Truyền hình vệ tinh

gày nay, trong bối cảnh hội nhập và cạnh tranN h khốc liệt nhằm chiếm thị phần người xem, kênh truyền dẫn vệ tinh cùng với các kênh truyền dẫn khác sẽ góp phần vào hội tụ dịch vụ trong t

ĐẶNG HOÀI THANH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI  - Họ tên tác giả luận văn ĐẶNG HOÀI THANH ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TRUYỀN HÌNH VỆ TINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG KHỐ 2009-2011 Hà Nội – Năm 2011 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131362641000000 LỜI NĨI ĐẦU Trong kỷ ngun cơng nghệ, ngành truyền hình nước ta ngày phát triển vũ bão, từ truyền hình tương tự, truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình Internet Từ mục đích quảng bá, đến truyền hình nơi giao lưu, giải trí, mua sắm… hội tụ dịch vụ kênh truyền hình, giảm thiểu khoảng cách khơng gian thời gian Chính lý đó, năm gần đây, đài truyền hình việt nam VTV đẩy mạnh đầu tư truyền hình số vệ tinh dựa thành cơng dự án phóng vệ tinh Vinasat-1 nước ta Ngày nay, bối cảnh hội nhập cạnh tranh khốc liệt nhằm chiếm thị phần người xem, kênh truyền dẫn vệ tinh với kênh truyền dẫn khác góp phần vào hội tụ dịch vụ truyền hình để đáp ứng tương tác hệ thống với người xem, cho phép người xem chủ động thời gian, không gian tăng khả triển khai nhiều dịch vụ & tiện ích khác tương lai hệ thống nhằm đáp ứng nhu cầu người sử dụng miền đất nước từ thành phố lớn đến vùng sâu vùng xa mà không bị ảnh hưởng địa lý, yêu tố phủ sóng khác Luận văn tác giả kết trình nghiên cứu làm việc với hệ thống truyền dẫn vệ tinh đài truyền hình Việt nam Nội dung luận văn chắn nhiều hạn chế nhiên tác giả nỗ lực mang lại nhìn tổng quát truyền hình vệ tinh, đánh giá giải pháp nghiên cứu ứng dụng để đưa vào triển khai thời gian tới Trong trình làm luận văn tác giả hướng dẫn bảo tận tình Giáo viên hướng dẫn PGS.TS Hồ Anh Túy, giúp đỡ đồng nghiệp Tổng cơng ty phát triển phát truyền hình thơng tin EMICO – Đài tiếng nói Việt nam Xin gửi đến Cô, bạn đồng nghiệp lời cảm ơn sâu sắc giúp đỡ quý báu CHƯƠNG I TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH 1.1 Giới thiệu truyền hình số vệ tinh Truyền hình màu với ba hệ: NTSC PAL, SECAM xuất vào thập kỷ 50, 60 tạo nên bước ngoặt lớn q trình phát triển cơng nghệ truyền hình Trong năm gần đây, cơng nghệ truyền hình chuyển sang bước ngoặc – trình chuyển đổi từ cơng nghệ Tương tự sang Số Nhiều nhà nghiên cứu cho “Thời đại Video số, truyền hình số bắt đầu, cơng nghệ tương tự hết vai trị lịch sử Truyền hình tương tự ngày đưa vào quên lãng, nhường đường cho truyền hình số Cơng nghệ truyền hình trải nghiệm thay đổi lớn lao – sư thay đổi chất!” Thật vậy, thiết bị tương tự truyền thống máy ghi hình, Camera, Mixer, bàn kỹ xảo gần số hóa hồn tồn Vài năm trước đây, thiết bị sử dụng công nghệ số “hòn đảo Số” nhỏ “ đại dương Tương tự” mênh mông Ngày “hịn đảo Số” nhỏ bé tự khẳng định trở thành “châu lục Số” rộng lơn, nhanh chóng chiếm lĩnh mơi trường cơng nghệ truyền hình Trên thực tế, nhà sản xuất giảm việc thiết kế thiết bị truyền hình tương tự Vì thiết bị tương tự ngày vắng bóng thị trường Trong tương lai không xa, thiết bị sản xuất chương trình, máy phát hình, thiết bị video, Audio nói chung thay thiết bị số Cùng khơng có q, ta gọi q trình số hố cách mạng cơng nghệ số làm thay đổi tận gốc cách suy nghĩ cách tiếp cận , phương thức sản xuất chương trình truyền hình, chưa kể đến việc nâng cấp chất lượng tín hiệu, tính linh hoạt, khả hội nhập vào môi trường thông tin chung viễn thông, data, giám sát hội nhập tạo điều kiện khơng có ý nghĩa mặt kinh tế, kỹ thuật mà tạo cho ngành truyền hình khả ứng dụng Với cơng nghệ số, tín hiệu Video trung tâm truyền hình khơng cịn xuất hình sóng với thành phần quen thuộc “mức trắng”, “mức đen” Thế hệ kế tiếp, vài năm tới cịn biết đến tín hiệu truyền chuổi bits (bits stream) đồ thị mắt EyeDiagram) Tín hiệu Video thực trở thành chuổi số liệu hồn tồn tương thích có khả truyền tải, xử lý mạng máy tính Trong Studio số, việc truyền xử lý Video thay truyền xử lý luồng liệu Với phát triển công nghệ thông tin ngày nay, truyền hình số tương lai làm thay đổi dây chuyền công nghệ, phương thức sản xuất chương trình truyền hình Như vậy, truyền hình kỹ thuật số mở khả nhiều kênh hơn, chất lượng âm hình ảnh tốt cho người xem Với dòng truyền gửi liệu giống truyền liệu tảng internet hay IPTV, mở hội lựa chọn rộng rãi sản phẩm dịch vụ tiêu chuẩn truyền hình số chất lượng cao Mỹ Anh bắt đầu dịch vụ thương mại vào cuối năm 1998 với hệ thống khác Hiện có tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số giới ATSC, DVB-T, DVB-S, ISDB-T Đầu năm 1999, hệ thống ATSC DVB ITU chấp nhận làm tiêu chuẩn quốc tế phát sóng truyền hình số mặt đất vệ tinh 1.2 Hệ thống truyền hình qua vệ tinh Cùng với việc công bố tiêu chuẩn phát số, hệ thống truyền hình, đặc biệt truyền hình qua vệ tinh phát triển mạnh toàn giới Phương thức truyền hình vệ tinh bảo đảm cho việc truyền hình ảnh âm khoảng cách lớn Đồng thời phát chương trình truyền hình phạm vi rộng trái đất Ưu điểm bật phương pháp thông tin vệ tinh so với hệ thống thơng tin khác truyền hình mặt đất, truyền hình cáp, hệ thống chuyển tiếp viba là: - Khả đa truy cập - Vùng phủ sóng rộng - Ổn định chất lượng tốt nâng cao khả thơng tin băng rộng - Có thể ứng dụng cho thông tin di động - Hiệu kinh tế cao đường truyền thơng tin có cự ly lớn, đặc biệt thông tin xuyên lục địa Nước ta năm vùng phủ sóng nhiều vệ tinh truyền hình đặc biệt có vệ tinh vinasat1 riêng Điều thuận lợi cho việc phát triển hệ thống truyền hình vệ tinh so với hệ thống truyền hình mặt đất mà sử dụng 1.3 Mối tương quan phương thức truyền dẫn phát sóng Như biết, có ba phương thức tách phát sóng truyền dẫn chương trình truyền hình tồn song song (hình 1.1): - Phát sóng mặt đất - Phát sóng vệ tinh trực tiếp - Truyền dẫn cáp – vi ba Ngồi cịn có phương thức truyền dẫn qua mạng Internet IPTV Do đặc thù khác công nghệ, điều kiện khác địa lý, kinh tế - xã hội quốc gia nói chung vùng nói riêng mà tỉ lệ người xem theo phương thức khác Khi chuyển đổi sang công nghệ số, mối tương quan phương thức truyền dẫn phát sóng thay đổi nào? Để trả lời câu hỏi này, cần phải xét vai trò vị trí loại người xem tương lai Hình 1.1: Mối tương quan phương thức truyền sóng 1.3.1 Đặc điểm phương thức phát sóng Phát sóng vệ tinh Việc sử dụng vệ tinh cho hệ thống truyền hình cáp hệ thống truyền hình quảng bá năm 70 kỷ, phát triển với tốc độ nhanh chóng Vai trị vệ tinh khơng thể thiếu việc truyền dẫn phát sóng chương trình truyền hình Một hệ thống truyền hình qua vệ tinh có nhiều ưu điểm, bật là: - Một đường truyền vệ tinh truyền từ môi trường khơng gian, truyền tín hiệu với khoảng cách xa, đạt hiệu cao cho đường truyền dài cho dịch vụ điểm – điểm - Đường truyền vệ tinh khơng bị ảnh hưởng điều kiện địa hình, địa vật, mơi trường truyền dẫn cao so với bề mặt đất Truyền hình vệ tinh thực qua đại dương, rừng rậm, núi cao địa cực - Việc thiết lập đường truyền qua vệ tinh thực thời gian ngắn, điều có ý nghĩa quan trọng việc thu thập tin tức, công việc địi hỏi thời gian thiết lập nhanh chóng - Vệ tinh sử dụng cho hệ thống điểm – đa điểm Với vệ tinh, đặt vô số trạm thu mặt đất, thuận lợi cho hệ thống CATV cho dịch vụ truyền hình trực tiếp đến gia đình DTH (Direct-To-Home) Ngồi truyền hình vệ tinh cịn có khả phân phối chương trình với hệ thống liên kết khác Trong truyền hình vệ tinh, điều quan trọng ý số kênh vệ tinh thiết lập dành cho chương trình truyền hình Các chương trình phục vụ cho hệ thống truyền hình cáp hay truyền hình quảng bá Trong truyền hình vệ tinh quảng bá, số kênh vệ tinh dùng cho chương trình cố định Các chương trình phát liên tục ngày Số kênh lại dành cho dịch vụ tin tức hay thể thao v.v… thực phát chương trình khoảng thời gian Đối với địa bàn lãnh thổ toàn vùng núi, vùng sâu, vùng xa, giải pháp truyền hình số qua vệ tinh thực mang tính kinh tế cao Phát sóng mặt đất Phát sóng mặt đất phương thức có tính truyền thống đơng đảo người xem Hiện Việt nam có đến 70% số lượng TV thu xem qua phát sóng mặt đất Có hai hình thức phát sóng mặt đất truyền hình tương tự truyền hình số mặt đất Vai trị truyền hình tương tự mặt đất chủ yếu hàng triệu máy thu vùng nông thôn vùng sâu vùng xa Cịn với truyền hình số mặt đất có ưu nhược điểm riêng so với phương thức truyền khác, nhược điểm như: - Kênh bị giảm chất lượng tượng fading (phản xạ nhiều đường) gây nên bề mặt mặt đất ví dụ tòa nhà cao tầng - Nhiễu tạp âm người tạo cao - Do phân bổ tần số dầy phổ tần truyền hình, giao thoa truyền hình tương tự số vấn đề cần phải xem xét Chính có ý kiến cho phát quảng bá truyền hình số mặt đất khơng thực tế Tuy nhiên, đời chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T (Digital Video broadcasting – Terrestrial) Châu Âu ATSC (Advanced Television Systems Committee) Mỹ khắc phục phần lớn điểm bất lợi truyền hình số mặt đất so với vệ tinh cáp Mặt khác phát sóng truyền hình số mặt đất có hiệu sử dụng tần phổ cao chất lượng tốt so với phát sóng tương tự tại: - Trên dải tần kênh truyền hình tương tự phát chương trình truyền hình độ phân tích cao HDTV (màn hình rộng, tỉ lệ 16:9) nhiều chương trình truyền hình có độ phân tích thấp như: bốn chương trình độ phân tích tiểu chuẩn thơng thường SDTV, bốn chương trình độ phân tích mở rộng EDTV, chí tới 16 chương trình có độ phân tích hạn chế LDTV chất lượng tương đương VHS - Trong phạm vi phủ sóng, chất lượng ổn định, khắc phục vấn đề phiền tối hình ảnh có bóng, can nhiễu, tạp nhiễu, tạp âm… - Máy thu hình lắp đặt dễ dàng vị trị nhà, xách tay thu lưu động ngồi trời - Có dung lượng lớn chứa âm (như âm nhiều đường, lập thể, bình luận …) liệu - Có thể linh hoạt chuyển đổi từ phát chương trình có hình ảnh âm chất lượng cao (HDTV) sang phát nhiều chương trình có chất lượng thấp hơn, ngược lại Phát sóng qua vi ba nhiều kênh cáp Hệ thống truyền hình cáp CATV xuất vào năm cuối thập niên 40 Đây hệ thống truyền hình có khả phục vụ cho khu vực tập trung đông dân cư, khu vực có điều kiện khó khăn địa hình khơng thể thu anten thông thường, gọi vũng lõm Truyền hình cáp sử dụng kênh nằm phạm vi dải thông cận băng UHF Các kênh truyền hình cáp chia thành băng VHF thấp, VHF giữa, VHF cao siêu băng a Truyền hình cáp vơ tuyến MMDS (Multiprogram Multipoint Distribution System) sử dụng mơi trường truyền sóng viba dải tần 900 MHz Hình 1.2: Mơ hình truyền hình cáp vô tuyến MMDS Tuy nhiên triển khai mạng MMDS đơn giản dùng anten mà không cần kéo cáp đến nhà có nhược điểm: - Hạn chế vùng phủ sóng: sử dụng dải tần 900 MHz, MMDS đòi hỏi anten thu phát phải nhìn thấy Vì vậy, với hộ gia đình sau vật cản lớn tịa nhà khơng thể thực - Chịu ảnh hưởng mạnh nhiễu công nghiệp: sử dụng phương thức điều chế tín hiệu truyền hình tương tự khơng có khả chống lỗi, lại truyền sóng vơ tuyến, tín hiệu MMDS bị ảnh hưởng mạnh nguồn nhiễu công nghiệp - Chịu ảnh hưởng thời tiết: thời tiết xấu, ví dụ mưa to, sét…tín hiệu MMDS vơ tuyến bị suy hao lớn khơng gian, dẫn đến giảm mạn chất lượng tín hiệu hình ảnh - Yêu cầu dải tần số vơ tuyến q lớn: kênh truyền hình cần dải tần MHz, muốn cung cấp 13 kênh truyền hình cần dải thơng 13 x = 104 MHz Đây dải tần vô tuyến lớn nguồn tài nguyên vô tuyến quí giá - Gây can nhiễu cho đài phát vô tuyến khác: phân phối dải tần riêng, máy phát MMDS máy phát vô tuyến khác sinh tần số hài bậc cao ảnh hưởng đến trạm phát sóng vơ tuyến khác - Khó khăn việc cung cấp dịch vụ truyền hình số - Không thể cung cấp dịch vụ hai chiều b Truyền hình cáp hữu tuyến hệ thống mà tín hiệu truyền hình dẫn thẳng từ trung tâm truyền dẫn phát sóng đến hộ dân sợi cáp (đồng trục, cáp quang cáp xoắn) Nhờ người dân xem chương trình truyền hình chất lượng cao mà sử dụng cột anten Hình 1.3: Mơ hình truyền hình cáp hữu tuyến Về góc độ kỹ thuật truyền hình cáp hữu tuyến có ưu điểm vượt trội so với hệ thống truyền hình khác: