Embed Size (px)
DESCRIPTION
helu
Citation preview
EOD
I - THỰC TRẠNG HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG HIỆN NAY.
I.1 - Các hệ thống truyền thông hiện nay. Ưu và nhược điểm?
I.2 - Xu hướng phát triển.
Digital subscriber line : DSL
Direct broadcast satellite : DBS
fixed wireless access
high-speed cable modems
I.3 - Tổng quan về hệ thống truyền hình số hiện nay.
Truyền hình số qua vệ tinh, cáp, và mặt đất hiện nay đang là lĩnh vực được
nghiên cứu mạnh mẽ, nhất là tại Bắc Mỹ và Châu Âu. Trong đó, khó khăn nhất về kỹ
thuật là truyền hình số mặt đất do ảnh hưởng của sóng phản xạ, pha đing và nhiễu
xung. Nó càng trở nên khó khăn hơn đối với mục tiêu của Châu Âu đặt ra là phát triển
mạng đơn tần nhằm mục tiêu tăng số lượng kênh truyền hình trong băng tần hiện có.
Trong mạng đơn tần, tất cả các máy phát làm việc trên cùng một tần số, được đồng bộ
bằng một nguồn tần số chung có độ ổn định cao và cùng phát một chương trình. Máy
thu thu được tín hiệu tổng hợp từ các máy phát khác nhau với thời gian trễ khác nhau.
Hiện nay có ba tiêu chuẩn về truyền hình số mặt đất:
- ATSC của Mỹ;
- DVB-T của Châu Âu;
- ISDB-T của Nhật.
Điểm giống nhau của ba tiêu chuẩn trên là sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín
hiệu video. Điểm khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế.
Tiêu chuẩn Châu Âu và của Nhật sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao
có mã (COFDM) cho truyền hình số mặt đất, nó đã trở thành phổ biến trong phát thanh
truyền hình trong khoảng 10 năm trở lại đây. Kỹ thuật này đầu tiên được sử dụng cho
phát thanh số, sau đó khoảng 5 năm được sử dụng cho truyền hình số mặt đất. Đây là
kỹ thuật duy nhất có thể tạo ra khả năng thực hiện mạng đơn tần.
1
Không giống như Châu Âu, mạng đơn tần dường như không được chú ý tại
Châu Mỹ, tiêu chuẩn Mỹ về truyền hình số mặt đất hiện nay sử dụng kỹ thuật điều chế
biên tần cụt 8 mức (8-VSB).
Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số:
Truyền qua cáp đồng trục:
Để truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần. Tín hiệu
video được số hoá, nén sau đó được đưa vào điều chế. Sóng mang cao tần được điều
chế 64-QAM (theo chuẩn Châu Âu) hoặc 256-QAM (Nhật).
Độ rộng kênh truyền phụ thuộc vào tốc độ dòng truyền tải của tín hiệu, phương
pháp mã hoá và phương pháp điều chế.
Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang.
Cáp quang có nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu số:
- Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao;
- Độ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài;
- Xuyên tín hiệu giữa các sợi quang dẫn thấp (-80 dB);
- Thời gian trễ qua cáp quang thấp.
Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:
Truyền tin qua vệ tinh có thể xem như một bước phát triển nhảy vọt của thông
tin vô tuyến chuyển tiếp. Ý tưởng về các trạm chuyển tiếp vô tuyến đặt trên độ cao lớn
để tăng tầm chuyển tiếp đã có từ trước khi các vệ tinh nhân tạo ra đời. Năm 1945,
Athur C. Clark đã công bố các ý tưởng về một trạm chuyển tiếp vô tuyến nằm ngoài
Trái đất, bay quanh Trái đất theo quỹ đạo đồng bộ với chuyển động quay của trái đất,
tức là các vệ tinh điạ tĩnh. Năm 1955, J. R. Pierce đã đề xuất các ý tưởng cụ thể về
thông tin vệ tinh và vệ tinh viễn thông. Các tiến bộ vượt bậc trong kỹ thuật không gian
trong giai đoạn đó đã cho phép các ý tưởng này sớm trở thành hiện thực.
Thông tin vệ tinh đặc biệt có ưu thế trong các trường hợp:
- Cự ly liên lạc lớn;
- Liên lạc điểm đến đa điểm trên phạm vi rộng cũng như phạm vi toàn cầu;
- Liên lạc đến các trạm di động trên phạm vi rộng (tàu viễn dương, máy bay, các đoàn
thám hiểm,...).
2
Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần
rộng và sự hạn chế công suất phát. Khuếch đại công suất của các bộ phát đáp làm việc
với lượng lùi công suất nhỏ trong các điều kiện phi tuyến, do đó sử dụng điều chế
QPSK là tối ưu.
Các hệ thống truyền qua vệ tinh thường công tác ở dải tần số cỡ Ghz.
Phát sóng truyền hình số trên mặt đất:
Phát sóng truyền hình số mặt đất đã và đang được nghiên cứu trong nhiều năm
trở lại đây. Những nước lớn trên thế giới đã bắt đầu phát sóng truyền hình số mặt đất.
Hiện nay, có ba tiêu chuẩn về truyền hình số mặt đất: ATSC, DVB-T và ISDB-T. Ba
tiêu chuẩn trên có điểm giống nhau là sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín hiệu video.
ATSC sử dụng điều chế 8-VSB còn DVB-T và ISDB-T sử dụng phương pháp ghép đa
tần trực giao (OFDM), các sóng mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16-
QAM hoặc 64-QAM.
Mỗi tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có những ưu, nhược điểm riêng. Nhiều
nước đã tiến hành thử nghiệm và chính thức chọn tiêu chuẩn cho mình.
I.4 - Các hệ thống cáp đã được triển khai.
II - TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG CÁP.
II.1 - Giới thiệu về hệ thống truyển hình cáp.
Hệ thống truyền hình cáp xuất hiện vào những năm cuối của thập niên 40. Các
hệ thống này được gọi là truyền hình ăng ten chung hay CATV (community antenna
telivision). 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
các ăng ten thông thường. Tuy nhiên, do những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống
truyền hình cũ CATV được chấp nhận rộng rãi và ngày càng phát triển.
Nhờ sự phát triển của hệ thống chuyển tiếp viba, CATV có thể phục vụ một
phạm vi rộng lớn và vào cuối những năm 70, vệ tinh viễn thông ra đời cho phép hệ
thống truyền hình cáp nhận được tất cả các chương trình truyền hình trên toàn thế giới.
Một ưu điểm của hệ thống truyền hình cáp là có thể sử dụng các kênh kề nhau để
truyền tín hiệu trong tất cả các phạm vi mà không xuất hiện hiện tượng nhiễu đồng
kênh, đồng thời dung lượng kênh truyền ngày càng tăng nên hệ thống CATV có thể
truyền được hàng trăm kênh phục vụ được nhiều nhu cầu phong phú của thuê bao.
3
II.1.1 - Cấu hình một hệ thống truyền hình cáp.
Cấu hình của một hệ thống truyền hình cáp bao gồm các thành phần sau:
Headend: Bao gồm các headend chính và các headend thứ cấp có chức
năng: Tiếp nhận các chương trình truyền hình từ vệ tinh hoặc các chương
trình quảng bá, điều chế tín hiệu vào các kênh khác nhau, chèn các kênh vào
đường truyền.
Trunk: Cáp trung kế nối giữa headend với các hub hay với các node. Đường
cáp trung kế ngày nay thường được thiết kế bằng cáp quang nhằm giảm
thiểu các bộ repeater và nâng cao chất lượng tín hiệu.
Distribution cable: Các đường cáp chính xuyên các khu dân cư đông đúc
cần phục vụ. Trên các đường các này phải có các bộ khuếch đại công suất
để tín hiệu đủ lớn khi tới các thuê bao. Các đường truyền chính có thể là các
sóng vi ba AML, FML.
Drop cable: Các đường cáp nhỏ từ bộ chia công suất tới máy thu của từng
thuê bao.
Terminal equiptment: Các thiết bị đầu cuối thuê bao: bộ giải mã, bộ đổi tần,
máy thu...
Căn cứ vào dải thông hay số lượng kênh mà hệ thống có thể phục vụ người ta
chia làm các hệ thống nhỏ vừa hay lớn. Bảng dưới đây chỉ ra một cách phân chia các
hệ thống:
Dải thông Phạm vi tần số hoạt động Số lượng kênh
Small 170 MHz 50 MHz- 220MHz 12-22
220 MHz 50 MHz- 270MHz 30
Medium 280 MHz 50 MHz- 330MHz 40
350 MHz 50 MHz- 400MHz 52
Large 400 MHz 50 MHz- 450MHz 60
500 MHz 50 MHz- 550MHz 80
700 MHz 50 MHz- 750MHz 110
950 MHz 50 MHz- 1000MHz 150
Dải thông được chia ra thành các khe, mỗi khe có độ rộng 6-7MHz được gọi là
một kênh. Kênh này đủ để truyền tải một kênh truyền hình tương tự theo tiêu chuẩn
4
NTSC, với các kĩ thuật nén số ngày nay các kênh này có thể truyền được một kênh
truyền hình số độ phân giải cao HDTV hoặc truyền đồng thời 4 kênh truyền hình số
tiêu chuẩn hoặc truyền 16 kênh truyền hình số theo tiêu chuẩn VHS.
Có ba kế hoạch phân kênh để chuẩn hoá tần số của các kênh. Đầu tiên là kế
hoạch liên quan đến sự phân chia của FFC cho các trạm truyền hình quảng bá VHF.
Kế hoạch phân chia này gọi là kế hoạch phân chia chuẩn.
Kế hoạch phân kênh thứ hai được thực hiện bởi sự khoá pha sóng mang kênh
truyền hình và được gọi là IRC (incrementally related cariers). IRC được phát triển để
giảm thiểu méo third-order tạo ra bởi sự khuếch đại lặp của các tín hiệu truyền hình
khi chúng truyền qua hệ thống cáp.
Kế hoạch phân kênh thứ ba là HRC (harmonically related carriers). Nó khác
với sự phân kênh chuẩn và IRC ở chỗ tần số sóng mang thấp hơn khoảng 1.25MHz.
với HRC các sóng mang được khoá pha và là số nguyên lần của 6MHz bắt đầu với
kênh 2 ở 54MHz. Kế hoạch này được tạo ra để làm giảm tác động nhìn thấy được của
méo do các bộ khuếch đại gây ra.
Các kế hoạch phân kênh được thiết kế để giảm tác động của méo bằng cách làm
cho tần số của các kênh đồng bộ với các sóng mang nhiễu.
II.1.3 - Những hạn chế của công nghệ truyền hình hiện tại.
Hạn chế thứ nhất và lớn nhất là cả công nghệ truyền hình tương tự và số đều là
"Truyền hình một chiều”.
Hạn chế thứ hai là sự đơn điệu trong dịch vụ.
Hạn chế thứ ba là không phát huy được hết các lợi ích, thế mạnh, đặc thù riêng
của từng đối tượng nhà cung cấp dịch vụ khác nhau.
II.1.2 - Mục đích phát triển của hệ thống truyền hình cáp trong thời gian tới.
Có thể lựa chọn xem các nội dung mà mình thích hơn là phát gì thì xem đó, tua
tại bất cứ khi nào mình muốn và bao nhiêu lần tuỳ thích như DVD/VCD.
Chơi game, duyệt web, check mail, chat, mua sắm, thanh toán dịch vụ, học tập,
gửi tin nhắn … thậm trí cả làm việc qua chiếc TV.
Các dịch vụ cung cấp đa dạng, và phù hợp với các môi trường kinh doanh khác
nhau.
Tận dụng được các thế mạnh công nghệ hiện tại, phát huy được các ưu thế cạnh
tranh mới và mang về nhiều lợi nhuận hơn.
Cùng với các mục đích này có 2 xu hướng công nghệ đang được nghiên cứu để
phát triển VOD( Video On Demand) và NEOD( Near Video On Demand).
VOD là bạn có thể xem video bất cứ lúc nào bạn muốn với các chức năng như
một đầu VCR ảo, có nghĩa là bạn có thể dừng hình, tạm dừng, tua nhanh, chậm... tất cả
5
những điều đó nghe như không thể thực hiện được, cần có sự thoả thuận với khách
hàng. Một câu hỏi đặt ra là mức độ như thế nào thì khách hàng chấp nhận được và sự
cân nhắc giữa giá cả và sự thuận lợi.
NEOD dựa trên nguyên lí Pareto, nguyên lí này nói rằng tất cả các mong muốn
chỉ tập trung vào một số chủ để thông dụng. Có lẽ khoảng 80% thậm chí ít hơn các chủ
đề là thông dụng. Tiếp theo nữa là giới hạn tần suất truy nhập dịch vụ cũng như giới
hạn yêu cầu của thuê bao. Thay vì thuê bao có thể xem ngay lập tức một bộ phim bất
kì mà mình yêu cầu thì một số bộ phim đang được ưa thích sẽ được phát nối tiếp trên
một vài kênh. Ví dụ trong hệ thống Time Warner Quantum, giả sử mỗi khi yêu cầu
một bộ phim khách hàng phải đợi tối đa 30 phút, độ dài mỗi bộ phim là 2 giờ thì mỗi
bộ phim sẽ yêu cầu 4 kênh. Khi đó trên mỗi kênh liên tục phát bộ phim đó lệch nhau
30 phút. Với kĩ thuật nén video số khả năng tăng dung lượng kênh là rất lớn do đó có
thể xem các bộ phim với thời gian đợi nhỏ hơn bằng việc tăng số kênh cho mỗi bộ
phim.
Ta xét cụ thể một ví dụ sau: một hệ thống cáp có tần số tối đa là 750MHz.
phạm vi từ 50 đến 450MHz để mang các kênh tương tự (dưới 50MHz được sử dụng
cho dành cho đường lên). Phổ 400MHz này được dùng cho các dịch vụ cáp thông
thường. Phổ tần 300MHz từ 450MHz đến 750MHz chứa 50 kênh mỗi kênh 6MHz.
Nếu chúng ta có thể nén các bộ phim trong một dòng 3Mbps và nếu sử dụng phương
pháp điều chế 16VSB, 64QAM hay 256QAM tương ứng với tốc độ 38.5, 27, 38.5
Mbps tương ứng ta sẽ có thể mang 12, 12, 9 bộ phim trong một kênh 6MHz. Vì vậy 50
kênh 6MHz tương ứng với 600, 450 hoặc 600 kênh ảo cho mỗi bộ phim.
Xem xét trường hợp một danh sách 10 bộ phim hay nhất được phát (mỗi bộ
phim dài 135 phút), mỗi bộ phim được phát trên 12 kênh ảo. Như vậy thời gian đợi
cho yêu cầu một bộ phim nào đó là 135/12 = 11,25 phút. tiếp tục sắp xếp 20 bộ phim
khác vào 160 kênh mỗi bộ phim chiếm 8 kênh, thời gian đợi là 16.9 phút. Tiếp tục đặt
40 bộ phim vào 160 kênh, 60 bộ phim vào 60kênh. Tóm lại chúng ta phát được trong
hệ thống cáp quang 130 bộ phim trong tổng số 500 kênh, và chúng ta còn dư ra 100
kênh phục vụ cho các dịch vụ khác.
II.2 - Hệ thống truyền hình cáp hiện nay.
Hiện nay, tại Bắc Mỹ đã có 105 triệu thuê bao cáp đồng trục băng thông
rộng(broadband coaxial cable) trong đó có hơn 75 triệu là thuê bao cáp tivi. Người ta
muốn sử dụng hệ thống cáp tivi để có thể vừa có thể truyền các kênh truyền hình vừa
có thể truyền số liệu tốc độ cao trên hệ thống này. Tuy nhiên để có thể trở thành dịch
vụ truyền thông chất lượng cao, hệ thống truyền hình cáp một chiều phải được nâng
6
cấp thành mạng hai chiều hiện đại. Điều này đòi hỏi một sự đầu tư thích đáng cả về kỹ
thuật lẫn tài chính lớn.
II.3 - Mô hình tổng quan hệ thống thông tin cáp hiện nay.
II.3.1 - Sơ đồ hệ thống cáp trong hệ thống viễn thông chung.
II.3.2 - Mô hình hệ thống từ node đến các thuê bao dùng truy nhập Internet :
7
II.3.2 - Mô hình hệ thống khi dùng ở chế độ dail-up:
II.3.3 - Phân chia tín hiệu đến các thuê bao.
8
II.3.4 - Thiết bị đầu cuối.
III - THIẾT LẬP HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG CÁP.
III.1 - Các thông số kỹ thuật của hệ thống truyền thông cáp hiệu nay.
III.1.1 - Các tiêu chuẩn truyền hình số đang tồn tại.
DVB-T : Châu Âu, Australia, New Zealand...
ATSC: Nam Triều Tiên, Đài Loan, Canada và Mỹ.
ISDB: Nhật Bản.
III.1.2 - Tiêu chuẩn DVB-T.
Chuẩn DVB được sử dụng ở Châu Âu, truyền tải tín hiệu Video số nén theo
chuẩn MPEG-2 qua cáp, vệ tinh và phát truyền hình mặt đất.
Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau:
9
Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II.
Mã hoá Video chuẩn MP @ ML.
Độ phân giải ảnh tối đa 720 x 576 điểm ảnh.
Dự án DVB không tiêu chuẩn hoá dạng thức HDTV nhưng hệ thống truyền tải
chương trình có khả năng vận dụng với dữ liệu HDTV.
Hệ thống truyền hình có thể cung cấp các cỡ ảnh 4:3; 16: 9 và 20: 9 với tốc độ
khung 50 Mhz.
Tiêu chuẩn phát truyền hình số mặt đất dùng phương pháp ghép đa tần trực giao
(COFDM).
DVB gồm một loạt các tiêu chuẩn. Trong đó cơ bản là:
DVB-S: Hệ thống truyền tải qua vệ tinh. Hệ thống DVB-S sử dụng phương
pháp điếu chế QPSK, mỗi sóng mang cho một bộ phát đáp.
DVB-C: Hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình số qua mạng cáp, sử dụng các
kênh cáp có độ rộng băng thông từ 7 đến 8 Mhz và phương pháp điều chế 64-
QAM. DVB-C có mức tỉ số tín hiệu trên tạp âm cao và điều biến kí sinh thấp.
DVB-T: Hệ thống truyền hình mặt đất với các kênh 8, 7 hoặc 6 Mhz. Sử dụng
phương pháp ghép đa tần trực giao có mã (COFDM).
III.2 - Phương thức ghép kênh trong truyền thông cáp.
Tín hiệu tivi được điều chế trong sóng mang có tần số cao. Mỗi kênh tivi được
điều chế trong trong một kênh 6MHz giữa khoảng tần số từ 42MHz đến 850 MHz. Tại
tivi, tần số mong muốn sẽ được lấy ra và được giải điều chế để lấy ra tín hiệu video
ban đầu.
Đối với hệ thống TV tivi tương tự, trong dải thông 6MHz, tín hiệu video sẽ
được điều biên (AM) còn tín hiệu âm thanh sẽ được điều tần (FM) sau đó được ghép
vào sóng mang. Tại đầu thu, tín hiệu này sẽ được giải điều chế để lấy ra tín hiệu. Đối
với hệ thống tivi số, mỗi kênh sẽ chứa một luồng dữ liệu tốc độ 19,39Mbps, đến thẳng
TVsố để giải mã. Theo FFC mỗi đài truyền hình sẽ được cấp một kênh tivi số và một
kênh tivi tương tự.
Hiện nay, chúng ta nghe nói nhiều đến hệ thống vệ tinh số và hệ thống cáp số
nhưng chúng không phải là hệ thống tivi số bởi vì tuy set-top box nhận tín hiệu số từ
vệ tinh hay hệ thống cáp nhưng tín hiệu này sau đó lại được chuyển thành tín hiệu
10
analog để hiển thị lên tivi. Một hệ thống truyền hình số phải đảm bảo các tiêu chuẩn:
Camera số, truyền dẫn số và hiển thị số.
Trên một kênh truyền hình số, mỗi đài truyền hình sẽ được gửi một luồng dữ
liệu số 19,39MGbps. Mỗi luỗng dữ liệu này có khả năng sử dụng như sau:
Một chương trình có tốc độ dữ liệu là 19,39Mbps.
Phân luông dữ liệu này thành các luồng dữ liệu khác nhau (Có thể là 4 luồng
4,85Mbps). Mỗi luồng này được gọi là sub-channel. Mỗi sub-channel có thể
mang một chương trình truyền hình với độ phân giải kém hơn.
Một vài chuẩn tivi số sau:
480i : 704x480 pixels, 60 frame xen kẽ / s tương đương analog TV.
480p : 704x480 pixels, 60 frame đủ/s
720p: 1280x720 pixels, 60 frame đủ/s
1080i: 1920x1080 pixels, 60 frame xen kẽ/s
1080p: 1920x1080 pixels, 60 frame đủ/s
Công nghệ hiện tại đã cho phép người xử dụng truyền hình cáp ngoài việc thu
các kênh truyền hình số còn có thể nhận được các dịch vụ mới như: Internet tốc độ
cao, duyệt Web trên tivi và truyền hình tương tác.
Trong hệ thống truyền hình cáp, các tín hiệu được xếp thành các luồng có phổ
rộng 6MHz và gửi qua hệ thống cáp xuống thuê bao. Để xử dụng hệ thống cáp truy
cập Internet, hệ thống modem cáp sẽ đặt các dữ liệu Internet vào một kênh 6MHz và
gửi xuống máy tính. Trong hệ thống cáp, dữ liệu này cũng tương tự như một kênh tivi.
Đối với dữ liệu upload, do lượng thông tin cần upload ít hơn rất nhiều so với lượng
thông tin download nên băng thông cho dữ liệu lên chỉ là 2MHz. Để có thể upload và
download dữ liệu, hệ thống cần có 2 loại thiết bị: một modem cáp đầu cuối cho người
dùng và hệ thống modem cáp đầu cuối của nhà cung cấp dịch vụ(CMTS).
Cơ chế download và upload dữ liệu cũng giống như hệ thống truy cập Internet
qua mạng điện thoại (Token ring ở mạch vòng và MACD ở mạch hình sao).
Người ta phân chia khoảng tần số cho vùng upload, download, vùng kênh tivi
analog vùng digital tivi và vùng download dữ liệu thành các dải tần số khác nhau.
11
Đối với dữ liệu cần upload, quá trình diễn ra cung theo cơ chế token ring. Đối
với dữ liệu download, các gói tin sẽ được phát quảng bá trong cả mạng, chỉ có điều
mỗi gói tin có địa chỉ MAC của cable modem nên chỉ có modem nào có địa chỉ MAC
của gói tin nó mới giải mã gói tin đó.
Chúng ta sẽ phân loại các dịch vụ có thể thực hiện đối với hệ thống cáp:
Dịch vụ truyền hình một chiều: Có thể phát truyền hình tương tự hoặc truyền hình
số. Đối với hệ thống kênh tương tự, tivi có thể thu trực tiếp tín hiệu trên cáp và giải
điều chế để lấy ra tín hiệu của tivi. Đối với các kênh số, tại đầu thu của tivi cần
thiết phải có bộ nhận tín hiệu số và giải mã. Do số lượng kênh có thể phát trên hệ
thống cáp là rất lớn, hiện nay có thể có tới khoảng 100 luồng 6MHz, cộng với kỹ
thuật nén tín hiệu, hệ thống cáp có thể truyền đồng thời 500 - 600 kênh video cùng
một thời điểm. Nếu tại đài phát, người ta phát theo nguyên lý Pareto, thì ta có thể
có một dịch vụ truyền hình theo yêu cầu có thể chấp nhận được.
Dịch vụ truyền hình hai chiều: Kết hợp với một số thiết bị đầu cuối, người ta có thể
sử dụng cơ sở hạ tầng của hệ thống truyền hình cáp để kết nối Internet, duyệt Web
tivi, truyền hình tương tác. Hệ thống cáp chỉ có chức năng truyền dữ liệu trên đến
thiết bị đầu cuối. Trên hệ thống cáp, dữ liệu sẽ được đóng gói vào các luồng 6MHz
sau đó được ghép kênh và truyền trên hệ thống cáp. Các thiết bị đầu cuối sẽ có
chức năng phân tách các tín hiệu thu được để giải mã ra tín hiệu yêu cầu.
III.3 - Các thiết bị của hệ thống truyền thông cáp.
III.3.1 - Headend.
Head-end là nơi hệ thống cáp nhận các chương trình từ nhiều nguồn khác nhau:
Vệ tinh, các chương trình quảng bá, mạng Internet,... gán cho mỗi chương trình một
kênh và đưa nó lên cáp.
III.3.1.1 - Central Headend.
Central headend là điểm điều chế, khởi tạo và nhận tín hiệu chính cho hệ thống
cáp. Nó thực hiện các chức năng sau:
12
Nhận các chương trình từ vệ tính thông qua TVRO (Television Receive Only).
Nhận các chương trình tivi và radio phát quảng bá.
Điều chế các chương trình và ghép kênh để phát trên hệ thống cáp.
Chèn thêm kênh vào hệ thống trung kế.
III.3.1.2 - Remote Hub site/ Headend.
Remote hubsite hay Headend như là một phiên bản thu nhỏ của central
headend. Nó không thực hiện tất cả các chức năng của central headend và có thể chỉ
xử lý một phần dải tần được phát trên hệ thống nhận được từ central headend.
Nhận các chương trình từ vệ tinh.
Nhận các chương trình thu được từ sóng mặt đất.
Giải điều chế tín hiệu FM thu được từ central headend.
Điều chế các chương trình cho hệ thống cáp.
Chèn các chương trình vào hệ thống trung kế.
Chèn các kênh phản hồi của siêu trung kế về central headend.
Chức năng của Remote Hubsite:
Nhận các kênh từ AML.
Chèn các kênh và trung kế.
Mô hình một hệ thống Headend.
Channel Bandwidths
6Mhz TV channels 500Kbps to 10Mbps using 16QAM or
PQSK
Upto 27Mbps data using 64 QAM Bandwidth depends on service level
Upto 36Mbps data using 256 QAM
13
agreements
Băng thông của dữ liệu được phân đều cho tất cả các thuê bao đăng đăng nhập
hệ thống ( khoảng từ 500 đến 2000 thuê bao).
CMTS.
CMTS(Cable modem termination system) là hệ thống các thiết bị nằm tại cable
headend cho phép truy nhập Internet tốc độ cao từ máy tính cá nhân. CMTS gửi và
nhận tín hiệu cáp modem số trên mạng cáp và nhận tín hiệu upstream từ modem cáp
của người sử dụng, chuyển nó thành gói địa chỉ IP và định đường tín hiệu tới nhà cung
cấp dịch vụ Internet để kết nối Internet. CMTS cung gửi tín hiệu downstream tới
modem cáp của người sử dụng. Modem cáp không thể giao tiếp trực tiếp với nhau mà
phải thông qua CMTS.
III.3.2 - Cáp trung kế (Trunk).
Hệ thống cáp thường sử dụng cáp quang làm trung kế để truyền tín hiệu từ
head-end đến các sub-headend hoặc các node. Dùng hệ thống cáp quang làm trung kế,
tín hiệu truyền được khoảng cách xa với chất lượng cao tuy nhiên do giá thành của các
bộ chuyển đổi quang - điện đắt nên cáp quang hiện nay chỉ sử dụng để làm trung kế.
Trước khi cáp quang được sử dụng làm trung kế, hệ thống trung kế bằng cáp đồng khi
muốn truyền ở khoảng cách xa thường phải dùng từ 30 - 40 bộ khuếch đại, cũng với
khoảng cách đấy số bộ khuếch đại cáp quang chỉ khoảng 6. Mỗi sợi cáp quang hiện
nay được sử dụng để phục vụ khoảng 500 thuê bao gồm: phát truyền hình và truy nhập
Internet.
III.3.3 - Cáp đồng trục chính (distribution cable).
Distribution cable nối với cáp trung kế thông qua một bộ khuếch đại được gọi là
cầu khuếch đại được dùng để khuếch đại tín hiệu trước khi phân nhánh đến nhiều thuê
bao. Cáp đồng trục có giá thành rẻ tuy nhiên có độ suy hao tín hiệu lớn, thường từ
300m đến 500m phải có một trạm lặp tín hiệu.
III.3.4 - Cáp vào hộ gia đình (drop cable).
Hệ thống cáp đồng mềm dẻo được sử dụng để đưa tín hiệu đến thiết bị đầu cuối
trong nhà. Trong trường hợp đơn giản nhất, thiết bị đầu cuối là tivi hoặc VCR. Trong
14
trường hợp tivi hay VCR không tương thích, trong nhà phải có một bộ chuyển đổi
tương thích để chuyển đổi tín hiệu thu được từ cáp sang cho tín hiệu sử dụng được của
tivi.
III.3.5 - Các thiết bị đầu cuối.
III.3.5.1 – Cable modem.
Cable modem là thiết bị được dùng cho việc cung cấp dữ liệu qua mạng truyền
hình cáp.
Một kết nối của modem có tốc độ khoảng 50kbit/s, và được sử dụng điểm nối điểm
không giới hạn khoảng cách.
Một kết nối mạng LAN có tốc độ 10Mbit/s hoặc 100Mbit/s và được sử dụng để kết
nối nhiều máy tính với nhau mà có thể truyền dữ liệu trực tiếp với nhau. Thông
thuờng chúng thường các máy tính trong mạng LAN kết nối với một vài server và
máy in. Khoảng cách kết nối dưới 1Km.
Một kết nối cable modem có tốc độ 3- 50Mbit/s và khoảng cách khoảng 100km.
CMTS có thể kết nối với tất cả cable modem nhưng cable modem chỉ có thể kết nối
được với CMTS. Nếu 2 cable modem cần liên lạc với nhau thì CMTS sẽ phải delay
messages.
15
III.3.5.1 - Cáp modem: IV- CƠ CHẾ TRUYỀN DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG
CÁP.
16
