Một số giải pháp nâng cao chất lượng cho hệ thống truyền hình cáp.

Những năm gần đây truyền hình quảng bá không đáp ứng kịp do tăng nhu cầu thưởng thức các chương trình truyền hình chất lượng cao, nội dung phong phú cũng như sự tiến bộ trong công nghệ, truyền hình cáp đã tạo những bước phát triển mạnh mẽ. Lợi ích của truyền hình cáp đối với xã hội như: Làm giảm số hộ gia đình thu sóng truyền hình bằng anten trời, bảo đảm mỹ quan thành phố và khu dân cư, nâng cao chất lượng hình ảnh, âm thanh; Tăng số kênh phục vụ để đáp ứng nhu cầu, thị hiếu của nhân dân. Kết hợp với mạng internet và cung cấp những dịch vụ gia tăng khác. Người xem không những các chương trình truyền hình quảng bá mà còn có nhu cầu nhận được thông tin tức thời các diễn biến, biến cố xảy ra mọi lúc mọi nơi trên thế giới, kể cả những đòi hỏi về học tập giải trí, giao dịch mua sắm ngay trên thiết bị truyền hình của mình. Ngoài ra trong từng khán giả còn có nhu cầu khác nhau, thời gian khác nhau và yêu cầu đáp ứng các nhu cầu riêng lẻ. Hiện nay Truyền hình cáp có thể đáp ứng các yêu cầu trên. Vì vậy em chọn đề tài: Một số giải pháp nâng cao chất lượng cho hệ thống truyền hình cáp với những nội dung sau:Chương 1: Tổng quan về truyền hình cáp.Chương 2: Cấu trúc và hoạt động của hệ thống truyền hình cáp hiện tại.Chương 3: Một số giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống truyền hình cápMặc dù em đã nỗ lực hoàn thành đề tài này nhưng do còn những hạn chế về thời gian và hiểu biết của bản thân nên không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, em mong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để phục vụ thêm cho công tác học tập và nghiên cứu của mình trong tương lai.

LỜI CẢM ƠN

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn các thầy côgiáo tại trường về sự dạy bảo của thầy cô trong quá trình em học tại trường

Em xin đặc biệt cảm ơn Giảng viên , người đã hướng dẫn trực tiếp,

chỉ bảo tận tình cho em Đồ án này sẽ khó có thể hoàn thành nếu thiếu sự giúp đỡ,khuyến khích và những ý kiến đóng góp quý báu của cô

Cảm ơn bố mẹ, em gái, bạn bè và các bạn trong lớp đã luôn bên cạnh cổ vũ,động viên tinh thần để em có thể vượt qua mọi khó khăn

Đồ án được thực hiện trong thời gian ngắn, mặc dù cố gắng tìm hiểu nhưng dokiến thức có hạn nên chắc chắn vẫn còn nhiều thiếu sót Rất mong thầy cô góp ý để đồ

án được hoàn hiện hơn

Cuối cùng, em xin kính chúc các thầy, cô và gia đình luôn luôn mạnh khỏe vàthành công hơn nữa trong sự nghiệp cao quý

Hà Nội, ngày tháng năm 201

Sinh viên

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH VẼ iv

TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ TỰ v

LỜI NÓI ĐẦU vii

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH CÁP 8

1.1 Lịch sử phát triển 8

1.2 Định nghĩa truyền hình cáp 16

1.3 Tổng quan kỹ thuật truyền hình cáp 17

1.3.1 Hệ thống trung tâm 17

1.3.2 Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp 17

1.3.3 Thiết bị tại nhà thuê bao 18

1.4 Băng tần sử dụng trong truyền hình cáp 18

1.5 Cơ sở hạ tầng cáp 20

1.6 Hệ thống phân phối truyền hình cáp 22

1.7 Mức tín hiệu: 23

1.8 Ưu nhược điểm của truyền hình cáp 25

1.8.1 Ưu điểm 25

1.8.2 Nhược điểm 25

1.9 Truyền hình cáp tương tự và truyền hình cáp số 26

1.9.1 Truyền hình cáp tương tự 26

1.9.2 Hệ thống truyền hình cáp số 30

1.10 Xu hướng phát triển 40

1.10.1 Thị trường mới: 40

1.10.2 Nâng cấp hệ thống: 41

CHƯƠNG 2: CẤU TRÚC VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP HIỆN TẠI 50

2.1 Tổng quan về các hệ thống truyền hình cáp 50

2.1.1 Mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp đồng trục 50

2.1.2 Mạng kết hợp cáp quang và cáp đồng trục (HFC – Hybrid Fiber Coaxial) 52

2.1.3 Mạng quang hoá hoàn toàn 53

2.2 Mạng HFC 54

2.2.1 Kiến trúc mạng HFC 54

2.2.2 Truyền dẫn trên mạng HFC 55

2.2.3 Khả năng băng thông 56

2.2.4 An toàn trong môi trường HFC 57

CHƯƠNG 3: 63

3.1 63

3.1.1 63

3.1.2 63

3.1.3 63

3.1.4 63

3.2 63

3.2.1 63

3.2.2 63

3.2.3 64

3.3 Tóm tắt chương 3 64

KẾT LUẬN 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu trúc CATV 8

Hình 1.2 Kết nối chuyển đổi 10

Hình 1.3 Kết nối với bộ chuyển đổi 13

Hình 1.4 Cấu hình mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu 17

Hình 1.5 Công suất của kênh cáp đồng trục tại 6MHz 20

Hình 1.6 Những dải bảo vệ ngăn chặn sự can nhiễu lẫn nhau giữa các kênh 21

Hình 1.7 FDM trên CATV 23

Hình 1.8 Sơ đồ khối phân phối hệ thống truyền hình cáp tương tự 26

Hình 1.9 Anten cung cấp nguồn chương trình cho đầu cuối hệ thống truyền hình cáp 27 Hình 1.10 Đầu thu truyền hình cáp và điều khiển từ xa 27

Hình 1.11 Những dịch vụ truyền hình cáp trong tương lai 30

Hình 1.12 Sơ đồ khối của một hệ thống truyền hình cáp số 31

Hình 1.13 Các khối chức năng của Headend số 32

Hình 1.14 Sơ đồ chòm sao của 16, 32, 64-QAM 34

Hình 1.15 Chuẩn DVB-C 37

Hình 1.16 Sơ đồ kết nối Internet trong CATV 38

Hình 1.17 Sơ đồ khối của Node quang 38

Hình 1.18 Sơ đồ khối của bộ khuếch đại 39

Hình 1.19 Mạng dữ liệu hybrid mới 41

Hình 1.20 Sơ đồ khối của modem cáp 42

Hình 1.21 Cấu trúc DOCSIS 44

Hình 1.22 Phổ tần số phân phối đến modem cáp 45

Hình 1.23 Tốc độ khác nhau của những luồng lên xuống 46

Hình 1.24 Nhiều cách kết nối với modem cáp 47

Hình 2.1 Kiến trúc đơn giản mạng cáp toàn đồng trục 49

Hình 2.2 Mô hình Mô hình kiến trúc mạng HFC 53

Hình 3.1 62

Hình 3.2 62

Hình 3.3 62

Hình 3.4 62

Hình 3.5 62

Hình 3.6 62

TỪ VIẾT TẮT VÀ KÍ TỰ

Từ

viết tắt

Management Protocol

Giao thức quản lý nhóm Internet

Mô hình tham chiếu kết nối các hệ thống mở

Keying

Dịch pha bậc hai

QAM Quadrature Amplitude

Modulation

Điều chế biên độ bậc hai

Hệ thống quản lý thuê bao

LỜI NÓI ĐẦU

Những năm gần đây truyền hình quảng bá không đáp ứng kịp do tăng nhu cầuthưởng thức các chương trình truyền hình chất lượng cao, nội dung phong phú cũngnhư sự tiến bộ trong công nghệ, truyền hình cáp đã tạo những bước phát triển mạnh

mẽ Lợi ích của truyền hình cáp đối với xã hội như: Làm giảm số hộ gia đình thu sóngtruyền hình bằng anten trời, bảo đảm mỹ quan thành phố và khu dân cư, nâng cao chấtlượng hình ảnh, âm thanh; Tăng số kênh phục vụ để đáp ứng nhu cầu, thị hiếu củanhân dân Kết hợp với mạng internet và cung cấp những dịch vụ gia tăng khác Ngườixem không những các chương trình truyền hình quảng bá mà còn có nhu cầu nhậnđược thông tin tức thời các diễn biến, biến cố xảy ra mọi lúc mọi nơi trên thế giới, kể

cả những đòi hỏi về học tập giải trí, giao dịch mua sắm ngay trên thiết bị truyền hìnhcủa mình Ngoài ra trong từng khán giả còn có nhu cầu khác nhau, thời gian khác nhau

và yêu cầu đáp ứng các nhu cầu riêng lẻ Hiện nay Truyền hình cáp có thể đáp ứng cácyêu cầu trên

Vì vậy em chọn đề tài: Một số giải pháp nâng cao chất lượng cho hệ thốngtruyền hình cáp với những nội dung sau:

Chương 1:Tổng quan về truyền hình cáp

Chương 2: Cấu trúc và hoạt động của hệ thống truyền hình cáp hiện tại

Chương 3: Một số giải pháp nâng cao chất lượng hệ thống truyền hình cápMặc dù em đã nỗ lực hoàn thành đề tài này nhưng do còn những hạn chế vềthời gian và hiểu biết của bản thân nên không tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, emmong nhận được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để phục vụ thêm cho công táchọc tập và nghiên cứu của mình trong tương lai

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH CÁP

1.1 Lịch sử phát triển

Tín hiệu truyền hình quảng bá là một trong những tín hiệu phức tạp nhất được sử dụng trong truyền thông thương mại Tín hiệu bao gồm một sự kết hợp của kỹ thuật điều chế biên độ, tần số, pha tất cả đều ở kênh 6MHz với quá trình phát đơn biên

Hệ thống truyền hình cáp (CATV) xuất hiện vào những năm cuối của thập niên

40 Thuật ngữ CATV xuất hiện đầu tiên vào năm 1948 tại Mỹ khi thực hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến (Cable Televison) Một năm sau, cũng tại Mỹ

hệ thống truyền hình anten chung (CATV- Community Antenna Televison) cung cấp dịch vụ thuê bao bằng đường truyền vô tuyến đã được lắp đặt thành công từ đó thuật ngữ CATV được dùng để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữutuyến Mục tiêu ban đầu của truyền hình cáp là phân phát các chương trình quảng bá tới những khu vực do các điều kiện khó khăn về địa hình không thể thu được bằng anten thông thường Theo thời gian cùng với sự phát triển của công nghệ điện tử - viễnthông, truyền hình cáp đã phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới với hàng trăm triệu thuê bao : Phát triển nhất là Mỹ, Châu Âu và hiện nay đang phát triển mạnh mẽ tại Châu Á từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Ấn Độ, Đài Loan, Singapore, Thái Lan,

và ngay cả Việt Nam, Băngladesh, Campuchia cũng phát triển mạnh mẽ loại Truyền hình Cáp

Một hệ thống cáp đơn giản nối những tín hiệu truyền hình thu được từ antentới những 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 cấpnguồn riêng 120 VAC, nguồn điện thế này thì rất nguy hiểm Những bộ khuếch đạinày được sử dụng trong thời gian dài trước khi hội chăm sóc sức khoẻ và an toàn nghềnghiệp của sở lao động Hoa Kỳ thành lập Tầng khuếch đại cáp rất dễ bị ảnh hưởngbởi nhiệt độ, sự điều chỉnh liên tục của nhân viên kĩ thuật thì cần thiết để hạn chế độlợi và đáp ứng tần số Sự suy giảm cáp gia tăng rõ rệt khi tần số mang hình tăng, điềunày làm cho những hệ thống cáp ban đầu chỉ có thể mang từ kênh 2 đến kênh 6, và hệ

siêu cao (UHF) hoặc trên kênh từ 7 đến 13 và sau đó tại thiết bị đầu cuối nó được biếnđổi thành những 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

Những mạng ban đầu được lắp đặt sử dụng một cấu trúc cây cơ bản mà trong đótất cả các tín hiệu được bắt nguồn từ vị trí đầu cuối và được phân phối đến nhữngngười đăng ký riêng lẻ qua một chuỗi của những cây chính, nhánh và nhánh nhỏ nhưtrong hình sau Mạng topo này cần những bộ khuếch đại tương tự để nâng mức tínhiệu đến những mức chấp nhận được dựa trên vùng dịch vụ bao phủ Tuy nhiên tất cảnhững lợi ích của việc giải quyết những vấn đề đội lợi hay tổn hao được bù đắp bởinhiễu và méo được quy cho những mạch khuếch đại Những mạch khuếc đại tương tựnhư được chú ý trong bất cứ cuộc thảo luận truyền thông nào đều không thể loại trừhết nhiễu

Hình 1.1 Cấu trúc CATV

Khi mà dây cáp trở nên khan hiếm và có thêm nhiều hệ thống được xây dựng,những nhà sản xuất đã đáp lại bằng việc cải thiện lại bộ khuếch đại và dây cáp Cápvới vỏ bọc bằng nhôm bên trong được đổ đầy bột polyethelence và dây dẫn nhôm phủđồng ở giữa sớm trở thành tiêu chuẩn công nghiệp Trong suốt những năm 60 và 70kiểu dây cáp này có hai loại kích cở chính: loại có đường kính ngoài 0,412 inch và0,500 inch Cáp 0,412 inch được sử dụng làm dây feeder và loại 0,500 inch được sử

- Bên cạnh đó, việc thiết kế hệ thống cũng được cải thiện, thay vì nối những thuêbao tới một hệ thống khuếch đại cáp đơn thì một sơ đồ vận chuyển tín hiệu theo dạng

hệ thống trunk – feeder được phát triển Tại đây hệ thống cáp chính (trunk) cho nhữngtín hiệu truyền hình từ thiết bị đầu cuối tới những đầu của hệ thống, mà những đầu nàybiến đổi theo 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 bộkhuếch đại trung chuyển (trunk amplifier), do vậy nó cung cấp sự cách ly hệ thốngthuê bao với hệ thống cáp chính Với sự phát triển của transistor, những bộ khuếch đạicáp 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 hiệutới thuê bao thì được gọi là pressure tap Về cơ bản, một lỗ được lấy lõi bên trong vỏbọc ngoài bằng nhôm và chân trung tâm của bộ nối ra được đặt vào giữa lổ để nối tớidây dẫn trung tâm Những sợi nối ra cùng loại và một bộ giữ cung cấp áp suất để giữchặt thiết bị nối ra với dây cáp Một mạch nhỏ của những điện trở và những tụ điệnđược cung cấp cáp trở kháng 75 ohm (Ω) để cho phù hợp với dây cáp và sự cách ly với) để cho phù hợp với dây cáp và sự cách ly vớidây dẫn tới thuê bao

- Việc kết nối cáp cũng được cải thiện, nhiều kiểu thiết kế được dùng trongnhững năm 60 và 70 Vấn đề chính lúc đó là giử cho chổ nối được kính và có thể chịuđựng được thời tiết , để tránh hơi ẩm làm hư hỏng cáp cũng như hạn chế phản xạ vàsuy hao tín hiệu Bằng việc những hệ thống cáp được xây dựng bởi những công nghệ

và sản phẩm được cải tiến, những hình ảnh được cung cấp tốt hơn, xác thực hơn Thêmvào đó, những kênh tần số rất cao (VHF), từ kênh 7 đến kênh 13 có thể sử dụng nângtổng số kênh lên 12 kênh

Khi hệ thống phát triển hơn thì bộ nối định hướng và bộ chia tín hiệu đượccải thiện, điều này làm xuất hiện thiết bị nối ra nhiều đường tới thuê bao Những thiết

bị nối ra này ban đầu chỉ có 2 hoặc 4 cổng tới thuê bao Ngày nay thiết bị nối ra có 8cổng là thông dụng, đặt biệt là ở những vùng dân cư đông đúc Những bộ khuếch đạicũng được cải thiện về hình thức và giá cả Từ khi bộ khuếch đại truyền âm khôngchuẩn từ kênh 2 đến kênh 6 giảm xuống băng tần giữa thì được loại ra bởi những bộkhuếch đại hiện đại, thường phổ của băng tần giữa có thể mang nhiều chương trình

Nhiều hệ thống cáp nơi khu vực băng tần giữa được mang những sóng chuẩn đượcđiều chế FM trong khoảng tần số từ 88 ÷108MHZ trong không gian Vẫn còn khoảngtần số từ 108 MHZ trở lên tới kênh 7 (175MHz) thêm 9 tín hiệu truyền hình có thểđược mang, như vậy là có một hệ thống 21 kênh.

Vấn đề chính tại thời điểm này đó là người sử dụng những bộ thu hình có thểkhông chỉnh được những kênh này, bởi vì tất cả họ có là những kênh 2 đến kênh 13 vàkênh UHF 14 đến 83 Làm sáng tỏ vấn đề này, một khối biến đổi được sử dụng Khốibiến đổi này lựa chọn băng tần giữa và biến đổi 9 kênh thành các kênh, ví dụ như UHF

27 đến 35 Kết nối khối chuyển đổi thì được biểu diễn trong hình 1.2 :

Hình 1.2 Kết nối chuyển đổi

- Năm 1970 thời gian này số lượng trạm truyền hình UHF được gia tăng đáng kể.Những hệ thống cáp chỉ có thể mang tới kênh 13 (216MHZ), vì vậy sự lựa chọn hoạtđộng hệ thống truyền hình cáp để chuyển đổi tại head end của một số trạm UHF thành

9 kênh băng tần giữa có thể sử dụng được

- Năm 1980 vào thời gian đầu các chương trình giải trí trở nên sẵn có thông quacác kênh vệ tinh Các chương trình này đầu tiên được chuyển đổi sang hệ NTSC để

chuyển tới trạm anten thu mặt đất của một hệ thống truyền hình cáp địa phương Hệthống thu tại thời điểm này dùng những anten lớn (10m) bởi vì những bộ khuếch đạianten vi sóng có nhiễu và độ lợi bị hạn chế Suốt những 1980 đã cải thiện được những

bộ khuếch đại anten thu nhiễu thấp hay những bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNAS) cókích thước nhỏ và chi phí thấp Những anten thu parabol được xuất hiện nhiều trongthời điểm này Sự ra đời của những bộ chuyển đổi nhiễu thấp (LNBC) sau những năm

1980 thì chất lượng được cải thiện và giá thành thấp LNBC về bản chất là bộ khuếchđại nhiễu thấp được lắp trên anten Tín hiệu tần số 4000 MHz (4GHz) thấp hơn baogồm 24 kênh chương trình được chuyển đổi thành 24 kênh trong băng tần, ví dụ như từ

950 đến 1450 MHz Vì thế cáp từ anten xuống bộ thu có suy hao thấp hơn tại 950 đến1450MHz so với tại 3.7 đến 4.2 GHz

Bởi vì những kênh truyền hình vệ tinh là các kênh xem phải trả tiền nênmột vài cách thức của việc chia tín hiệu tại đường nối ra tới thuê bao rất cần thiết đểngăn tín hiệu tới thuê bao không muốn trả tiền cho dịch vụ Một mạch gồm các điệntrở, tụ điện và cuộn dây được làm theo dạng ống như một bộ lọc bẫy và được cài đặttrong một cái hộp bằng kim loại Bộ lọc này có ý nghĩa loại bỏ các kênh không mongmuốn từ nhà của thuê bao và nó được gọi là bộ bẫy tín hiệu kiễu negative Muốn làmthất bại kĩ thuật này thì chỉ cần loại bỏ cái bẫy này ra khỏi đường dây truyền dẫn, điềunày rất khó và dể bị phát hiện và nguy hiểm

Các chương trình vệ tinh xuất hiện ngày càng nhiều và vì vậy những hệ thống

vệ tinh nhiều hơn 24 kênh được dùng, điều này làm cho những nhà khai thác hệ thốngtruyền hình cáp đặt kế hoạch tăng dung lượng kênh lên Dĩ nhiên, loại cáp chất lượngtốt nhất và những bộ khuếch đại được cải thiện, những hệ thống mới được thiết kế tới

30 kênh (55 đến 270 MHz) 35 kênh (55 đến 300 MHz), 40 kênh (55 đến 450 MHz) ,

52 kênh (55 đến 400 MHz), 62 kênh (55 đến 450 MHz), cho đến 78 kênh (55 đến 550MHz)

Phương pháp bẫy để bảo mật kênh sớm trở nên khó điều khiển, bởi vì nhữngcái bẫy này phải được sắp xếp để bẫy lại những thuê bao không trả phí dịch vụ Làmsáng tỏ vấn đề này, thì kĩ thuật mã hoá tín hiệu được phát triển Ở lối vào đặt một tínhiệu gây nhiễu lên tín hiệu thực (tới thuê bao), do đó thuê bao không thể xem được cácchương trình trên TV Bẫy này đặt trên cổng nối tới thuê bao, để loại đi tín hiệu gây

nhiễu này để thuê bao có thể xem được Một vài kênh thuộc gói dịch vụ sẽ được xáotrộn bởi tín hiệu gây nhiễu Một vài gói cũng có thể được trộn bởi một vài kiểu củanhững tín hiệu gây nhiễu ở những nơi mà bẫy tín hiệu thì cần thiết cho mỗi chươngtrình Phương pháp bẫy này được gọi là bẫy positive, và những cái bẫy này thườngđược xem như là bộ lọc phân lớp Các bẫy negative cũng được hình thành để loại bỏbăng tần của tín hiệu Cả hai phương pháp bẫy này giúp hạn chế số lượng bẫy gắn ởđầu nối Có một điều là bẫy negative loại bỏ dịch vụ từ những người không thuê baocòn bẫy positive cung cấp dịch vụ trả tiền tới thuê bao Vì vậy một hệ thống với vàithuê 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 hưởng các kênh

là cần thiết Vẫn còn nhiều bộ thu hình chỉ điều hưởng từ kênh 2 đến kênh 13 và UHF(14 đến 83) Những bộ thu mới hơn thường được gọi là cable-ready, thì có thể điềuhưởng một số kênh mới Nó nhận tín hiệu từ cáp và được chuyển đổi lựa chọn thànhkênh cố định, thường là kênh 2, 3 hoặc 4 và cung cấp những kênh này để đến truyềnhình thu Hình sau minh hoạ một vài phương pháp kết nối với bộ chuyển đổi

Trong những năm đầu 1980 đã phát triển phương pháp triệt tiêu (tiếng ồn) làmcho 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 từtín hiệu video Những hình ảnh mong muốn được xem nếu giữ chặt tín hiệu nằmngang trong máy thu hình thì được điều chỉnh Những mạch điện khôi phục lại tín hiệuthì được gắn vào mạch chuyển đổi thuê bao Những thuê bao yêu cầu dịch vụ chuyểnđổi chương trình được cài sẵn của họ với chíp IC (Intergrated circuit) chương trìnhnhớ chỉ đọc (PROM) thì kích hoạt những mạch khôi phục lại để triệt tiêu tín hiệu nằmngang làm cho tín hiệu đồng bộ.

Sau những năm 1980 với sự phát triễn của máy tính cá nhân, có thể chuyểnđổi điều chỉnh thuê bao với sự găn 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) Nhữngmạch điện được thêm vào để thuê bao chuyển đổi xử lý dữ liệu được mang bởi sóngmang dữ liệu xuôi dòng (data carrier) Sóng mang dữ liệu này thì trong hầu hết cáctrường hợp ở đầu của băng tần sóng vô tuyến FM (106.250 MHz) và được điều chế mà

có thể điều khiển được dòng dữ liệu Khi bộ chuyển đổi thấy được địa chỉ của nó hiện

ra trên dòng dữ liệu, nó được rút ra để mã hoá thành số theo lệnh Những lệnh đó vềbản chất được thay thế chổ của PROM theo thông tin được cung cấp ban đầu Thuêbao sẽ tiếp xúc với công ty cáp, nếu họ muốn thay đổi dịch vụ thì người thư kí tại công

ty cáp sẽ thêm vào những thay đổi trên 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 củathuê bao Vì vậy không cần thiết tới nhà của thuê bao để thực hiện việc thay đổi này Tất cả các phương pháp cho việc bảo mật tín hiệu lúc này hay lúc khác có thể

bị hư hỏng Những người chỉ muốn xem mà không muốn trả tiền thì họ làm hoặc muacác bẫy positive trái phép và đặt chúng trong nhà của họ ở những nơi kín đáo Nhữngngười được gọi là “ người ăn cắp tín hiệu “, họ bán và cài đặt các con chip PROM tráiphép để đánh bại bộ biến đổi giải trộn Ngoài ra những cái được gọi là hộp đen đượcbán cho những thuê bao và chúng được đặt giữa bộ biến đổi có thể định địa chỉ và bộthu hình Hầu hết các công ty truyền hình cáp dùng các chương trình khác nhau đểquản lý vấn đề bảo mật tín hiệu mà họ cung cấp

Vào đầu năm 1988, những công ty truyền hình anten cộng đồng (CATV)khám phá ra rằng cáp fiberoptic có thể dùng như là phương tiện của việc cải tiến cơ sở

hạ tầng cáp cả về chất lượng và dung lượng Sự triển khai ban đầu sử dụng mộtBackbone Fiber-Based phủ trên bề mặt của những mạng cây đã tồn tại để đặt được:

 Cải tiến hiệu suất

 Những vần đề của tầng khuếch đại

 Tăng độ tin cậy

 Chia những hệ thống thành nhỏ hơn

 Làm cho thuận tiện việc lập trình mục tiêu

 Cải tiến hoạt động ngược dòng

Những mạng Hybrid Fiber Coaxial này đưa fiber đền gần với cổng cùa kháchhàng Chúng vẫn sử dụng cấu trúc cây qui ước mà tách ra tại “dặm cuối” từ nút củangười đăng ký Không may thay những mạch khuếch đại vẫn được đặt một cách vôích, những tầng khuếch đại thường dài hơn cần thiết và những số đếm tích cực mỗidặm có thể cao hơn nhu cầu

Mỗi nhân tố làm này tăng giá trị đầu tư ban đầu mà không cải tiến độ tin cậycủa mạng hay giảm giá thành hoạt động diễn ra Qua thập kỷ qua, những mạngCATV đã chuyển từ cấu trúc cây sang FBB và đến nền tảng HFC hiện tại Việc sosánh số lượng nút trong suốt quá trình tiến triển thì ngành kinh doanh đã giảm sốnút dịch vụ từ 5000 đến 20000 nhà mỗi nút đến còn khoảng 500 nhà Việc thay đổitrong 10 năm đã minh họa sự phát triển mau lẹ trong cấu trúc kỹ thuật hay giáthành

Nhiều nhà cung cấp CATV tin rằng một sự cân bằng giữa giá thành và dunglượng dịch vụ ở 500 nhà mỗi nút là có thể chấp nhận được Tuy nhiên nếu bùng nổ

tỷ lệ người đăng ký thì một nền tảng của công ty CATV phải dễ dàng điều chỉnhđược đến ít nút hơn Trong quan niệm giá thành đầu tư ban đầu của một hệ thốngnâng cấp hay xây dựng lại thì những điều hành viên phải luôn tính toán đến một hệthống mà sẽ cải tiến độ tin cậy với người dùng cuối trong khi giảm giá thành banđầu và giá thành hoạt đông hiện tại

Trong quá khứ, công nghệ CATV đều được thiết kế giống nhau; việc thiết kếbắt đầu tại đầu đầu hay tại nút vị trí, phần cáp đồng trục của hệ thông được duy trìmột cái nhìn như nhau và cảm giác của cây và nhánh Điều này luôn có nghĩa lạcquan trong thiết kế qua những phương pháp thử nghiệm và lỗi của những tầng thiết

bị để tiến đến tất cả vùng của hệ thống Phương pháp qui ước thiết kế này được dựatrên những kỹ thuật thiết kế đã được chứng minh mà được phát triển trước tiên đếnphạm vi thiết kế những sản phẩm sẵn có ngày nay

Sự tiến đến cáp fiber kết hợp với những sản phẩm khuếch đại mới và nhu cầutính đến những khả năng của dịch vụ trong tương lai (như là truy xuất Internet và dữliệu) và giá thành tối ưu là việc đưa đến bắt buộc bên cạnh sự phát triển của nhữngphương pháp thiết kế thay đổi

1.2 Định nghĩa truyền hình cáp

Như vậy, Truyền hình cáp được hiểu một cách đơn giản là hệ thống truyền hình

mà tín hiệu được truyền đến từng điểm bằng cáp có thể là cáp đồng trục, cáp quang,thay thế cho anten thông thường trên nóc nhà Nội dung chương trình hết sức phongphú vì phát triển nhiều kênh : Tin tức, thể thao, giải trí, phim ảnh, giáo dục, và pháttriển các kênh đài truyền hình địa phương, trung ương… Đồng thời khắc phục cácnhược điểm của truyền hình bằng sóng vô tuyến như: không thu được sóng tại cácđiểm khuất, chất lượng thu sóng không đều, tại các điểm thu không còn các trụ antentua tủa lên trời nữa Một trung tâm truyền hình cáp có thể khai thác chương trình từnhiều nguồn tín hiệu phát khác nhau (vệ tinh, viba mặt đất, các trung tâm sản xuấtchương trình…) Tuy nhiên, cần phải mua bản quyền phát sóng ở các đơn vị cung cấp.Mục đích truyền hình cáp là chọn lọc, cung cấp nhiều chương trình truyền hình hayphục vụ cho khán giả Để phục vụ cho nhu cầu cao hơn các trung tâm truyền hình cápcòn có thể cung cấp hệ thống mạng truyền hình tương tác, truyền hình Internet…Các mạng truyền hình cáp truyền thống CATV đã có được sự vượt trội trong việcphân phối hàng trăm kênh truyền hình đồng thời tới hàng ngàn user Mỗi user có thểchọn một kênh bất kỳ trong hàng trăm kênh chỉ đơn giản bằng cách dò Tivi hoặc thôngqua bộ giải mã STB Các hệ thống này dễ dàng thêm các thuê bao mới bằng cách tách

và khuếch đại tín hiệu

Trong quá khứ, tính tương tác đã bị giới hạn hoặc không được sử dụng, tất

cả nội dung chỉ gửi trực tiếp tới người xem Ngày nay các nhà khai thác CATV đã bắtđầu tìm kiếm các hệ thống phân phối video với nhiều cải tiến, điều đó cho phép họ đưa

ra dịch vụ triple-play video, voice và dịch vụ dữ liệu

1.3 Tổng quan kỹ thuật truyền hình cáp

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

1.3.1 Hệ thống trung tâm

Hệ thống trung tâm (headend system) là nơi cung cấp quản lý chương trình,

hệ thống mạng truyền hình cáp Đây cũng chính là nơi thu thập các thông tin quan sáttrạng thái, kiểm tra hoạt động mạng và cung cấp các tín hiệu điều khiển

Với các hệ thống mạng hiện đại có khả năng cung cấp các dịch vụ truyềntương tác, truyền số liệu, hệ thống thiết bị trung tâm còn có thêm các nhiệm vụ nhưsau : mã hóa tín hiệu quản lý truy nhập, tính cước truy nhập, giao tiếp với các mạngviễn thông như internet…

1.3.2 Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp.

Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là môi trường truyền dẫn tín hiệu từtrung tâm mạng đến các thuê bao Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến

có nhiệm vụ phân tín hiệu phát ra từ các thiết bị trung tâm, điều chế khuếch đại vàtruyền vào mạng cáp Các thiết bị khác trong mạng có nhiệm vụ khuếch đại, cấp nguồn

và phân phối tín hiệu hình đến tận thiết bị của thuê bao Hệ thống mạng phân phối tínhiệu truyền hình cáp là bộ phận quyết định đến đối tượng dịch vụ, khoảng cách phục

vụ, số lượng thuê bao và khả năng mở rộng cung cấp mạng

1.3.3 Thiết bị tại nhà thuê bao

Với một mạng truyền hình cáp sử dụng công nghệ tương tự, thiết bị tại thuê bao

có thể chỉ là một máy thu hình, thu tín hiệu từ mạng phân phối tín hiệu Với mạngtruyền hình cáp sử dụng công nghệ hiện đại hơn, thiết bị thuê bao gồm các bộ chia tín

hiệu, các đầu thu tín hiệu truyền hình (set-top-box) và các cáp dẫn… Các thiết bị này

có nhiệm vụ thu tín hiệu và đưa đến TV để thuê bao sử dụng các dịch vụ của mạng

Hình 1.4 Cấu hình mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu

1.4 Băng tần sử dụng trong truyền hình cáp

Dải tần sử dụng trong mạng truyền hình cáp khoảng từ 5 - 862 MHz Trong đódải tần từ 5 - 65 MHz được dùng cho chiều ngược (upstream) – từ khách hàng đến nhàcung cấp dịch vụ truyền hình cáp Dải tần từ 87 - 862 MHz được dùng cho chiều đi(downstream) - từ nhà cung cấp dịch vụ truyền hình đến khách hàng Đường đi về trênthực tế là được truyền trên cùng một sợi cáp theo hai hướng Tín hiệu đường đi mangthông tin từ HE/HUB đến thuê bao như tín hiệu video, thoại, dữ liệu internet Đườngngược mang thông tin từ thuê bao đến HE/HUB như tín hiệu từ các bộ STB, modem…

Những tín hiệu truyền được phát vào không khí ở Mỹ đã được phát ở nhữngkênh 6MHz mà được cung cấp đến các đài truyền hình bởi Ủy ban truyền thông liênbang (FCC- Federal Communications Commission) FCC qui định vị trí, công suất vàtần số sử dụng bởi những trạm truyền hình để bảo đảm rằng những trạm mà sử dụng

kênh tương tự nhau là cách nhau đủ xa để chúng không gây nhiễu đến những kênhkhác trong bất cứ khu vực nào mà trong đó họ được nhận Nhưng việc ngăn ngừanhiễu cũng phụ thuộc vào hai trạm không sử dụng những kênh liền kề trong một khuvực như nhau với một lý do nhạy cảm hơn Trong không khí chiều dài tín hiệu phátgiảm sút mau lẹ với khoảng cách từ máy phát và khi đó kết quả là tín hiệu từ máy phátgần có thể là độ lớn lớn hơn nhiều so với là từ máy phát xa.

Vì những máy phát không thể bao gồm những tín hiệu hoàn hảo trong phạm

vi băng thông được thiết kế và vì những máy nhận không thể phân biệt hoàn toàn giữanhững tín hiệu của những kênh liền kề, tín hiệu gần mạnh có thể can nhiễu đến tín hiệu

xa yếu Điều này được biết đến như là vấn đề gần-xa và kết quả là thực tế luôn không

sử dụng những kênh liền kề trong một khu vực

Những tín hiệu truyền hình được cung cấp qua những mạng truyền hình cáp

cổ điển là được gửi qua đường như nhau khi chúng qua không khí: bằng cách chia phổcáp thành những kênh 6MHz của băng thông và việc điều chế mỗi tín hiệu truyền hìnhvào một kênh Nhưng những hệ thống cáp này có thể mang lại nhiều kênh hơn truyềnhình quảng bá với hai lý do

Thứ nhất, vấn đề gần-xa của truyền hình quảng bá không là vấn đề củanhững hệ thống cáp vì những kênh có thể được phát ở mức công suất như nhau quamạng, cho phép những kênh liền kề được dùng trên cáp

Những hệ thống cáp không bị hạn chế băng thông mà được thiết kế bởi FCCcho truyền hình quảng bá; một cáp có thể mang được nhiều kênh như cơ sở hạ tầngcho phép mà trong những hệ thống modem có thể là hàng trăm kênh hay nhiều hơnnữa

Vì việc phát hay mã hóa của những tín hiệu truyền hình tương tự được thực hiệntheo kiểu như nhau cho truyền hình quảng bá thì việc nhận những tín hiệu này làkhông phức tạp Nhưng một tivi mà không được thiết kế một cách rõ ràng để nhậncáp sẽ cần một bộ nhận bên ngoài vì phạm vi tần số rộng được sử dụng trong những

hệ thống cáp và đôi khi vì bộ nhận của tivi không thể phân biệt đúng giữa nhữngkênh liền kề Bộ nhận ngoài này truyền lại một kênh được chọn đến tivi mà tivi có

thể nhận Tuy nhiên những tivi hiện đại thường có thể dò được trực tiếp của nhữngkênh cáp.

1.5 Cơ sở hạ tầng cáp

Cáp đồng trục và kỹ thuật khuếch đại dải rộng minh họa những khả năng chủ yếucủa những mạng cáp Những chúng ta cũng cần phải hiểu những hệ thống cáp thực sựđược xây dựng như thế nào và những thành phần khác nhu là cáp quang khi điều nàyđược giới thiệu cho cả sự kiềm chế kỹ thuật và kinh tế trong việc sử dụng cáp để cungcấp những ứng dụng truyền thông khác Mặc dù những hệ thống cáp ở Mỹ được xâydựng độc lập bởi những công ty cáp khác nhau và nhà cung cấp thiết bị khác nhaunhưng cơ sở hạ tầng là như nhau mà chúng ta có thể bàn về những hệ thống cáp tronggiới hạn chung Cái chúng ta cần hiểu kà vấn đề của kỹ thuật được sử dụng để miêu tảnhững phần khác nhau của mạng

CATV luôn được xem là hệ thống phát một chiều được thiết kế để phânphối truyền hình và những gói giải trí đến thị trường dân cư Khi phát triển những cấutrúc qua quốc gia, kinh doanh CATV giống như những chức năng tiện ích khác trở nênđôc quyền Ngành công nghệ thích được tự do để cung cấp những sản phẩm và dịch vụ

để phục vụ cộng đồng địa phương Như là một tiện ích thì những công ty CATV đượcchấp nhận độc quyền có một ít nhu cầu được đặt trong những hệ thống cáp vì nhữngnhà cung cấp phân phối một số lượng kênh đủ đến những người tiêu dùng trên cơ sở

sử dụng kỹ thuật cáp đồng trục Việc hoạt động sử dụng một kênh 6 MHz mà sau đóđược lọc để ngăn chặn những tín hiệu chồng lên nhau từ nhiễu vớI những kênh truyềnhình khác như trong hình 1.5 Những bộ lọc kênh sau đó được hạn chế dung lượng cònkhoảng 4.2 đến 4.5 MHz để mang tín hiệu truyền hình Điều này đủ để cung cấpnhững tín hiệu quảng bá CATV chất lượng đến những khách hàng miễn phí

Hình 1.5 Công suất của kênh cáp đồng trục tại 6MHz

Trong trường hợp mà hoạt động ra ngoài dung lượng thì tồn tại một kỹ thuật mớI

để cung cấp 3-4 kênh truyền hình trong dung lượng 6 MHz của một kênh CATV đơnthông qua việc sử dụng việc nén chuẩn 2-3 MPEG (Moving Picture Experts Group).Với việc tăng 3-4 lần trong dung lượng mang kênh trên một cáp thì những hoạt độngphải thỏa mãn điều này Điều này đặc biệt đúng khi chuẩn MPEG mới cho phép tăngdung lượng mà không cần hoạt động CATV để đào những fiber mới hà những cápđồng trục thông qua vùng lân cận

Khi cáp được chuyển thành những kỹ thuật 6MHz hiện tại với bộ lọc thông dảIcho phép dung lượng 4.5MHz thì những sóng mang sử dụng những dung lượng dảibiên cho những hoạt động khác:

khác

luôn bao gồm những tín hiệu thử được sử dụng bởi hệ thống quảng bá với hoạt độngtrực tuyến kiểm tra cái mà sẽ không nhiễu với những chương trình qui ước

 Thông tin audio trong một kênh truyền hình là sóng mang điều chế tần số ở4.5 MHz trên sóng mang trực quan tại 1/8 công suất của chính nó

Hình 1.6 Những dải bảo vệ ngăn chặn sự can nhiễu lẫn nhau giữa các kênh 1.6 Hệ thống phân phối truyền hình cáp

Lúc ban đầu những hệ thống phân phối cáp truyền hình được thiết lập để phục vụnhững cộng đồng mà những cư dân trong đó không thể nhận chương trình qua khôngkhí vì nhiễu địa lý Những điều kiện khí quyển và sự giảm âm là chủ yếu trong việcphân phối những tín hiệu trên không Khoảng cách từ những máy phát cũng là nhân tốthen chốt như có lẽ bị hạn chế bởi những vật thể điều tiết Khi một khu vực không thểnhận tín hiệu vớI bất cứ lý do gì thì việc phân phối hợp lý của một cáp đến những khuvực được làm theo chiều hướng kinh doanh khôn ngoan Bất chấp lý do, CATV đượcdùng để cung cấp những hệ thống TV thương mại mà những khách hàng là:

 Bên cạnh một cái núi

 Ngoài vùng phủ sóng của anten trực tiếp Omni

 Nằm ngoài phạm vi vùng công suất thu được của một nhà cung cấp chính Vấn đề thật sự là sự độc quyền mà đã được thiết lập để cung cấp một động cơcho những công ty cáp để làm những việc đầu tư lớn và và cố gắng phục vụ ngườItiêu dùng

Thuật ngữ CATV đã được mở rộng để định nghĩa bất cứ vùng nào với sự tiếpnhận của chương trình phát dù không có sẵn anten tiếp nhận của dân cư tốt những

người đăng ký những hệ thống này nhìn chung phải trả phí hàng tháng cho dịch vụ

mà luôn bao gồm việc lựa chọn kênh được tăng lên, và chuơng trình bắt đầu tại chỗ.Những dịch vụ mới hơn liên tục được xem lại và được giới thiệu với những thay đổitrong kỹ thuật và sự thay đổi qui định

1.7 Mức tín hiệu:

Hệ thống cáp cần những thông số nào đó để hoạt động chính xác Đầu tiênđược phân phối qua một việc phân phối sóng microwave và những cáp đồng trục,những hệ thống này dưới sự kiểm soát ổn định và thay đổi Thông qua hệ thống CATVcông suất được phân phối dưới dạng:

Hình 1.7 FDM trên CATV

Việc chia tần số này cho phép nhà cung cấp những kênh đa thành phần khác nhautrên một hệ thống sóng mang tương tự đơn và cung cấp những dạng khác nhau củangành giải trí sẵn có trên cáp Tất cả các nhả cung cấp không như nhau nhưng nhiều đềnghị hơn chỉ là TV và giải trí Một vài nhà cung cấp cung cấp dịch vụ âm nhạc stereochất lượng cao Những nhà cung cấp khác cung cấp thông tin như Dow Jones hayReuters trong những dải tần bảo vệ mà đi dọc theo cáp Nếu người dùng cuốI có một

bộ nhận đặc biệt thì dữ liệu là sẵn có Nếu không thì dữ liệu là không có sẵn trong bộđặc biệt Thực tế dữ liệu truyền dọc trong cáp nhưng thích hợp trong thanh nằm ngangtrong cùng màn hình Những dịch vụ giá trị thêm vào này là một máy tạo ra lợi nhuậnthêm vào cho công ty cáp Sự thuận tiện cho người dùng cuối là những gì điều khiểntrường hợp kinh doanh Hầu hết những ngườI dùng mà không nhận được chương trìnhqua không khí (truyền hình công cộng) hầu như chắc chắn có vấn đề vể việc nhận sóng

vô tuyến qua không khí

Trở kháng đặc tính của cáp phân phối là 75 Trở kháng này là lượng điện trở

mà những tín hiệu cáp “thấy” từ dây dẫn trung tâm đến lớp ngoài của cáp tại tần sốphát Trở kháng này chi phối tất cả điện áp và dòng điện tín hiệu trong cáp theo định

luật Ohm Hầu hết những những kích thước của hệ thống CATV bao hàm một sự khácnhau vể công suất tín hiệu vì mỗi lần thay đổi công suất được đo và được tính Decibelgiải quyết những khó khăn trong hình dạng công suất của hệ thống.

1.8 Ưu nhược điểm của truyền hình cáp

- Khả năng tăng kênh phát sóng ở CATV là rất cao

- CATV rất thuận tiện trong việc khai thác truyền hình trả tiền do các tiện lợi mà

nó mang lợi như : hình ảnh chất lượng cao ( cao hơn UHF và VHF ), xem được nhiềukênh ……

1.8.2 Nhược điểm

- Việc triển khai hoàn chỉnh mạng cáp dây dẫn cho một thành phố là rất khó khăn

và tốn kém , hệ thống dây cáp chằng chịt sẽ làm mất vẻ mỹ quan cuả thành phố

- CATV có ưu điểm đơn giản là chỉ cần kết nối từ hộp tín hiệu đến thuê bao là cótín hiệu để xem nhưng đó cũng chính là nhược điểm vì tín hiệu có thể bị câu trộm

- So với TH cáp vô tuyến thì CATV có phạm vi phục vụ hẹp hơn, tốc độ pháttriển thuê bao chậm

- Chất lượng hình ảnh của công nghệ CATV tuy cao hơn so với truyền hìnhanalog thông thường nhưng vẫn kém so với công nghệ truyền hình số hiện nay đangđược triển khai ở truyền hình vệ tinh

- Truyền hình cáp CATV tuy có diện phục vụ rộng hơn MATV nhưng chưa đápứng được số lượng thuê bao và không thể kéo dài cự ly truyền tín hiệu Nó chỉ cho

thì phải treo hay chôn cáp, rất bất tiện và tốn kém Do vậy nên các năm gần đây đã vàđang pháp triển việc truyền tín hiệu bằng hệ thống mạng cáp HFC : truyền và dẫn tínhiệu bằng cáp quang và cáp đồng trục

1.9 Truyền hình cáp tương tự và truyền hình cáp số

1.9.1 Truyền hình cáp tương tự

1.9.1.1 Tổng quan về truyền hình cáp tương tự

Cung cấp dịch vụ truyền hình cáp tương tự như với hệ thống điện thoại cố định.Trong truyền hình cáp, không có chuyển mạch, kết nối và ngắt kết nối như trong mạngđiện thoại Tất cả mạch được kết nối tới tất cả người sử dụng, tại mọi thời điểm

Là công nghệ truyền hình phổ biến nhất và hiện đang sử dụng rộng rãi trướcđây Gọi là Truyền hình tương tự vì các trạm thu phát đều là thiết bị tương tự, tín hiệuthu phát cũng là tín hiệu tương tự Tín hiệu được truyền dẫn trong không gian thôngqua trạm anten phát, vệ tinh mặt đất hoặc phát lên vệ tinh địa tĩnh rồi phát trở lại Thiết

bị đầu cuối để thu được có thể là anten

Vì cáp có thể cung cấp được rất nhiều kênh, nên chúng trở nên rất phổ biến.Tín hiệu của cáp tốt hơn cung cấp chất lượng ảnh tốt hơn tín hiệu truyền hình vôtuyến Dịch vụ cáp bao gồm các kênh cơ bản và các kênh chất lượng cao cần phải trảthêm tiền để sử dụng Các kênh truyền hình chất lượng cao sử dụng bộ xáo trộn đồng

bộ và phải sử dụng thêm bộ lọc hoặc bộ giải mã đặc biệt, nên chỉ người trả tiền chochương trình đấy mới có thể xem được Hệ thống truyền hình cáp được thể hiện trênhình 1.8:

Hình 1.8 Sơ đồ khối phân phối hệ thống truyền hình cáp tương tự

Các kênh cáp Mỗi kênh cáp có độ rộng 6MHz đối với tín hiệu hình ảnh AM vàtín hiệu âm thanh FM Tuy nhiên, tín hiệu không bị phát Chính vì thế nên tần số giữakênh 6 và kênh 7 có thể được sử dụng mà không có nhiễu với các dịch vụ khác Nhữngkênh cáp trung tần này có dải từ 108 đến 174MHz Tất cả các kênh VHF băng tần thấp(kênh 2-6) và tất cả các kênh VHF băng tần cao (kênh 7 đến 13) đều được sử dụngtrong truyền hình cáp Những kênh được sử dụng bởi trạm phát sóng là những kênh đãđược đăng kí Còn những kênh chưa được đăng kí tại khu vực đó được sử dụng chonhững chương trình đặc biệt Đối với hệ thống cáp lớn, các kênh siêu tần nằm trênkênh 13 được sử dụng Tuy nhiên, các kênh cáp nằm trên kênh 13 không giống nhưcác kênh UHF được sử dụng trong truyền hình vô tuyến Kênh UHF từ 470 đến 806MHz được hạ tần về tần số VHF nằm trên kênh 13

Hình trên thể hiện sơ đồ khối của hệ thống truyền hình cáp, phía đấu cuối cungcấp tín hiệu chương trình cho tất cả các kênh, và cho mọi khách hàng Chúng thu tínhiệu từ phía chảo vệ tinh hoặc anten trên những tòa nhà cao

Những tín hiệu chương trình có thể phân phối như những kênh số chuẩn hoặc cóthể được đưa về các tần số kênh khác

Tín hiệu của dịch vụ chất lượng cao được đưa tới hệ thống cáp bằng sóng vô

VHF Sau đó tại đây tín hiệu được xáo trộn để người sử dụng phải trả tiền để xemđược chương trình đặc biệt.

Phân phối cáp Tín hiệu vô tuyến suy hao trên đường dây cáp đồng trục là cao,đặc biệt là đối với hệ thống phục vụ trên kêu truyền hình cáp siêu băng và siêu siêubăng Tuy nhiên, tín hiệu suy hao được bù lại nhờ sử dụng bộ khuếch đại RF băngrộng được đặt ở khắp mạng cáp, như trong hình trên Trong hệ thống phân phối, đườngchính là đường trung kế Từ đường trung kế, chúng chia nhánh để đưa tín hiệu đếnnhóm người sử dụng Sau đó từ đường nhánh đưa tín hiệu đến các thuê bao

Hình 1.9 Anten cung cấp nguồn chương trình cho đầu cuối hệ thống truyền hình

cáp

Hình 1.10 Đầu thu truyền hình cáp và điều khiển từ xa

Mỗi bộ khuếch đại trung kế có hệ số khuếch đại bằng với tổn hao do trên đườngdây giữa hại bộ khuếch đại Và thường có giá trị là 40dB, hay hệ số khuếch đại điện áp

là 100

Mặc dù hệ thống cáp không xảy ra hiện tượng phát xạ tín hiệu truyền hình,FCC có những điều kiện nghiêm ngặt cho việc có thể xảy ra phát xạ tín hiệu và đưa rachuẩn tổ chức tối thiểu Trong nhiều trường hợp, một kênh trong truyền hình cáp siêutần được dùng làm tín hiệu đặc biệt để xác định phát xạ Kênh được chọn thường làkênh quảng bá FM thuộc dải từ 88 đến 108MHz, để một thiết bị thu sóng FM cầm tay

có thể dùng để xác định bất cứ tín hiệu phát xạ nào

Số lượng các kênh truyền hình cáp ngày một tăng lên, cáp càng phải mangđược nhiều kênh tín hiệu hơn Theo đó thì suy hao tăng lên Lúc đó lại cần nhiều bộkhuếch đại Và đó liên quan đến vấn đề tài chính của các công ty truyền hình cáp Vìthế các công ty đã sử dụng cáp quang cho đường truyền tín hiệu Mặc dù cáp quangtốn kinh phí để triển khai hơn cáp đồng trục, nhưng sợi quang ít suy hao và có khảnăng truyền được một lượng tín hiệu khổng lồ Nên cáp quang được dùng để thay thếcáp đồng trục Các nhà cung cấp truyền hình có thể cung cấp tín hiệu tốt hơn, và ít bộkhuếch đại, cùng với dung lượng kênh truyền lớn hơn nhiều

Sự tăng cường dung lượng kênh cáp không chỉ cho phép có nhiều kênh truyềnhình hơn mà còn giúp các công ti truyền hình cung cấp các dịch vụ thêm như internet,dịch vụ nhạc Và dịch vụ tương tác hai chiều cho các hội nghị trực tuyến

Đặc điểm: Chất lượng hình ảnh và âm thanh không cao, phụ thuộc vào nhiều

yếu tố như: chất lượng thiết bị đầu cuối, yếu tố thời tiết và đặc biệt là chi phí rất dẻ dochỉ cần có anten thu và tivi là có thể xem chương trình

1.9.1.2 Chọn kênh

Vào thời điểm mới xuất hiện truyền hình cáp, một bộ chuyển đổi tín hiệu cầnphải bắt được tín hiệu trung băng và siêu băng Đầu ra của bộ chuyển đổi được kết nốivới anten của thiết bị máy thu hình Bộ chuyển đổi đưa tần số tất cả các kênh về tần sốbăng thấp không được sử dụng, thường là kênh 3 và 4 Bộ chọn kênh chỉ được thiết lập

ở những kênh này

TV hiện tại và VCRs có thể chọn trực tiếp kênh mà không cần bộ chuyển đổi.Đôi khi chúng ta lại cần một số bộ đặc biệt để chuyển đổi tín hiệu đã được xáo trộntrong các kênh chất lượng cao Và lúc đó bộ chuyển đổi bao gồm cả bộ giải xáo trộntín hiệu.

1.9.2 Hệ thống truyền hình cáp số

1.9.2.1 Tổng quan truyền hình cáp số

Truyền hình cáp số là truyền hình có chất lượng cao thỏa mãn được nhucầu của người xem cũng như giúp cho các trung tâm truyền hình dễ dàng quản lý cácthuê bao Cấu tạo của một hệ thống truyền hình cáp số cũng tương tự như hệ thốngtruyền hình cáp tương tự Tổng quát, một hệ thống truyền hình cáp số bao gồm cáckhối chức năng như: thu tín hiệu số, mã hóa nén, ghép kênh, điều chế và sau đó sẽđược truyền đi đến thuê bao Tại thuê bao sẽ được lắp đặt một Set-top-box số để thutín hiệu và giải mã

Dịch vụ số là một kỹ thuật mà cho phép những hệ thống cáp để phân phối vô sốnhững dịch vụ nổi bật Hiệu suất quang phổ cao, trở kháng mạnh mẽ với nhiễu và tínhlinh hoạt khác thường cho phép việc cài đặt của những dịch vụ số như là:

 Video theo yêu cầu

 Những dịch vụ truyền thông cá nhân của ngành điện thoại

 Việc truyền tải dữ liệu thương mại

Hình dưới là đại diện cho một sự hoạt động cáp đa dịch vụ mà có lẽ sẽ là sóngcủa tương lai với những toán tử

Hình 1.11 Những dịch vụ truyền hình cáp trong tương lai

Được chỉ trong hình dạng này là việc tiến tới cáp cơ bản đến dân cư Những nhàcung cấp CATV đã có sự thay đổi trong cấu trúc cơ bản từ một hệ thống cáp một chiềuđến hệ thống cáp hai chiều sử dụng một FBB Tại hub cố định tiến lên router thì cáp bịgiới hạn và thiết bị HFC phân phối cáp đến các cổng giao diện Ở nhà hay ở văn phòng

hệ thống cáp cung cấp những nhu cầu về điện thoại, giải trí và dữ liệu tốc độ cao củangười dùng cuối Điều hành viên cáp cung cấp giao diện mạng và với những mongmuốn mới của dịch vụ giá trị cao và đang tin cậy hơn

Khi những công ty điện thoại, và những công ty cáp cạnh tranh để phân phốinhững dịch vụ số, thì một sự khác biệt chủ yếu là chất lượng và độ tin cậy của dịch vụ.Việc đạt được gần đây và hoạt động kết hợp cho thấy sự liên kết giữa IEC và CATVđưa đến những điều kiện của lợi ích đến cửa khách hàng Bảo đảm chất lượng dịch vụcần kiểm tra những tín hiệu được điều chế số Những dịch vụ số sẽ cách mạng hóaphương pháp những người tiêu dùng xem những nhà cung cấp dịch vụ CATV Nhưtrong một hệ thống truyền hình cáp tương tự, việc đo công suất và nhiễu yếu tố cầnthiết để duy trì những dịch vụ truyền hình cáp số Mặc dù những ảnh hưởng là khácnhau từ sự suy hao trên tín hiệu truyền hình tương tự, bộ khuếch đại nén nhiễu sai sẽlàm giảm những tín hiệu số

Mạng và hoạt động của hệ thống hiện nay đều dựa trên cơ sở của mạng HFC

và được gọi là HFC số HFC là công nghệ cáp quang lai ghép, sử dụng cấu hình mạngdùng cáp quang và cáp đồng trục, được sử dụng để phân phối lại các dịch vụ băngrộng Các dịch vụ băng rộng này bao gồm: điện thọai, đa phương tiện tương tác, truycập Iternet tốc độ cao, VOD (Video-on demand –video theo yêu cầu) và học từ xa Cácmạng sử dụng công nghệ HFC có đặc trưng thực hiện một cách lý tưởng các dịch vụthông tin cho thế hệ mới, HFC thỏa mãn các yêu cầu về tăng khả năng mở rộng vàthực hiện các dịch vụ phụ mà không cần thay đổi cơ sở hạ tầng,

Sau đây ta xét một hệ thống minh họa như hình dưới:

Theo sơ đồ của hệ thống này thì tín hiệu được phát đi tại trung tâm và đi đếnthuê bao sẽ là tín hiệu số Tại trung tâm của hệ thống, tín hiệu sẽ được thu nhận từ

đây tín hiệu sẽ được chuyển đổi hoàn toàn thành tín hiệu số Tín hiệu này sẽ đưa quaghép kênh & điều chế số, sau đó tín hiệu này sẽ được phát đi trên sợi cáp quang đếnnode quang Từ node quang tín hiệu điện được khuếch đại và đưa đến thuê bao Tạithuê bao của truyền hình cáp số có một hệ thống truy cập có điều kiện Tiến bộ củatruyền hình cáp số là có thể kết nối giữa máy tính với máy thu hình qua hộp giải mãSet-top-box số và có khả năng truyền Internet.

Hình 1.12 Sơ đồ khối của một hệ thống truyền hình cáp số

1.9.2.2 Hệ thống truyền hình cáp số

a) Headend

Headend là trung tâm thu và phát tín hiệu, từ đây tín hiệu sẽ được thu nhận vàqua quá trình sử lý sau đó sẽ được phát đi Khác với Headend Analog là tín hiệu tạitrung tâm phát đi là tín hiệu số Do sử dụng công nghệ mạng HFC nên hệ thốngHeadend số vẫn dựa trên cơ sở hạ tầng đã có sẵn, đầu tư thêm trang thiết bị để xử lýtín hiệu

Đầu thu Mặt đất