Giới thiệu cấu trúc, đặc điểm tiêu chuẩn đối với mạng truyền hình cáp

Với một mạng truyền hình cáp hữu tuyến sử dụng công nghệ tương tự, thiết bị tại thuê bao chỉ là một máy thu hình thu tín hiệu từ mạng phân phối tín hiệu. Khi áp dụng công nghệ hiện đại hơn (mạng số hai chiều), thiết bị tại thuê bao gồm các bộ chia tín hiệu, các bộ SetTopBox và các modem cáp... Các thiết bị này có nhiệm vụ thu tín hiệu và đưa đến ti vi, máy tính để thuê bao sử dụng các dịch vụ của mạng như các chương trình truyền hình, truy cập Internet, truyền số liệu...Trong khi đó, xu hướng thực tế trên thế giới là không sử dụng MMDS để cung cấp dịch vụ truyền hình. Cộng thêm qua phân tích về góc độ kỹ thuật thì việc xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội là cần thiết và phù hợp trong thời điểm hiện nay và trong tương lai. Có thể nói, các chương trình phát thanh truyền hình là những món ăn tinh thần không thể thiếu của nhân dân. Tuy nhiên, các chương trình truyền hình được phủ sóng trên toàn Hà Nội còn hạn chế, nhất là khu vực nội thành: do anten phát chưa được cao, số lượng nhà cao tầng quá nhiều gây hiện tượng che chắn dẫn đến nhiễu sóng làm giảm chất lượng các chương trình truyền hình. Đặc biệt là các khu vực dân cư sau các khách sạn hoặc văn phòng cao ốc như Deawoo, Melia, Tháp Hà Nội... thu tín hiệu truyền hình rất khó, thậm chí có nhiều hộ gia đình không thu được tín hiệu của truyền hình Việt Nam cũng như Hà Nội. Để thu được tốt tín hiệu truyền hình quảng bá mặt đất hầu hết các hộ dân phải dựng cột anten càng cao càng tốt, độ cao tuỳ ý trông rất lộn xộn và thiếu mỹ quan và không an toàn. Trong những năm gần đây, dân số Hà Nội phát triển rất nhanh, số lượng khán giả xem truyền hình cũng tăng rất lớn, điều này làm các cột anten trên các nóc nhà cũng tăng theo gây mất mỹ quan đô thị.

Lời mở đầu

Chỉ cách đây ít năm, truyền hình quảng bá mặt đất vẫn là phơng tiện duy nhất

để truyền tải chơng trình truyền hình đến tuyệt đại đa số ngời dân ở Việt Nam Tuynhiên, trong một vài năm gần đây đã xuất hiện một số dịch vụ truyền hình có trả cớcphí nh truyền hình qua vệ tinh và truyền hình cáp vô tuyến MMDS Song cả hai dịch

vụ trên đều gặp một số hạn chế về ngôn ngữ, đăng ký dịch vụ phức tạp, chi phí cao,chất lợng tín hiệu và khả năng cung cấp dịch vụ

Truyền hình cáp hữu tuyến CATV từ lâu đã không còn xa lạ đối với ngời dân ởmột số nớc trên thế giới Tại Việt Nam và đặc biệt là tại Hà Nội, Công ty Dịch vụTruyền thanh - Truyền hình Hà Nội đã triển khai xây dựng mạng truyền hình cáp hữutuyến trên địa bàn Thủ đô (HCATV) HCATV đã khắc phục đợc những hạn chế củacác dịch vụ truyền hình có trả cớc phí Bởi một hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến sẽcho phép dẫn thẳng tín hiệu từ trung tâm đến các hộ dân hoàn toàn bằng cáp Nhờ đóngời dân sẽ đợc xem các chơng trình có chất lợng cao với chi phí thấp hơn nhiều sovới các dịch vụ truyền hình khác Thủ đô Hà Nội sẽ không còn các anten cao thấp trêncác nóc nhà và nh thế CATV đã góp phần vào việc cải thiện cảnh quan đô thị và thoảmãn nhu cầu ngày càng cao của ngời dân Thủ đô

Qua một thời gian ngắn tìm hiểu thực tế và nghiên cứu quá trình triển khai lắp

đặt mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội, do giới hạn nên tôi chỉ giới thiệu và đềcập đến một số nội dung cơ bản liên quan đến mạng truyền hình cáp hữu tuyến, chủyếu là đề cập đến hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội.Nội dung bản đồ ángồm ba chơng đợc giới thiệu sơ lợc sau đây:

Chơng I: Giới thiệu tổng quan về truyền hình cáp nói chung,tình hình phát

triển của truyền hình cáp trong khu vực và trên thế giới

Chơng II:Giới thiệu hệ thống thiết bị sử dụng trong mạng truyền hình cáp các

tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật

Chơng III: Giới thiệu chung về mạng truyền hình cáp Hà Nội,phát triển các

dịch vụ gia tăng trên mạng truyền hình cáp Hà Nội

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử Viễn ThôngI,các anh chị đang trực tiếp triển khai mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội thuộcCông ty Dịch vụ Truyền thanh - Truyền hình Hà Nội và đặc biệt là Thầy giáo Thạc sỹ

Đỗ Đình Hng giúp đỡ để tôi hoàn thành đồ án này

Hà Nội, Tháng 04 năm 2010

Sinh viên

hiệu (distribution network)

hình 1.1 sơ đồ khối hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến

Trơng Minh Đô

Chơng I Tổng quan về truyền hình cáp1.1 Giới thiệu chung

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

Một hệ thống truyền hình cáp hữu tuyễn sẽ cho phép dẫn thẳng sợi cáp tín hiệu

từ trung tâm chơng trình đến các hộ dân, nhờ đó ngời dân sẽ đợc xem các chơng trình

có chất lợng cao hơn mà không phải dơng các cột anten lên để thu tín hiệu, sẽ khôngcòn hình ảnh các dàn anten lộn xộn cao thấp trên các nóc nhà, mỹ quan đô thị sẽ đợccải thiện

Nh đã đề cập ở trên, từ hàng chục năm nay truyền hình cáp hữu tuyến là giảipháp cung cấp dịch vụ truyền hình cho hầu hết các hộ gia đình tại các nớc phát triển

Có khả năng cung cấp nhiều chơng trình và dịch vụ, chất lợng tín hiệu tốt và đặc biệt

là giá thuê bao hợp lý với đại đa số các hộ gia đình, nên truyền hình cáp hữu tuyến

đ-ợc phát triển hết sức rộng rãi và là một biện pháp hữu hiệu cung cấp ch ơng trình đốivới ngời dân Có thể nói, trong tơng lai truyền hình cáp hữu tuyến sẽ phát triển mạnh

mẽ ở Việt Nam, và phát triển truyền hình cáp tại các thành phố lớn sẽ là tất yếu

Về góc độ kỹ thuật, việc xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội sẽ

có thể khắc phục đợc hoàn toàn các nhợc điểm mà truyền hình cáp vô tuyến MMDScũng nh truyền hình qua vệ tinh vẫn tồn tại:

ã Không bị hạn chế vùng phủ sóng: Các sợi cáp tín hiệu có thể đợc dẫn đếntừng hộ thuê bao tại bất cứ vị trí nào, vì vậy các hộ gia đình vốn gặp khó khăn về thutín hiệu vô tuyến của truyền hình mặt đất hoặc truyền hình vô tuyến MMDS sẽ vẫn đ-

ợc cung cấp dịch vụ truyền hình nhiều kênh với chất lợng cao

ã ít chịu ảnh hởng của nhiễu công nghiệp: Tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến

đợc dẫn đến thuê bao qua các sợi cáp quang hoặc cáp đồng trục Các sợi cáp này cókhả năng chống nhiễu công nghiệp cao hơn rất nhiều so với tín hiệu vô tuyến, vì thế sẽhạn chế tối đa nhiễu công nghiệp, đảm bảo chất lợng tín hiệu dịch vụ

ã Không bị ảnh hởng của thời tiết: Các chơng trình truyền hình trên cáp sẽkhông chịu ảnh hởng của thời tiết do khả nằn cách ly và chống nhiễu tốt của cáp

ã Không chiếm dụng phổ tần vô tuyến: Là một mạng thông tin hữu tuyến riêngbiệt, mạng truyền hình cáp đợc xây dựng sẽ cho phép cung cấp hàng chục chơng trìnhtruyền hình mà không chiếm dụng cũng nh ảnh hởng đến phổ tần vô tuyến vốn đãchật chội, điều này càng trở nên quý giá khi càng ngày các đài phát truyền hình mặt

đất tăng số lợng chơng trình phát sóng

ã Không gây can nhiễu cho các trạm phát vô tuyến nghiệp vụ khác: Các tínhiệu truyền trên các sợi cáp đợc cách ly và chống nhiễu tốt sẽ không gây ra nhiễu vôtuyến cho các trạm phát vô tuyến khác

ã Có khả năng cung cấp tốt các dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai chiều:Dải thông lớn của mạng truyền hình cáp hữu tuyến sẽ cho phép không chỉ cung cấp

các dịch vụ truyền hình tơng tự mà còn cho phép cung cấp nhiều các chơng trìnhtruyền hình số, truyền hình tơng tác và đặc biệt là khả năng cung cấp các dịch vụ viễnthông hai chiều, truy cập Internet, truyền số liệu tốc độ cao mà một mạng viễn thôngcũng khó có thể đạt đợc.

Do u điểm của mạng truyền hình cáp hữu tuyến nh vậy nên hiện nay hệ thốngnày đợc Đài PT-TH Hà Nội và Truyền hình Việt Nam cùng triển khai và đợc nhân dânthủ đô hởng ứng mạnh mẽ

1.1.1 Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu truyền hình cáp

Đài phát thanh và truyền hình Hà Nội sau khi nghiên cứu và phân tích đã sửdụng kiến trúc mạng HFC để truyền tải tín hiệu từ trung tâm đến thuê bao Mạng HFC(Hybrid Fiber/Coaxial Network) là mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục, sử dụng

đồng thời cáp quang và cáp đồng trục để truyền và phân phối tín hiệu Việc truyền tínhiệu từ trung tâm đến các node quang là cáp quang, còn từ các node quang đến thuêbao là cáp đồng trục

Cấu trúc mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu trong truyền hình cáp hữutuyến có nhiều phơng án khác nhau nh mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp đồng trục,mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp quang, mạng có cấu trúc kết hợp cáp quang và cáp

đồng trục

1.1.1.1 Mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp đồng trục

Mạng có cấu trúc hoàn toàn đồng trục đợc mô tả bằng hình 1.2 Trong đó baogồm headend, hệ thống nguồn dẫn, spliter …

Hình 1.2 là sơ đồ đơn giản của một mạng cáp toàn đồng trục truyền thống

* Headend thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Thu các chơng trình từ các nguồn khác nhau

- Chuyển đổi từng kênh tới tần số RF mong muốn, ngẫu nhiên hoá các kênh khi

Mức tín hiệu suy hao tỷ lệ với bình phơng tần số trung tâm khi truyền qua cáp

đồng trục (cáp trục, cáp nhánh và cáp thuê bao) Do vậy tín hiệu ở tần số càng cao suyhao càng nhanh so với tần số thấp Mức tín hiệu cũng bị suy giảm khi đi qua các bộSpliter và Tap

Trên đờng đi của tín hiệu, các bộ khuếch đại tín hiệu đợc đặt ở các khoảngcách phù hợp để khôi phục tín hiệu bị suy hao Các bộ khuếch đại đợc cấp nguồn nhờcác bộ cấp nguồn đặt rải rác trên đờng đi của cáp, các bộ nguồn này đợc nuôi từ mạng

điện sở tại Các bộ khuếch đại xa nguồn đợc cấp nguồn cũng chính bằng cáp đồngtrục: dòng điện một chiều đợc cộng chung với tín hiệu nhờ bộ cộng Đến các bộkhuếch đại, dòng một chiều sẽ đợc tách riêng để cấp nguồn cho bộ khuếch đại

Vì các kênh tần số cao tín hiệu suy hao nhanh hơn nhất là trên khoảng cáchtruyền dẫn dài, các kênh tần số cao cần có mức khuếch đại cao hơn so với các kênhtần số thấp Do đó cần phải cân bằng công suất trong dải tần phát tại những điểm cuối

để giảm méo Để phủ cho một vùng, một bộ khuếch đại có thể đặt ở mức cao, kết quả

là cả mức tín hiệu và méo đều lớn Do vậy, tại nhà thuê bao gần Headend cần mộtthiết bị thụ động làm suy giảm bớt mức tín hiệu gọi là Pad

* Các hệ thống cáp đồng trục đã đợc cải thiện đáng kể chất lợng tín hiệu thucủa TV, tuy nhiên vẫn còn một số nhợc điểm sau:

- Mặc dù đạt đợc một số thành công về cung cấp dịch vụ truyền hình, các hệthống thuần tuý cáp trục không thể thoả mãn các dịch vụ băng rộng tốc độ cao

- Dung lợng kênh của hệ thống không bằng phát vệ tinh quảng bá trực tiếpDBS Hệ thống cáp đồng trục có thể cung cấp hơn 40 kênh nhng các thuê bao DBS cóthể thu đợc gấp hai lần số kênh trên, đủ cho họ lựa chọn chơng trình Các mạng cápyêu cầu thêm dung lợng kênh để tăng cạnh tranh

- Truyền dẫn tín hiệu bằng cáp đồng trục có suy hao rất lớn, nên cần phải đặtnhiều bộ khuếch đại tín hiệu trên đờng truyền Do vậy phải có các chi phí kèm theo:

nguồn cấp cho bộ khuếch đại, công suất tiêu thụ của mạng tăng lên dẫn đến chi phícho mạng lớn.

- Các hệ thống cáp đồng trục thiếu độ tin cậy Nếu một bộ khuếch đại ở gầnHeadend không hoạt động (ví dụ nh mất nguồn nuôi), tất cả các thuê bao do bộkhuếch đại đó cung cấp sẽ mất các dịch vụ

- Mức tín hiệu (chất lợng tín hiệu) sẽ không đủ đáp ứng cho số lợng lớn cácthuê bao Do sử dụng các bộ khuếch đại để bù suy hao cáp, nhiễu đờng truyền tác

động vào tín hiệu và nhiễu nội bộ của bộ khuếch đại đợc loại bỏ không kết và tích tụtrên đờng truyền, nên càng xa trung tâm, chất lợng của tín hiệu càng giảm, dẫn đếnhạn chế bán kính phục vụ của mạng

- Các hệ thống cáp đồng trục rất phức tạo khi thiết kế và vận hành hoạt động.Việc giữ cho công suất cân bằng cho tất cả các thuê bao là vấn đề khó

Để giải quyết đợc các vấn đề trên, các nhà cung cấp cùng đi tới ý tởng sử dụngcáp quang thay cho cáp trung kế đồng trục Toàn hệ thống sẽ có cả cáp quang và cáp

đồng trục gọi là mạng lai giữa cáp quang và đồng trục (mạng lai HFC) Yêu cầu đốivới hệ thống quang tơng tự là duy trì sự tơng thích với các thiết bị cáp kim loại hiệncó

1.1.1.2 Mạng có cấu trúc HFC

Mạng HFC có cấu trúc cụ thể nh sau và đợc mô tả bằng hình 1.3

* Mạng HFC bao gồm 3 mạng con: (segment): Mạng truyền dẫn (Transportsegment), Mạng phân phối (Distribution segment), Mạng truy nhập (Access segment)

- Mạng truyền dẫn bao gồm hệ thống cáp quang và các Hub sơ cấp, nhiệm vụcủa nó là truyền dẫn tín hiệu từ Headend đến các khu vực xa Các hub sơ cấp có chứcnăng thu/phát quang từ/đến các node quang và chuyển tiếp tín hiệu quang tới các Hubkhác

- Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là môi trờng truyền dẫn tín hiệu từtrung tâm mạng đến các thuê bao Tuỳ theo đặc trng của mỗi hệ thống truyền hìnhcáp, môi trờng truyền dẫn sẽ thay đổi: với hệ thống truyền hình cáp vô tuyến nhMMDS, môi trờng truyền dẫn tín hiệu sẽ là sóng vô tuyến, ngợc lại với hệ thốngtruyền hình cáp hữu tuyến (Cable TV) môi trờng truyền dẫn sẽ là các hệ thống cáphữu tuyến (cáp quang, cáp đồng trục, )

Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến có nhiệm vụ nhận tín hiệu

ra từ các thiết bị trung tâm, điều chế, khuếch đại và truyền vào mạng cáp, các thiết bịkhác trong mạng có nhiệm vụ khuếch đại, cấp nguồn và phân phối tín hiệu truyềnhình đến tận thiết bị thuê bao

Hệ thống mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là bộ phận quyết định đếnchất lợng dịch vụ, khoảng cách phụ vụ, số lợng thuê bao và khả năng mở rộng và nângcấp mạng.

Mạng phân phối tín hiệu bao gồm hệ thống cáp quang, các Hub thứ cấp và cácnode quang Tín hiệu quang từ các Hub sẽ đợc chuyển thành tín hiệu điện tại các nodequang để truyền đến thuê bao Ngợc lại trong trờng hợp mạng hai chiều, tín hiệu điện

từ mạng truy nhập sẽ đợc thu tại node quang và chuyển thành tín hiệu quang để truyền

đến Hub về Headend

- Mạng truy nhập bao gồm hệ thống cáp đồng trục, các thiết bị thu phát caotần có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu cao tần RF giữa node quang và các thiết bịthuê bao Thông thờng bán kính phục vụ của mạng con truy nhập tối đa khoảng 300m

* Hoạt động của mạng:

Tín hiệu Video tơng tự cũng nh số từ các nguồn khác nhau nh: các bộ phát đáp

vệ tinh, nguồn quảng bá mặt đất, Video Server đợc đa tới Headend trung tâm Tại đâytín hiệu đợc ghép kênh và truyền đi qua Ring sợi đơn mode (SMF) Tín hiệu đợctruyền từ Headend trung tâm tới thông thờng là 4 hoặc 5 Hub sơ cấp Mỗi Hub sơ cấpcung cấp tín hiệu cho khoảng hơn 150.000 thuê bao Có khoảng hoặc 5 Hub thứ cấp

và Headend nội hạt, mỗi Hub sơ cấp chỉ cung cấp khoảng 25000 thuê bao Hub thứcấp đợc sử dụng để phân phối phụ thêm các tín hiệu Video tơng tự hoặc số đã ghépkênh với mục đích giảm việc phát cùng kênh Video tại các Headend sơ cấp và thứ cấpkhác nhau Các kênh số và tơng tự của Headend trung tâm có thể cùng đợc sẻ chia sử

hình 1.3 Kiến trúc mạng HFC

headendhub sơ cấp

hub thứ cấp

mạng truyền dẫn mạng phân phối mạng truy nhập

node quang

tv

Bộ chia

Bộ chia

dụng trên mạng backbone Mạng backbone đợc xây dựng theo kiến trúc vòng sử dụngcông nghệ SONET/SDH hoặc một số công nghệ độc quyền.

Các đặc điểm của SONET/SDH đợc định nghĩa cấp tốc độ số liệu chuẩn từ tốc độOC-1 (51,84 Mb/s)/STM-1 (155,52 Mb/s) tới các tốc độ gấp nguyên lần tốc độ này

Trong mạng SONET/SDH, tín hiệu Video tơng tự đợc số hoá, điều chế, ghépkênh TDM và đợc truyền ở các tốc độ khác nhau từ OC-12/STM-4 (622 Mb/s) tới OC-48/STM-16 (2448 Mb/s) ở đây sử dụng kỹ thuật ghép kênh thống kê TDM để tăng độrộng băng tần sử dụng Ghép kênh thống kê TDM thực hiện cấp phát động các khethời gian theo yêu cầu để thực hiện các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi qua mạngSONET/SDH Để giảm chi phí lắp đặt, phần lớn các nhà điều hành CATV lựa chọn sửdụng thiết bị tơng thích với chuẩn SONET/SDH, tuỳ theo các giao diện mạng Dung l-ợng node quang đợc xác định bởi số lợng thuê bao mà nó cung cấp tín hiệu Nodequang có thể là node quang cỡ nhỏ với khoảng 100 thuê bao hoặc cỡ lớn với khoảng

2000 thuê bao

* u và nhợc điểm của mạng HFC:

- Sử dụng cáp quang để truyền tín hiệu, mạng HFC sẽ sử dụng các u điểm vợttrội của cáp quang so với các phơng tiện truyền dẫn khác Dải thông cực lớn, suy haotín hiệu rất thấp, ít bị nhiễu điện từ, chống lão hoá và ăn mòn hoá học tốt Với các sợiquang đợc sản xuất với công nghệ hiện đại ngày nay, các sợi quang cho phép truyềncác tín hiệu có tần số lên tới hàng trăm THz (1014-1015 Hz) Đây là dải thông vô cùnglớn, có thể đáp ứng mọi yêu cầu giải thông đờng truyền mà không một phơng tiệntruyền dẫn nào khác có thể có đợc

- Tín hiệu quang truyền trên sợi quang hiện nay chủ yếu nằm trong 2 cửa sổ

b-ớc sóng quang là 1310 nm và 1550 nm Đây là hai cửa sổ có suy hao tín hiệu rất nhỏ:0,3 dB/km với bớc sóng 1310 nm và 0,2 dB/km với bớc sóng 1550 nm Trong khi đóvới một sợi cáp đồng trục loại suy hao thấp nhất cũng phải mất 43 dB/km tại tần số1GHz

- Tín hiệu truyền trên sợi cáp là tín hiệu quang, vì vậy không bị ảnh hởng bởicác nhiễu điện từ từ môi trờng truyền dẫn đễn đảm bảo đợc chất lợng tín hiệu trên đ-ờng truyền Đợc chế tạo từ các chất trung tính là Plastic và thủy tinh, các sợi quang làcác vật liệu không bị ăn mòn hoá học dẫn đến tuổi thọ của sợi cao

- Có khả năng dự phòng trong trờng hợp sợi quang bị đứt

- Mặc dù mạng HFC đã cải thiện đáng kể chất lợng tín hiệu truyền hình, nhngcác mạng con truy nhập vẫn sử dụng các thiết bị tích cực là các bộ khuếch đại tín hiệunhằm bù suy hao cáp để truyền tín hiệu đi xa Theo kinh nghiệm của các nhà điềuhành mạng cáp của châu Âu và châu Mỹ, trục trặc của mạng truyền hình cáp phần lớn

hình 1.4 Kiến trúc mạng HFPC

headendhub sơ cấp

hub thứ cấp

mạng truyền dẫn mạng phân phối mạng truy nhập

node quang

tv

xảy ra do các bộ khuếch đại và các thiết bị ghép nguồn cho chúng Các thiết bị nàynằm rải rác trên mạng, vì thế việc định vị, sửa chữa thông tin không thể thực hiệnnhanh đợc nên ảnh hởng đến chất lợng phục vụ khách hàng của mạng Với các mạngtruy nhập đồng trục, khi cung cấp dịch vụ hai chiều, các bộ khuếch đại cần tích hợpphần từ khuếch đại tín hiệu cho các tín hiệu ngợc dòng đã dẫn đến độ ổn định củamạng giảm Do vậy, xu hớng trên thế giới đang chuyển dần sang sử dụng mạng truynhập thụ động

* Sử dụng mạng truy nhập HFPC sẽ tạo ra các u điểm sau:

- Chất lợng tín hiệu đợc nâng cao do không sử dụng các bộ khuếch đại tín hiệu

mà hoàn toàn chỉ dùng các thiết bị thụ động nên tín hiệu tới thuê bao sẽ không bị ảnhhởng của nhiễu tích tụ do các bộ khuếch đại

- Sự cố của mạng sẽ giảm rất nhiều dẫn đến tăng độ ổn định và chất lợng phục

vụ mạng vì trục trặc của mạng truyền hình cáp phần lớn xảy ra do các bộ khuếch đại

và thiết bị ghép nguồn cho chúng

- Các thiết bị thụ động đều có khả năng truyền tín hiệu theo hai chiều, vì thế độ

ổn định của mạng vẫn cao khi cung cấp dịch vụ hai chiều

- Sử dụng hoàn toàn các thiết bị thụ động sẽ giảm chi phí rất lớn cho việc cấpnguồn bảo dỡng, thay thế và sửa chữa các thiết bị tích cực dẫn đến giảm chi phí điềuhành mạng

- Nếu sử dụng mạng cáp đồng trục thụ động, số lợng thuê bao tại một nodequang sẽ giảm đi, dẫn đến dung lợng đờng truyền cho tín hiệu hớng lên sẽ tăng lên,tạo ra khả năng cung cấp tốt các dịch vụ hai chiều tốc độ cao cho thuê bao.

Với những nhợc điểm nh nêu trên của mạng có cấu trúc HFPC nên Đài PT-TH

Hà Nội đã lựa chọn sử dụng mạng có cấu trúc HFC để truyền tín hiệu

1.2 Phơng thức truyền dẫn tín hiệu Video trên mạng truyền hình cáp

Hiện nay có hai phơng thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình trên mạng truyềnhình cáp hữu tuyến: truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự và truyền dẫn tín hiệutruyền hình số Việc lựa chọn phơng thức truyền dẫn nào cho dự án sẽ đợc phân tíchdới đây

1.2.1 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự trên mạng

Đến nay, hầu hết các máy phát hình tại các Đài PTTH trên toàn quốc cũng nhcác máy thu truyền hình của nhân dân cũng là các thiết bị tơng tự theo tiêu chuẩnPAL D/K Các thiết bị sản xuất chơng trình truyền hình, các thiết bị lu trữ ở nớc ta tuy

đã đợc số hoá mạnh mẽ trong các năm gần đây, nhng mới chỉ ở khâu xử lý tín hiệu,

đến khâu truyền dẫn vẫn phải biến đổi sang tơng tự, do vậy vẫn có các đờng tín hiệuvào/ra tơng tự nhằm tơng thích với các thiết bị tơng tự đã có

* Ưu điểm của truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự trên mạng:

ã Chi phí thuê bao thấp: Hiện nay ngời dân sử dụng máy thu tơng tự chuẩnPAL D/K để thu các chơng trình truyền hình mặt đất, nếu ta cũng phát truyền hình t-

ơng tự qua mạng cáp hữu tuyến theo chuẩn PAL D/K thì các thuê bao hoàn toàn cóthể thu dễ dàng chơng trình truyền hình cáp bằng máy thu có sẵn, điều này hết sứccần thiết vì tránh cho các thuê bao của mạng phải đầu t ban đầu quá lớn

ã Giảm chi phí đầu t cho nhà cung cấp dịch vụ: truyền hình tơng tự cáp hữutuyến đã đợc phát triển trên thế giới từ những năm 1960, vì vậy các thiết bị điều chế,khuếch đại, xử lý tín hiệu truyền hình cáp tơng tự hiện nay rất sẵn trên thế giới, có rấtnhiều hãng sản xuất cạnh tranh cung cấp các sản phẩm này, dẫn đến giá thành thiết bịthấp vì vậy chi phí đầu t ban đầu của các nhà cung cấp dịch vụ sẽ thấp

ã Chi phí vận hành và bảo dỡng hệ thống sẽ thấp: Các thiết bị trung tâm củamạng truyền hình cáp hữu tuyến tơng tự cũng không quá phức tạp trong khi vận hành

và bảo dỡng cũng không quá phức tạp so với vận hành và bảo dỡng hệ thống thiết bịtruyền hình số

ã Từ các phân tích trên dẫn đến: chi phí đầu t ban đầu, lắp đặt và bảo dỡng thấpdẫn đến giá thuê bao giảm Đây là điều hết sức quan trọng quyết định đến sự thànhcông của dự án, bởi vì chỉ cung cấp dịch vụ với giá thuê bao hợp lý mới thu hút đ ợckhán giả và cạnh tranh với các loại hình dịch vụ khác

* Tuy nhiên các hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tơng tự có một số nhợc điểmsau:

ã Trong thực tế, các bộ lọc thông dải trong các thiết bị điều chế tín hiệu truyềnhình cáp tơng tự không đạt đợc đặc tuyến lý tởng, dẫn tới tín hiệu của một kênh chơngtrình này vẫn gây nhiễu sang các kênh liền kề, dẫn đến giảm chất lợng hình ảnh khiphát nhiều kênh chơng trình

ã Do khả năng chống nhiễu của phơng thức điều chế tín hiệu tơng tự kém nênnhiễu tác động vàp tín hiệu trên đờng truyền sẽ không thể loại bỏ đợc ở máy thu, dẫn

đến giảm chất lợng tín hiệu

ã Không thể thực hiện các dịch vụ truyền hình tơng tác, truyền hình độ phângiải cao với các kênh truyền hình tơng tự

1.2.2 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số trên mạng

*Ưu điểm của truyền hình số

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

Sự ra đời của các chuẩn truyền dẫn truyền hình số đã tạo ra những u điểm vợttrội so với các chuẩn truyền dẫn và phát tín hiệu phát truyền hình tơng tự

ã Khả năng chống nhiễu cao: Quá trình điều chế tín hiệu truyền hình số baogồm việc xáo trộn dữ liệu (bit-Interleaving, byte-Interleaving), các khâu này giúp chokhả năng: khi có nhiều đờng truyền tác động vào các nhóm bit hoặc nhóm byte, docác bit trong nhóm bị lỗi không nằm cạnh nhau thực sự trong luồng thông tin, dẫn đến

số lợng bit lỗi trong một nhóm bit thông tin thực tế rất ít, điều này làm cho ảnh hởngcủa nhiễu giảm xuống rất nhiều so với tín hiệu truyền hình tơng tự

ã Có khả năng phát hiện và sửa lỗi: Phơng pháp mã hoá bit đặc biệt (mã hoáReed Solomoon, mã hoá vòng xoắn - Verterbi), và khả năng ghép thêm các bit để pháthiện lỗi và tự sửa đổi trớc khi truyền tín hiệu truyền hình số làm cho các dòng bit tín

hiệu truyền hình số có thể tự phát hiện và sửa lỗi, điều này tín hiệu truyền hình tơng tựkhông thể làm đợc.

ã Chất lợng chơng trình trung thực: Do khả năng chống nhiễu, phát hiện và tựsửa lỗi tốt, tại phía thu tín hiệu truyền hình số sẽ đợc khôi phục hoàn toàn, giúp chohình ảnh phía thu hoàn toàn trung thực nh phía phát

ã Tiết kiệm phổ tần và chi phí đầu t: Bằng cách sử dụng công nghệ nén tín hiệuMPEG-2 và phơng thức điều chế tín hiệu số có mức điều chế cao (QPSK, QAM,16QAM, 32QAM, 64QAM ), dải tần 8MHz của một kênh truyền hình tơng tự hệPAL có thể tải đợc 4-8 chơng trình truyền hình số với chất lợng cao, điều này nângcao hiệu quả sử dụng tài nguyên tần số và tiết kiệm cho chi phí đầu t cũng nh chi phívận hành bảo dỡng thiết bị khi muốn phát nhiều chơng trình

ã Khả năng thực hiện truyền hình tơng tác và truyền số liệu và truy nhậpInternet: Truyền hình số ra đời mở ra một lựa chọn mới cho việc truyền số liệu (data)

và Internet: đó là truyền số liệu và truy nhập Internet kèm theo các chơng trình truyềnhình Việc truyền số liệu kèm theo các chơng trình truyền hình cho phép thực hiện dễdàng các dịch vụ truyền hình tơng tác (truyền hình theo yêu cầu VoD, Web TV ) nhờcác kênh dữ liệu điều khiển từ hớng thuê bao đến các nhà cung cấp dịch vụ

*Cung cấp dịch vụ truyền hình số

Với các u điểm vợt trội của kênh truyền hình số với truyền hình tơng tự hiệnnay hầu hết tất cả các mạng truyền hình cáp hữu tuyến tại Mỹ đã thực hiện cung cấpdịch vụ truyền hình số cho các thuê bao, song song với các dịch vụ truyền hình tơng

tự truyền thống Và truyền hình số thực sự đã làm hài lòng khách hàng với chất lợngcủa mình

Tuy nhiên ở các nớc châu Âu việc triển khai dịch vụ truyền hình số vẫn còn rấthạn chế, theo thống kê cho thấy, chỉ khoảng vài phần trăm số thuê bao tại các nớc này

sử dụng dịch vụ truyền hình số

Tại các nớc châu á, chỉ có Nhật Bản và hàn Quốc phát triển truyền hình số quacáp hữu tuyến, còn lại hầu nh các nớc khác đều không phát triển truyền hình số quacáp Một ví dụ cụ thể là Trung Quốc, nớc này hiện nay đã có đến gần 100 triệu thuêbao truyền hình cáp hữu tuyến nhng hầu nh các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáptại đây không triển khai truyền dịch vụ truyền hình số qua cáp

Tình hình tơng tự cũng diễn ra ở các nớc trong khu vực Đông Nam á nhSingapore, Malaysia, Philipin, Thái Lan, mặc dù số lợng thuê bao truyền hình tơng tự

ở đây rất lớn, nhng các nhà cung cấp dịch vụ cũng không triển khai dịch vụ truyềnhình số

Sở dĩ hiện nay có rất ít nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số qua cáp và thuêbao truyền hình số qua cáp là vì các lý do sau:

 Hệ thống thiết bị tại trung tâm (Headend) dành cho truyền hình số hiện naybao gồm các thiết bị nén, ghép kênh, điều chế tín hiệu số đều đã rất sẵn trên thị tr-ờng, nhng giá của các thiết bị này cao hơn nhiều so với các thiết bị Headend t ơng tự

Đầu t hệ thống thiết bị trung tâm cung cấp tín hiệu truyền hình số sẽ có chi phí gấp1,5 đến 2 lần hệ thống thiết bị trung tâm cung cấp tín hiệu truyền hình tơng tự, vớicùng số lợng kênh chơng trình Nh vậy chi phí đầu t ban đầu là rất lớn nếu muốn cungcấp cả dịch vụ truyền hình tơng tự lẫn truyền hình số

 Thuê bao muốn đợc cung cấp dịch vụ truyền hình số, cần phải trang bị một

đầu thu và giải mã tín hiệu truyền hình số (Digital Cable TV set top box), đây làkhoản đầu t ban đầu lớn của thuê bao, sẽ có ít thuê bao đăng ký dịch vụ này

*Lựa chọn chuẩn truyền hình số cho mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà NộiTrên thế giới hiện đang tồn tại ba tổ chức đa ra các chuẩn về truyền hình số đó làDVB (Digital Video Broadcasting) của châu Âu, DiBEG (Digital BroadcastingExperts Group) của Nhật và ATSC (Advance Television System Comitte) của Mỹ

DVB đợc thành lập từ năm 1993 gồm các chuyên gia kỹ thuật về truyền hìnhcủa các nớc châu Âu có chức năng nghiên cứu và phát triển các chuẩn về truyền hình

số Cho đến nay, tổ chức DVB đã đa ra hàng loạt các chuẩn cho việc truyền dẫn tínhiệu truyền hình số có nén trong các môi trờng khác nhau:

* Các chuẩn DVB-T cho truyền dẫn tín hiệu truyền hình nén MPEG-2 quamạng phát hình mặt đất

* Các chuẩn DVB-S cho truyền dẫn tín hiệu truyền hình nén MPEG-2 qua vệtinh

* Các chuẩn DVB-C cho truyền dẫn tín hiệu truyền hình nén MPEG-2 quamạng cáp hữu tuyến

Không chỉ phát triển các chuẩn cho việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình đếnthuê bao, DVB còn phát triển các chuẩn cho truyền hình tơng tác và số liệu qua mạngphát hình mặt đất, vệ tinh, cáp hữu tuyến nh: DVB-RCT, DVB-RCC cùng các chuẩnkhác liên quan đến việc truyển khai truyền hình số nh DVB-M (cho đo kiểm tra các

hệ thống truyền hình số), MPH (cho các thiết bị thuê bao, các giao diện kết nối cácthiết bị thuê bao, phần mềm điều khiển các thiết bị thuê bao )

DiBEG đợc thành lập từ năm 1997 tại Nhật Bản cho mục đích phát triển truyềnhình số DiBEG đã đa ra tiêu chuẩn truyền hình số ISDB-T (Intergrated ServicesDigital Broadcasting-Terrestrial) cho việc truyền tín hiệu truyền hình số qua mặt đất

Hiện nay DiBEG vẫn cha có chuẩn nào cho việc truyền tín hiệu truyền hình số quacáp.

ATSC là tổ chức đợc thành lập từ năm 1982 việc phát triển truyền hình số của

Mỹ Hiện nay ATSC cũng đã đa ra chuẩn riêng của mình về truyền hình số mặt đất,truyền hình số qua vệ tinh, truyền dữ liệu qua mạng truyền hình mặt đất và vệ tinh vànén audio

Hiện nay, đa số các quốc gia đều chọn DVB-S cho truyền hình số qua vệ tinh,

kể cả Nhật Bản và Mỹ, DVB-S đã chính thức trở thành chuẩn quốc gia cho đa số cácnớc trên thế giới Hiện nay Việt Nam cũng đã chọn DVB-S cho truyền hình số qua vệtinh

Ngợc lại hiện đang tồn tại đồng thời 3 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất của

Mỹ (ATSC), Nhật (ISDB-T) và châu Âu (DVB-T) Nhiều nớc trên thế giới đã tiếnhành thử nghiệm và chọn chuẩn cho quốc gia Trong những nớc đã chính chức chọntiêu chuẩn, có khoảng 84% chọn chuẩn châu Âu, 13% chọn chuẩn Mỹ trong đó cónhiều nớc đã chính thức phát truyền hình số mặt đất Tại Việt Nam, ngày 26 tháng 3năm 2001, Tổng giám đốc Đài truyền hình Việt Nam ra quyết định số 259/QĐ-THVN

về việc lựa chọn tiêu chuẩn phát trong truyền hình số mặt đất của châu Âu (DVB-T)cho ngành truyền hình Việt Nam

Hiện nay trên thế giới mới chỉ có DVB đa ra tiêu chuẩn truyền dẫn tín hiệutruyền hình số trong mạng cáp hữu tuyến cả một chiều lẫn hai chiều (DVB-C và DVB-RCC), DiBEG và ATSC cũng cha có chuẩn cho truyền hình số trong mạng cáp hữutuyến Theo thống kê của tổ chức DVB tháng 5/2001, hơn 30 nớc châu Âu đã lựa chọnDVB-C cho truyền hình số trên mạng hữu tuyến Phần lớn các nớc châu á có mạngtruyền hình cáp phát triển cũng đã lựa chọn chuẩn DVB-C; Nhật Bản, Singapore, ấn

độ, Đài Loan, Brunei, Israel úc hiện nay cũng đã lựa chọn chuẩn DVB-C Hiện naycác công ty truyền hình cáp của Mỹ và các nớc châu Mỹ cũng đã đa vào triển khaiDVB-C trong hệ thống mạng của mình, mặc dù các nớc này vẫn còn phải băn khoăntrong việc chọn chuẩn truyền hình số mặt đất

Nh vậy DVB-C đã dần trở thành một chuẩn phổ biến nhng không chính thứctrên thế giới (De-factor Standard) ở Việt Nam, trong những năm qua do việc triểnkhai truyền hình cáp hữu tuyến trên diện rộng cha đợc chú trọng cho nên việc lựachọn chuẩn nào cho truyền hình số trong mạng cáp hữu tuyến vẫn cha đợc đề cập đến

1.3 Xác định chuẩn truyền số liệu cho mạng truyền hình cáp Hà Nội

Hiện nay tồn tại hai chuẩn cho truyền dẫn số và các dịch vụ tơng tác trên mạngtruyền hình cáp hữu tuyến rất nổi tiếng và cạnh tranh với nhau là DOCSIS và DVB-RCC Sau đây ta sẽ xét qua hai tiêu chuẩn này

1.3.1 Chuẩn DOCSIS

DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification - Đặc tả giao diệntruyền số liệu trên mạng cáp) ra đời bởi MCNS (Multimedia Cable Network System -Hiệp hội các mạng cáp đa dịch vụ) vào tháng 1 năm 1996 Từ tháng 3 năm 1998,DOCSIS đã có version đầu tiên - DOCSIS 1.0 đợc ITU thông qua mà đợc chính thứcban hành thành chuẩn quốc tế cho truyền dẫn các dịch vụ tơng tác qua mạng cáp Đếnhết 31 tháng 12 năm 2001, DOCSIS đã có các version mới 1.1 rồi 2.0 nhằm hoàn thiệnhơn những ứng dụng Ngoài tiêu chuẩn DOCSIS, tổ chức DOCSIS còn đa ra các mô tả

kỹ thuật nhằm hỗ trợ phát triển dịch vụ tơng tác qua mạng nh OpenCable,PacketCable, Cable Net

Ban đầu DOCSIS đợc sử dụng cho các hệ thống truyền hình cáp tại châu Mỹ, vìthế quy định dải tần số cho các kênh hớng xuống nằm từ 88-860 MHz, với băng tần 6MHz cho mỗi kênh, dải tần số hớng lên là 5-42 MHz Tuy nhiên, nhằm mục đích phùhợp với các hệ thống dựa trên DVB-C, DOCSIS đã có thêm một lựa chọn cho các hệthống truyền hình cáp tại châu Âu là Euro-DOCSIS, trong đó quy định dải tần số chocác kênh hớng lên là 5-65 MHz, các kênh hớng xuống sẽ có dải thông 8 MHz, nhữngthay đổi này chỉ nằm tại lớp vật lý trong khi đó lớp MAC và các lớp cao hơn sẽ khôngthay đổi Dải thông cung cấp cho các kênh hớng lên có thể từ 200 KHz đến 3,2 MHz,tín hiệu có thể đợc điều chế hai phơng thức là QPSK hoặc 16-QAM, tốc độ có thể đạt

đợc của các kênh hớng lên đợc mô tả trong bảng sau:

Bảng 1.1 Dải thông và tốc độ của các kênh DOCSIS

Dải tần kênh hớng lên Tốc độ bit khi điều chế QPSK Tốc độ bit khi điều chế

với phiên bản trớc đợc ETSI thông qua và ban hành qua chuẩnETS 200 800, tháng 4năm 2002 Thực chất DVB-RCC dựa trên bộ chuẩn DAVIC của tổ chức DAVIC, hiệnnay DAVIC đã giải tán, các vấn đề nghiên cứu cũng nh tài liệu của DAVIC tiếp tục đ-

ợc DVB sử dụng Các chuyên gia của DVB đang nghiên cứu và sắp đa ra version thứ

DBV-RCC quy định về tốc độ tín hiệu và dải tần làm việc cho các kênh nh sau:Các kênh quảng bá hớng xuống:

- Lớp truyền tải MPEG-2 TS

c/ So sánh DOCSIS và DVB-RCC

Vì DOCSIS đợc phát triển tại Bắc Mỹ, cho nên các thông số của nó sẽ khôngphù hợp với mạng cáp tại châu Âu và Việt Nam, vì chỉ có euro-DOCSIS có các thông

số phù hợp với chuẩn truyền hình châu Âu và Việt Nam, vì thế ta sẽ so sánh giữaEuro-DOCSIS và DVB-RCC.

Khả năng kỹ thuật:

Tốc độ số liệu có thể đạt đợc: Cả Euro-DOCSIS và DVB-RCC đều có khả năngcung cấp dòng số liệu hớng xuống và lên với tốc độ lên đến 52Mb/s cho mỗi dảithông 8 MHz Với tốc độ hớng lên, DOCSIS có khả năng cung cấp dòng bit lên đến 10Mb/s (với phơng thức điều chế 16-QAM, ở dải thông 3,2 MHz), còn DVB-RCC có thểcung cấp tốc độ hớng lên tới 6,176 Mb/s vì phơng thức điều chế đợc sử dụng là QPSKtrong khi đó Euro-DOCSIS có khả năng điều chế cả QPSK và 16-QAM

Năng lực truyền dẫn:

Viện nghiên cứu viễn thông Canada đã tiến hành đánh giá năng năng lực của 3giao thức điều khiển truy nhập đờng truyền MAC (MAC - Media Access Control) làDOCSIS 1.1, DAVIC 1.2 và IEEE 802.14 (dự thảo) Kết quả của đánh giá này đợccông bố trên một tạp chí kỹ thuật viễn thông rất uy tín là IEEE Journal on SelectedAreas in Communication Vol 18, No.7, July 2000 Nh đã nói, DVB-RCC thực chất làkết hợp giữa DVB-C và DAVIC vì thế đánh giá năng lực của DAVIC 1.2 cũng là đánhgiá năng lực của DVB-RCC Do Euro-DOCSIS 1.1 hoàn toàn giống DOCSIS 1.1 tạicác lớp bậc cao và chỉ khác nhau ở lớp vật lý cho nên đánh giá năng lực của MAC củaDOCSIS cũng là đánh giá năng lực MAC của Euro-DOCSIS Vì vậy ta có thể sử dụngkết quả này để đánh giá năng lực của Euro-DOCSIS và DVB-RCC

Kết quả cứu và đánh giá cho thấy, các đặc tính nh: chỉ tiêu chất lợng(Performance Metrics), tải (Load), năng suất truyền qua (Throughput), mức độ xung

đột, khả năng đáp ứng yêu cầu QoS DOCSIS đều tỏ ra hơn trội so với DAVIC, nhvậy có thể nói Euro-DOCSIS trội hơn so với DVB-RCC

Về khả năng ứng dụng tại Việt Nam:

a.Chuẩn DOCSIS:

DOCSIS đợc phát triển cho các hệ thống truyền hình tại Bắc Mỹ, các kênhtruyền hớng xuống chỉ có dải thông 6 MHz (phù hợp với các kênh truyền hình hệNTSC) Dải thông cho các kênh dữ liệu hớng lên 5-42 MHz là nhỏ, không đáp ứng đ-

ợc nhu cầu truyền số liệu hớng lên tốc độ cao khi số thuê bao tăng lên, vì thế sẽ khôngphù hợp ở Việt Nam

b.DVB-RCC:

DVB-RCC và DVB-C đều đợc ra đời bởi một tổ chức Tuy nhiên, cũng nhDOCSIS, Euro-DOCSIS, DVB-RCC là chuẩn độc lập với DVB-RCC, các thiết bị củaDVB-RCC cũng nh DOCSIS, EuroDOCSIS hoạt động đều độc lập với DVB-C Vì thế

lựa chọn DVB-RCC không có ý nghĩa làm cho hệ thống hoạt động đồng bộ hơn khichọn DOCSIS hay EuroDOCSIS.

Thống kê cho thấy số lợng các hãng sản xuất cung cấp các thiết bị theo RCC rất ít so với DOCSIS và EuroDOCSIS Có thể nói DVB-RCC không đợc ủng hộ

Qua trên có kết luận rằng lựa chọn EuroDOCSIS cho các dịch vụ truyền số liệu

và dịch vụ tơng tác qua mạng truyền hình cáp Hà Nội là hợp lý

1.4 Tình hình phát triển truyền hình cáp trong khu vực và trên thế giới.

1.4.1 Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ

Khu vực Bắc Mỹ dẫn đầu thế giới về phát triển truyền hình cáp hữu tuyến vớigần 100 triệu thuê bao, chiếm 90% tổng số ngời xem truyền hình trong khu vực Sựthay đổi nghiêng về truyền hình cáp rất rõ rệt: Năm 1978 truyền hình vô tuyến chiếm93% tổng số ngời xem thì đến năm 1995 giảm xuống còn 55% để nhờng chỗ chotruyền hình cáp hữu tuyến Ngày nay truyền hình cáp hữu tuyến (CATV) với hàngtrăm chơng trình thông tin đang đi sâu rộng vào đời sống kinh tế - chính trị và xã hội

ở khu vực Bắc Mỹ

ở Canada, truyền hình cáp hữu tuyến phát triển rất sớm để phục vụ những vùngnông thôn xa xôi Năm 1982 Canada thực hiện chơng trình thu lệ phí truyền hình cáplàm tăng số lợng ngời xem tới 60% chiếm hơn 7 triệu thuê bao

1.4.2 Truyền hình cáp tại một số thành phố lớn của Mỹ

Cablevision System của Mỹ là tập đoàn viễn thông và giải trí hàng đầu của Mỹcung cấp dịch vụ truyền hình cáp, Cablevision có khoảng 3,4 triệu thuê bao truyềnhình cáp tại Newyork, Boston, Cleveland Trong đó 2,7 triệu thuê bao tại Newyork,350.000 thuê bao tại Boston, 300.000 thuê bao tại Cleveland

Mạng truyền hình cáp của Cablevision ban đầu là cáp đồng trục, đến nay đãphát triển các đờng cáp quang tạo ra hệ thống mạng lai HFC, Cablevision có thể cungcấp các dịch vụ hết sức phong phú cho khách hàng:

 Các chơng trình truyền hình nh Optimum TV.

 Các kênh phim: American Movie Clasics, Bravo, The Independent FilmChannel

 Các chơng trình tham quan du lịch trên TV nh Madison square garden

 Truy cập Internet qua modem CATV

 Cung cấp dịch vụ điện thoại nội hạt qua mạng HFC

Hiện tại Cablevision đang thực hiện một dự án với tổng kinh phí 300 triệu USDnhằm đa dịch vụ truyền hình số và Internet tốc độ cao vào mạng truyền hình cáp củamình

1.4.3 Truyền hình cáp tại các khu vực Châu Âu

Khu vực châu Âu với thị trờng truyền hình cáp ở Đức là 50%, Thuỵ Điển vàPháp: 36% Các nớc Bỉ, Hà Lan, Lucxambua, Thuỵ Sĩ có khoảng 10% Nớc Anh

đứng đầu về sản xuất chơng trình truyền hình cáp ở châu Âu Sở dĩ khu vực Tây Âugiàu có này ít dùng CATV công cộng vì dân chúng sử dụng anten thu trực tiếp từ vệtinh (DAB) đắt tiền, thực chất cũng là truyền hình CATV thu nhỏ trong gia đình

1.4.4 Truyền hình cáp tại Thuỵ Điển

Truyền hình cáp tại Thuỵ Điển đợc triển khai bắt đầu từ những năm 1960 tạicác khu nhà cao tầng mới xây, hệ thống truyền dẫn là cáp đồng trục do nhà nớc quản

lý Mãi đến năm 1992, các hệ thống truyền hình cáp t nhân mới đợc phép hoạt động

Khoảng 70% số hộ gia đình tại Thuỵ Điển truy nhập dịch vị truyền hình cáphữu tuyến CATV Khoảng 80% truy nhập CATV hữu tuyến hoặc qua vệ tinh

Hiện nay có 4 nhà cung cấp dịch vụ CATV lớn nhất tại Thuỵ Điển là:

 Telia: 1,3 triệu thuê bao

 Cablevision: 500.000 thuê bao, trong đó 350.000 thuê bao nằm trong cácmạng cáp có thể đợc cung cấp bằng hai đờng khác nhau

 Stjarn-TV: 230.000 thuê bao

 Wenden Online: 185.000 thuê bao

1.4.5 Truyền hình cáp tại Châu á

Cho đến nay truyền hình cáp tại châu á phát triển khá nhanh chóng đặc biệt là cácnớc Nhật Bản, Hàn Quốc Hiện nay tại Thái Lan có khoảng vài trăm ngàn thuê baotruyền hình cáp, với tỉ lệ hàng tháng 20USD/tháng Campuchia có khoảng 12.000 thuêbao với lệ phí 10USD/tháng Các nớc khác cũng coi truyền hình cáp hữu tuyến là ph-

ơng tiện nghe nhìn đại chúng thích hợp sử dụng kinh phí đóng góp của nhân dân màkhông phải xin kinh phí của Nhà nớc

1.4.6 Hệ thống truyền hình cáp tại Trung Quốc

Cho đến năm 1999, Trung Quốc có khoảng 80 triệu thuê bao truyền hình cáphữu tuyến, đến nay có khoảng 90 triệu thuê bao, đứng thứ hai trên thế giới sau Bắc

Mỹ về số lợng thuê bao Do dân số đứng đầu thế giới và diện tích thứ ba trên thế giới,Trung Quốc chọn phơng án truyền hình cáp hữu tuyến CATV để phát triển kinh tế,văn hoá và tinh thần của nhân dân Đảng và nhà nớc Trung Quốc đề ra chủ trơng

"truyền hình cáp khắp xóm thôn, truyền hình cáp đến mọi nhà" Nhiều đoàn cán bộPT-TH Việt Nam đã chứng kiến thành tựu của truyền hình cáp CATV Trung Quốc tựtạo nguồn vốn đóng góp khổng lồ của nhân dân để phục vụ đời sống văn hoá tinh thầncủa nhân dân và hỗ trợ cho truyền hình vô tuyến bao cấp đang gặp khó khăn

Dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến tại Trung Quốc hiện nay đợc cung cấp bởmột số nhà cung cấp dịch vụ khác nhau Hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tạiTrung Quốc đến nay sử dụng chủ yếu hệ thống sợi quang kết hợp cáp đồng trục HFC

Hệ thống cáp quang cho CATV đợc cung cấp bởi các nhà quản lý mạng viễn thôngquốc gia và liên tỉnh Trung Quốc nh China Telecom, Provincial PTAs, China Unicom,

và một số tổ chức có đờng cáp quang riêng nh: Bộ đờng sắt, Bộ năng lợng, Bộ dầu khí,các tổ chức phát thanh và truyền hình Trung Quốc

1.4.7 Truyền hình cáp tại Indonesia

Truyền hình cáp lần đầu tiên đợc triển khai tại Indonesia là hệ thống mạngK@belvision tại Jakarta

K@belvision là hệ thống mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục HFC(Hybrrid Fiber/Coaxial) cung cấp các dịch vụ bao gồm:

ã Dịch vụ truyền hình cáp: Phim truyện, ca nhạc, thời trang, quảng cáp, giảitrí

ã Truy cập Internet: K@belvision đợc kết nối với các nhà cung cấp dịch vụInternet của Indonesia cho phép khác hàng truyền hình cáp có thể kết nối Internet tốc

độ lên đến 10Mb/s bằng đờng cáp của mạng K@belvision

Hệ thống mạng K@belvision đợc phát triển từ năm 1994 tại Jakarta, đến nay

đã đợc phát triển ra các vùng lân cận của Jakarta K@belvision có thể ghép đến 88kênh truyền hình tơng tự trên cùng một sợi cáp đồng trục

1.5 Kết luận chơng I

Nh đã trình bầy ở trên,u diểm của mạng này là nhợc điểm của mạng kia.tùythuộc vào mô hình kinh tế,điều kiện địa lý để áp dụng loại mạng nào cho phù hợp.nếuxét trong cùng một phạm vi phục vụ ,mạng HFPC yêu cầu số lợng node quang lớn hơnmạng HFC vì vậy:

Lớp vỏ thứ nhất Lõi

Lớp vỏ thứ hai

Lớp bọc

Hình 2.1 Cấu trúc sợi quang

Trong diều kiện mạng quang có sẵn nên chọn phơng án xây dựng mạng HFPCnhằm mục đích giảm chi phí đầu t cho mạng đồng trục, đẩy nhanh tốc độ triển khaimạng,nâng cao chất lợng tín hiệu và hiệu quả khai thác

Trong điều kiện mạng quang còn hạn hẹp, nên chọn phơng án xây dựng mạngHFC Khi đó,để đẩy nhanh tốc độ mở rộng mạng phảI vơn dài mạng động trục bằngcách sử dụng các bộ khuyêchs đại cao tần

Để bảo vệ sợi quang tránh những những tác dụng do điều kiện bên ngoài, sợiquang còn đợc bọc thêm hai lớp nữa bao gồm:

- Lớp vỏ thứ nhất: có tác dụng bảo vệ sợi quang tránh sự xâm nhập của hơi nớc,tránh sự trầy xớc gây nên những vết nứt và giảm ảnh hởng vi uốn cong

- Lớp vỏ thứ hai: có tác dụng tăng cờng sức chịu đựng của sợi quang trớc tácdụng cơ học và ảnh hởng của nhiệt độ

Các đặc tính của sợi quang

P1: Công suất quang đầu vào.

P2: Công suất quang đầu ra

Hệ số suy hao trung bình (suy hao trên một đơn vị chiều dài):

(dB/km) = A(dB)/L(km)

Trong đó:

A: Độ suy hao của sợi quang

L: Chiều dài của sợi quang

* Các nguyên nhân gây nên suy hao:

- Suy hao do hấp thụ vật liệu: Sự có mặt của các tạo chất kim loại và các ion

OH trong sợi quang là các nguồn điểm hấp thụ ánh sáng Mức độ hấp thụ tuỳ thuộcvào bớc sóng ánh sáng truyền qua nó và tuỳ thuộc vào nồng độ tạp chất của vật liệu

- Suy hao do tán xạ Rayleigh: ánh sáng khi truyền trong sợi quang gặp nhữngchỗ không đồng nhất sẽ bị tán xạ Tia xạ truyền qua chỗ không đồng nhất bị toả ranhiều hớng Chỉ có một phần ánh sáng tiếp tục truyền theo hớng cũ, do đó năng lợng

bị mất mát Độ suy hao của tán xạ Rayleigh tỉ lệ nghịch với luỹ thừa bậc 4 của b ớcsóng (-4) nên độ suy hao giảm rất nhanh về phía bớc sóng dài

Ngoài tán xạ Rayleigh, ánh sáng truyền trong sợi còn bị tán xạ khi gặp nhữngchỗ không hoàn hảo giữa lớp vỏ và lớp lõi Một tia tới sẽ có nhiều tia phản xạ khácnhau Những tia có góc phản xạ nhỏ hơn góc tới hạn sẽ bị khúc xạ ra lớp vỏ và bị suyhao dần

- Suy hao do sợi bị uốn cong: Với những chỗ uốn cong nhỏ (vi uốn cong), tiasáng truyền bị lệch trục làm cho sự phân bố trờng bị xáo trộn và năng lợng bị phát xạ

ra ngoài dẫn đến suy hao

Còn khi sợi bị uốn cong, các tia sáng không thoả mãn điều kiện phản xạ toànphần, do đó tia sáng sẽ bị khúc xạ ra ngoài Bán kính uốn cong càng nhỏ thì suy haocàng lớn Các nhà sản xuất khuyến nghị bán kính uốn cong trong khoảng từ 300mmtới 50mm thì suy hao do uôn cong là không đáng kể

* Tán sắc:

Một xung ánh sáng đợc đa vào và truyền dẫn trong sợi quang thì ở đầu ra xung

ánh sáng sẽ bị biến dạng so với xung đầu vào Sự biến dạng này đợc gọi là tán sắc

Tán sắc làm cho biên độ tín hiệu tơng tự bị giảm và bị dịch pha, còn tín hiệu số

sẽ bị mở rộng xung và bị chồng lấn nhau Sự tán sắc làm hạn chế giải thông của sợiquang

Các nguyên nhân gây tán sắc:

- Tán sắc mode: Với sợi đa mode, ánh sáng truyền trong sợi quang phân thànhnhiều mode, mỗi mode có một đờng truyền khác nhau, nên thời gian truyền của cáctia sáng theo các mode là khác nhau Điều đó dẫn tới các tia sáng không ra đồng thờikhỏi sợi quang mặc dù cùng xuất phát tại cùng một thời điểm, gây nên tán sắc

- Tán sắc nội mode: Tán sắc không chỉ do hiệu ứng trễ giữa các mode gây ra

mà nó còn do chính nội tại của các mode riêng rẽ Có hai loại tán sắc nội mode:

+ Tán sắc vật liệu: do sự thay đổi chỉ số chiết suất của vật liệu lõi theo bớcsóng Tán sắc vật liệu là một hàm của bớc sóng

+ Tán sắc dẫn sóng: do s ợi đơn mode chỉ giữ khoảng 80% năng lợng ở tronglõi, còn 20% ánh sáng truyền trong vỏ nhanh hơn năng lợng trong lõi

Lõi dấn điện đợc cấu tạo bằng đồng nguyên chất hoặc nhôm phủ đồng Bao phủlõi dấn điện là lớp cách điện polyethylene với chất dính bảo vệ bên ngoài để chốngthem nớc và giữ connector đợc kết nối chắc chắn Tiếp theo là lớp ống nhôm có tínhnăng chống nhiễu xâm nhập cao và cũng nh giữ cho tín hiệu không bị lọt ra ( đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa cáp trục và cáp phân phối, thuê bao) Ngoài cùng

là lớp vỏ polyethene (PE) và dây treo có cấu tạo bằng thép

.Kích thớc vật lý: quyết định chất lượng cáp, chất lượng tín hiệu

B ng 2.1 Th«ng sè Suy hao @ 20 ảng 2.1 Th«ng sè Suy hao @ 20 oC

Bảng 2.2 Thông số Suy hao @ 20 oC

(dB/100 m) Tần số (MHz)

Suy hao (dB/100 m)

H×nh 2.4 CÊu t¹o c¸p thuª bao RG6

Lõi dẫn điện được cấu tạo bằng thép phủ đồng Bao phủ lõi dẫn điện là lớpcách điện polyethylene với chất dính bảo vệ bên ngoài để chống thấm nước, gặmnhấm và giữ cho connector được kết nối chắc chắn Tiếp theo là lớp nhôm lá và sợinhôm bện bao phủ 60% cáp có tính năng chống nhiễu xâm nhập vào cũng như giữcho tín hiệu không bị lọt ra Ngoài cùng là lớp vỏ PVC

Bảng 2.3 Thông số Suy hao @ 20oC

Tần số (MHz) Suy hao

(dB/100 m) Tần số (MHz)

Suy hao (dB/100 m)

- 1 cổng vào, 1 hoặc 2 cổng ra

- Sử dụng công nghệ khuếch đại GaAs hoặc công nghệ lai GaAs FET

- Chỉ số nhiễu (Noise Figure) thấp

- Điều khiển độ gain giữa các tầng khuếch đại chiều xuống

- Điều chỉnh suy hao, độ dốc linh hoạt

- Có khả năng tiêu hao điện ít

Bảng 2.4 Thụng số kỹ thuật của cáp RG6:

Dải điều chỉnh suy hao đầu vào

(điều khiển bằng nỳm điều chỉnh hoặc pad) 0-18dB

Dải điều chỉnh độ dốc đầu vào

(điều khiển bằng nỳm điều chỉnh hoặc pad) 0-18dB

Điều chỉnh độ dốc giữa hai tầng khuếch đại 8/0dB

điểm kiểm tra mức dộ tín hiệu (test point) 20dB

CTB (mức ra phẳng/mức ra có độ dốc 8dB ≤-73dBc/-76dBc 1CSO CTB (mức ra phẳng/mức ra có độ dốc 8dB ≤-68dBc/-72dBc 1XMOD CTB (mức ra phẳng/mức ra có độ dốc 8dB ≤-64dBc/-68dBc 1(1) Điều kiện đo; 77 kênh tải, mức tín hiệu ra bằng 48 dBmV

(điều khiển bằng nỳm điều chỉnh hoặc pad)

Công suất tiêu thụ (bao gồm cả modem khuếch đại

ngợc dòng)

≤16W

Connector kết nối đầu v o, ào, đầu ra 5/8”

- 1 cổng vào, 1 hoặc 2 cổng ra

- Sử dụng cụng nghệ khuếch đại GaAs hoặc cụng nghệ lai GaAs FET

- Chỉ số nhiễu (Noise Figure) thấp

- Điều khiển độ gain giữa cỏc tầng khuếch đại chiều xuống

- Điều chỉnh suy hao, độ dốc linh hoạt

- Cú khả năng tiờu hao điện ớt

Bảng 2.5 Thụng s k thu t ố kỹ thuật ỹ thuật ật:

Chiều tớn hiệu xuống