kl huynh minh hai 910432d

Những ưu điểm nổi bật của nó đã đáp ứng được những nhu cầu riêng lẻ của khách hàng và đã khiến nhu cầu của người dân sử dụng dịch vụ này ngày càng tăng … mặc khác, sử dụng mạng truyền hì

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP CHO TÒA CAO ỐC 20 TẦNG VỚI 8 CĂN

HỘ / 1 TẦNG, DIỆN TÍCH TIẾT DIỆN

(25 x 40)m2

Giảng viên hướng dẫn : TS ĐINH SƠN TÚ

TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2010

Communication

Telegraphic

DOCSIS Data Over Cable System Interface Specification

IT Interline Transfer

SRN Signal Noise Ratio

  

Hình 1: Hiện tượng thu đa đường 10

Hình 2: Mây mang điện 11

Hình 3: Kết nối chuyển đổi 14

Hình 4: Phương pháp kết nối với bộ chuyển đổi 16

Hình 5: Định nghĩa về sự biến thiên tần số 19

Hình 6: Bộ định hướng 4 cổng 20

Hình 7: Bộ chia 2 và chia 4 21

Hình 8: Các quĩ đạo vệ tinh 22

Hình 9: Sơ đồ thu phát sóng vệ tinh 27

Hình 10: Hệ thống MMDS trên lý thuyết 28

Hình 11: Hệ thống MMDS trên thực tế 29

Hình 12: Cấu trúc DVB-S 30

Hình 13: Sơ đồ chuyển tiếp Hyper Cable để mở rộng phạm vi phủ sóng 31

Hình 14: Khái quát cấu trúc hệ thống DVB-T 33

Hình 15: Cấu tạọ của một DTH 38

Hình 16: Hệ thống thu phát sóng DTH 40

Hình 17: Trạm MATV dùng cho nhiều hộ gia đình 41

Hình 18: Hệ thống CATV 42

Hình 19: Sự khác nhau giữa mạng vô tuyến và hữu tuyến 43

Hình 20: Mạng HFC 44

Hình 21: Sơ đồ truyền dẫn mạng cáp HFC 46

Hình 22: Mô hình tổng quan truyền internet trên mạng TH cáp 48

Hình 23: Sơ đồ thu và giải mã tín hiệu truyền hình 52

Hình 24: Sơ đồ khái quát một mạng truyền hình cáp tổng quát CATV 53

Hình 25: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình Cáp hữu tuyến 54

Hình 26: Antenna Parapol làm bằng tole đặc 55

Hình 28: a) Phễu thu sóng kết hợp thu ở dãy tần băng C và băng Ku 56

b) Phễu thu sóng kết hợp thu ở dãy tần băng C, băng Ku và cả thu vệ tinh DBS

56

Hình 29: 57

Hình 30: Phễu LNBF 57

Hình 31: Anten MMDS 58

Hình 32: Anten Yagi 58

Hình 33: Một số đầu thu kỹ thuật số mặt đất DVB-T 60

Hình 34: Một số đầu thu kỹ thuật số vệ tinh DVB-S 60

Hình 35: Bộ Converter 62

Hình 36: 550 / 750 / 862 MHz Agile MODULATOR 62

Hình 37: Model giải điều chế model T860 64

Hình 38: 550 / 750 / 862 MHz 16 Way Network Combiner 64

Hình 39: Thiết bị Encoder 65

Hình 40: Thiết bị Decoder 66

Hình 41: Cấu tạo của Tap 69

Hình 42: Máy phát quang model ZT890 AGC Series 1310nm 71

Hình 43: Amplifier 72

Hình 44: Bộ chia quang 72

Hình 45: Cáp RG-11 73

Hình 46: Cáp RG-6 74

Hình 47: Góc nhận của sợi quang 75

Hình 48: Truyền đa mode chiết xuất nhảy bước SI (khúc xạ bước) 76

Hình 49: Truyền đa mode chiết xuất biến đổi đều GI (khúc xạ biến đổi đều) 76

Hình 50: Truyền đơn mode trong sợi quang 77

Hình 51: Các loại đầu nối 78

Hình 52: Tòa nhà tổng thể 79

Hình 54: Sơ đồ khối mô hình thiết kế 81 Hình 55: Sơ đồ đi dây trong tòa nhà 91

  

Bảng 1: 23

Bảng 2: 35

Bảng 3: 36

Bảng 4: 59

Bảng 5: 59

Bảng 6: 67-68 Bảng 7: 69-70 Bảng 8: 73

Bảng 9: 74

Bảng 10: 90

Bảng 11: 92

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến Ban Giám Hiệu và Quý Thầy Cô Khoa

Điện – Điện Tử, Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông, Trường Đại Học Tôn Đức Thắng Đặcbiệt là thầyTS Đinh Sơn Tú đã nhiệt tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức cơ bản

và luôn động viên giúp đỡ trong suốt thời gian học tập tại trường

Để có thể hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơnđến những người thân, bạn bè đã động viên, khích lệ, ủng hộ và giúp đỡ em trong suốtquá trình làm luận văn tốt nghiệp

Tuy luận văn tốt nghiệp của em đã được hoàn thành nhưng do có sự hạn chế về

kiến thức, thời gian làm luận văn cũng như kinh nghiệm của em nên luận văn tốt nghiệpnày sẽ không tránh khỏi sự thiếu sót Em rất mong sự thông cảm và đóng góp ý kiến củabạn bè và sự chỉ dẫn thêm của Quý Thầy

Xin chân thành cảm ơn

Người thực hiện

HUỲNH MINH HẢI

LỜI MỞ ĐẦU



 Vào giữa thế kỷ XIX, kỹ thuật truyền hình đã có những giới hạn đáng kể khi chỉ có thể

phục vụ khán giả trong một phạm vi nhỏ, thời lượng phát sóng rất ít Dần dần trướcnhững đòi hỏi ngày càng nhiều về thông tin kinh tế, khoa học kỹ thuật và giải trí, các đàitruyền hình đã tăng cường lượng thời gian phát sóng và mở rộng vùng phủ sóng để phục

vụ khán giả Đặc biệt trong 20 năm trở lại đây, kỹ thuật thông tin liên lạc nói chung và kỹthuật truyền hình nói riêng đã có những bước phát triển đáng kể Thiết bị truyền hình hiện

nay đang ở giai đọan của thế hệ thứ 3(thế hệ thứ 1: đèn điện tử; thế hệ thứ 2: transistor;

thế hệ thứ 3: mạch vi điện tử và mạch vi điện tử cỡ lớn) Ống phát hình và ống thu hình làloại đèn điện tử chân không đặc biệt Cùng với sự bùng nổ của thông tin truyền hình dẫntới truyền hình cáp đã dần khẳng định vị trí và đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sốngphát triển Những ưu điểm nổi bật của nó đã đáp ứng được những nhu cầu riêng lẻ của

khách hàng và đã khiến nhu cầu của người dân sử dụng dịch vụ này ngày càng tăng …

mặc khác, sử dụng mạng truyền hình cáp, chúng ta có thể sử dụng những dịch vụ khácthông qua hệ thống cáp quang, mạng quang

 Các xu hướng phát triển của ngành truyền hình trong những vừa năm qua:

Các hệ thống truyền hình chất lượng cực cao

Phần 1: Khái quát về công nghệ truyền hình Cáp, phần này chúng ta sẽ

nghiên cứu sự hình thành phát triển và cấu tạo của một hệ thống truyền hình Cáp

Phần 2: Các thể loại truyền hình cáp – Mạng truyền hình cáp triển khai tại

TP Hồ Chí Minh, phần này chúng ta sẽ điểm qua các loại truyền hình Cáp phổ biến ở

nước ta bên cạnh đó chúng ta xem xét khả năng triển vọng phát triển truyền hình Cáptrong tương lai ở Việt Nam

Phần 3: Thiết kế mạng truyền hình cáp cho tòa cao ốc 20 tầng với 8 căn hộ/

1 tầng, diện tích tiết diện (25 x 40)m 2, phần này chúng ta sẽ áp dụng những kiến thức đãhọc cùng với những kiến thức chúng ta đã tìm hiểu để thiết kế một mạng truyền hình cápthực tế

MỤC LỤC

PHẦN 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH CÁP 7

CHƯƠNG I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TRUYỀN HÌNH CÁP: 7

1) Lịch sử phát triển: 7

2) Các hệ tiêu chuẩn truyền hình trên thế giới: 7

2.1) Hệ NTSC – Mỹ 7

2.2) Hệ SECAM – Pháp 8

2.3) Hệ PAL – Đức 8

3) Truyền hình HDTV: 8

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP: 9

1) Các hệ thống truyền hình: 9

1.1) Truyền hình tương tự 9

1.2) Truyền hình số 9

2) Đường truyền và đường thu: 10

3) Giải pháp truyền hình cáp: 11

4) Giới thiệu về mạng cáp: 17

4.1) Giới thiệu 17

4.2) Các thành phần trong mạng 18

PHẦN 2: CÁC THỂ LOẠI TRUYỀN HÌNH CÁP – MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP TRIỂN KHAI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH: 22

CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH THU QUA VỆ TINH: 22

1) Khái niệm 22

2) Các chỉ tiêu quan trọng của truyền hình vệ tinh: 24

2.1) Công suất tương đương đẳng hướng _ EIRP 24

2.2) Các loại tổn hao 24

2.4) Tạp nhiễu 25

2.5) Các thông số cần thiết liên quan đến góc giữa vệ tinh và điểm thu 25

3) Các loại truyền hình vệ tinh 26

3.1) Truyền hình trực tiếp DBS_Direct Broadcating Satellite 26

3.2) Truyền hình qua TVRO_Television Receive Only 26

CHƯƠNG IV: TRUYỀN HÌNH CÁP VÔ TUYẾN, VIBA 27

1) Hệ thống truyền hình cáp MMDS 27

1.1) Giới thiệu 27

1.2) Mục đích của truyền hình MMDS 28

1.3) Ưu điểm và triển vọng 29

2) Hệ thống truyền hình cáp vô tuyến HYBER CABLE 30

2.1) Giới thiệu 30

2.2) Ưu, khuyết điểm và ứng dụng 31

3) Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB – T 32

3.1) Giới thiệu 32

3.2) Nén và mã hóa 33

3.3) Điều chế sóng mang tín hiệu số 34

3.4) Các phương thức điều chế và truyền dẫn tương ứng 34

3.5) Ưu và khuyết điểm 37

4) Hệ thống truyền hình DTH (DIRECT TO HOME): 37

4.1) Giới thiệu 37

4.2) Ưu và khuyết điểm 39

4.3) Công nghệ DTH so với các công nghệ TH khác 39

CHƯƠNG V: TRUYỀN HÌNH CÁP HỮU TUYẾN: 40

1) Hệ thống mạng MATV 40

2) Hệ thống mạng CATV 41

2.1) Giới thiệu 41

2.2) Ưu và khuyết điểm 42

3) Hệ thống mạng cáp HFC_Hybrid Fiber Coaxial 43

3.1) Giới thiệu 43

3.2) Ưu và khuyết điểm 44

3.3) Tương lai của hệ thống truyền hình cáp HFC tại TPHCM 45

4) Mạng cáp toàn quang, mạng SONET: (Synchronous Optical Network) 46

CHƯƠNG VI: VIỆC TRIỂN KHAI TRUYỀN HÌNH CÁP TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – KHẢ NĂNG VÀ TRIỂN VỌNG: 47

1) Công ty truyền hình cáp SÀI GÒN TOURIST_SCTV: 47

2) Đài truyền hình cáp Thành phố Hồ Chí Minh_HTVC: 48

3) Thực tế việc triển khai mạng truyền hình cáp tại Thành phố Hồ Chí Minh: 49

4) Mạng truyền hình số mặt đất DVB_T: 50

5) Đài truyền hình Việt Nam VCTV (DTH): 51

PHẦN 3: THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP CHO TÒA CAO ỐC 20 TẦNG VỚI 8 CĂN HỘ / 1 TẦNG, DIỆN TÍCH TIẾT DIỆN (25 x 40)m2 53

CHƯƠNG VII: GIỚI THIỆU CHUNG MỘT HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP: 53

1) KHÁI QUÁT CHUNG MỘT HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP CATV-HFC: 53

2) SƠ ĐỒ KHỐI TỔNG QUÁT HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP 54

2.1) Hệ thống thiết bị trung tâm: 54

2.2) Mạng phân phối thiết bị: 54

2.3) Truy cập và thuê bao: 55

3) GIỚI THIỆU THIẾT BỊ, THÔNG SỐ KĨ THUẬT: 55

3.1) Anten thu : 55

3.2) Các loại đầu thu (Receiver) : 59

3.3) Bộ chuyển hệ PAL / NTSC : 62

3.4) Bộ điều chế (Modulator) : 62

3.5) Bộ giải điều chế (Demodulator) : 63

3.6) Bộ cộng tín hiệu (Combiner) : 64

3.7) Bộ mã hóa (Encoder) : 65

3.8) Bộ giải mã (Decoder) : 65

3.9) Bộ chia (Splitter) – Tap giảm : 66

3.10) Máy phát quang (Optical Transmitter) : 70

3.11) Bộ khuếch đại (Amplifier) : 71

3.12) Bộ chia quang (Optical Splitter) : 72

3.13) Cáp đồng trục (Coaxial Cable) : 72

3.14) Cáp sợi quang : 74

3.15) Đầu nối (Connector) : 77

CHƯƠNG VIII: THIẾT KẾ KĨ THUẬT LẮP ĐẶT TRUYỀN HÌNH CÁP CHO TÒA CAO ỐC 20 TẦNG VỚI 8 CĂN HỘ / 1 TẦNG, DIỆN TÍCH TIẾT DIỆN (25 x 40) m2 79

1) KẾT CẤU TÒA NHÀ 79

2) YÊU CẦU CHUNG CỦA HỆ THỐNG 80

3) MÔ HÌNH THIẾT KẾ 81

4) LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ TÍNH TOÁN CỤ THỂ HỆ THỐNG 82

5) SƠ ĐỒ THIẾT KẾ HỆ THỐNG 91

6) THÔNG SỐ KĨ THUẬT THIẾT BỊ AMPLIFIER CẦN THIẾT ĐỂ ĐÁP ỨNG ĐƯỢC YÊU CẦU HỆ THỐNG TRÊN 92

7) BẢNG THỐNG KÊ THIẾT BỊ 92

8) PHƯƠNG PHÁP VÀ GIẢI PHÁP KĨ THUẬT 92

PHẦN 1: KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN

được dùng để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu tuyến Mụctiêu ban đầu của truyền hình cáp là phân phát các chương trình quảng bá tới những nơi,

khu vực do có các điều kiện khó khăn về địa hình không thể thu được bằng anten thông

thường – gọi là vùng lõm sóng

Ngày nay, kỹ thuật truyền hình số với các ưu điểm vượt trội như chất lượng hình

ảnh, âm thanh cũng như sự đa dạng của các dịch vụ truyền hình đang dần thay thế các kỹ

thuật truyền hình tương tự Truyền hình cáp ra đời với truyền hình vệ tinh đã đáp ứng

được yêu cầu có một dung lượng truyền dẫn lớn cho các thuê bao của mạng Truyền hình

Cáp hữu tuyến là hệ thống mà tín hiệu truyền hình được dẫn thẳng từ trung tâm chươngtrình đến các thuê bao bằng sợi cáp (cáp quang, cáp đồng trục,…) Nhờ đó người dân cóthể xem được các chương trình truyền hình chất lượng cao mà không phải sử dụng các cộtanten, cho nên truyền hình cáp hữu tuyến có những ưu điểm vượt trội so với các hệ thốngtruyền hình khác như ít chịu ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp, không chiếm dụng củaphổ tần số vô tuyến, có khả năng cung cấp tốt dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ haichiều khác

Các thành phố lớn, các khu công nghiệp của các nước trên thế giới thì truyền hình

Cáp đang đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực truyền thông truyền hình Ở nước ta

trong tương lai cũng đang dần thiết lập các mạng truyền hình cáp và đặc biệt là mạng cápquang

2) Các hệ tiêu chuẩn truyền hình trên thế giới:

2.1) Hệ NTSC – Mỹ

Dùng phương pháp sắp xếp các thông tin màu vuông góc với nhau, rồi điều chế vào

sóng mang phụ 3,58Mhz (hoặc 4,43Mhz), như vậy trong quá trình truyền sẽ xảy ra sự

dịch pha, gây sai pha so với tín hiệu ban đầu làm sai lệch màu Đây chính là nhược điểmchính của hệ NTSC (màu ít trung thực và khả năng khắc phục rất kém).

2.2) Hệ SECAM – Pháp

Sử dụng phương pháp truyền lần lượt các thông tin màu, có giữ lại để tái hiện đúngthời điểm Nhờ phương pháp làm trễ 64 µs của sóng mang phụ có chứa các thành phầnmàu R-Y và B-Y, nối tiếp nhau sau một vòng khi đến ma trận để cộng với thành phầnchói Y Nhờ đó mà hệ này không bị sai pha, gây lệch màu như hệ NTSC Hệ SECAM chomàu sắc trung thực hơn

2.3) Hệ PAL – Đức

luân phiên thay đổi pha của dòng quét trước với dòng quét sau của tín hiệu mang màu, với

thời gian trễ của mỗi vòng là 64µs Bằng cách bù pha theo kiểu đảo ngược pha của mỗidòng quét với màu được chọn là R-Y, nên đã giảm nhỏ được độ sai pha của tín hiệu màu,làm cho hình ảnh có nét và trung thực hơn

Trong một dòng quét 64µs thì tín hiệu màu và chói chiếm 52µs, còn lại tín hiệu đồng bộ

là 12µs, tín hiệu tiếng được phát riêng thông qua điều chế FM hay AM

Bởi tín hiệu màu và chói nằm chung nhau và các thông tin có được đều dùng

phương pháp tương tự nên có những nhược điểm sau:

o Độ phân giải ngang không cao, do tín hiệu sóng mang màu nằm ngay trong

tín hiệu chói

o Do sự xuyên nhiễu của tín hiệu màu và chói gây nhiễu giao thoa

o Sự xuyên nhiễu giữa hình và tiếng cũng gây ra vân giao thoa

o Âm thanh không tốt bằng điều chế số

Ngoài ra còn có hệ CMAC và D2MAC là các hệ tiêu chuẩn của hệ truyền hình có độnét cao HDTV

3) Truyền hình HDTV:

Trong những năm 80 truyền hình độ rõ nét cao được phát triển tại Mỹ và họ đãchứng minh tính năng của nó Hãng truyền hình quốc gia đã đồng ý cho thiết lập truyềnhình HDTV dưới sự đồng ý của những nhà quản lý sau cuộc họp hằng năm tổ chức tại

Mỹ Cũng như Mỹ, Nhật cũng phát triển truyền hình HDTV tại nước mình với tiêu chuẩn

1125 dòng, 625/50 PAL, 60 mành ATSC bỏ phiếu đồng ý theo tiêu chuẩn của Nhật, FCC

thông qua tiêu chuẩn mặt đất cho truyền hình HDTV và quyết định yêu cầu truyền hìnhmặt đất HDTV dùng hệ NTSC với phổ ngoài băng thông VHF và UHF cho HDTV.

Vào những năm 90 DARPA & NASA đã có những dự án phát triển hệ thống truyềnhình HDTV số FCC cho phát triển hệ thống truyền hình HDTV mặt đất hơn là hệ thốngtruyền cáp quang đến tận nhà, với kỹ thuật nén số MPEG-2, 6 kênh, hệ thống âm thanhAC-3, 1920 ảnh điểm bởi 1080 dòng quét xen kẽ và có thể thay đổi tỷ lệ 4:3 và 16:9

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP:

Truyền hình cáp nói một cách đơn giản là tín hiệu hình ảnh truyền đi tới các đối

tượng cần sử dụng chương trình truyền hình bằng cáp, thay thế cho anten trên nóc nhà

1) Các hệ thống truyền hình:

1.1) Truyền hình tương tự

Là công nghệ truyền hình phổ biến nhất và hiện đang sử dụng rộng rãi ở khắp mọi

nơi Gọi là tương tự vì các trạm thu phát đều là thiết bị tương tự, tín hiệu thu phát cũng làtương tự

Truyền theo tiêu chuẩn PAL, dải thông cần thiết để truyền một kênh là 8MHz,

đúng bằng dải kênh trong hệ thống kênh truyền hình cáp

Ưu điểm của truyền hình tương tự trong mạng truyền: Giảm chi phí thuê bao vì

thuê bao chỉ cần một máy thu hình bình thường là có thể thu được tín hiệu Tuy nhiênphải chỉnh máy thu đúng dải tần của kênh được phát

Nhược điểm của truyền hình tương tự trong mạng truyền:

o Các bộ lọc thông dải trong các thiết bị điều chế không đạt được đặc tuyến lý

tưởng  tín hiệu của một kênh chương trình này vẫn gây nhiễu sang các kênh liền kề,

làm giảm chất lượng hình ảnh khi phát nhiều kênh chương trình

o Khả năng chống nhiễu của các phương thức đều chế tín hiệu tương tự kém nênnhiễu tác động vào tín hiệu trên đường truyền sẽ không loại bỏ được ở máy thu  giảmchất lượng tín hiệu

o Không thể thực hiện các dịch vụ truyền hình tương tác, truyền hình độ phângiải cao HDTV

1.2) Truyền hình số

Sự ra đời và phát triển của kỹ thuật số và công nghệ thông tin đã tạo ra cuộc cáchmạng trong kỹ thuật phát thanh – truyền hình, đó là sự ra đời của các chuẩn truyền hình số

có các ưu điểm vượt trội so với các chuẩn truyền dẫn và phát tín hiệu truyền hình tương tựnhư:

o Khả năng chống nhiễu cao

o Có khả năng phát hiện và sửa lỗi

o Chất lượng chương trình trung thực do tại phía thu tín hiệu truyền hình số cókhả năng phát hiện và sửa lỗi, nên tín hiệu được khôi phục hoàn toàn giống khi phát

o Tiết kiệm phổ tần số và kinh phí đầu tư bằng cách sử dụng công nghệ nénMPEG–2 và phương thức điều chế tín hiệu số có mức điều chế cao (QPSK, QAM,16QAM, ), nhờ đó dải tần 8Mhz có thể tải được 4 – 8 kênh chương trình truyền hình sốchất lượng cao

o Khả năng thực hiện truyền hình tương tác, truyền hình tương tác và Internet

2) Đường truyền và đường thu:

Khi mà công nghệ truyền hình quảng bá đã phát triển đến mức độ mà những khuvực nông thôn hoặc ngoại ô mong muốn được xem truyền hình, thì những anten ngoài trờiphải được thiết kế hiện đại hơn, và những bộ khuếch đại anten được sử dụng bởi những

người mà nhà của họ ở xa anten phát truyền hình Tuy nhiên, khi mà khoảng cách từ

anten phát tới anten thu tăng lên thì mức tín hiệu nhận sẽ giảm tới giá trị thấp nhất khôngthể sử dụng được Ở tại những vùng có nhiều núi, những người sống trong những thunglũng thì không có khả năng nhận được tín hiệu đầy đủ, mà thường nhận được hai tín hiệu:một là tín hiệu trực tiếp và một là tín hiệu gián tiếp (phản xạ) Việc thu này được gọi là

thu đa đường Một số vấn đề thu sóng truyền hình có thể được mô phỏng như hình sau:

Hình 1: Hiện tượng thu đa đường

Theo hình trên, ta thấy tại nhà A thu được tín hiệu từ hai đường: một đường thutrực tiếp và một đường là tín hiệu phản xạ từ bồn chứa nước W, tín hiệu từ đường phản xạ

đến trễ hơn tín hiệu từ đường thứ nhất Cả hai tín hiệu này đều được nhìn thấy trên màn

hình của thiết bị thu hình tại nhà A, hiện tượng này sẽ làm suy yếu hình ảnh thu được và

gọi là hiện tượng bóng ma (ghosting), nó được gây ra bởi sự thu đa đường Tại nhà B tínhiệu truyền hình được thu theo đường 3 Tuy nhiên đường 3 bị cản trở do mặt đất, điềunày làm cho mức tín hiệu suy yếu rõ rệt Thiết bị thu hình tại nhà B sẽ thấy những hình

ảnh bị nhiễu giống như có tuyết rơi trên màn hình Đối với thiết bị thu hình màu đầu tiên,

sự nhiễu này thể hiện như có hoa giấy rơi trên màn hình Vì vậy, đòi hỏi phải cài nhữngmạch điện trong thiết bị thu hình để làm giảm sự suy yếu tín hiệu, mà sự suy yếu sẽ làmthiết bị thu hình màu trở thành thiết bị thu đen trắng bình thường

Ngoài ra còn có một nguyên nhân khác khiến cho chất lượng thu hình không tốt,

đó là hiện tượng co-channel, hiện tượng này xảy ra khi thiết bị thu hình nhận được hai tín

hiệu truyền hình từ hai trạm phát khác nhau trên cùng một kênh Ở Mỹ, Ủy ban truyền

thông Liên Bang (FCC) đặt những trạm truyền hình phát trên cùng một kênh cách xa nhau

một cách rõ ràng, tần số của các trạm truyền hình thì cách nhau một khoảng 10Khz, vìvậy sự ngăn cách tần số là 20Khz Điều này cho phép bộ thu hình nhận được tín hiệu củatrạm truyền hình gốc cho dù có sự suy yếu hình ảnh được gây ra bởi các trạm khác

Hình 2: Mây mang điện

Khi đại dương ấm áp hơn không khí, nó có thể tạo ra những đám mây mang hơi

ẩm nặng trĩu Như vậy, kết quả của sự không tinh khiết trong không khí của những đámmây mang hơi ẩm nặng trĩu thì dẫn điện và bay lượn khắp đại dương nơi nó nương tựa.Điều này làm tín hiệu được truyền từ trạm thu hình ở xa có tín hiệu mạnh và phát đi phải

đi qua không gian giữa đại dương và đám mây mang hơi ẩm để được thu bởi anten truyền

hình thu Hình ảnh bị suy yếu do hiện tượng co-channel thì giống như sự xuất hiện từ mộtvật thể được nhìn thấy xuyên qua bức mành

3) Giải pháp truyền hình cáp:

Những cố gắng để giải quyết những khó khăn về vấn đề thu nhận thông tin ở xa thì

liên quan đến một số sự sắp xếp những tín hiệu truyền hình chất lượng cao đang được áp

dụng ở một số vị trí tốt Vị trí này cho đến nay được gọi là thiết bị đầu cuối (head-end),

tại đây có một tháp bằng thép có độ cao phù hợp cùng với những anten thu có độ lợi và

hướng cao được về anten phát hình mà thường cung cấp tín hiệu chất lượng cao như

mong muốn Thỉnh thoảng những cột gỗ đặt trên đỉnh núi được sử dụng để thay thế chonhững tháp anten này Anten thu càng cao thì mức tín hiệu thu được càng cao

Những anten có hướng cao trong hầu hết trường hợp có thể phân biệt giữa tín hiệumong muốn và tín hiệu gây ra nhiễu, vì vậy loại trừ được hiện tượng co-channel, và hiện

tượng thu đa đường cũng giảm bớt khi sử dụng anten này

Một hệ thống cáp đơn giản nối những tín hiệu truyền hình thu được từ anten tớinhững thuê bao được tạo ra bởi cáp đồng trục và những bộ khuếch đại băng rộng Những

bộ khuếch đại đầu tiên được chế tạo bằng việc sử dụng đèn điện tử và được cấp nguồnriêng 120VAC, nguồn điện thế này thì rất nguy hiểm Những bộ khuếch đại này được sửdụng trong thời gian dài trước khi Hội Chăm sóc sức khỏe và An toàn nghề nghiệp(OSHA) của Sở Lao động Hoa Kỳ thành lập Tầng khuếch đại cáp rất dễ bị ảnh hưởng bởinhiệt độ, sự điểu chỉnh liên tục của nhân viên kỹ thuật là cần thiết để hạn chế độ lợi làmcho những hệ thống cáp ban đầu chỉ có thể mang từ kênh 2 đến kênh 6, và hệ thống nàygọi là những hệ thống 5 kênh Những trạm truyền hình nhận tín hiệu ở tần số siêu cao(UHF) hoặc trên kênh 7 đến 13 và sau đó tại thiết bị đầu cuối nó được biến đổi thànhnhững kênh trong băng tần từ 2 đến 6 Tại thời điểm đó, vào đầu những năm 1950, năm

kênh đã là nhiều và những người thuê bao phải chịu đựng nhiều sự lỗi thời và những vấn

đề kỹ thuật của hệ thống hơn chúng ta ngày nay

Khi mà dây cáp trở nên khan hiếm và có thêm nhiều hệ thống được xây dựng, nhữngnhà sản xuất đã đáp lại bằng việc cải thiện lại bộ khuếch đại và dây cáp Cáp với vỏ bọcbằng nhôm bên trong được đổ đầy bọt polyethelence và dây dẫn nhôm phủ đồng ở giữasớm trở thành tiêu chuẩn công nghiệp Trong suốt những năm 60 và 70 kiểu dây cáp cóhai loại kích cỡ chính: loại có đường kính ngoài 0,412 inch và 0,500 inch Cáp 0,412 inch

được sử dụng làm dây feeder và loại 0,500 inch được sử dụng cho mục đích trung chuyển

Bên cạnh đó, việc thiết kế hệ thống cũng được cải thiện, thay vì nối những thuê baotới một hệ thống khuếch đại cáp đơn thì một sơ đồ vận chuyển tín hiệu theo dạng hệ thốngtrunk-feeder được phát triển Tại đây hệ thống cáp chính (trunk) cho những tín hiệutruyền hình từ thiết bị đầu cuối tới những đầu của hệ thống, mà những đầu này biến đổitheo khoảng cách và số lượng những đường chia hệ thống Những cáp dẫn (feeder) nối tới

thuê bao được bắc cầu ra từ hệ thống đường cáp chính tại những bộ khuếch đại trung

chuyển (trunk amplifier), do vậy nó cung cấp sự cách ly hệ thống với hệ thống cáp chính.Với sự phát triển của transistor, những bộ khuếch đại cáp sớm được cải thiện về hiệu suất

và tiêu hao công suất thấp

Trong những năm 1960 mạng dây dẫn (feeder) đã cung cấp những tín hiệu tới thuê

bao được gọi là pressure tap Về cơ bản, một lỗ được lấy lõi bên trong vỏ bọc ngoài bằng

nhôm và chân trung tâm của bộ nối ra được đặt vào giữa lỗ để nối tới dây dẫn trung tâm.Những sợi nối ra cùng loại và một bộ giữ cung cấp áp suất dể giữ chặt thiết bị nối ra vớidây cáp Một mạng nhỏ của những điện trở và những tụ điện được cung cấp cáp trở kháng75Ω để cho phù hợp với dây cáp và sự cách ly dây dẫn tới thuê bao

Việc kết nối cáp cũng được cải thiện, nhiều kiểu thiết kế được dùng trong những

năm 60 và 70 Vấn đề chính lúc đó là giữ cho những chỗ nối được kín và có thể chịu đựngđược sự thay đổi của thời tiết, để tránh hơi ẩm làm hư hỏng cáp cũng như sự hạn chế phản

xạ và suy hao tín hiệu Bằng việc những hệ thống cáp được xây dựng bởi những côngnghệ và sản phẩm được cải tiến, những hình ảnh được cung cấp tốt hơn, xác thực hơn

Thêm vào đó, những kênh tần số rất cao (VHF), từ kênh 7 đến kênh 13 có thể được sử

dụng nâng tổng số kênh lên 12 kênh

Khi hệ thống phát triển hơn thì bộ nối định hướng và bộ chia tín hiệu được cải thiện,

điều này làm xuất hiện thiết bị nối ra nhiều đường tới thuê bao Những thiết bị nối ra nàyban đầu chỉ có 2 hoặc 4 cổng tới thuê bao Ngày nay thiết bị nối ra có 8 cổng là thông

dụng, đặc biệt là những vùng dân cư đông đúc Những bộ khuếch đại cũng được cải thiện

về hình thức và giá cả Từ khi bộ khuếch đại truyền âm không chuẩn từ kênh 2 đến kênh 6giảm xuống băng tần giữa thì được loại ra bởi những bộ khuếch đại hiện đại, thường phổcủa băng tần giữa mang nhiều chương trình Nhiều hệ thống cáp nơi khu vực băng tầngiữa được mang những sóng chuẩn được điều chế FM trong khoảng tần số từ 88 – 108Mhz trong không gian Vẫn còn khoảng tần số từ 108 Mhz trở lên tới kênh 7 (175Mhz)thêm 9 tín hiệu truyền hình có thể được mang, như vậy là có một hệ thống 21 kênh Vấn

đề chính tại thời điểm này đó là những người sử dụng những bộ thu hình có thể không

chỉnh được những kênh này, bởi vì tất cả họ có là những kênh 2 đến kênh 13 và kênh

UHF 14 đến 83 Làm sáng tỏ vấn đề này, một khối biến đổi được sử dụng Khối biến đổi

này lựa chọn băng tần giữa và biến đổi 9 kênh thành các kênh, ví dụ như: kênh UHF 27

đến 35 Kết nối chuyển đổi được biểu diễn trong hình sau:

Hình 3: Kết nối chuyển đổi

Tại thời gian này (1970), số lượng trạm truyền hình UHF được gia tăng nhiều.Những hệ thống cáp chỉ có thể mang tới kênh 13 (216Mhz), vì vậy sự lựa chọn hoạt động

hệ thống truyền hình cáp để chuyển đổitại head-end của một số trạm UHF thành 9 kênh

băng tần giữa có thể sử dụng được

Đầu những năm 1980 các chương trình giải trí trở nên sẵn có thông qua các kênh vệtinh, các chương trình này đầu tiên được chuyển đổi sang hệ NTSC để điều chế một số

kênh sóng mang hướng lên vệ tinh và hệ thống phát của vệ tinh chuyển tới trạm anten thumặt đất của một hệ thống truyền hình cáp địa phương Hệ thống thu tại thời điểm này sửdụng những anten lớn (10m) bởi vì những bộ khuếch đại anten vi sóng có nhiễu và độ lợi

bị hạn chế Suốt những năm 1980 đã cải thiện được những bộ khuếch đại anten thu nhiễuthấp hay những bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNAs) và bộ này thì nhỏ và chi phí thấp hơn.Những anten thu parabol đã xuất hiện nhiều trong thời điểm này Sự ra đời của những bộchuyển đổi nhiễu thấp (LNBC) trong những năm sau 1980 chất lượng được cải thiện vàtrị giá thấp hơn LNBC về cơ bản là bộ khuếch đại nhiễu thấp được lắp trên anten Tínhiệu tần số 4000Mhz (4Ghz) thấp hơn bao gồm 24 kênh chương trình được chuyển đổithành 24 kênh trong băng tần, ví dụ như từ 950 đến 1450Mhz Vì thế cáp từ anten xuống

bộ thu có suy hao thấp hơn tại 950 đến 1450Mhz so với tại 3.7 đến 4.2Ghz

Bởi vì những kênh truyền hình vệ tinh là các kênh xem phải trả tiền nên một vàicách thức của việc chia tín hiệu tại đường nối ra tới thuê bao là cần thiết để ngăn tín hiệutới những thuê bao không muốn trả tiền cho dịch vụ Một mạng gồm các điện trở, tụ điện

và cuộn dây được làm theo dạng ống như một bộ lọc bẫy và được đặt trong một cái hộpbằng kim loại Bộ lọc này có tiện ích loại bỏ các kênh không mong muốn từ nhà của thuê

bao, và nó được gọi là bộ bẫy tín hiệu kiểu negative Muốn làm thất bại kĩ thuật này thì

chỉ cần loại bỏ cái bẫy này ra khỏi đường dây dẫn, điều này rất khó vì dễ bị phát hiện vànguy hiểm

Các chương trình vệ tinh xuất hiện ngày càng nhiều, vì vậy những hệ thống nhiềuhơn 24 kênh được dùng, điều này làm cho những nhà khai thác hệ thống truyền hình cápđặt kế hoạch tăng dung lượng kênh lên Dĩ nhiên, loại cáp chất lượng tốt nhất và những

bộ khuếch đại được cải thiện và những hệ thống mới được thiết kế tới 30 kênh(55÷270Mhz), 35 kênh (55÷300Mhz), 40 kênh (55÷350Mhz), 52 kênh (55÷400Mhz), 62

kênh (55÷450Mhz), đến 78 kênh (55÷550Mhz)

Phương pháp bẫy để bảo mật kênh sớm trở nên khó điều khiển, bởi vì những cái bẫy

này phải được sắp xếp để bẫy lại những thuê bao không trả phí dịch vụ Để làm sáng tỏvấn đề này, thì kĩ thuật mã hóa tín hiệu được phát triển Ở lối vào đặt một tín hiệu gâynhiễu lên tín hiệu thực (tới thuê bao), do đó thuê bao không thể xem được cá chương trìnhtrên TV Bẫy này đặt trên cổng nối tới thuê bao để loại đi tín hiệu gây nhiễu này để thuêbao có thể xem được Một vài kênh thuộc gói dịch vụ sẽ được xáo trộn bởi tín hiệu gâynhiễu Một vài gói cũng có thể được trộn bởi một vài kiểu của tín hiệu gây nhiễu ở những

nơi mà bẫy tín hiệu là cần thiết cho mỗi chương trình Phương pháp này được gọi là bẫy

positive, và những bẫy này thường được xem như là những bộ lọc phân lớp Các bẫy negative cũng được hình thành để loại bỏ băng tần của tín hiệu Cả hai phương pháp bẫy này giúp hạn chế số lượng bẫy gắn ở đầu nối Có một điều nên nhớ là bẫy negative loại bỏ

dịch vụ từ những người không thuê bao còn bẫy positive cung cấp dịch vụ trả tiền tới thuê

bao Vì vậy một hệ thống với vài thuê bao trả tiền sẽ có nhiều bẫy negative và có ít bẫy positive.

Với sự gia tăng số lượng kênh, các bộ thu hình có thể điều hưỡng các kênh này làcần thiết Vẫn còn nhiều bộ thu hình chỉ điều hưỡng từ kênh 2 đến kênh 13 và UHF (14

đến kênh 83) Những bộ thu mới hơn thường được gọi là cable-ready, thì có thể điềuhưỡng một số kênh mới Việc chuyển đổi tín hiệu được làm sáng tỏ vấn đề này: nó nhận

tín hiệu từ cáp và được chuyển đổi lựa chọn thành kênh cố định, thường là kênh 2, 3 hay 4

và cung cấp những kênh này để đến truyền hình thu Hình sau minh họa một vài phươngpháp kết nối với bộ chuyển đổi

Hình 4: Phương pháp kết nối với bộ chuyển đổi

Trong những năm đầu 1980 đã phát triển những phương pháp triệt tiêu (tiếng ồn)

làm cho đồng bộ tín hiệu Phương pháp này sử dụng những mạch xử lý tín hiệu video tạiđầu cuối (head-end) để chuyển đổi hoặc khử nhiễu nằm ngang những xung đồng bộ từ tín

hiệu video Không truyền hình thu nào có thể xem một dịch vụ mà những tín hiệu chuyển

đổi được giữ nằm ngang Những hình ảnh mong muốn được xem nếu giữ chặt tín hiệu

nằm ngang trong máy thu hình thì phải được điều chỉnh Những mạch điện khôi phục lạitín hiệu được gắn vào những mạch chuyển đổi thuê bao Những thuê bao yêu cầu nhữngdịch vụ chuyển đổi chương trình được cài sẵn của họ với chip IC (Intergrated Circuit)

chương trình nhớ chỉ đọc (PROM) thì kích hoạt những mạch khôi phục lại để triệt tiêu tín

hiệu nằm ngang làm cho tín hiệu đồng bộ

Sau những năm 1980 với sự phát triển của máy tính cá nhân, có thể điều chỉnhchuyển đổi thuê bao với sự gắn liền thiết bị xáo trộn âm mà có thể điều khiển được (máy

tính “talks” đến bộ chuyển đổi; mỗi bộ chuyển đổi thì có một địa chỉ) Những mạch điệnđược thêm vào để thuê bao chuyển đổi xử lý dữ liệu được mang bởi sóng mang dữ liệu

xuôi dòng (data carrier) Sóng mang dữ liệu này thì có trong hầu hết các trường hợp ở đầucủa băng tần sóng vô tuyến FM (106 – 205Mhz) và được điều mà có thể điều khiển đượcdòng dữ liệu Khi bộ chuyển đổi thấy được địa chỉ của nó hiện ra trên dòng dữ liệu, nó

được rút ra để mã hóa thành số theo lệnh Những lệnh đó về bản chất được thay thế chỗ

của PROM theo thông tin được cung cấp ban đầu Thuê bao sẽ tiếp xúc với công ty cáp,nếu họ muốn thay đổi dịch vụ thì người thư ký tại công ty cáp sẽ thêm vào những thay đổitrên máy tính thông qua một giao tiếp giữa máy tính và cáp (computer-to-cable modem)

để chỉ dẫn bộ chuyển đổi để đáp ứng yêu cầu của thuê bao, vì vậy không cần thiết tới nhà

của thuê bao để thực hiện sự thay đổi này

Tất cả các phương pháp cho việc bảo mật tín hiệu lúc này hay lúc khác có thể bị làm

hư hỏng Những người chỉ muốn xem mà không muốn trả tiền thì họ làm hoặc mua các

bẫy positive trái phép và đặt chúng trong nhà của họ ở những nơi kín đáo Những người

này được gọi là “kẻ ăn cắp tín hiệu”, họ bán và cài đặt các con chip PROM trái phép đểđánh bại bộ biến đổi giải trộn Ngoài ra những cái được gọi là hộp đen được bán cho

những thuê bao và chúng được đặt giữa bộ biến đổi có thể định địa chỉ và bộ thu hình.Hầu hết các công ty truyền hình cáp dùng các chương trình khác nhau để quản lý vấn đềbảo mật tín hiệu mà họ cung cấp

4) Giới thiệu về mạng cáp:

4.1) Giới thiệu

Ý tưởng cơ bản của hệ thống truyền hình cáp là cung cấp các tín hiệu truyền hình

từ thiết bị đầu cuối đến thuê bao qua một mạng cáp Thuê bao phải trả phí mỗi tháng.Việc thiết kế một mạng cáp đòi hỏi quy trình rất phức tạp Trước tiên, phải nắm được nhucầu cần đáp ứng Sau đó phải xem xét vùng dân cư tập trung, nắm rõ bản đồ địa giới củakhu vực cần lắp đặt, lộ trình cho đường cáp chính Mô hình mạng cáp được sử dụngnhiều trong truyền hình cáp đó là mạng cây – nhánh cải tiến (mạng HFC)

Trước kia, mạng chỉ cung cấp dịch vụ theo một chiều từ nhà cung cấp đến thuêbao Do đó chỉ cần dùng bộ khuếch đại một chiều Ngày nay, mạng cung cấp dịch vụ theo

hai chiều, từ nhà cung cấp đến thuê bao hoặc từ thuê bao đến nhà cung cấp Do đó phải sửdụng bộ khuếch đại hai chiều

Nhìn chung, một mạng cáp gồm các thành phần chính sau:

o Đầu cuối (Head-end): đầu cuối là nơi chịu trách nhiệm tiếp sóng kênh truyền

hình từ nhiều nguồn khác nhau như truyền hình mặt đất, vệ tinh, các chương trình địa

phương Sau đó điều chế các kênh này và dùng kỹ thuật ghép kênh tương tự hoặc số để

truyền đi trên cáp

o Đường cáp chính (trunk): đây là đường cáp nối từ đầu cuối đến một nhóm thuêbao Đường cáp chính có thể dài tối đa 25km Trước đây, đường cáp chính dùng cáp đồng

trục chất lượng cao Ngày nay, loại cáp thường dùng là cáp quang vì chất lượng cao hơn

o Bộ khuếch đại: bộ khuếch đại dùng để tăng cường mức tín hiệu truyền qua hệthống cáp, khắc phục suy hao xảy ra trên cáp phân phối và cung cấp thêm công suất đếnthiết bị đầu cuối Những bộ khuếch đại một chiều chỉ khuếch đại tín hiệu từ thiết bị đầu

cuối đến thuê bao Ngày nay, với mạng cáp đa dịch vụ thì bộ khuếch đại hai chiều được

sử dụng thay thế cho bộ khuếch đại một chiều

o Cáp Feeder: cáp Feeder thường được chôn ngầm dọc theo lộ trình để phục vụ

việc phân phối tín hiệu từ nút cáp chính đến một số bộ trích (bộ trích – tap là thành phần

cài đặt trong cáp phân phối để tách một phần tín hiệu dòng truyền xuống (downstream)

cung cấp cho từ 2 đến 8 thuê bao) Cáp Feeder thường ngắn và giới hạn trong khoảng từ

 Nhiễu ngẫu nhiên băng tần rộng:

Nhiễu ngẫu nhiên xuất hiện hầu như trong tất cả các đường truyền Trong đườngtruyền cáp, nhiễu ngẫu nhiên sinh ra từ sự chuyển động ngẫu nhiên của các điện tử tronglớp dẫn Tất cả các chuyển động điện tử này tạo ra một lượng công suất nhiễu Nhiễu này

được tính theo nhiệt độ tuyệt đối và độ rộng băng thông, và còn được gọi là nhiễu nhiệt

Công suất nhiễu nhiệt nhỏ nhất (nhiễu nền) được tính theo công thức:

N P = KTB (1.1)

Với:

NP: công suất nhiễu tính theo đơn vị Watt

K: hằng số bolsman = 1,38x10-23J/K

T: nhiệt độ tuyệt đối, đơn vị tính0K

B: băng thông, tính theo đơn vị Hz

Công suất tín hiệu trong các hệ thống truyền hình cáp thường tính theo dBmw (tínhtrên chuẩn 1mw ở 75Ω), công suất nhiễu nhiệt ở 620F được tính xấp xỉ:

N P (dBmw) = -125,2 +10 logB (1.2)

Như vậy ứng với một băng thông B (Mhz), ta dễ dàng tính được công suất nhiễu

nhiệt theo công thức (1.2) Khi xét trong một kênh truyền hình, nhiễu nhiệt không ảnh

hưởng đến toàn bộ mà chỉ tác động lên một phần băng thông của kênh

 Khuếch đại nhiễu:

 Bộ khuếch đại ngoài tác dụng khuếch đại tín hiệu còn khuếch đại nhiễu Sau

khi được khuếch đại, nhiễu sẽ xuất hiện thêm ở các vị trí khác nhau Để thuận lợi, người

ta xem như nhiễu xuất hiện thêm đến từ một bộ phát độc lập và được tổng hợp trước khiđưa đến ngõ vào của bộ khuếch đại Tổng công suất nhiễu ngõ vào được tính theo công

thức:

N A (dBµw) = N P (dBµw) + F A (dB) (1.3)

Trong đó:

NA: tổng công suất nhiễu ngõ vào

NP: công suất nhiễu nhiệt

FA: tỉ số giữa tổng công suất nhiễu ngõ vào trên nhiễu nền

 Công suất nhiễu ngõ ra sẽ bằng công suất nhiễu ngõ vào cộng với độ lợi G của

bộ khuếch đại tính theo dB

N out (dBµw) = N A (dBµw) + G (dB) (1.4)

 Thay đổi về đáp ứng tần số và phối hợp trở kháng:

o Các bộ khuếch đại thực tế không khuếch đại tín hiệu như nhau ở tất cả cáctần số Mục đích của các thay đổi này là để bù cho các thay đổi trong suy hao trên cáp và

để giảm méo Tuy nhiên bất kỳ sai lệch nào xảy ra khác với thay đổi có mục đích thì đượcxem là thay đổi về đáp ứng tần số Sự thay đổi về đáp ứng được định nghĩa là sự sai lệch

độ lợi ở đầu thấp của băng thông đến độ lợi ở đầu cao của băng thông

o Đáp ứng tần số qua một đường truyền có thể bị tác động do phối hợp trở

kháng không tốt giữa bộ khuếch đại và đường truyền

Hình 5: Định nghĩa về sự biến thiên trong tần số.

Năng lượng mất đi bên trong bộ ghép định hướng bao gồm: sự phản xạ, sự tán xạ,

hấp thu và ghép vào bộ cách ly:

LC= 10 log (P2+P3)

Nếu P4= 0 thì LD→ ∞, lúc đó P1 = P2 + P3

Một bộ ghép đinh hướng tốt có LC< 1dB và khả năng định hướng LD> 40dB

 Bộ chia

Bộ chia là một thiết bị có ít nhất 3 ngõ, dùng để chia một tín hiệu RF đến nhiều

đường dẫn Các bộ chia phổ biến là chia 4, chia 8

Hình 7: Bộ chia 2 và chia 4

Bộ chia cũng có suy hao và được gọi là suy hao phẳng Ví dụ như trong bộ chia 2,hai tín hiệu ở cổng 2 và cổng 3 là như nhau, theo lý thuyết thì suy hao từ cổng 1 so vớimột trong hai cổng ra là 10lg(1/2) ≈ -3,01dB Tuy nhiên thực tế sẽ cao hơn do có suy haotrong lõi Ferrite của biến thế và suy hao trở kháng trong dây dẫn biến thế và suy hao trởkháng trong dây dẫn biến thế Suy hao sẽ tăng khi tần số tăng

 Bộ trích

Là thiết bị cài đặt trong cáp phân phối để trích một phần tín hiệu phân phối trongdòng truyền xuống (downstream) và tách nó để cung cấp cho từ 2 đến 8 thuê bao, theo

hướng ngược lại, nó kết hợp các tín hiệu từ thuê bao và chèn chúng vào dòng truyền lên

(upstream) của cáp phân phối

Hầu hết cấu hình bộ trích gồm một bộ ghép định hướng trích tín hiệu chính sau đóchia 2, 4 hoặc 8 để tạo các đường dẫn đến khách hàng Ngõ vào và ngõ ra được nối vớicác bộ kết nối thích hợp với các phân phối Tín hiệu trích cần để phối hợp với các bộ kếtnối phù hợp với cáp Drop

Bộ trích có thể không có ngõ ra Đó là bộ trích được dùng ở cuối đường dẫn gọi làTap cuối (Terminating) Nó là một bộ trích cho các chân trang bị bộ kết nối Drop

 Nguồn cung cấp

Trước đây, các hệ thống truyền hình cáp dùng nguồn 30VAC Nhưng yêu cầu về

nguồn đã tăng lên do các đòi hỏi về băng thông rộng hơn và các bộ khuếch đại nhiều ngõ

ra cần nguồn hệ thống là 60VAC (từ sau năm 1970) Ngày nay nguồn cung cấp có thể là90VAC.

Nguồn cung cấp được chia làm một số loại như: nguồn chờ (standby) và nguồn trựctiếp (non-standby)

PHẦN 2: CÁC THỂ LOẠI TRUYỀN HÌNH CÁP – MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP TRIỂN KHAI TẠI

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH:

CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH THU QUA VỆ TINH:

1) Khái niệm

Hình 8: Các quĩ đạo vệ tinh

 Có 3 loại vệ tinh: LEO, MEO, GEO trong đó:

 LEO: Low Earth Orbits: là loại vệ tinh quĩ đạo thấp

o Khoảng cách so với trái đất là 700 – 1000Km

o Để phủ hết trái đất cần khoảng 48 đến 66 vệ tinh

o Ứng dụng trong thông tin di động

o Là loại vệ tinh động, khoảng 10 vệ tinh thì sẽ phủ toàn bộ trái đất

 GEO: Geostationary Earth Orbits: vệ tinh địa tĩnh

 Các vệ tinh dùng cho truyền hình là loại vệ tinh địa tĩnh – GEO Loại vệtinh này quay trên mặt phẳng xích đạo cùng vận tốc và theo chiều quay của trái đất Vận

tốc của vệ tinh địa tĩnh phải đạt được 11.070Km/s và cách bề mặt trái đất 35.786Km Ở

độ cao như thế thì chỉ cần 3 vệ tinh địa tĩnh là có thể phủ sóng toàn bộ bề mặt trái đất

 Độ rộng băng tần của sóng truyền hình vệ tinh từ 12÷30Mhz, cho phép

truyền cùng một lúc 12 đến 40 chương trình

 Phủ sóng truyền hình bằng vệ tinh địa tĩnh có những ưu điểm sau:

o Vùng phủ sóng rộng, chỉ cần 3 vệ tinh là có thể phủ sóng toàn cầu

o Công suất chỉ từ 10W đến 200W cho cả hai trạm phát lên (Uplink)

và phát xuống (Downlink)

o Tận dụng được năng lượng mặt trời để cung cấp điện gần như cảngày lẫn đêm

 Nhược điểm:

 Các điểm thu ở về phía đối diện với vệ tinh sẽ bị mất sóng trong vài giờ, vì

mỗi vệ tinh chỉ phủ sóng được 33% bề mặt trái đất

 Năng lượng bức xạ bị tổn hao khá lớn trên đường truyền, tổn hao tăng tỉ lệ

với tần số sóng mang và khoảng cách truyền

 Sóng truyền hình hiện nay thường được phát trên hai băng tần C và Ku:

 Băng C có dải tần từ 3,7Ghz÷4,2Ghz, băng C tổn hao ít hơn băng Ku hiệnnay được dùng phổ biến, băng C có thể phát cùng lúc 24 chương trình

 Băng Ku hay còn gọi là dải tần SHF được chia làm 3 dải:

o Dải tần thấp: 10,95÷11Ghz

o Dải tần trung bình: 11,7÷12,2Ghz

o Dải tần cao: 12,25÷12,75Ghz

 Băng Ku tuy tổn hao lớn hơn băng C, nhưng lại có tính định hướng mạnh và

truyền được nhiều chương trình hơn (gần 40 chương trình), tương lai sẽ dùng rộng rãi

 Các vệ tinh phủ sóng vùng Đông Nam Á chủ yếu dùng băng C, riêng vệ tinh

toàn cầu Intelsat dùng cả băng C và Ku để phủ sóng cho Châu Âu, Châu Á và Châu Phi

2) Các chỉ tiêu quan trọng của truyền hình vệ tinh:

2.1) Công suất tương đương đẳng hướng _ EIRP

 Biểu thị công suất của chùm sóng chính từ vệ tinh hướng đến vùng phủ sóng

 Năng lượng bức xạ từ anten phát của vệ tinh (phát xuống) để đến được trạm

thu TVRO phải vượt qua quảng đường 36.000km, do đó năng lượng đã bị tổn hao đáng

kể Có một số loại tổn hao sau:

 Tổn hao do môi trường truyền sóng: tổn hao môi trường tăng theo tần số bức

 Tổn hao tự nhiên: do mây, mưa hấp thu, tổn hao này rất nhỏ hơn so với tổn hao

do môi trường (chỉ khoảng vài dB)

 Tổn hao do mối nối khoảng 0,5 ÷ 2dB

2.3) Độ lợi anten

 Là một thông số rất quan trọng của trạm thu TVRO

 Hoặc theo công thức sau:

 Để giảm nhiễu cho các kênh vệ tinh lân cận và các vệ tinh cùng phát đồng thờicác chương trình khác nhau, người ta qui định:

o Các vệ tinh trên quĩ đạo đại tĩnh phải cách nhau 60 (400Km)

o Tần số các kênh lân cận cách nhau không dưới 20Mhz

o Thực hiện phân cực trực giao hay xoay vòng

 Nhiễu do nhiệt tác động đến độ lợi anten thể hiện thông qua tỉ số G/T, đơn vị làdB/K

G/T = G[dB] – 10lgT[K]

T[K]: là nhiệt độ Kelvin

 Hệ số G/T biểu thị ảnh hưởng của nhiệt nhiễu đến chất luợng hình ảnh

2.5) Các thông số cần thiết liên quan đến góc giữa vệ tinh và điểm thu

 Góc ngẩng Elavation: là góc tạo thành giữa đường tiếp tuyến tại điểm thu ởmặt đất với đường thẳng nối từ điểm thu đến vệ tinh Góc ngẩng tại xích đạo là lớn nhất,bằng 900, càng đi về 2 cực thì góc ngẩng càng nhỏ

 Góc phương vị Azimuth: là góc được tạo bởi đường thẳng nối từ điểm thu đến

phương Bắc và đường thẳng nối từ điểm thu đến vệ tinh Góc được tính theo chiều kim

đồng hồ Theo lý thuyết góc phương vị có thể thay đổi 1800 nhưng trên thực tế chỉ thayđổi được khoảng 1400

3) Các loại truyền hình vệ tinh

3.1) Truyền hình trực tiếp DBS_Direct Broadcating Satellite

Đây là phương pháp đưa thẳng tín hiệu từ vệ tinh đến trực tiếp máy thu hình (tivi)

của từng hộ gia đình Với phương pháp này thì tín hiệu từ vệ tinh sẽ được điều biên vớitần số mang hình Mặt khác để giảm can nhiễu của sóng viba từ mặt đất là giảm nhỏ

đường kính anten parabol nên phải phát trên băng Ku

3.2) Truyền hình qua TVRO_Television Receive Only

 Phương pháp này thu tín hiệu cự nhỏ từ vệ tinh, sau đó khuếch đại dịch nhiễu

tần thấp (thông qua bộ LNB), và xử lý tín hiệu cho phù hợp với tivi dùng trong từng hộ

gia đình Một trạm thu TVRO gồm các bộ phận chính sau:

o Thiết bị bên ngoài:

 Chảo anten parabol

 Phễu thu sóng, ống dẫn sóng

 Bộ khuếch đại dịch nhiễu tần thấp (LNA hay LNB)

 Cơ cấu điều khiển chảo quay theo góc ngẩng và góc phương vị

 Cơ cấu điều khiển góc quay phân cực

o Thiết bị bên trong:

 Máy thu TVRO

 Mạch điện điều khiển góc quay

 Bộ điều khiển từ xa và bộ nhớ

 Thuận lợi của truyền hình thông qua trạm TVRO là từng hộ gia đình có thểnhận được tín hiệu từ vệ tinh thông qua trạm TVRO Nếu dùng cho tập thể chung cư,khách sạn thì qua hệ thống cáp CATV (Cable Television Network), còn nếu khoảng cáchquá xa thì không thể dùng hệ thống CATV mà phải dùng hệ MMDS để thu tín hiệu từ vệtinh rồi phát đến từng hộ gia đình thông qua sóng viba

 Do được phát từ 1 máy công suất thấp, đặt rất xa máy thu (tới 3600Km) nên tín

hiệu thu được thường yếu và có tỉ số tín hiệu trên nhiễu nhỏ (tỉ số công suất sóng mangtrên nhiễu CNR khoảng 10dB hay thấp hơn) tuy nhiên do phương truyền sóng vuông gócvới mặt đất, không bị che chắn bởi các vật cản đường truyền, nên tín hiệu thu thường

được ổn định và hầu như không bị ảnh hưởng bởi các sóng phản xạ

Hình 9: Sơ đồ thu phát sóng vệ tinh

CHƯƠNG IV: TRUYỀN HÌNH CÁP VÔ TUYẾN, VIBA

1) Hệ thống truyền hình cáp MMDS

1.1) Giới thiệu

Multichannel Multipoint Distribution Service: là dịch vụ truyền hình đa điểm, đa

đường bằng sóng viba, một loại truyền dẫn đầy đủ tính ưu việc về kỹ thuật và kinh tế

MMDS sử dụng môi trường truyền sóng là sóng viba tại dải tần 2,5 – 2,7GHz, với độrộng dải tần 6–8MHz, mỗi kênh dùng 1 tín hiệu analog Cự ly phủ sóng trung bình 1Km

đến vài chục Km Nó cho phép truyền được nhiều chương trình cùng một lúc

Truyền hình cáp vô tuyến MMDS có thể phát xen kênh, cứ bỏ một kênh phát một

kênh để khỏi ảnh hưởng tới nhau Có thể phát theo phân cực đứng hay phân cực ngang,

cũng có thể phát cả theo hai phân cực Như vậy sử dụng truyền hình cáp vô tuyến MMDS

về phần anten cả thu và phát sẽ phức tạp hơn nhiều

Hình 10: Hệ thống MMDS trên lý thuyết

1.2) Mục đích của truyền hình MMDS

Ban đầu MMDS được coi là “cáp không dây”, MMDS đã được đưa vào sử dụng từ

những năm 70 của thế kỷ trước Nó được giới thiệu như một phương án thay thế cho tivi

cáp để phủ sóng cho các vùng xa xôi hoặc địa hình khó khăn, nơi chi phí lắp đặt cáp quá

cao

Dịch vụ MMDS được phân phát nhờ sử dụng các máy phát vô tuyến đặt trên mặt

đất, chúng sử dụng các tần số ở phần phía dưới của băng tần siêu cao (UHF) trong phổ vô

tuyến (giữa 2,1 và 2,7GHz) và đặt tại vị trí cao nhất trong vùng phủ sóng Mỗi thuê bao

thu được MMDS nhờ sử dụng một máy đầu thu số nhỏ đặt tại địa điểm ngang với tầm

nhìn thẳng tới các máy phát

Tầm làm việc đạt tới 100Km tại địa hình bằng phẳng nhưng sẽ ngắn hơn đáng kể

trong các vùng địa hình đồi núi Các kênh MMDS rộng 6MHz và hoạt động theo các băng

tần được cấp phép hoặc không cần cấp phép

Hình 11: Hệ thống MMDS trên thực tế

1.3) Ưu điểm và triển vọng

 Bốn yếu tố ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của hệ MMDS là:

 Chủ yếu hệ MMDS phục vụ các vùng chưa có mạng CATV

 MMDS cần tăng thêm số lượng kênh truyền

 Sự phát triển của các kỹ thuật mới cho phép phát nhiều chương trình trên mộtkênh, trong đó có kỹ thuật cho phép phát đồng thời 2 chương trình khác nhau trên cùngmột kênh Ngoài ra còn có loại máy phát có thể phát 8 loại chương trình truyền hình

 Chi phí đầu tư cho mạng MMDS ít tốn kém hơn so với mạng CATV do không

phải đầu tư vào việc xây dựng và bảo trì mạng cáp phân phối

 Ưu điểm:

 Quản lý chương trình người xem

 Không cần phải xây dựng mạng truyền hình cáp

 Chi phí đầu tư cho mạng MMDS ít tốn kém do không phải đầu tư vào việc xây

dựng và bảo trì

 Cập nhập tin tức mỗi ngày được dễ dàng hơn Hệ thống MMDS có số kênhphát cố định, chỉ cần việc ấn nút chuyển đổi chương trình là xem được ngay

 Thiết bị thu MMDS gọn nhẹ, không cồng kềnh, không chiếm nhiều vị trí nhưchảo aten, giá cả hợp lý.

 Ngoài ra còn có thể xem các thông tin cần thiết, chỉ cần nhấn nút trên bộ điềukhiển, bộ giải mã sẽ cho ta biết thông tin cần thiết

 Do triển khai mạng MMDS rất đơn giản do chỉ dùng anten mà không cần kéo cápđến từng nhà nhưng trái lại nó có rất nhiều nhược điểm :

 Hạn chế vùng phủ sóng

 Chịu ảnh hưởng mạnh bởi nhiễu Công nghiệp

 Chịu ảnh hưởng bởi thời tiết

 Yêu cầu dải tần số vô tuyến quá lớn

 Gây can nhiễu cho các đài phát vô tuyến khác

 Khó khăn trong việc cung cấp các dịch vụ truyền hình số

 Không thể cung cấp các dịch vụ hai chiều

2) Hệ thống truyền hình cáp vô tuyến HYBER CABLE

2.1) Giới thiệu

Là công nghệ DVB-S Đây là tiêu chuẩn phát truyền hình số qua vệ tinh được Đàitruyền hình Tp.Hồ Chí Minh chọn làm phương thức truyền dẫn chính của hệ thống truyềnhình cáp, dùng băng tần Ku

Hyper Cable sử dụng tần số phát sóng giống như tần số phát xuống của truyền hình

vệ tinh Ku là 10,7–12,5GHzsóng Hyper Cable là sóng truyền thẳng và chỉ có thể thu

xem được với sóng truyền thẳng mà thôi (khác với truyền hình UHF và VHF mặc dù sóng

truyền thẳng nhưng vẫn có thể xem sóng phản xạ)

Hình 12: Cấu trúc mã hóa DVB-S.

Một trạm phát Hyper cable có anten phát cao 100m chỉ có thu trong bán kính 50

km, để phủ sóng cho 1 vùng rộng lớn người ta phải dùng nhiều trạm phát

Phân bố năng lượngReed - Solomon