Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh bắc ninh

Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại: a Hiệu quả về khoa học và công nghệ: Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG

TỰ ĐỘNG HOÁ PHỤC VỤ CẢNH BÁO, GIÁM SÁT

VÀ ĐIỀU HÀNH CHO HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP

HỮU TUYẾN TẠI TỈNH BẮC NINH

CNĐT: PHẠM MẠNH THẮNG

9145

HÀ NỘI – 2011

PHÁT THANH &TRUYỀN HÌNH

ĐÔNG ĐÔ

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2011

BÁO CÁO THỐNG KÊ

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

A THÔNG TIN CHUNG

1 Tên đề tài/dự án:

Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát

và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh

Chức vụ: PCN Khoa, Chủ nhiệm bộ môn Trưởng PTN

Cơ quan công tác: Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia

Hà Nội, Nhà G2, 144 Xuân Thủy - Cầu Giấy - Hà Nội

B TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện đề tài/dự án:

- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 6 năm 2009 đến tháng 5 năm 2011

- Thực tế thực hiện: từ tháng 6 năm 2009 đến tháng 12 năm 2011

- Được gia hạn (nếu có):

Thời gian (Tháng, năm)

Kinh phí (Tr.đ)

Ghi chú

(Số đề nghị quyết toán)

3 Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:

(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian, nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự án (đơn, kiến nghị điều chỉnh nếu có)

Số

TT

Số, thời gian ban

4 Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Địa chỉ: 144 Xuân Thủy - Cầu Giấy - Hà Nội

Thiết kế hệ thống điều khiển thành phần

Thiết kế một số bo mạch đo lường và giao diện HMI trong

Hà Nội Địa chỉ: 30 Trung Liệt – Đống Đa – Hà Nội

Khảo sát và nghiên cứu cấu trúc mạng truyền hình cáp phục vụ mục đích đo lường, giám sát

Báo cáo khoa học

về cấu trúc mạng

truyền hình cáp CATV Bắc Ninh

- Lý do thay đổi (nếu có):

5 Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:

Số

TT Tên cá nhân đăng ký theo Thuyết minh Tên cá nhân đã tham gia thực hiện Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú

*

1 Phạm Mạnh Thắng Phạm Mạnh Thắng Chủ nhiệm đề tài

Nghiên cứu tích hợp hệ thống

2 Nguyễn Kim Minh Nguyễn Hữu Tuyên Nghiên cứu, khảo sát đặc

tính hệ thống mạng CATV phục vụ giám sát và đo lường

3 Nguyễn Tiến Sỹ Nguyễn Quốc Tuấn Nghiên cứu đặc tính mạng

CATV để đưa ra các định hướng và giải pháp phù hợp

4 Nguyễn Tiến Nam Hoàng Văn Mạnh Nghiên cứu cấu hình hệ

thống, tích hợp hệ thống, phát triển phần cứng, lập trình nhúng cho sản phẩm

5 Đặng Đức Việt Nguyễn Công Tuấn Nghiên cứu, thiết kế chế

tạo các bộ giám sát điều khiển báo cháy

6 Nguyễn Thị Hạnh Nguyễn Thị Hạnh Nghiên cứu đặc tính mạng

CATV Tham gia viết báo cáo Khoa học

7 Phó Đức Kiên Phó Đức Kiên Nghiên cứu thiết kế chế

tạo các bộ giám sát điều khiển thành phần về phần cứng và phần mềm

8 Nguyễn Bình Minh Nguyễn Bình Minh Nghiên cứu cấu hình hệ

thống, tích hợp hệ thống, phát triển phần cứng, lập trình nhúng cho sản phẩm

- Lý do thay đổi ( nếu có):

6 Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:

(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học, điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

hoạch

Thực tế đạt được

Người,

cơ quan thực hiện

9/2009 3/2010 Cả nhóm

8/2009 6/2010 Cả nhóm

02/2010 3/2011

6/2010 11/2011 Cả nhóm

5

Viết báo cáo KH, nghiệm thu

đề tài

4/2011 6/2011

12/2010 1/2011 Cả nhóm

- Lý do thay đổi (nếu có):

Vì hệ thống tự động hóa cảnh báo, giám sát cho truyền hình cáp CATV Bắc

Ninh bao gồm cả thiết bị phần cứng và phần mềm, hơn nữa việc nhập một số linh

kiện cần thiết để thiết kế hệ thống bị chậm nên việc triển khai thử nghiệm hệ thống

tự động hóa cảnh báo, giám sát cho truyền hình cáp CATV Bắc Ninh mới chỉ được

thực hiện từ tháng 6 năm 2011 Bộ Khoa học và Công nghệ đã đồng ý cho phép ra

hạn đề tài đến hết tháng 12/2011

C SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

- Lý do thay đổi (nếu có):

Theo kế hoạch

có ở Việt Nam

- Sơ đồ mạch in điện tử ra tới mức Layout và có thể dùng trực tiếp để sản xuất mạch in điện tử tại Việt Nam (một hoặc nhiều lớp)

Theo kế hoạch

3 Phần mềm nhúng cho hệ

thống tự động cảnh báo từ

xa cho CATV

Có được mã phần mềm nhúng được trong các chương trình biên dịch chuẩn, gần ngôn ngữ máy

Phần mềm nhúng phải đảm bảo được các yêu cầu

về điều khiển và giám sát

và cảnh báo như yêu cầu đặt ra

Theo kế hoạch

4 Nghiên cứu phương án khai

thác một số dịch vụ có giá

trị gia tăng

Báo cáo khoa học về tính khả thi và phương án của việc khai thác các dịch vụ gia tăng trên hệ thống

Theo kế hoạch

truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh

5 Phần mềm của hệ thống

SCADA thu thập dữ liệu,

điều khiển, giám sát cho hệ

thống mạng CATV

Có được mã phần mềm điều khiển giám sát hệ thống mạng CATV theo

03 mức: Mức các thiết bị chấp hành, mức độ của hệ thống điều khiển tự động, mức độ quản lý Phần mềm phải tích hợp được các chuẩn giao tiếp RS485, OPC

- Theo kế hoạch

- Giao diện phần mềm bằng tiếng Việt

- Lý do thay đổi (nếu có):

e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế

xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh

Hệ thống hoạt động ổn định, có khả năng đo lường và cảnh báo qua mạng GSM

2 Phần mềm giám sát

điều khiển với giao

diện HMI cho phòng

điều khiển trung tâm

CATV

6/2011 Công ty Công

nghệ PTTH Đông Đô, Thị

xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc Ninh

Hệ thống hoạt động ổn định; truyền thông giữa các hệ thống thành phần theo chuẩn giao tiếp RS485, Modbus Đáp ứng được yêu cầu về đo lường, giám sát

2 Đánh giá về hiệu quả do đề tài, dự án mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)

Làm chủ về công nghệ kể cả phần cứng và phần mềm trong việc thiết kế, chế tạo hệ thống cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh, trong đó nhóm tác giả đã thiết kế chế tạo các hệ thống thành phần như sau:

- Modul phần cứng đo lường một số thông số mạng CATV tại các Node quang;

- Modul đo lường một số thông số mạng CATV tại phòng Headend;

- Hệ thống SCADA đo lường giám sát CATV trên cơ sở tích hợp truyền thông của các phân hệ với giao diện HMI bằng tiếng Việt

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạo ra so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)

- Khả năng ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào sản xuất kinh doanh là rất lớn do các hệ thống thành phần đã được chế tạo mẫu hoàn chỉnh trong khuôn khổ thực hiện đề tài Tính năng kỹ thuật của hệ thống điều khiển giám sát và điều hành CATV đảm bảo được các yêu cầu và chỉ tiêu kỹ thuật, nhưng giá thành sản phẩm sẽ giảm xuống chỉ còn khoảng 50% so với sản phẩm nhập khẩu toàn bộ (Do làm chủ được công nghệ: phần cứng được thiết kế, chế tạo từ các linh kiện điện tử ; phần mềm nhúng điều khiển và phần mềm quản lý được phát triển trong

khuôn khổ đề tài)

- Trong quá trình phát triển phần cứng, nhóm tác giả sẽ sử dụng tối đa khả năng tích hợp các linh kiện điện tử sẵn có trên thị trường có xem xét đến cả khía cạnh trình độ công nghệ sản xuất mạch in tại Việt Nam Phần mềm được phát triển trên các công cụ chuẩn quốc tế do vậy sẽ giảm thiểu đáng kể những khó khăn trong quy trình đưa sản phẩm của đề tài ra sản xuất và đưa vào thị trường

- Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:

Số

Thời gian thực hiện

Ghi chú

(Tóm tắt kết quả, kết luận chính, người chủ trì…)

III Nghiệm thu chính thức 12/2011 –

1/2012

Đã nghiệm thu đạt và đăng ký kết quả KHCN ……

MỤC LỤC

BÁO CÁO THỐNG KÊ 1

A THÔNG TIN CHUNG 1

B TÌNH HÌNH THỰC HIỆN 2

C SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN 6

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt 13

Danh mục các bảng 15

Danh mục các hình vẽ, đồ thị 16

MỞ ĐẦU 17

CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM,TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT ĐỐI VỚI MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP BẮC NINH 25

1.1 Tiêu chuẩn truyền hình và băng thông .25

1.2.Tiêu chuẩn giao diện truyền dẫn RF 26

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC MẠNG CATV BẮC NINH 30

2.1 Hệ thống trung tâm Headend 31

2.2 Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu 32

2.3 Mạng truy nhập 37

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG CẢNH BÁO CHO CATV BẮC NINH 40

3.1 Thiết kế, chế tạo thiết bị phần cứng của hệ thống 40

3.2 Cấu trúc phần mềm nhúng điều khiển cho hệ thống 50

CHƯƠNG 4 - HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN, GIÁM SÁT VÀ THU THẬP DỮ LIỆU SCADA 59

4.1 Bộ công cụ Wonderware Intouch và hệ thống SCADA 59

4.2 Giao thức Modbus và mã phần mềm Modbus Slave 67

4.3 Thiết kế, xây dựng hệ thống SCADA 82

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 89

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 92

TÀI LIỆU THAM KHẢO 93

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

ADC Analog to Digital Converter

AT Attentions Command

ASIC Application Specific Integrated Circuit

AUC Authentication Centre

BSC Base Station Controller

BTS Base Transceiver Station

CDMA Code Division Multiple Access

CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor

CPLD Complex Programmable Logic Device

DSP Digital Signal Processor

DTE Data Terminal Equipment

EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

EIA Electronics Industry Associations

EMS Enhanced Messaging Service

FPGA Field-Programmable Gate Arrays

FPL Field Programmable Logic

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile Communications

HF High Frequency

HLR Home Location Register

IC Integrated Circuit

ICSP In-Circuit Serial Programming

IMT International Mobile Telecommunications

ISDN Integrated Services Digital Network

ISP In System Programming

I2C Inter-Integrated Circuit

LCD Liquid Crystal Display

LED Light Emitting Diode

LF Low Frequency

MCU Microcontroller unit

MMS Multimedia Messaging System

MS Mobile Station

MSC Mobile Switching Centre

MWF Microwave Frequency

NRE Non-Reoccurring Engineering

PAL Programmable Array Logic

PLA Programmable Logic Arrays

PLD Programmable logic Device

PLL Phase Locked Loop

POR Power-on Reset

PSTN Public-Switched Telephone Network

RF Radio Frequency

SIM Subscriber identity module

SiP System in Package

SMS Short Message Service

SMSC SMS Center

SoC System on Chip

SPI Serial Peripheral Interface Bus

TTL Transistor-Transistor-Logic

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UHF Ultra High Frequency

WDT Watchdog Timer

MỞ ĐẦU

Mục tiêu của đề tài:

Trong những năm gần đây, quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa của Việt Nam đã có những bước phát triển rất nhanh Cùng với những bước đi thành công đó

là nhu cầu văn hoá tinh thần của cán bộ, nhân dân tỉnh Bắc Ninh đang ngày càng được nâng cao Khoa học và công nghệ thông tin đang ngày càng phát triển tạo điều kiện thúc đẩy truyền hình với những bước tiến mới, đáp ứng nhu cầu văn hoá, tinh thần của nhân dân

Mục tiêu của đề tài ở đây là hệ thống mạng truyền hình cáp hữu tuyến đang được triển khai xây dựng tại tỉnh Bắc Ninh Các tiêu chí đánh giá chất lượng của hệ thống mạng truyền hình cáp hữu tuyến liên quan đến kiến trúc hệ thống mạng, chất lượng hình ảnh và âm thanh đến các hộ thuê bao, độ tin cậy toàn hệ thống Tại Việt Nam, cho đến nay, truyền hình phát triển theo hai phương thức: truyền tải tín hiệu bằng sóng (vô tuyến) và cáp (hữu tuyến) Ngày nay truyền hình vô tuyến thường kết hợp với truyền hình hữu tuyến để hỗ trợ và bổ sung cho nhau nhằm tăng cường hiệu quả truyền hình, hỗ trợ những khiếm khuyết của truyền hình vô tuyến

Phương pháp truyền hình cáp hữu tuyến CATV (Cable TV) sử dụng mạng cáp đồng trục để truyền tải tín hiệu nên có nhiều ưu điểm vượt trội hơn truyền hình

vô tuyến về chất lượng tín hiệu, số lượng chương trình, chức năng thông tin, sử dụng

dễ dàng, an toàn tiết kiệm Truyền hình cáp CATV còn góp phần làm sạch đẹp mỹ quan các đô thị và các thị trấn trong tỉnh Mạng truyền hình cáp hữu tuyến 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

Mạng phân phối tín hiệu (Distribution Network)

Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến Trên kinh nghiệm thực tế trong quá trình vận hành mạng truyền hình cáp hữu tuyến tại huyện Từ Sơn tỉnh Bắc Ninh là cơ sở cho phép đề ra những mục tiêu nghiên cứu của đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh" nhằm nâng cao chất lượng và hiệu năng sử dụng của mạng truyền hình cáp hữu tuyến đang được xây dựng tại đây như sau:

a) Mục tiêu thứ nhất là: Đề xuất được mô hình của hệ thống tự động hoá phục vụ

cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến phù hợp với điều kiện cấu trúc mạng tại tỉnh Bắc Ninh Hệ thống tự động cảnh báo, giám sát và điều hành CATV phải được lập trình, số hoá và là một mạng lưới các thiết bị điện tử hiện đại và đảm bảo được các tiêu chí cơ bản như sau:

- Tiêu chí ổn định: Tự động thu thập dữ liệu các thông số như nhiệt độ công tác,

độ ẩm, điện áp tại hệ thống trung tâm của CATV (Headend Systems), đưa ra cảnh báo sự cố trong trường hợp các thông số này vượt mức cho phép, điều khiển các thiết bị chấp hành xử lý sự cố

- Tiêu chí an toàn: Giám sát và cảnh báo về an ninh, cháy nổ trong phòng điều khiển trung tâm cũng như các địa điểm đặt các thiết bị chính của hệ thống để đưa ra những giải pháp phù hợp trong những khoảng thời gian ngắn nhất

- Tiêu chí tiết kiệm: Góp phần tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nhân công và giảm thiểu chi phí vận hành

b) Mục tiêu thứ hai là: Làm chủ về công nghệ kể cả phần cứng và phần mềm

trong việc thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến trong đó tập trung vào 03 hệ thống thành phần như sau:

1 Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động cảnh báo sự cố từ xa cho CATV

2 Nghiên cứu đề suất phương án khai thác một số dịch vụ có giá trị gia tăng (Dịch vụ truyền dữ liệu, Internet, Game Online Channel )

3 Nghiên cứu thiết kế hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) thu thập dữ liệu, điều khiển, giám sát cho hệ thống mạng CATV

c) Mục tiêu thứ ba là: Các kết quả của đề tài phục vụ được cho giáo dục đào tạo:

Thông qua đề tài, các cán bộ nghiên cứu của cơ sở sẽ nắm bắt và làm chủ được công nghệ trong thiết kế và ứng dụng các linh kiện điện tử tiên tiến trong các chuyên ngành: Kỹ nghệ vật liệu mới, Điện tử-viễn thông, Tự động hoá , đặc biệt là ứng dụng các kết quả nghiên cứu này trong một lĩnh vực công nghệ mới tại Việt Nam đó là truyền hình cáp hữu tuyến CATV

d) Mục tiêu về sản xuất kinh doanh : Việc thực hiện các nhiệm vụ của đề tài tạo

ra một số các sản phẩm mẫu cho thị trường (sản phẩm đơn giản) hoặc một số sản phẩm R&D làm cơ sở cho các đầu tư tiếp theo để có các sản phẩm hoàn thiện, ứng dụng cho các hệ thống mạng truyền hình cáp hữu tuyến quy mô toàn hệ thống tại

Tỉnh Bắc Ninh và Tỉnh Bắc Giang cũng như tại các địa phương khác

Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực của Đề tài

Ngoài nước:

Khu vực Bắc Mỹ dẫn đầu thế giới về phát triển truyền hình cáp hữu tuyến với gần 100 triệu thuê bao, chiếm hơn 90% tổng số người xem truyền hình trong khu vực 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 Khu vực Châu Âu với thị trường truyền hình cáp ở Đức là 50%, Thụy Điển và Pháp: 36% Các nước Bỉ, Hà Lan, Lucxămbua, 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 an-ten thu trực tiếp từ vệ tinh (DAB) đắt tiền, thực chất cũng là truyền hình CATV thu nhỏ trong gia đình

Các nước phát triển và các nước công nghiệp hóa nêu trên đã quan tâm đến lĩnh vực liên quan đến đề tài từ nhiều năm nay Các hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại các nước này được đầu tư xây dựng đồng bộ, theo phương án truyền dẫn tín hiệu truyền hình số hai chiều Các hệ thống trung tâm này đều được trang bị hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành

Hình vẽ 2: Sơ đồ tổng thể hệ thống HFC mạng cáp hữu tuyến 02 chiều

Với mức độ tự động hóa cao nên các hệ thống này hoạt động ổn định với một

bộ máy cán bộ kỹ thuật gọn nhẹ và được điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm qua các hệ thống SCADA Các dịch vụ gia tăng được khai thác đồng thời với mạng

cáp hữu tuyến có thể kể như: Truyền dữ liệu và dịch vụ Internet, xem phim theo nhu cầu, Game Online and e-Shoping do vậy mạng truyền hình cáp hữu tuyến tại các nước này luôn cung cấp được dịch vụ truyền hình tốt nhất đến với khách hàng

Hình vẽ 3: Sơ đồ hệ thống quản lý, giám sát và điều khiển cho mạng cáp hữu

tuyến CATV

Ngoài việc khai thác triệt để các dịch vụ gia tăng đi kèm với dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến, những nhà cung cấp dịch vụ CATV còn có nhiệm vụ duy trì hệ thống hoạt động ổn định 24/24h, giảm thiểu tối đa và tốt hơn cả là không để xảy ra tình trạng mất tín hiệu do hệ thống Headends tại phòng điều khiển trung tâm hoạt động không ổn định do nhiễu hoặc ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài như điện áp thay đổi; nhiệt độ làm việc hoặc độ ẩm môi trường tăng quá cao Hệ thống tự động cảnh báo sự cố từ xa được trang bị các thiết bị đo và cảm biến để thu nhập các thông

số đang cần theo dõi Trong trường hợp các đại lượng nêu trên vượt mức cho phép,

hệ thống này có khả năng tự động gửi tin nhắn hoặc quay số đến cán bộ kỹ thuật và người quản lý hệ thống để có những ứng xử kịp thời qua mạng GSM đồng thời điều khiển các thiết bị chấp hành như: bật hệ thống điều hòa, thông gió để làm giảm nhiệt

độ, độ ẩm ; đóng các thiết bị ổn áp, chỉnh nguồn Như vậy các hệ thống Headends đắt tiền luôn được hoạt động theo các điều kiện chuẩn của nhà sản xuất, giảm thiểu thời gian bị quá tải, hạn chế tối đa nhiễu cũng như mất tín hiệu truyền hình Ngoài ra

hệ thống SCADA còn cho phép kiểm tra tình trạng hoạt động của toàn hệ thống bằng nhiều phương thức khác nhau như: Qua giao diện thân thiện người / máy HMI (Human Machine Interface), qua phần mềm quản lý (Visualization Programme) trên máy tính PC tại phòng điều khiển trung tâm hoặc theo dõi tình trạng CATV qua các mạng LAN/WAN hoặc Internet Phương thức truyền dữ liệu hiện nay có thể thực hiện theo nhiều kỹ thuật khác nhau như nối dây truyền thống, không dây (wireless) bằng sóng vô tuyến, trực tiếp qua cáp TV hoặc qua mạng di dộng GSM

Tại các nước trong khu vực, trong những năm gần đây truyền hình cáp phát triển khá nhanh Hiện nay tại Thái Lan có khoảng vài trăm ngàn thuê bao truyền hình cáp với cước thuê bao hàng tháng 20USD/tháng Tại Indonesia, truyền hình cáp lần đầu tiên được triển khai tại Indonesia là hệ thống mạng K@belvision tại Jakarta với 88 kênh K@belvision là hệ thống mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục HFC (Hybrid Fiber/ Coaxial) Hệ thống truyền hình cáp tại Trung Quốc năm 1999

có khoảng 80 triệu thuê bao truyền hình cáp hữu tuyến, đến nay có khoảng 95 triệu thuê bao, đứng thứ hai trên thế giới sau Bắc Mỹ về số lượng thuê bao 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 sử dụng chủ yếu hệ thống sợi quang kết hợp cáp đồng trục HFC

Tuy phát triển nhanh nhưng truyền hình cáp tại các nước trong khu vực vẫn có mức độ tự động hóa chưa cao do chi phí ban đầu lớn Trong thời gian gần đây, một

số nước có công nghệ điện tử phát triển trong khu vực (Taiwan, Hongkong, China )

đã đầu tư đáng kể vào nghiên cứu phát triển (R&D) và đưa ra thị trường các thiết bị chính của hệ thống CATV cũng như các hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho mạng cáp hữu tuyến (Unionman Technology Co Ltd/

HongKong; WellAV Technologies Ltd, Kingtype Group /China ) Đặc điểm

chung của các hệ thống này là giá thành của sản phẩm cao Ngoài chi phí ban đầu là

đáng kể, những bí quyết về công nghệ dẫn đến việc khi chúng ta ở Việt nam sử dụng những hệ thống nhập ngoại sẽ hoàn toàn phụ thuộc vào các dịch vụ sửa chữa, bảo dưỡng, bảo trì và gây thất thoát một lượng đáng kể cho ngân sách nhà nước

Trong nước:

Cho đến nay, truyền hình quảng bá mặt đất vẫn là phương tiện chủ yếu để truyền tải thông tin chương trình đến đại đa số người dân ở Việt Nam Tuy nhiên trong một vài năm trở lại đây, đã xuất hiện một số dịch vụ truyền hình có trả tiền mới như: truyền hình cáp vô tuyến MMDS và truyền hình cáp hữu tuyến CATV, truyền hình vệ tinh của VTC

Truyền hình cáp hữu tuyến CATV được triển khai tại Việt Nam từ năm 2000 tại Hà Nội và Tp Hồ Chí Minh Trong thời gian gần đây đã trở thành một hình thức truyền hình phổ thông nhất để phổ cập đến mọi người dân có thu nhập thấp, là một hình thức truyền hình quảng bá có sức thu hút lớn do truyền tải được nhiều chương trình truyền hình phong phú, có giá thành lắp đặt và giá thuê bao rẻ, ứng dụng được nhiều công nghệ mới tiên tiến của ngành viễn thông

Mục tiêu chính của truyền hình là đem nội dung và thông tin hình ảnh - tiếng nói trung thực đến với mọi người dân Các nhà cung cấp dịch vụ mạng truyền hình cáp hữu tuyến tại Việt Nam đưa ra tiêu chí hàng đầu trong quá trình xây dựng mạng

là làm sao có thể đáp ứng và phù hợp với mọi đối tượng, đặc biệt là người có thu nhập thấp với giá thành thuê bao có thể chấp nhận được Một đặc điểm nữa của hệ thống mạng truyền hình cáp là các thiết bị chính rất đắt tiền nên các hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến CATV được xây dựng trên địa bàn cả nước mới chỉ được triển khai xây dựng ở mức độ đơn giản, theo phương thức truyền dữ liệu tương tự một chiều Hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống

khẩu trong những giai đoạn tiếp theo Mặt khác, CATV là lĩnh vực mới được triển khai từ năm 2000 tại Việt Nam, các thiết bị đều nhập ngoại và vẫn chưa có các công trình nghiên cứu về thiết kế các hệ thống tự động cảnh báo, quản lý giám sát và khai thác các dịch vụ gia tăng trong lĩnh vực này

Trên cơ sở đánh giá tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước như nói trên cho thấy việc nghiên cứu hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát và điều hành cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh nói riêng và cho CATV Việt Nam nói chung tuy là không sớm so với thế giới nhưng ở thời điểm này

là rất phù hợp với tình hình phát triển xây dựng các mạng truyền hình cáp của Việt Nam Mặc khác, việc tự nghiên cứu theo các mục tiêu của đề tài đặt ra còn cho phép có được các hệ thống có được “tính mở“ (opened architect) Các cán bộ nghiên cứu của đề tài sẽ có điều kiện thiết kế phát triển các hệ thống có thể cập nhật phần cứng cũng như phần mềm trong tương lai gần khi mà các công nghệ này thay đổi rất nhanh trên thế giới Việc tự giải quyết như vậy làm tăng tính kinh tế và tính bền vững của đề tài

Tính mới của đề tài bao gồm một số khía cạnh như sau:

- Là một trong số ít cơ sở nghiên cứu ứng dụng vấn đề cảnh báo, giám sát và điều khiển các thông số trong mạng cáp truyền hình hữu tuyến CATV

- Lần đầu tiên nghiên cứu ứng dụng việc tích hợp các kỹ thuật truyền thông tiên tiến trên cùng một hệ thống giám sát cảnh báo Đó là việc sử dụng các cảm biến hiện đại kết hợp với việc truyền thông tin đồng thời qua các mạng truyền thông hiện đại (như mạng chuyên dụng có dây, mạng không dây, mạng thông tin di động) Kết quả tích hợp này cho được tính hiệu quả và độ tin cậy, ổn định của toàn hệ thống

- Làm chủ về công nghệ kể cả về phần cứng và phần mềm trong hệ thống tự động hoá phục vụ cảnh báo, giám sát cho hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại tỉnh Bắc Ninh Tạo ra sản phẩm và một hướng đi mới cho ngành Tự động hoá ở Việt

Nam, đó là : Đi sâu vào nghiên cứu ứng và sản xuất các hệ thống tự động hoá phục

vụ cho CATV, góp phần giảm thiểu chi phí đầu tư, tiện nghi và hiện đại hơn cho người sử dụng

CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT YÊU CẦU ĐỐI VỚI

MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP BẮC NINH

I Tiêu chuẩn truyền hình và băng thông:

1 Tiêu chuẩn truyền hình tương tự:

Căn cứ theo đặc điểm kỹ thuật Ngành Phát thanh-Truyền hình Việt nam, mạng

truyền hình cáp Bắc Ninh khai thác dịch vụ truyền hình tương tự theo tiêu chuẩn

PAL D/K với các thông số kỹ thuật như sau:

1 Số lượng dòng/ảnh 625

5 Băng thông sóng mang video (MHz) 6

6 Khoảng cách giữa sóng mang video và audio (MHz) 6.5

Hình I.1: Mô tả tiêu chuẩn PAL D/K

2 Quy hoạch tần số:

Nhằm đáp ứng yêu cầu về mục tiêu, chất lượng kỹ thuật và định hướng phát triển, mạng truyền hình cáp Bắc Ninh sử dụng quy hoạch tần số với phân bổ các dải tần như sau:

STT Dải tần số (MHz) Mục đích sử dụng

1 5 – 65 Tín hiệu ngược dòng cho các dịch vụ gia tăng

như: Internet, VOD, IP phone…

2 65 – 85 Băng thông cách ly chiều lên/xuống

3 88 – 108 Tín hiệu truyền thanh điều chế FM

4 110 – 750 Tín hiệu truyền hình 1 chiều tương tự và số

5 750 - 862 Tín hiệu xuôi dòng cho các dịch vụ gia tăng

như: Internet, VOD, IP phone…

Khi thiết lập tần số cho kênh mới trên mạng cáp cần tránh đặt tần số trùng với tần số các kênh dịch vụ sóng off-air vì những kênh off-air sẽ tạo nhiễu xâm nhập rất lớn qua cáp, các mối nối gây ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu kênh đó

Băng tần ngược dòng từ: 5 – 65 MHz (Euro Docsis) Tuy nhiên dải tần từ 5-20 MHz có rất nhiều can nhiễu và từ 60-65 MHz có độ trễ lớn (bởi bộ lọc sóng phân hướng), do đó không nên thiết kế kênh ngược chiều ở phạm vi trên Vì vậy, phạm vi dải tần ngược chiều sử dụng thật sự từ 20-60 MHz

II Tiêu chuẩn giao diện truyền dẫn RF:

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều tiêu chuẩn truyền dẫn cho mạng truyền hình cáp Việc chọn lựa, tuân thủ hệ thống thông số tiêu chuẩn của thế giới cho mạng truyền hình cáp là rất quan trọng, đặc biệt đối với lĩnh vực viễn thông, truyền hình, công nghệ thông tin vì liên quan đến sự đồng nhất trong việc mở rộng, nâng cấp mạng, mua sắm thiết bị và kết nối với những mạng viễn thông khác…

Căn cứ theo tính chất, khả năng áp dụng, mức độ phổ biến của các tiêu chuẩn, mạng truyền hình cáp Bắc Ninh lựa chọn tiêu chuẩn Euro-DOCSIS do hiệp hội kỹ

sư viễn thông cáp quốc tế-SCTE ban hành trong tiêu chuẩn “ANSI/SCTE 79-1 2003

DOCS 2.0 Part 1: Radio Frequency Interface”

II.1 Đặc tính truyền dẫn RF chiều xuống cho truyền hình analogue và tín hiệu

âm thanh:

1 Dải tần số hoạt động

65 MHz – 862 MHz Tuy nhiên dải tần

số hoạt động thực tế: 108 – 862 MHz

8 Độ dốc tín hiệu tại đầu cuối thuê bao

(trong dải 85 – 862 MHz) ≤ 12 dB Theo cả hai

chiều dốc(+/-)

9 Biến thiên biên độ do đáp ứng tần số ≤ 2.5 dB Trong 8 MHz

10 Mức tín hiệu sóng mang âm thanh

Nhỏ hơn sóng mang hình ảnh cùng kênh trong khoảng:

13-17 dB

Đo tại HeadEnd

11 Mức tín hiệu biến thiên theo thời tiết lớn nhất 8dB

12 Mức tín hiệu lớn nhất của 1 kênh bất kỳ trong dải tần đo tại hộ thuê bao 77 dBµV

13 Mức tín hiệu nhỏ nhất của 1 kênh bất kỳ trong dải tần đo tại hộ thuê bao

II.2 Đặc tính truyền dẫn RF chiều lên:

5

Tỉ số sóng mang trên nhiễu

(tổng của tạp âm, méo hài, biến điệu chéo)

trong kênh hoạt động

≥ 22dB

7 Sự biến đổi mức tín hiệu theo mùa

Từ mức thấp nhất đến mức cao nhất không lớn hơn

12dB

II.3 Thông số tín hiệu vào/ra cable modem:

a Mức tín hiệu vào modem cáp:

7 Trở kháng đầu vào 75Ω

7 Suy hao phản xạ đầu ra > 6dB (5-65 MHz)

(chung với đầu vào)

CHƯƠNG II CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠNG CATV BẮC NINH

Mạng truyền hình cáp CATV Bắc Ninh có cấu trúc cơ bản như sau:

- Hệ thống trung tâm Headend

- Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu

- Mạng truy nhập

Thông thường cấu trúc mạng còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: địa lý, mật độ dân

cư, liên quan đến việc nâng cấp và nhiều yếu tố khác nữa Tuy nhiên hầu hết mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu đều có cấu trúc theo kiểu “vòng” hoặc “sao”, còn mạng truy nhập thường có cấu trúc kiểu “cây và nhánh” (Hình II.1)

HEADEND

P-HUB

(HUB s¬ cÊp)

S-HUB (HUB thø cÊp)

H×nh II.1 CÊu tróc m¹ng truyÒn h×nh c¸p CATV

HP

Căn cứ vào loại thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập, người ta chia mạng CATV thành 2 dạng: HFC và HFPC

- Mạng truyền hình cáp hữu tuyến kiểu HFPC: là mạng lai giữa cáp quang và

cáp đồng trục mà trong đó phần mạng truy nhập chỉ dùng các thiết bị thụ động chia tín hiệu mà không có bất cứ một thiết bị tích cực nào

- Mạng truyền hình cáp hữu tuyến kiểu HFC: là mạng lai giữa cáp quang và cáp

đồng trục mà trong đó phần mạng truy nhập có dùng các thiết bị tích cực( các bộ khuếch đại cao tần)

1 Hệ thống trung tâm Headend:

Là nơi thu nhận tín hiệu từ nhiều nguồn khác nhau: tín hiệu quảng bá, vệ tinh, sản xuất chương trình tại chỗ, chèn tín hiệu sản xuất nội bộ… Sau khi qua các bước

xử lý như giải mã, giải điều chế, điều chế, phân kênh, mã hóa, trộn…), tín hiệu được đưa ra ngoài mạng truyền dẫn và phân phối tới khách hàng thuê bao

Đối với Headend phát triển các dịch vụ tương tác như: Internet, VOD, Điện thoại… Headend sẽ nhận tín hiệu ngược dòng từ các hộ thuê bao sau đó đưa tới các

hệ thống bộ phận liên quan như CMTS, Telephone Switch… để kết nối với mạng viễn thông bên ngoài Trong quá trình này, bộ phận tính cước (Billing) tính các dung lượng trao đổi của khách hàng để xác định phí sử dụng hàng tháng

Hình II.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống Headend HCATV

2 Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu:

Là môi trường truyền dẫn tín hiệu từ Headend đến các node quang FN(Fiber Node) nhờ các tuyến cáp quang Điển hình là một hay nhiều mạch vòng cáp quang kết nối giữa HE sơ cấp và các HUB sơ cấp, trong một số trường hợp khác thì các vòng thứ cấp lại liên kết giữa các HUB sơ cấp với các HUB thứ cấp Từ đây các node quang FN được liên kết với các HUB hoặc HE theo dạng cấu trúc hình sao

Để nâng cao hiệu suất mạng, người ta xây dựng mạng quang theo cấu trúc FTF (cáp quang kéo đến tận nhánh), FTTC (cáp quang kéo đến tận vùng ngoại ô), FTTB (cáp quang kéo đến tận toà nhà), FTTH (cáp quang kéo đến tận nhà thuê bao), thậm chí là HTTD (cáp quang kéo đến tận bàn làm việc) Phương châm thiết kế mạng quang: FAFAYCA (Cáp quang kéo đi xa nhất có thể)

Trong khi thiết kế sử dụng cấu trúc “cây và nhánh” cho mạng cáp đồng trục thì mạng cáp quang lại dùng cấu trúc mạng “sao” hoặc “vòng” Trong đó cấu trúc mạch vòng Ring có dự phòng 1+1 cho độ tin cậy của hệ thống cao hơn Tức là cấu trúc gồm 2 mạch vòng chạy theo chiều ngược nhau 2 vòng này chạy trên 2 sợi vật lý riêng biệt: 1 sợi hoạt động còn 1 sợi ở chế độ chờ hay chế độ “bảo vệ”, có khả năng đổi tuyến Như vậy cứ tại mỗi 1 trạm (HUB/ node quang) có 4 đường cáp quang kéo đến (mỗi sợi quang cho hướng xuôi và ngược đều có dự phòng) Khi mạng có sự cố thì sẽ thực hiện chuyển mạch tự động/ nhân công sang hệ thống dự phòng để đảm bảo tín hiệu truyền được thông suốt

Mạch vòng Ring có thể có cấu trúc khép kín hoặc theo cấu trúc mở Xu hướng hiện nay thường xây dựng theo cấu trúc mở, mang lại nhiều tiện ích hơn

Tuy nhiên căn cứ vào mạng thực tế để đưa ra số lượng cáp dự phòng cho hợp lý (=50-100% số sợi cáp hoạt động), vừa đảm bảo đường truyền dự phòng, vừa đảm bảo kinh tế

Bốn công nghệ sử dụng trong xu hướng phát triển mạng quang:

- Sử dụng máy phát quang công suất cao hoạt động ở bước sóng 1550nm nhằm kéo dài khoảng cách truyền dẫn Sử dụng bước sóng 1550nm tối ưu cho các kênh điều chế biên độ cầu phương (QAM) và mạng phân phối với chi phí thấp

- Trong truyền số liệu, sử dụng phương thức ghép kênh theo chuẩn SONET làm điển hình để xây dựng mạng đa phương tiện tốc độ cao

- Ghép kênh phân chia theo bước sóng (DWDM) không chỉ có tác dụng tăng dung lượng truyền dẫn từ 1 đến 16 kênh mà còn kéo dài tuyến quang (Sử dụng sợi cáp quang đơn mode và loại connector có độ phản xạ thấp APC cho phép hệ thống có thể truyền đi xa hơn 60km mà không phải dùng khuếch đại quang) Do

đó làm giảm chi phí mạng

- Công nghệ sử dụng các thiết bị quang tích cực trở thành điển hình trong xu thế phát triển mạng Việc dùng các bộ khuếch đại quang sợi có pha tạp chất Eribium (EDFA) làm tăng khoảng cách truyền dẫn đến hơn 100km, thậm chí có thể tới 200km

Hệ thống thông tin sợi quang sử dụng 4 vùng cửa sổ quang như hình vẽ sau:

Hình II.3: Bốn vùng cửa sổ quang

Trong hình vẽ thể hiện 3 đường cong: đường ở trên cùng, nét gạch, tương ứng với sợi quang những năm trước năm 1980, đường cong ở giữa, nét chấm, tương ứng với sau năm 1980, đường cong ở dưới tương ứng với sợi quang hiện đại

Trước kia, hệ thống thông tin quang thường khai thác ở bước sóng hoạt động 850nm, còn gọi là vùng cửa sổ thứ nhất Tuy nhiên khi công nghệ phát triển thì vùng cửa sổ này bị giảm tính hấp dẫn bởi mức suy hao khá lớn: 3dB/km

Hầu hết các công ty chuyển sang vùng cửa sổ quang thứ 2(1310nm) có suy hao thấp hơn nhiều(khoảng 0.35dB/km) Sau một thời gian các nhà nghiên cứu lại phát hiện ra vùng cửa sổ thứ 3 (bước sóng 1550nm) cho suy hao thấp hơn (khoảng 0.2dB/km) Trong khi ở bước sóng 1310nm, khoảng cách truyền dẫn cáp quang đơn mode xa nhất cho phép khoảng 60km thì với bước sóng 1550nm, khoảng cách đó là 150km

Các hệ thống thông tin sợi quang hiện nay, nhất là các hệ thống tốc độ bit cao, phần lớn hoạt động ở vùng bước sóng 1550nm nhằm dùng các bộ khuếch đại quang sợi pha tạp Erbium (EDFA) tăng cự ly truyền dẫn Tuy vậy, sợi quang đơn mode tiêu chuẩn( sợi G.625) có hệ số tán sắc tại vùng bước sóng này là rất lớn(18ps/nm*km

@1550nm) trong khi đó tại bước sóng 1310nm thì hệ số tán sắc chỉ là 3ps/nm*km Tán sắc lớn làm méo tín hiệu và tạo ra hiện tượng giao thoa giữa các ký tự( ISI – Intersymbol Interference) do dãn xung tại các khe thời gian, làm giảm chất lượng truyền dẫn và hiệu quả Nhìn chung, ảnh hưởng của tán sắc đến năng lực truyền dẫn của hệ thống là phức tạp, điều này gây khó khăn cho việc thiết kế các hệ thống thông tin quang tốc độ cao, cự ly xa

Cửa sổ quang thứ 4( bước sóng 1625nm) cũng đang được đưa vào triển khai Tuy nó có mức hao tương đương với bước sóng 1550nm nhưng lại thích hợp khi sử dụng để kéo dài tuyến và ghép kênh theo bước sóng Song cần cân nhắc giữa hiệu quả và chi phí

Node quang Node quang

Node quang

Node quang

HUB

RF Splitter

TX RX

TX

45 30 25

50

50

Hình II.4 Cấu trúc mạng truyền dẫn tín hiệu quang đơn giản

: Headend : Máy thu quang Rx : Máy phát quang Tx

Chú thích:

Node quang

Sơ đồ cấu trỳc mạng truyền dẫn tớn hiệu quang(Hỡnh II.4) ở trờn cho biết sơ bộ chi tiết một số thiết bị trong mạng quang Tớn hiệu sau khi được xử lý tại Headend được đưa ra ngoài mạng thụng qua cỏp sợi quang, đến cỏc trạm lặp HUB Tại đõy tớn hiệu được đưa vào mỏy thu, mỏy phỏt quang, cỏc bộ chia quang theo tỷ số để cấp đến cỏc node quang FN Node quang làm nhiệm vụ chuyển đổi tớn hiệu quang thành tớn hiệu điện để phõn phối tời cỏc nhà thuờ bao qua mạng cỏp đồng trục

Cũng cú trường hợp mỏy phỏt quang RX được đặt ngay tại Hệ thống trung tõm Headend để cấp đến cỏc node quang FN (Tuỳ thuộc vào địa hỡnh, địa bàn, phõn bố dõn cư… mà quyết định thiết kế cú cần đặt trạm lặp quang hay khụng)

Tap

Tap Tap

:C¸p trôc chÝnh

RS CS TR RD TD CD TALK / DATATALK

CM PC TV

TV TV

TV

RS CS TR RD TD CD TALK / DATATALK

PC CM

- Đặc điểm của mạng HFPC:

+ Đáp ứng được các yêu cầu xây dựng theo mạng 1 chiều hay 2 chiều

+ Sử dụng node quang có công suất lớn

+ Mạng quang chiếm tỉ trọng lớn trong toàn bộ mạng tổng thể

+ Mạng đồng trục chỉ có các tuyến trục chính và tuyến cáp thuê bao với các thiết bị chia thụ động

+ Khả năng phục vụ từ 400-600 thuê bao/node quang

- Ưu điểm:

+ Chất lượng tín hiệu tốt do không sử dụng các bộ khuếch đại

+ Do khụng sử dụng cỏc bộ khuếch đại cao tần nờn việc thi cụng lắp đặt, vận hành dễ dàng hơn

+ Cỏc thiết bị thụ động cú khả năng truyền 2 chiều nờn độ ổn định mạng vẫn cao khi triển khai mạng 2 chiều

+ Số lượng thuờ bao/node quang nhỏ nờn cú khả năng cung cấp tốt dịch vụ 2 chiều với tốc độ cao

+ Giảm chi phớ cấp nguồn cụng tơ điện, bảo dưỡng, thay thế cỏc thiết bị tớch cực

- Nhược điểm:

+ Khả năng bao phủ của 1 node quang nhỏ do khụng sử dụng khuếch đại

+ Yờu cầu node quang sử dụng phải cú cụng suất lớn, chất lượng cao, ổn định + Phự hợp với khu vực cú quy hoạch tập trung, khụng phự hợp với địa hỡnh Việt Nam

+ Yờu cầu về chi phớ cao

:Khuếch đại trục :Khuếch đại nhánh

:Bộ chia định huớng đuờng trục DC

:Bộ chèn nguồn PI :Bộ cấp nguồn PS

:Bộ chia thuê bao 2, 3, 4, 8 đuờng nhánh (Tap)

Hình II.6 Cấu trúc mạng truy nhập tích cực

Khuếch đại nhánh

Tap

Tap

Tap Tap

Tap

Tap Tap

TV

RS CS TR RD TD CD TALK / DATATALK

RS CS TR RD TD CD TALK / DATATALK

CM

:Cáp trục nhánh :Cáp trục chính

- Đặc điểm của mạng HFC thuần tuý:

+ Đáp ứng được các yêu cầu xây dựng theo mạng 1 chiều hay 2 chiều

+ Mạng đồng trục chiếm tỉ trọng lớn trong toàn bộ mạng tổng thể

ƒ Cấp mạng thuê bao: bao gồm cáp đồng trục thuê bao, TV

+ Khả năng phục vụ từ 1500-2000 thuê bao/node quang

- Ưu điểm:

+ Phạm vi bao phủ của 1 node quang lớn nhờ kéo dài mạng đồng trục bởi sử dụng các khuếch đại cao tần

+ Phù hợp với địa bàn Việt Nam

+ Chi phí ban đầu thấp nhờ sử dụng ít node quang

mạng truyền hình cáp CATV

CHƯƠNG III Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống tự động

cảnh báo sự cố từ xa cho CATV

III 1 Thiết kế, chế tạo phần cứng của hệ thống

Phần cứng của hệ thống tự động cảnh báo sự cố từ xa cho CATV được chia thành 03 cụm thiết bị chính đó là:

a) Thiết bị thu có tích hợp cảm biến điện tử để thu thập các thông số và điều kiện môi trường làm việc trong phòng điều khiển Headends

b) Bộ điều khiển trung tâm (Main Controller) có khả năng giao tiếp với modules GSM; với thiết bị thu tại phần a) và kết nối với máy tính PC c) Module GSM cho phép bộ điều khiển trung tâm tự động có khả năng gửi tin nhắn hoặc quay số điện thoại qua mạng di động GSM khi những điều kiện làm việc của các thiết bị tại phòng điều khiển Headends vượt ngưỡng cho phép

Nguyên lý thiết kế phần cứng các cụm thiết bị nêu trên sẽ được mô tả cụ thể dưới đây:

III 1.1 Thiết bị thu:

Phần cứng của thiết bị thu được lựa chọn thiết kế trên nền vi điều khiển PIC16F887 hãng Microchip Đặc tính cơ bản của Vi điều khiển này như sau:

- Sử dụng công nghệ tích hợp cao RISC CPU

- Xung clock vào có thể đạy đến 20MHz; Chu kỳ thực hiện lệnh là 200ns

- Bộ nhớ Flash 8192 words, cho phép ghi 100.000 lần

- Bộ nhớ SRAM 368 bytes