏ dải tần số không mong muốn; bộ khuếch đại tăng công suất tín hiệu, và tín hiệu được dịch xuống dải tần phù hợp với dải tần của tuyến xuống Tiếp theo, mạng lưới phân kênh tách các kênh riêng lẻ để xử lý như cân bằng, khuếch đại và lọc.
… Tất cả các kênh sau đó được kết hợp lại và truyền xuống.
Phần mặt đất ((Earth Station)
Hệ thống phát tín hiệu:
Trong hệ thống truyền dẫn RF, tín hiệu băng tần cơ bản được dồn kênh (MUX) và đưa vào bộ xử lý tín hiệu Từ đó, tín hiệu được điều chế và tổng hợp tần số để đổi tần cho từng kênh riêng lẻ Mỗi kênh sau đó được khuếch đại công suất lớn, đi qua Diplexer và feeder, trước khi phát ra qua ăng-ten bằng phương thức bức xạ.
Để bù đắp cho suy hao đường truyền lớn trong thông tin vệ tinh, đầu ra máy phát cần có công suất càng lớn càng tốt; vì vậy trạm mặt đất phải sử dụng bộ khuếch đại công suất cao HPA (High Power Amplifier) để tăng cường tín hiệu và đảm bảo chất lượng truyền tải.
Trong các hệ thống vô tuyến mặt đất, khoảng cách giữa các trạm chuyển tiếp chỉ khoảng vài chục km nên công suất phát của máy phát khoảng 10 W là đủ Ngược lại, với hệ thống thông tin vệ tinh có khoảng cách truyền tín hiệu rất lớn, khoảng 36.000 km, một trạm mặt đất phải phát với công suất cao từ vài trăm watt đến vài chục kilowatt để đảm bảo liên thông và chất lượng tín hiệu.
Hệ thống thu tín hiệu:
Tín hiệu thu từ antenna được khuếch đại bởi LNA, đồng thời tạp âm cũng được khuếch đại; sau đó tín hiệu RF đi qua bộ chia cao tần và được chuyển đổi xuống tần số trung tần (IF) bằng Down Converter, rồi qua bộ giải điều chế để thu lại tín hiệu băng tần cơ bản (Base Band) Quá trình xử lý tiếp theo gồm nén dữ liệu, sửa lỗi (redundancy), tiền nhấn (Pre-emphasis), giải nhấn (De-emphasis) và triệt tiếng dội (Echo-Cancellation) Cuối cùng, các tín hiệu thoại hay truyền hình được phân kênh để có thể truy xuất dễ dàng theo các tần số mang chuẩn.
Các công nghệ quan trọng đối với trạm mặt đất:
Khoảng cách từ một trạm mặt đất tới vệ tinh ở quỹ đạo geostationary khoảng 36.000 km, gấp khoảng 700 lần so với khoảng cách giữa các trạm chuyển tiếp trong hệ thống Viba mặt đất Vì thế, liên lạc vệ tinh đòi hỏi công nghệ thu nhận tín hiệu yếu từ vệ tinh và công nghệ phát tín hiệu ở công suất lớn hướng tới vệ tinh Đồng thời, cần các giải pháp đối phó với độ trễ truyền sóng do khoảng cách truyền xa để bảo đảm chất lượng truyền dữ liệu và liên lạc Các yếu tố này đòi hỏi tối ưu hóa liên kết vô tuyến mặt đất – vệ tinh, từ việc nâng cao nhận biết và khuếch đại tín hiệu đến quản lý băng thông và mã hóa để tăng độ tin cậy và hiệu suất hệ thống.
Hình 8-Cấu hình của trạm mặt đất
Hệ thống antenna của trạm mặt đất có đường kính thu phát từ 0,6 đến 30 mét, tùy theo tiêu chuẩn của từng loại trạm Antenna được cố định bằng một hệ thống cơ khí vững chắc, đảm bảo đỡ và giữ antenna ổn định, an toàn ngay cả khi gặp mưa to gió lớn hoặc động đất.
Hệ thống anten được kết nối trực tiếp với bộ khuếch đại tạp âm thấp (LNA) và bộ khuếch đại công suất lớn (HPA) qua hệ thống ống dẫn sóng Để ngăn sự lẫn lộn giữa tín hiệu phát và tín hiệu thu khi dùng chung một anten, người ta lắp đặt bộ lọc thu phát siêu cao (Diplexer) nhằm tách biệt và bảo vệ tín hiệu ở cả chế độ phát và thu, tăng hiệu suất truyền dẫn và giảm nhiễu.
Để thu được sóng yếu từ vệ tinh và có thể phát đi các tín hiệu có công suất đủ mạnh lên vệ tinh, antenna (ăng-ten) cần có các đặc tính thiết yếu như độ lợi cao và hiệu suất cao, cùng khả năng hoạt động ổn định ở tần số mục tiêu, đáp ứng băng thông phù hợp và độ nhiễu thấp để đảm bảo chất lượng liên lạc.
Hướng tính cao và búp sóng nhỏ Đặc tính phân cực tốt
Công nghệ máy phát công suất lớn
Công nghệ máy thu tạp âm thấp
Công nghệ điều khiển tiếng dội
Hệ số tăng ích cao
Đồ thị tính hướng hẹp
Đặc tính phân cực tốt
Đặc tính tạp âm nhỏ
Khuếch đại công suất lớn Ngăn chặn xuyên điều chế
Đặc tính tạp âm thấp Hệ số khuếch đại lớn
Hình 9-Các công nghệ quan trọng đối với trạm mặt đất
Hệ thống quay bám vệ tinh
Mặc dù vệ tinh được đặt trên quỹ đạo địa tĩnh, vị trí thực tế của chúng luôn dao động khoảng ±0,1° theo các hướng Đông, Tây, Nam và Bắc Vì vậy tại trạm mặt đất, hệ thống antenna phải được điều khiển để bám sát vệ tinh nhằm duy trì liên kết liên tục Các loại hệ thống quay antenna bám theo vệ tinh có sẵn và được triển khai tùy theo yêu cầu nhiệm vụ, giúp theo dõi chính xác vị trí vệ tinh và điều chỉnh góc quay một cách linh hoạt.
Hệ thống xung đơn : Hệ thống này luôn xác định tâm búp sóng antenna có hướng đúng vào antenna hay không để điều khiển hướng của antenna
Hệ thống bám từng nấc là cơ chế dịch chuyển nhẹ vị trí ăng-ten tại các khoảng thời gian nhất định để điều chỉnh hướng sao cho tín hiệu thu được đạt mức cực đại.
Hệ thống điều khiển theo chương trình : Hệ thống này điều khiền antenna dựa trên cơ sở dự đoán trước quỹ đạo vệ tinh Điều khiển bằng nhân công
Ngoài ra còn có hệ thống giám sát, hệ thống cấp nguồn …
Trong trạm, các thiết bị điện tử phải hoạt động trong môi trường chuẩn: nhiệt độ 20°C và độ ẩm 45%, nhằm đảm bảo an toàn vận hành, kéo dài tuổi thọ thiết bị và duy trì chất lượng thông tin được truyền tải.
Đặc điểm của hệ thống thông tin vệ tinh
Trạm mặt đất là thiết bị đầu cuối của đường truyền thông tin vệ tinh, dùng để liên lạc với vệ tinh và quản lý tín hiệu truyền hình Nó được thiết kế để theo dõi vệ tinh, lựa chọn các tín hiệu audio và video phù hợp, và chuyển đổi chúng thành tín hiệu truyền hình tiêu chuẩn hoặc tái tạo lại tín hiệu.
2.1.4.1.Hệ thống SCPC (Single Channel Per Carrier) Định dạng này cho phép uplink lên vệ tinh từ các vị trí khác nhau Thông thường SCPC được dùng cho các ứng dụng riêng chẳng hạn như thu vệ tinh SNG (Satellite News Gathering) hoặc truyền hình giáo dục ở những nơi không thể hoặc khó uplink từ vệ tinh tất cả các chương trình từ một vị trí Các dịch vụ dựa trên SCPC thường dùng một dải thông Transponder vệ tinh Khi ghép kênh, các dịch vụ SCPC chia sẻ cùng một Transponder, mỗi dịch vụ được truyền trên một sóng mang có dải thông hẹp trong phạm vi Transponder Giữa các sóng mang SCPC phải có khoảng bảo vệ và phải thực hiện back-off công suất transponder vệ tinh để ngăn giao thoa giữa các dịch vụ
SCPC mang lại lợi ích cho truyền hình trực tiếp nhờ tối ưu hóa băng thông và độ ổn định của tín hiệu, trong khi việc tận dụng dải thông trên transponder vệ tinh không hiệu quả do phải có khoảng bảo vệ giữa các sóng mang khác nhau, làm tăng chi phí và giảm hiệu suất sử dụng dải tần.
Trong hệ thống truyền hình số, tất cả tín hiệu hình, tiếng và số liệu của mỗi chương trình trên kênh được nén độc lập theo chuẩn MPEG-2 Sau đó, các tín hiệu nén này được ghép lại thành một dòng bit dữ liệu duy nhất, chứa chuỗi các gói thông tin Mỗi gói tin gồm một byte tiêu đề và một byte dữ liệu tin tức, giúp nhận diện dạng tin truyền và chương trình liên quan Nhờ tiêu đề gói tin, hệ thống có thể phân biệt nội dung và liên kết với chương trình tương ứng, từ đó tối ưu hóa băng thông và đồng bộ hóa các tín hiệu hình, tiếng và dữ liệu đi kèm.
Sau khối MUX, tín hiệu được chuyển đến khối mã dành cho người xem trả tiền, nơi tín hiệu bị ghép và xáo trộn (scrambling) theo một quy tắc chỉ người quản lý nắm giữ Đồng thời hệ thống cũng áp dụng một hình thức khóa mã Nếu máy thu không nhận được chìa khóa do nhà quản trị gửi đi, nó sẽ không thể sắp xếp lại trật tự của dòng tín hiệu, khiến tín hiệu bị lộn xộn và không còn hình ảnh hiển thị.
Khóa mã trên TV có thể áp dụng cho toàn bộ các chương trình hoặc chỉ khóa một số kênh trong số các chương trình đang phát, và điều đặc biệt là các tùy chọn khóa có thể được thiết lập linh hoạt để phù hợp với mục đích sử dụng của người xem, giúp bảo vệ nội dung mà vẫn duy trì quyền truy cập cho những chương trình còn lại.
4.8 MHz 4.8 MHz 4.8 MHz 4.8 MHz 4.8 MHz TRANSPONDER BANDWIDTH
Hình 10-Biểu diễn sự sắp các kênh trên một Transponder
Hình 11-Sơ đồ khối hệ thống uplink SCPC
Coder data MUL T IP LE X E R Scrambling
Máy thu sẽ không nhận được tín hiệu nếu nó không hiểu được cách ghép và xáo trộn tín hiệu, và nếu nó không được thiết kế cũng như trang bị mạch điện tử đặc chủng thỏa mãn yêu cầu của hệ quản lý này Giải pháp được đề xuất nhằm tạo thuận tiện cho công tác quản lý việc xem chương trình ở bình diện toàn quốc Khối mã này được điều khiển bằng máy tính.
Khối sửa lỗi truyền dẫn là cơ chế chống nhiễu trong các hệ thống điện tử và truyền thông, vì nhiễu sinh ra từ các linh kiện và nguồn gây nhiễu khác luôn làm sai lệch tín hiệu hữu ích Trong kỹ thuật truyền dẫn và xử lý tín hiệu số, khái niệm mã sửa lỗi được dùng để giảm thiểu sai lệch do nhiễu Người ta nhúng vào luồng dữ liệu một số loại mã sửa lỗi, để khi xảy ra sai lệch, đầu thu có thể phát hiện và sửa được sai, từ đó tăng độ tin cậy của truyền dẫn và cải thiện chất lượng tín hiệu.
Việc hạn chế lỗi bằng mã có thể miêu tả khái quát là việc gắn thêm vào mỗi từ các phần tử dư không mang thông tin nhằm kiểm tra và phát hiện sai lệch Trong kỹ thuật truyền hình, các mã sửa lỗi phổ biến như Viterbi và Reed-Solomon được sử dụng để tăng độ tin cậy và chất lượng truyền tải, giúp hệ thống chống lỗi hiệu quả hơn trong quá trình truyền hình.
Trong hệ thống truyền tín hiệu số, tín hiệu số được điều chế để mang thông tin lên sóng cao tần thông qua quá trình điều chế Đối với tín hiệu số, ba phương pháp điều chế cơ bản là điều biên (AM), điều tần (FM) và điều pha (PM).
Trạm phát lên vệ tinh sử dụng điều chế pha, chủ yếu là điều chế QPSK Quá trình điều chế được thực hiện trên tần số trung tần 70 MHz, tức là pha của sóng mang 70 MHz bị thay đổi theo tín hiệu số đã nén và ghép lại trong dòng truyền tải MPEG-2 Pha này biến đổi theo từng nhóm tín hiệu số như [00], [01].
[10], [11], nghĩa là pha của tín hiệu trung tần bị dịch chuyển ngẫu nhiên tại bốn vị trí tuỳ theo sự xuất hiện của bốn nhóm số nói trên
Sau đó tần số trung tần 70Mhz sẽ được lên tải Ku (14 GHz) bằng phương pháp truyền thông và phát lên vệ tinh
Hệ thống khuếch đại công suất cho sóng vô tuyến phải bù đắp sự suy giảm trong không gian và mây mưa; vì tần số càng cao thì suy giảm càng lớn nên các trạm phát Ku cần công suất đủ mạnh, điển hình khoảng 2 kW khi dùng anten phát có đường kính 10 m Trong máy phát hiện nay thường dùng đèn Klystron để khuếch đại công suất, và đèn Klystron có đặc tính khuếch đại khá tuyến tính, phù hợp cho phát nhiều chương trình số có nén và điều chế QPSK Công suất thực tế khi phát các chương trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như điều kiện đường truyền, trạng thái khí tượng và mức nhiễu, cũng như yêu cầu băng tần và phương thức điều chế.
+ Số lượng chương trình đang phát, nếu nhiều chương trình thì công suất phải lớn, ngược lại phát ít chương trình thì công suất giảm đi
Chất lượng chương trình ảnh hưởng trực tiếp đến mức công suất phát Nếu tất cả các chương trình đòi hỏi chất lượng cao (với vận tốc bit lớn), công suất phát cần được tăng lên để đảm bảo chất lượng truyền dẫn Ngược lại, khi chất lượng chương trình ở mức vừa phải (vận tốc bit thấp), công suất phát không nhất thiết phải ở mức cao.
Trong điều kiện mưa, đặc biệt là mưa rào, tín hiệu bị suy giảm mạnh khiến phạm vi và chất lượng liên lạc giảm Để bù đắp lượng tín hiệu mang bị mất trong vùng mưa, công suất phát cần được tăng lên, nhằm cải thiện độ bền của kết nối và tối ưu hóa hiệu suất truyền thông vô tuyến trong thời tiết bất lợi.
+ Nếu thêm các dịch vụ khác (ví dụ cung cấp thêm Internet) qua trạm phát này, công suất phải tăng lên chút ít
+ Nếu anten phát có kích thước bé, độ lợi thấp, thì công suất phát phải cao
Vì vậy khi xây dựng trạm mặt đất, việc lắp đặt anten phát có kích thước lớn kéo theo nhiều thách thức về cơ khí, điều khiển và chống gió bão Để đạt hiệu quả vận hành và độ ổn định cao, người ta thường chọn anten Cassegrain đường kính 11 m, thiết kế phản xạ hai tần và có độ lợi lên đến 62,5 dB, mang lại kết quả tốt cho hệ thống truyền tải và hiệu suất của trạm mặt đất.
Tín hiệu số phát từ vệ tinh được thu bởi anten parabol cho ra tín hiệu tần số
Các yếu tố ảnh hưởng đến truyền hình vệ tinh
Trong truyền dẫn truyền hình qua vệ tinh, chỉ sử dụng phổ biến 3 loại băng tần sau:
Do những đặc điểm trên, các đài truyền hình hiện nay chủ yếu sử dụng là băng C, đôi khi cũng có sử dụng băng Ku , không dùng băng Ka
Băng tần Tần số vệ tinh Đặc điểm Ứng dụng
- Bỏ qua suy hao do mưa
- Anten trạm mặt đất lớn
- Phù hợp nhất cho thông tin vệ tinh
- Dùng cho thông tin quốc tế và nội địa
- Suy hao do mưa lớn
- Sử dụng cho thong tin quốc tế và nội địa
- Suy hao mưa nghiêm trọng
- Anten trạm mặt đất cở trung
- Sử dụng cho thong tin nội địa
Chỉ đề cập đến quỹ đạo các loại vệ tinh được sử dụng ở đây đều truyền tín hiệu truyền hình: Quỹ đạo đồng bộ trái đất
Quỹ đạo đồng bộ trái đất, còn gọi là quỹ đạo địa tĩnh (GEO), là một quỹ đạo tròn quanh Trái đất có chu kỳ quay bằng đúng chu kỳ quay của Trái đất Với đặc tính này, một vệ tinh ở GEO sẽ duy trì một vị trí cố định trên bề mặt Trái đất và thường được dùng cho các dịch vụ truyền hình, viễn thông và quan sát từ xa.
Vệ tinh địa tĩnh có chu kỳ quỹ đạo 24 giờ, nằm trên mặt phẳng xích đạo và ở độ cao nhất định so với mặt đất (khoảng 35.786 km) Khoảng cách từ Trái Đất đến quỹ đạo được xác định sao cho vệ tinh duy trì vận tốc quay bằng vận tốc quay của Trái Đất, cho phép nó di chuyển đều trên quỹ đạo và giữ vị trí cố định trên bầu trời đối với một điểm trên xích đạo Thiết kế này làm cho vệ tinh phục vụ các hệ thống truyền thông và dự báo thời tiết một cách liên tục và ổn định.
EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) là một thông số cơ bản đặc trưng cho khả năng phát của hệ thống phát sóng, được tính bằng tích giữa hệ số tăng ích của anten và công suất máy phát cung cấp cho anten EIRP cho biết công suất phát ra theo hướng tối ưu so với nguồn phát isotropic và là thước đo quan trọng trong thiết kế, tối ưu hóa và tuân thủ quy định về phát sóng.
G/T: là thước đo độ nhạy anten thu, được tính bằng tỉ số độ lợi anten thu trên nhiệt độ nhiễu của hệ thống
2.1.5.4.Tạp âm trên tuyến thông tin
Tạp âm là tín hiệu không mong muốn xen vào tín hiệu thu, làm giảm chất lượng thông tin và các tham số như tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu S/N hoặc tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu C/N, đồng thời làm tăng số bit lỗi trên đường truyền Đối với tín hiệu thu từ vệ tinh, khoảng cách truyền tải quá xa khiến tạp âm lớn và tín hiệu thu được rất nhỏ Bên cạnh đó, anten còn bắt gặp tạp âm từ môi trường thông qua các búp sóng phụ của nó, khiến tín hiệu càng bị nhiễu Tạp âm xuất hiện do môi trường truyền sóng, do mưa và các yếu tố khác, khiến tín hiệu thu gần như chìm trong tạp âm.
Hình 16-Đặc tính của quỹ đạo địa tĩnh
Nhiễu phát ra từ các nguồn bức xạ bên ngoài như : tạp âm không gian, tạp âm trái đất, tạp âm khí quyển và tạp âm mưa
Tạp âm bên trong thiết bị như : Anten, hệ thống Feerder và máy thu
Nhiễu từ các máy phát khác, các hệ thống mặt đất
Suy hao do lắp anten không hoàn hảo
Suy hao do sai phân cực
Suy hao do truyền sóng
Suy hao do Feeder thu phát (L FTX , L FRX ):
Trong hệ thống phát sóng, suy hao LFTX giữa máy phát và anten là do các ống dẫn sóng và đầu nối gây mất mát công suất Để anten nhận được công suất phát P_T, tại đầu ra bộ khuếch đại phải phát một công suất có độ lớn tương ứng với tổng suy hao trên đường truyền Các yếu tố như chất lượng ống dẫn, sự tiếp xúc của các đầu nối và mức công suất truyền vào anten ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất phát, phạm vi phủ sóng và độ tin cậy của hệ thống.
Tính theo [dBW]: P TX [dBW] = P T [dBW] + L FTX [dB]
Từ đó có thể tính công suất bức xạ đẳng hướng hiệu dụng:
Trong hệ thống thu phát, suy hao L_FRX giữa máy thu và anten là tổng các tổn thất do feeder dẫn sóng và các đầu nối, bao gồm cáp feeder và các phụ kiện kết nối, khiến tín hiệu tại máy thu bị suy giảm Công suất P_RX tại đầu vào máy thu thể hiện độ lớn của tín hiệu thu được và phụ thuộc vào mức suy hao L_FRX cùng với các tổn thất khác trên đường dẫn, được diễn đạt bởi một công thức liên quan đến công suất nguồn và tổng tổn thất của hệ thống.
P L Tính theo [dBW]: PRX[dBW] = PR[dBW] - LFRX[dB]
Hình 17-Sơ đồ thể hiện sự suy hao Feeder
Suy hao do anten thu phát lệch nhau:
Khi anten phát và anten thu lệch nhau về hướng, suy hao tín hiệu sẽ xuất hiện vì búp sóng chính của anten thu không hướng đúng với chùm tia phát của anten phát Trong trường hợp này, người ta biểu diễn hai loại suy hao bằng công thức sau.
Suy hao do không thu đúng phân cực:
Loại suy hao này có thể diễn ra khi anten thu không khớp với hướng phát và phân cực của sóng nhận, gây suy hao tín hiệu và giảm hiệu suất thu Ví dụ với sóng điện từ có phân cực tròn, chỉ trên trục bức xạ của anten mới duy trì phân cực tròn, còn ngoài trục này phân cực biến dạng thành elip; quá trình truyền qua môi trường cùng với các yếu tố như mưa có thể làm phân cực bị biến đổi, làm giảm chất lượng và cường độ tín hiệu thu được.
Nếu gọi là góc giữa hai mặt sóng thì suy hao do lệch phân cực được biễu diễn : L POL = 20lg(cos)
Thường lấy 3[dB] trong phân cực tròn
Hình 18-Sự suy hao do lệch hướng
MPEG và mã hóa kệnh truyền trong truyền hình vệt tinh
Suy hao do khí quyển:
LA: Suy hao do khí quyển bao gồm hai thành phần chính: suy hao diễn ra trong tầng điện ly (suy hao trong điện tử) và suy hao diễn ra trong tầng đối lưu, trong đó phần lớn do O2 và hơi nước H2O gây hấp thụ Ở tầng điện ly, các hiện tượng liên quan tới electron và các quá trình điện từ làm giảm cường độ tín hiệu, còn ở tầng đối lưu, sự hấp thụ bởi khí O2 và hơi nước H2O là yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới độ mạnh của tín hiệu khi truyền qua khí quyển.
Suy hao do mưa và mây:
Nước ta mưa nhiều nên việc thu sóng vệ tinh cũng bị ảnh hưởng không ít
Ta sẽ tìm hiểu mức độ suy hao và các ảnh hưởng do mưa gây ra
Suy hao do mưa A rain được tính theo công thức :
Le : Chiều dài thực của đoạn đường sóng đi qua mưa (Km)
r : Suy hao trên một đơn vị dài (dB/Km), r phụ thuộc tần số công tác sóng mang và cường độ mưa R p (mm/h)
2.2.MPEG và mã hóa kệnh truyền trong truyền hình vệt inh 2.2.1.Chuẩn nén MPEG
MPEG, viết tắt của Moving Picture Experts Group, là nhóm nghiên cứu và phát triển các tiêu chuẩn về hình ảnh số và nén âm thanh, tuân thủ chuẩn ISO/IEC để bảo đảm tính tương thích và chất lượng trên các định dạng media.
Nén là một cách biểu diễn audio và video số bằng cách dùng lượng data ít hơn so với dữ liệu gốc, hay nói cách khác là quá trình loại bỏ các thông tin dư thừa để có thể biểu diễn mỗi khung (frame) đơn bằng một lượng dữ liệu nhỏ hơn hoặc với tốc độ dữ liệu thấp hơn đối với âm thanh và các hình ảnh thay đổi theo thời gian Mục tiêu của nén là giảm dung lượng dữ liệu mà vẫn bảo toàn chất lượng ở mức chấp nhận được Ưu điểm của nén gồm tiết kiệm băng thông khi truyền tải, giảm nhu cầu lưu trữ và cho phép phân phối và xử lý media hiệu quả hơn.
Tiết kiệm bộ nhớ kích thước máy nhỏ hơn (ghi hình băng nhỏ hơn hoặc dùng đĩa)
Tiết kiệm băng tần kênh truyền (trong thời gian thực hoặc nhanh hơn thực) Giảm tốc độ data
Việc gói hóa tín hiệu số và giảm tốc độ gói là hai yếu tố quan trọng giúp truyền thông tin theo dạng gói trở nên thuận tiện khi sử dụng chung một kênh truyền với nhiều tín hiệu khác nhau Gói hóa tín hiệu số tối ưu hóa băng thông và đồng bộ dữ liệu, trong khi điều chỉnh tốc độ gói giảm thiểu nhiễu và đảm bảo sự tương thích giữa các tín hiệu khi chia sẻ kênh truyền.
2.2.1.2.So sánh các chuẩn MPEG
MPEG-1 là một tiêu chuẩn lưu trữ và phục hồi hình ảnh động và âm thanh trên các thiết bị lưu trữ Theo tiêu chuẩn này, hình ảnh được phát ở 30 khung hình mỗi giây và âm thanh có chất lượng tương đương CD-audio, với độ phân giải hình ảnh là 352 x 240 Chuẩn MPEG-1 được sử dụng phổ biến trong các phần mềm huấn luyện bằng máy tính, các trò chơi hành động trên máy tính, video VHS và karaoke.
MPEG-2 định nghĩa một chuẩn kỹ thuật cho truyền hình số, cải thiện những nhược điểm của MPEG-1 và mở rộng khả năng phát sóng và lưu trữ video Chuẩn này cho phép hình ảnh có chất lượng cao hơn và ở kích thước lớn gấp bốn lần so với MPEG-1, với các mức độ phân giải phổ biến là 720 x 480 và 720 x 576 tùy theo hệ video Nhờ đó MPEG-2 đáp ứng yêu cầu của phát sóng truyền hình, đĩa DVD và các dịch vụ truyền tải video đòi hỏi chất lượng hình ảnh tốt, đồng thời tối ưu hóa hiệu suất nén và phục hồi video.
1280 x 720) Các đặc tính của MPEG-2 bao gồm hình ảnh chất lượng cao và âm thanh nổi
MPEG-3 được định nghĩa như một tiêu chuẩn cho HDTV, là thế hệ tiếp theo của công nghệ truyền hình số Tuy nhiên chuẩn này không được phát triển hoàn thiện và cuối cùng được tích hợp với MPEG-2 MPEG-3 hướng tới các ứng dụng HDTV với kích thước mẫu lên tới 1920×1080×30 Hz và tốc độ dữ liệu từ 20 đến 40 Mbps Cuối cùng người ta nhận thấy với một vài điều chỉnh thích hợp, MPEG-1 và MPEG-2 hoạt động rất tốt cho HDTV.
MPEG-4 định nghĩa một chuẩn cho các ứng dụng đa phương tiện, đặc biệt là chuẩn truyền tải cho dòng phức tạp gồm hình ảnh, âm thanh và dữ liệu đồ họa, và việc tái hợp chúng trên thiết bị thu MPEG-4 được phát triển theo hai giai đoạn, giai đoạn 1 và giai đoạn 2 Chuẩn MPEG-4 định nghĩa các đối tượng hình ảnh, trong đó các phần của một cảnh có thể được thao tác độc lập trong khi những phần khác vẫn không đổi.
MPEG-5 và MPEG-6 vẫn chưa được công bố
MPEG-7 là một tiêu chuẩn quốc tế định nghĩa cách biểu diễn nội dung cho các nghiên cứu về thông tin hình ảnh và âm thanh Tên chính thức của tiêu chuẩn là “Multimedia Content Description Interface” Mục tiêu của MPEG-7 là chuẩn hoá việc biểu diễn các mô tả về nội dung nghe nhìn, nhằm tăng khả năng tra cứu và xử lý dữ liệu media Tuy nhiên, chuẩn không định nghĩa các công cụ để nhận diện nội dung nghe nhìn thật sự.
2.2.1.3.Nén tín hiệu audio số
Dòng bit dữ liệu Audio mã hóa PCM (tần số lấy mẫu 32/44.1/48 kHz) được đưa qua bộ lọc Filter Bank để phân chia phổ dữ liệu thành các băng tần con có độ rộng bằng nhau Đồng thời, dòng dữ liệu này đi qua mô hình tâm lý nghe (psychoacoustic modeler) để xác định tỉ số tín hiệu trên mặt nạ (signal-to-mask ratio) cho từng băng tần phụ Việc sắp xếp vị trí khối bit (hay nhiễu lượng tử) dựa vào tỉ số tín hiệu trên mặt nạ nhằm phân bổ số bit lượng tử cho tín hiệu của các băng tần phụ sao cho nhiễu lượng tử nhỏ nhất Cuối cùng, các mẫu tín hiệu Audio và Data được đóng khung để truyền tải.
Phần giải mã sẽ thực hiện ngược lại quá trình truyền, các dòng bit được mở gói để tách dữ liệu và tín hiệu mã hóa Các giá trị lượng tử ở các băng tần phụ được khôi phục và cuối cùng được chuyển về miền thời gian để tái tạo tín hiệu PCM ban đầu.
MPEG nén hai hoạt động chính: nén nội hình và nén liên hình Trong nén nội hình, MPEG áp dụng biến đổi DCT tương tự JPEG để loại bỏ sự lặp lại và tối ưu dung lượng của từng khung hình Đối với nén liên hình, hệ thống so sánh khung hình hiện tại với khung hình trước đó đã truyền và lưu trữ ở bộ nhớ để tìm ra những khác biệt và sinh ra các khung dự báo Hình thật trừ đi hình dự báo sẽ cho ra phần chênh lệch chỉ chứa dữ liệu khác biệt, và phần này tiếp tục được nén nội hình để truyền đi Nhờ cơ chế này, MPEG có thể giảm bớt lượng dữ liệu cần truyền, tăng hiệu quả nén và tối ưu hóa băng thông.
Nén nội hình (Intra – frame):
MPEG trước hết loại bỏ thừa dư không gian (Spatial Redundancies) trong từng hình một, hay nén nội hình
Phương pháp nén nội hình (intra-frame) của MPEG cũng dùng DCT, trọng tử hóa QM, tầm trọng tử QS, tương tự như JPEG; trong thực tế MPEG hiệu quả hơn.
Filter Bank Chuyển đổi qua mieàn taàn soá
Phân tán bit nhieãu Định dạng dòng bit
Moâ hình taâm lyù nghe
Dòng bit neùn Audio Điều khiển tỉ lệ S/N Audio nhỏ nhất có thể chấp nhận được
Hình19- Sơ đồ nén audio số
JPEG sở hữu khả năng nén cao bằng cách không cố định một ma trận lượng tử QM cho mọi lát (slice); thay vào đó, hệ thống sử dụng nhiều QM khác nhau và chọn phù hợp cho từng lát để đạt hiệu quả nén tối ưu ở mức cao nhất Phạm vi của hệ số QS được mở rộng, cho phép giới hạn bitrate trước từ 10 Mb/s đến 50 Mb/s theo yêu cầu truyền tải Cơ chế này giúp cân bằng giữa chất lượng hình ảnh và dung lượng dữ liệu, tối ưu cho các điều kiện mạng và lưu trữ khác nhau.
Nén liên hình (Inter – frame):
MPEG đạt hiệu quả nén cao chủ yếu nhờ loại bỏ thừa dư thời gian (Temporal Redundancies) thông qua nén liên hình (inter-frame) Bằng cách bỏ đi phần giống nhau giữa các khung liên tiếp, hệ thống không truyền tải toàn bộ hình mà chỉ truyền những vùng đã khác biệt hoặc đã dịch chuyển so với khung trước Nói cách khác, video được nén bằng cách tập trung vào những phần thay đổi, giúp giảm lưu lượng dữ liệu và kích thước tệp tin mà vẫn bảo toàn chất lượng ở mức phù hợp.
Có 3 loại hình được MPEG truyền đi:
Kỹ thuật đa truy cập (Multiple Access)
Chương 3: TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH VINASAT-1
3.1.Truyền hình số vệ tinh VINASAT-1
3.2.Các dịch vụ truyền hình qua vệ tinh VINASAT-1
4.1.Phần tính toán đối với vệ tinh VINASAT-1 132 E
4.2.Cách bắt sóng truyền hình vệ tinh VINASAT-1
Chương 1:TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH
Truyền hình là một hệ thống viễn thông cho phép truyền tải hình ảnh tĩnh hoặc động của các đối tượng Thông tin hình ảnh được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua quá trình quét bởi camera, sau đó tín hiệu được truyền qua đường dẫn và tái tạo thành hình ảnh đơn sắc hoặc màu trên ống đèn hình sau khi đồng bộ với phía phát.
Hình ảnh được chia thành nhiều ô nhỏ, hay điểm hình (pixel) Một đầu đọc (camera) quét từng điểm hình theo thứ tự từ trái sang phải và từ trên xuống dưới Quá trình chuyển đổi tín hiệu từ từng điểm hình tạo ra các mức điện áp, được gọi là tín hiệu hình hay tín hiệu video.
Video analog là loại video có các mức điện áp thay đổi liên tục theo thời gian, phản ánh tín hiệu liên tục và cho thấy sự mượt mà của biến thiên nội tại Ngược lại, video digital (video số) là các chuỗi tín hiệu có hoặc không có điện áp, được mã hóa bằng nhị phân 1 và 0 nên mang tính rời rạc và dễ lưu trữ, truyền đạt cũng như xử lý hơn Sự khác biệt cơ bản giữa analog và digital nằm ở tính liên tục của tín hiệu: analog cho phép biến thiên liên tục, trong khi digital tối ưu hóa khả năng lưu trữ, tính ổn định và khử nhiễu nhờ tín hiệu nhị phân.
Video được truyền tới khán giả qua ba phương thức chính: truyền hình cáp, truyền hình mặt đất và truyền hình vệ tinh Xu hướng phát triển hiện nay nghiêng về truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh, trong khi truyền hình mặt đất gặp hạn chế do bị vướng bởi các tòa nhà cao tầng và địa hình núi.
1.2.Đặc điểm của các phương thức truyền dẫn truyền hình
1.2.1.Truyền hình vô tuyến Hyper cable
Tiền thân của Hyper cable là truyền hình vi ba.Truyền hình vi ba không có công năng phát sóng quảng bá mà chỉ được sử dụng vào công tác truyền dẫn, thường trong 2 trường hợp chính:
Chuyển tiếp sóng truyền hình tầm xa điểm đối điểm (từ một điểm đến một điểm cách xa, chỉ một luồng, không phát rộng rãi trong không gian)
Truyền dẫn tín hiệu truyền hình trực tiếp từ hiện trường về trung tâm truyền hình
SVTH: H Ồ THANH TÀI Trang 2 Đặc điểm của Hyper cable:
Hyper cable sử dụng tần số phát sóng đến máy thu y hệt tần số phát xuống (down link) cùa truyền hình vệ tinh băng Ku là 10,7GHz – 12,5GHz Do đó, sóng Hyper cable là sóng truyền thẳng và chỉ có thể thu xem được với sóng truyền thẳng mà thôi
Bán kính phủ sóng của một trạm phát Hyper cable có thể tính bằng công thức
Trong đó: d: là cự ly tầm nhìn thẳng (tính bằng km) hph: là chiều cao tháp anten phát (tính bằng m) hth: là chiều cao anten thu (tính bằng m)
Trạm phát Hyper cable được đặt anten ở độ cao khoảng 100 m, cho phép phủ sóng trong bán kính khoảng 50 km Để mở rộng phạm vi phủ sóng cho một khu vực rộng lớn hơn, cần triển khai nhiều trạm phát trên cùng khu vực Việc kết hợp nhiều trạm phát giúp tăng độ che phủ tín hiệu và đảm bảo kết nối ổn định cho người dùng ở vùng rộng.
Hình 1- Sơ đồ chuyển tiếp Hyper cable để mở rộng phạm vi phủ sóng
SVTH: H Ồ THANH TÀI Trang 3 Ưu điểm của Hyper cable :
Có thể phủ sóng đến hàng trăm km Đây là ưu điểm hay nhất của kĩ thuật truyền hình HYPER CABLE
Chất lượng phủ sóng tuyệt đối đảm bảo Điểm thu ở cách xa đài phát hàng trăm km, hay ở cạnh đài phát thì chất lượng đều như nhau
Máy phát có công suất nhỏ chỉ vài watt, giúp tiết kiệm điện năng và vận hành ổn định với mức tiêu thụ thấp Thiết kế của máy phù hợp cho các hệ thống yêu cầu sự tiết kiệm điện mà vẫn đảm bảo hiệu suất dự phòng Máy có thể tự hoạt động bằng nguồn điện ắc quy được nạp từ năng lượng mặt trời, mang lại khả năng tự cấp nguồn và vận hành độc lập mà không cần phụ thuộc vào lưới điện.
Một máy phát HYPER CABLE có thể phát được 16 chương trình truyền hình.Tiết kiệm được tần số sử dụng
Anten thu, phát thì nhỏ gọn và đơn giản
Nhược điểm của Hyper cable:
Nhược điểm lớn nhất của HYPER CABLE là chỉ cho phép thu sóng truyền thẳng
Khả năng gián đoạn việc thu sóng truyền hình khi trời mưa lớn cao hơn so với các công nghệ khác (>2% một năm) Nếu trên đường truyền tín hiệu ở một điểm gặp mưa (tại điểm thu không mưa), chương trình vẫn bị gián đoạn do nước làm suy giảm tín hiệu trên đường truyền.
Nếu tín hiệu qua nhiều trạm tiếp chuyển thì khả năng gián đoạn chương trình sẽ còn cao hơn nữa
1.2.2.Truyền hình cáp dây dẫn CATV
Công nghệ truyền hình CATV ra đời nhằm giải quyết mâu thuẫn giữa việc tăng số kênh phát sóng và tình trạng cạn kiệt quỹ tần số, đồng thời giảm thiểu nhiễu tín hiệu Bằng cách phân phối tín hiệu qua mạng cáp, CATV tối ưu hóa việc sử dụng phổ tần số, cho phép nhiều kênh hơn với chất lượng ổn định và ít nhiễu so với phát sóng vô tuyến Nhờ đó, người xem có thể truy cập danh sách kênh đa dạng và chất lượng cao một cách dễ dàng, còn nhà cung cấp có thể quản lý và bảo trì hệ thống hiệu quả CATV cũng đóng vai trò then chốt trong phát triển truyền hình đô thị và khu vực, góp phần nâng cao hiệu quả phát thanh truyền hình và tối ưu hóa chi phí vận hành.
Truyền hình cáp dây dẫn CATV gồm 2 yếu tố: truyền hình trả tiền và cung cấp tín hiệu qua dây dẫn
Những kênh truyền hình mới phát qua dây dẫn không làm nhiễu sóng các kênh truyền hình đã có
Nhiều kênh truyền hình chỉ phát qua 1 dây dẫn đã được xây dựng và hoạt đông rất hiệu quả
SVTH: H Ồ THANH TÀI Trang 4 Ưu điểm của CATV:
So với truyền hình phát sóng trong không gian, CATV có nhiều ưu điểm:
Không bị ảnh hưởng bởi địa hình là ưu điểm nổi bật của CATV, và chính khả năng này đã làm nảy sinh ý tưởng khai sinh hệ truyền hình cáp CATV ra đời từ nhu cầu vượt qua hạn chế thu sóng ở những vùng có địa hình phức tạp Đây là giải pháp đặc biệt phù hợp cho đô thị nhiều nhà cao tầng, nơi sóng truyền hình phát từ các tháp anten vô tuyến khó tiếp nhận hoặc bị suy hao.
Không cần sử dụng anten, thay vào đó chỉ cần một đường dây dẫn từ ngoài vào nhà và một ổ cắm tín hiệu, nối trực tiếp vào ổ cắm anten trên TV Với một hệ thống CATV hoàn chỉnh, chất lượng chương trình được duy trì đồng nhất suốt 24/24 giờ, và khả năng mở rộng số kênh lớn hơn nhiều so với truyền hình vô tuyến VHF-UHF.
Chất lượng hình ảnh của truyền hình số vượt trội so với truyền hình phát sóng vô tuyến analog, nhờ tín hiệu được thu ở mức tối ưu và không có tín hiệu phản xạ Tín hiệu truyền hình chỉ cho hình ảnh tốt nhất khi ở mức cân bằng, không quá mạnh cũng không quá yếu Nếu tín hiệu đến TV quá yếu, hình ảnh bị hạt và âm thanh bị nhiễu; ngược lại, nếu tín hiệu quá mạnh, hình ảnh có thể bị méo, nhòe, nhảy hình, xé ngang xé dọc và âm thanh ù.
Nhược điểm của CATV (ANALOG):
Bên cạnh nhũng ưu điểm vừa điểm qua, CATV có một số nhược điểm Những nhược điểm này ngày càng làm chậm đi bước phát triển CATV Đó là:
Việc triển khai CATV đòi hỏi nguồn lực lớn về chi phí đầu tư, công sức và thời gian Đối với một mạng CATV hoàn chỉnh cho một thành phố có hàng triệu dân, từ giai đoạn thiết kế đến khi hoàn tất có thể mất tới hàng chục năm, do cần thực hiện các bước như lên kế hoạch, xin cấp phép, thi công hạ tầng và vận hành hệ thống để đảm bảo chất lượng dịch vụ và khả năng mở rộng trong tương lai.
Mạng CATV thích hợp cho các thành phố có mật độ dân cư cao và không phù hợp với đại đa số lãnh thổ như vùng đồng ruộng, rừng núi và khu vực dân cư thưa thớt Mật độ dân cư càng thấp thì chi phí triển khai CATV càng cao vì phải dùng nhiều dây dẫn và thiết bị khuếch đại để phục vụ một số lượng người dùng ít ỏi Vì vậy, CATV tỏ ra bất lợi so với các công nghệ khác về hiệu quả chi phí và khả năng phủ sóng ở vùng rộng.