Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB t2 và ứng dụng tại đài truyền hình việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CƠNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB – T2 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM ĐỖ XUÂN QUỲNH HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM ĐỖ XUÂN QUỲNH CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 60520203 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU TRUNG HÀ NỘI - 2016 LỜI CAM ĐOAN Lựa chọn đề tài “ Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất BVB – T2 ứng dụng Đài truyền hình Việt Nam”, với mong muốn hoàn thành luận văn cách tốt đẹp Dưới hướng dẫn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Hữu Trung em xin cam đoan nội dung luận văn hoàn toàn thật thân tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tài liệu khoa học nước Các tài liệu, số hiệu trích luận văn hồn tồn khoa học đáng tin cậy Hà Nội, ngày 15 tháng năm 2016 Học viên thực Đỗ Xuân Quỳnh LỜI CẢM ƠN Cơng nghệ truyền hình có ứng dụng rộng rãi phát triển văn hóa đời sống tinh thần xã hội Với ưu điểm vượt trội truyền hình số so với truyền hình tương tự, năm qua, truyền hình số mặt đất phát triển mạnh mẽ giới nói chung Việt Nam nói riêng Việc thay hồn tồn truyền hình mặt đất tương tự cơng nghệ truyền hình số mặt đất tồn giới diễn mạnh mẽ Đến có nhiều quốc gia giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T để phát sóng mặt đất Tuy nhiên, trước nhu cầu đòi hỏi dung lượng, giảm lỗi đường truyền, nâng cao độ tin cậy, giảm công suất thu phát, , với xu hội tụ truyền dẫn, phát triển truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung lượng bit lớn mà DVB-T chưa đáp ứng Từ yêu cầu thực tế đặt đó, nhóm DVB Project phát triển chuẩn truyền hình số hệ thứ hai DVB-T2 Từ năm 2001, Việt Nam tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt đất Trước sức ép lộ trình chuyển đổi hồn tồn sang phát sóng số mặt đất trước năm 2020 xu hướng phát triển DVB-T2 giới, cần nghiên cứu tiêu chuẩn DVB- T, bất cập, tồn triển khai Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc, đặc tính kỹ thuật bản, tính ưu việt tiêu chuẩn DVB-T2 Từ đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý cho hệ thống truyền hình số mặt đất Việt Nam năm tới Từ mục đích vậy, tơi lựa chọn đề tài: ”Cơng nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB-T2 ứng dụng Đài truyền hình Việt Nam” làm đề tài luận văn thạc sỹ Tôi xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình PGS.TS Nguyễn Hữu Trung, đóng góp quý báu đồng nghiệp, bạn bè để luận văn hồn thành Vì thời gian có hạn nên luận văn chắn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận bảo Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè để hoàn thiện vấn đề nêu luận văn Hà nội, ngày 15 tháng năm 2016 Học viên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN ABSTRACT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T 1.1 Hệ thống truyền hình 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Cơng nghệ truyền hình sơ khai-truyền hình tương tự 1.1.3 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số 1.1.4 Những đặc điểm truyền hình kỹ thuật số 1.1.5 Xử lý tín hiệu truyền hình số 10 1.1.6 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 11 1.1.7 Các tiêu chuẩn hệ thống truyền hình kỹ thuật số 11 1.2 Hệ thống truyền hình số DVB-T 12 1.2.1 Khái niệm sơ khối DVB-T 12 1.2.2 Những đặc tính kỹ thuật DVB-T 15 1.3 Kết luận chương 26 CHƯƠNG CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA DVB-T2 27 2.1 Cấu trúc hệ thống truyền hình DVB-T2 27 2.2 Các kỹ thuật xử lý tín hiệu audio video 31 2.2.1 Kỹ thuật số hóa tín hiệu video 31 2.2.2 Nén tín hiệu video số 41 2.2.3 Nén tín hiệu audio số 44 2.3 Nén audio DVB-T2 50 2.3.1 Chuẩn nén MPEG-1 50 2.3.2 Chuẩn nén MPEG-2 55 2.3.3 Chuẩn nén MPEG-4 57 2.4 Kỹ thuật mã hóa điều chế tín hiệu DVB-T2 59 2.5 Mã sửa sai DVB-T2 63 2.6 Các thông số mở rộng DVB-T2 so với DVB-T 63 2.7 Kết luận chương 65 CHƯƠNG TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB -T2 TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM 65 3.1 Những tồn truyền hình tương tự 65 3.2 Ưu điểm truyền hình số DVB-T2 65 3.3 Khả triển khai DVB-T2 69 3.4 Hướng phát triển DVB-T2 70 3.5 Triển khai cơng nghệ cho truyền hình số mặt đất đài truyền hình Việt Nam 72 3.5.1 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ 74 3.5.2 Truyền hình An Viên (AVG) 75 3.5.3 Truyền hình VTC 77 3.5.4 Đài truyền hình Việt Nam VTV 79 3.6 Kết luận chương 80 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt ACE Active Constellation Extension Mở rộng chòm tích cực AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động ATSC Advanced Television System Hội đồng hệ thống truyền Commitee hình cải biên Cơng ty cổ phần nghe nhìn tồn AVG Audio Visual Global BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Bose-Chaudhuri-Hocquenghem BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân CATV Collective Antenna Telvision Truyền hình cáp dây dẫn Carrier/Noise Sóng mang/tạp âm Coding Othogonality Fequency Ghép kênh phân chia theo tần số Dvision Mltiplexing trực giao có mã Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất C/N COFDM DTT DiBEG DPCM Digital Broadcasting Expert Group Differential Pulse Code Modulation DVB Digital Video Broadcasting EDTV Enhanced Definition Television ES cầu Nhóm chuyên gia truyền hình số Điều chế xung mã vi sai Truyền hình số Truyền hình độ phân giải mở rộng Elementary Stream Dòng sở FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước (thuận) FEF Future Extension Frame FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh FIR Finite Impulse Responese Đáp ứng xung hữu hạn GI Guard Intervalman Khoảng bảo vệ High Definitiom Television Truyền hình độ phân giải cao HP High Priority Độ ưu tiên cao ICI Inter-Carrier Interference Nhiễu liên sóng mang IF Intermediate Frequency Trung tần Inverse Fast Fourrier Transform Biến đổi nhanh Fourrier ngược HDTV IFFT Khung mở rộng dành cho tương lai IPTV Internet Protocol Television Truyền hình IP Integrated Services Digital Truyền hình số dịch vụ Broadcasing tích hợp Inter-Symbol Interference Nhiễu liên ký tự Joint Photoghraphic Experts Nhóm chuyên gia nghiên cứu Group ảnh tĩnh Low Density Parity Check Mã kiểm tra ngang hành mật độ (Codes) thấp Low Definitiom Television Truyền hình độ phân giải thấp Low Priority Độ ưu tiên thấp MCM Multi Carrier Modulation Điều chế đa sóng mang MFN Multiple Frequency Network Mạng đa tần Modulator Interface Giao diện điều chế MISO Multi Input Single Output Nhiều đầu vào đầu MPEG Moving Pictures Experts Group ISDB ISI JPEG LDPC LDTV LP MI NTSC OFDM OIRT PAL Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh động National Television System Hội đồng hệ thống truyền hình Comittee quốc gia Mỹ Othogonality Fequency Dvision Ghép kênh phân chia theo tần số Mltiplexing trực giao Organization Internatinal Radio Tổ chức phát truyền hình and Television quốc tế Phase Alternative Line Đảo pha theo dòng Tỷ số cơng suất đỉnh/cơng suất PAPR Peak to Average Power Ratio PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PES Packetized Elementary Stream Dòng sở đóng gói PLP Physical Layer Pipes Ống lớp vật lý Pseudo Random Bit Sequence Chuỗi bit giả ngẫu nhiên PRBS QAM Quadrature Amplitude Modulation trung bình Điều chế biên độ vng góc QPSK RF SDTV Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vng góc Radio Frequence Tần số vơ tuyến Standard Definition Television Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn SFN Single Frequence Network Mạng đơn tần SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm TPS Transmission Parameter Signalling Báo hiệu tham số bên phát TR Tone Reservation Hạn chế âm sắc TS Transport Stream Dòng truyền tải UHF Ultra High Frequency Tần số siêu cao (Siêu cao tần) VHF Very High Frequency Tần số cao VO Video Object Đối tượng video VSB Vestigal Side Band Điều biên cụt VTC Vietnam Television Corporation VTV Vietnam Television Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện Việt Nam Đài truyền hình Việt Nam DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Khoảng thời gian bảo vệ chế độ phát khác [5] 26 Bảng 3.1: Các tham số phát sóng truyền hình An Viên [12] 75 Bảng 3.2: Các tham số phát sóng Đài truyền hình Việt Nam [13] 78 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan hệ thống truyền hình số Hình 1.2: Chất lượng tín hiệu số tương tự Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống thu phát truyền hình số 11 Độ lợi đạt dược 1,4% (8K mode) 2,1% (32K mode) Hình 3.4 so sánh phổ 2K so với 8K với khoảng bảo vệ Tu/4 kênh 8MHz Sóng mang mở rộng có đặc tính tùy chọn, lẽ với đặc tính khó đạt mặt nạ phổ tỷ số bảo vệ Trong DVB-T2, số sóng mang chế độ mở rộng tăng cao, nên lưu lượng liệu truyền tăng lên so với chế độ sóng mang thơng thường DVB-T Hình 3.4: Phổ tín hiệu tín hiệu truyền phát DVB lý thuyết 3.3 Khả triển khai DVB-T2 Tiêu chuẩn DVB-T2 phải bảo đảm tính tương quan chuẩn họ DVB Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 tiêu chuẩn chủ yếu dành cho đầu thu cố định thu di động Do vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng hệ thống hạ tầng anten có • DVB-T2 phải tn thủ tiêu chí có tính ngun tắc tính tương quan chuẩn họ DVB Điều có nghĩa chuyển đổi tiêu chuẩn DVB phải thuận tiện cao đến mức có thể, ví dụ DVB-S2 (tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh hệ thứ 2) DVB-T2 • DVB-T2 phải kế thừa giải pháp tồn tiêu chuẩn DVB khác DVB-T2 phải chấp nhận giải pháp kỹ thuật có tính then chốt DVB-S2 68 • Mục tiêu chủ yếu DVB-T2 dành cho đầu thu cố định di chuyển được, vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng anten thu tồn gia đình sử dụng lại sở anten phát có • Trong điều kiện truyền sóng, DVB-T2 phải đạt dung lượng cao hệ đầu (DVB-T) 30% • DVB-T2 phải đạt hiệu cao DVB-T mạng đơn tần SFN (Single Frequency Network) • DVB-T2 phải có chế nâng cao độ tin cậy loại hình dịch vụ cụ thể Điều có nghĩa DVB-T2 phải có khả đạt độ tin cậy cao vài dịch vụ so với dịch vụ khác • DVB-T2 phải có tính linh hoạt băng thơng tần số • Nếu có thể, phải giảm tỷ số công suất đỉnh/ công suất trung bình tín hiệu để giảm thiểu giá thành truyền sóng Từ khả gia tăng dung lượng theo đặc tính kỹ thuật DVB-T2, mơi trường truyền dẫn DTT gia tăng thêm dịch vụ hỗ trợ tăng tính cạnh tranh so với mơi trường truyền dẫn khác Nhờ đó, nhiều quốc gia mơi trường DTT cung cấp dung lượng đủ để triển dịch vụ Với quốc gia thông báo kế hoạch dùng chuẩn DVB-T2, dịch vụ HDTV dịch vụ nhắm đến triển khai Có thể thấy, hội để cung cấp nhiều chương trình truyền trình HD mơi trường mặt đất (với số lượng dịch vụ HD đáng kể) đạt tốt dùng DVB-T2 Tuy nhiên, với số quốc gia (như: Pháp, Ý) phổ tần đủ để triển khai dịch vụ HD cần dùng chuẩn DVB-T kết hợp với kỹ thuật nén MPEG-4 AVC Có thể thấy, dịch vụ môi trường mặt đất dễ chiếm thị trường khả triển khai nhanh phục vụ số lượng người xem Tùy theo mô hình kinh doanh, việc hỗ trợ dịch vụ miễn phí trả tiền DTT xem xét cung cấp Tiêu chuẩn DVB-T2 đời cho phép người làm truyền hình Việt Nam có nhiều lựa chọn việc xây dụng hệ thống truyền hình kỹ thuật số đại Truyền hình số quảng bá mặt đất phát triển rộng khắp tỉnh thành 69 nước ngày có nhiều nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số quảng bá với số lượng chương trình ngày tăng Với ràng buộc giới hạn băng tần, mơi trường truyền hình mặt đất cần có hệ thống truyền dẫn hiệu để đáp ứng yêu cầu truyền hình tương lai hỗ trợ triển khai dịch vụ truyền hình Sự phát triển DVB-T2 minh chứng cho tin tưởng vào công nghệ quảng bá mơi trường truyền hình mặt đất Việc phát triển tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hệ thứ hai đáp ứng yêu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thơng giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình DVB-T2 hỗ trợ hội cho nhà quảng bá triển khai chuỗi dịch vụ HDTV mơi trường DTT, hỗ trợ dịch vụ truyền hình tương lai Các dịch vụ hệ 3DTV hưởng lợi từ việc gia tăng dung lượng sẵn có DVB-T2 Việc thay tiêu chuẩn DVB-T tiêu DVB-T2 cần có khoảng thời gian “quá độ” trình chuyển đổi Tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 cung tồn nhiều năm, tiêu chuẩn hỗ trợ cho người xem loại hình dịch vụ khác Hiện nay, Việt Nam thành cơng việc ứng dụng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2, cơng nghệ truyền hình tiên tiến giới truyền dẫn phủ sóng truyền hình nước 3.4 Hướng phát triển DVB-T2 DVB - T2 tiêu chuẩn hệ thống tiên tiến giới truyền hình số mặt đất ( DTT), cung cấp dung lượng cao hơn, linh hoạt hiệu 50 % so với hệ thống DTT khác Nó hỗ trợ SD, HD, UHD, TV di động, radio, kết hợp DVB-T2 chuẩn kỹ thuật hệ thứ hai hệ thống truyền hình số mặt đất Giống DVB-T, hệ thống dùng điều chế OFDM hỗ trợ mode điều chế lên đến 32K Dù sử dụng nhiều sóng mang hệ thống chấp nhận echo xảy có độ dài chấp nhận DVB-T, nhiên khoảng bảo vệ ngắn điều giúp cho dung lượng liệu 70 truyền dẫn đạt hiệu cải tiến cao Mặt khác, thơng tin pilot gần với mức tối thiểu mặt lý thuyết DVB-T2 cho phép giản đồ chòm lên đến 256QAM sóng mang, dung lượng liệu truyền có mức tăng lớn băng thông kênh DVB-T2 DVB-T kế thừa chế sửa lỗi từ hệ thống vệ tinh tương ứng, cụ thể trường hợp DVB-T2 kế thừa co chế sửa lỗi DVB-S2 Mặc dù mã LDPC tốt với kênh AWGN (trong đường truyền vệ tinh), mã lại không tốt ứng dụng COFDM kênh truyền chịu tác động lớn kênh sóng phản xạ (multipath) đường truyền mặt đất Để khắc phục phần vấn đề này, DVB-T2 định nghĩa sử dụng chòm xoay (rotated constellation) Ngoài ra, DVB-T2 giới thiệu kỹ thuật gọi mã Alamouti, ví dụ đường truyền MIMO (Multiple Input Multiple Output) Hiệu thực tế DVB-T2 khảo sát với kênh truyền gần thẳng (near line-of-sign) truyền đến anten đặt mái nhà hiệu cải tiến kỳ vọng tương tự DVB-S2 so với DVB-S Đối với kênh truyền có có mặt kênh phản xạ xen nhiễu hiệu cải tiến khó dự đốn cần có thử nghiệm từ thực tế Một khảo sát BBC với kênh truyền tương đương kênh Gauss thông số DVB-T2 sau: • Điều chế 256QAM • Khoảng bảo vệ 1/128 • Tỉ kệ mã FEC LDPC 3/5 • Mode 32K Dung lượng liệu truyền đạt với thông số 39.5Mb/s, nghĩa dung lượng lớn 50% so với Multiplex A Anh dùng DVB-T (đánh giá dựa kênh truyền tương đương kênh Gauss) DVB-T2 đạt tốc độ bit hiệu cao giai đoạn ngắn cải tiến Tuy nhiên, đặc tính kênh truyền mặt đất khác biệt với đặc tính kênh truyền Gauss, nên việc dự đốn xác mức độ cải tiến cần có thời gian 71 đánh giá dài Mặt khác, kỹ thuật có khả dùng cho thu sóng cố định di động khơng khảo sát nhiều họ chuẩn DVB-T MIMO (Multiple Input Multiple Output) MIMO thích hợp với việc dùng hai nhiều anten cho việc truyền thu sóng Một giải pháp đơn giản hệ thống MIMO hai anten sử dụng anten dùng theo phân cực dọc anten dùng phân cực ngang Cả máy phát máy thu cần có anten phân cực để phát sóng thu sóng Khi thu sóng, dù máy thu phải xử lý tín hiệu để tách riêng hai đường truyền có thành phần tín hiệu xáo trộn với Tuy nhiên, với kỹ thuật xử lý tín hiệu điều khơng khó để khắc phục Kỹ thuật mạnh gia tăng gần gấp đôi dung lượng liệu băng thông xác định (hoặc cải tiến lớn sức mạnh tín hiệu cách cho phép tỉ lệ bit sửa lỗi lớn mã sửa lỗi) Thách thức cần xem xét cần có thay đổi đáng kể hạ tầng truyền dẫn Với trạng có, việc sử dụng anten đẳng hướng để hoạt động tốt cho hai phân cực khó tốn chi phí Một khả khả thi ứng dụng MIMO sử dụng nhiều anten máy phát máy thu Điều phù hợp với tầng số cao (ví dụ lớn 5GHz) cấu trúc anten khơng q lớn Nhìn chung, kỹ thuật MIMO gia tăng tốc độ liệu cho băng thông kênh hướng cải tiến quan trọng chuẩn DVB-T2 triển khai số khu vực Tuy nhiên việc đưa tiêu chuẩn vược bậc DVB T3 với mức kỳ vọng khơng khả thi thân DVB T2 256 QAM đạt gần tới hạn giới hạn Shannon 3.5 Triển khai công nghệ cho truyền hình số mặt đất đài truyền hình Việt Nam So sánh với chuẩn truyền hình số DVB-T chuẩn hệ thứ hai DVB-T2 cung cấp gia tăng dung lượng tối thiểu 30% điều kiện thu sóng dùng anten thu có Trên thực tế, số thử nghiệm sơ cho thấy dung lượng gia tăng lên tới 50% Điều thuận lợi cho việc triển khai dịch vụ quảng bá đòi hỏi dung lượng cao HDTV, 3DTV Từ năm 72 2009, có nhiều Quốc gia đưa DVB-T2 vào phát sóng thử nghiệm đến nhiều nước bắt đầu triển khai truyền hình số mặt đất lựa chọn tiêu chuẩn DVBT2 Điển Ấn Độ, Nga, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, nước Đông Âu Những nước triển khai phát sóng DVB-T có kế hoạch chuyển dần sang phát sóng tiêu chuẩn DVB-T2 khơng tiếp tục mở rộng mạng DVB-T Giá thành thiết bị truyền hình số tiêu chuẩn DVB-T2 giảm đáng kể từ mà tiêu chuẩn nhiều nước triển khai áp dụng Hiện giá thành thiết bị phát sóng truyền hình số mặt đất sử dụng tiêu chuẩn DVB-T2 tương đương với thiết bị sử dụng tiêu chuẩn DVB-T Giá thành thiết bị thu sử dụng công nghệ DVB-T2 cao không đáng kể sử dụng chuẩn DVB-T Nếu tiếp tục triển khai phát sóng theo chuẩn DVB-T khơng phù hợp với xu công nghệ khu vực giới, lâu dài gây tốn khó khăn cho q trình chuyển đổi cơng nghệ từ tiêu chuẩn DVB-T sang tiêu chuẩn DVB-T2 Tại ASEAN: vào đầu năm 2012, Hiệp hội nước Đông Nam Á ASEAN khuyến cáo nước thành viên cần áp dụng tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hệ DVB-T2 để tránh q trình chuyển đổi cơng nghệ DVB-T kéo dài tốn sau Tại Việt Nam: Cơng ty Cổ phần nghe nhìn tồn cầu AVG triển khai phát sóng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 với mạng đơn tần Đài truyền hình Việt Nam định sử dụng tiêu chuẩn DVB-T2 phát sóng thức Hà Nội TP Hồ Chí Minh từ đầu năm 2013 Cơng ty VTC, doanh nghiệp sử dụng tiêu chuẩn DVB-T có kế hoạch triển khai phát sóng truyền hình số tiêu chuẩn DVB-T2 dần chuyển đổi hồn tồn cơng nghệ sang DVB-T2 Ban Chỉ đạo Đề án số hóa truyền hình Việt Nam thảo thuận thống xác định việc áp dụng tiêu chuẩn truyền hình số DVB-T2 đem lại nhiều hiệu kinh tế, xã hội, phù hợp với xu phát triển công nghệ, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hoá, đại hoá đến năm 2020 Trên sở đó, Ban đạo Đề án số hóa truyền hình Việt Nam đề nghị Thủ tướng Chính phủ giao Ban đạo Đề án số hố thức u cầu doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền dẫn, phát sóng 73 truyền hình số cần áp dụng tiêu chuẩn phát sóng DVB-T2, chuẩn nén tín hiệu âm hình ảnh MPEG-4/H.264 Riêng Tổng cơng ty VTC, phát sóng theo tiêu chuẩn DVB-T/MPEG-2 nên việc chuyển đổi sang phát sóng DVBT2/MPEG-4 cần có thời gian lộ trình thích hợp, đảm bảo khơng ảnh hưởng tới người xem Văn phòng Chính phủ có cơng văn số 9050/VPCP-KTN thơng báo Phó Thủ tướng Nguyễn Thiện Nhân đồng ý với kiến nghị Ban đạo băn số 2499/BTTTT-BCĐ ĐASHTHCV Sự lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T2 hứa hẹn đem lại nhiều hiệu kinh tế, xã hội, phù hợp với xu phát triển cơng nghệ đẩy nhanh q trình số hóa truyền hình mặt đất Việt Nam 3.5.1 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ Từ ưu điểm DVB-T2 so với DVB-T, q trình số hóa truyền hình mặt đất Việt Nam cần lựa chọn giải pháp cơng nghệ cho truyền hình số mặt đất sau: • Khơng phát triển thêm hệ thống truyền hình mặt đất theo cơng nghệ cũ analog DVB-T, bước triển khai hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 bên cạnh hệ thống DVB-T có • Khi triển khai mạng DVB-T2 cần phải quy hoạch thống nhất, khoa học vùng toàn quốc, thiết kế hợp lý mạng đa tần mạng đơn tần • Với hệ thống triển khai lắp đặt, đầu thu DVB-T2 chưa phổ biến, giá thành cao, trước mắt góc độ kinh tế chưa phù hợp điều quan trọng việc xây dựng hệ thống phải có tính mở để phát DVB-T chọn lọc thiết bị tương thích với tiêu chuẩn DVB-T2, điều kiện cho phép dễ dàng chuyển đổi sang hoạt động theo tiêu chuẩn DVB-T2 • Trong vùng để tăng dung lượng, tiết kiệm dải sóng mang phục vụ cho khả thu truyền hình di động nên thiết kế hệ thống mạng đơn tần • Đối với khu vực miền núi, địa hình phức tạp, sóng truyền hình khó truyền xa, đồng thời cần đưa vào hệ thống chương trình truyền hình địa phương nên sử dụng mạng đa tần với kênh liền kề 74 • Để đáp ứng nhu cầu xem nhiều kênh chương trình, tăng loại hình dịch vụ, đặc biệt kênh HDTV, ngồi việc buộc phải chọn cơng nghệ DVB- T2 cần phải ứng dụng kỹ thuật nén tín hiệu MPEG-4 AVC 3.5.2 Truyền hình An Viên (AVG) Truyền hình An Viên đơn vị cung cấp truyền hình kỹ thuật số nói chung kỹ thuật số mặt đất nói riêng đơn vị Việt Nam triển khai mạng truyền dẫn phát sóng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 áp dụng cho công nghệ mạng đơn tần SFN đảm bảo tiết kiệm tài nguyên tần số Các tham số phát sóng truyền hình An Viên thể bảng 3.3 Bảng 3.1: Các tham số phát sóng truyền hình An Viên [12] Thơng số Giá trị Tiêu chuẩn phát sóng DVB-T2 Băng thơng (MHz) 7.61 Tiêu chuẩn nén MPEG-4 Kích thước FFT 32K Kiểu điều chế 64 QAM Tỷ lệ mã FEC ¾ Khoảng bảo vệ 19/256 Mẫu PP PP4 • Khu vực nội thành Hà Nội: thu sóng băng anten AVG loại tương đương, lắp đặt nhà • Các khu vực khác vùng phủ sóng: thu Chế độ thu anten AVG loại tương đương, lắp đặt ngòai trời, chiều cao khoảng 5m • Các khu vực biên vùng phủ sóng: thu anten AVG loại tương đương, lắp đặt trời, chiều cao khoảng 10m 75 Cấu hình tổng thể hệ thống truyền dẫn, phát sóng theo tiêu chuẩn DVB-T2 áp dụng công nghệ mạng đơn tần SFN với kênh tần số 57 (762 MHz), 58 (770 MHz) 59 (778MHz) thể hình 3.8 Hình 3.8: Cấu hình tổng thể hệ thống mạng SFN theo tiêu chuẩn DVB-T2 AVG Hệ thống bao gồm: • Program source (Nguồn chương trình): Bao gồm kênh truyền hình AVG tự sản xuất nguồn chương trình khác • Headend (Trung tâm truyền hình): Là nơi thực việc nén kênh chương trình sử dụng hệ thống thiết bị Encoder theo tiêu chuẩn MPEG-4, hệ thống chèn khóa mã (CA) quản lý thuê bao, thiết bị ghép kênh chuong trình (MUX) Đầu ghép kênh (MUX) dòng truyền tải TS (tương ứng cho kênh tần số) đưa vào hệ thống T2 Gateway • T2 Gateway: Hệ thống gồm T2 Gateway tiếp nhận luồng TS đầu MUX, thực chức đóng gói khung sở (Basedband Frame), thơng tin báo hiệu L1, thông tin đồng bộ,… vào gói T2-MI Đầu T2 Gateway gói T2-MI đóng gói truyền mạng truyền dẫn IP đến máy phát trạm Đảm bảo thực phát đồng tín hiệu mạng đơn tần SFN 76 • Mạng truyền dẫn: Thực phân phối tín hiệu từ đầu Headend đến trạm phát sóng • Trạm phát sóng: Các trạm phát sóng triển khai phạm vi nước, với kênh tần số trạm có máy phát sóng DVB-T2, cơng suất máy phát 3kW Hiện tại, truyền hình số mặt đất An Viên phủ sóng gần nước, phát sóng chuẩn DVB-T2 với 70 kênh hạ tầng truyền hình số mặt đất miền Bắc, 67 kênh hạ tầng số mặt đất miền Nam 3.5.3 Truyền hình VTC VTC phát sóng trun hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T2 Đà Nẵng từ tháng 9/2013 phát sóng DVB-T2 Hà Nội TP Hồ Chí Minh vào đầu năm 2014 Đây bước kế hoạch tổng thể VTC đầu tư nâng cấp mạng phát sóng truyền dẫn số mặt đất lên công nghệ DVB-T2 đảm bảo tiến độ số hóa phát truyền dẫn tồn quốc theo Đề án số hóa phát sóng, truyền dẫn truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-t2 Chính phủ phê duyệt Hiện đơn vị có giấy phép thiết lập hạ tầng mạng truyền hình số phủ sóng tồn quốc VTV, VTC, AVG VTC đơn vị tiên phong có phạm vi phủ sóng số rộng VTC phủ sóng 47 tỉnh, thành phố với gần 30 kênh chương trình khơng thu phí phục vụ nhiệm vụ trị, thơng tin tun truyền thiết yếu Trung ương địa phương, phục vụ triệu hộ dân Trong thời gian tới, VTC triển khai nâng cấp mạng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVBT lên hệ thống truyền dẫn, phát sóng số mặt đất theo cơng nghệ DVB-T2 đảm bảo phủ sóng tồn quốc 3.5.4 Đài truyền hình Việt Nam VTV Tính đến đầu năm 2014, Đài Truyền hình Việt Nam VTV phát sóng số chuẩn DVB-T2 kênh tần số 25 TP Hồ Chí Minh, 51 Hà Nội, 43 Đà Nẵng, 43 Hải Phòng 45 Cần Thơ Sau đó, VTV triển khai số hóa tiếp tục đến tỉnh thuộc khu vực khác để tiến tới số hóa tồn quốc vào năm 2020 Các tham số phát sóng Đài truyền hình Việt Nam thể bảng 3.4 77 Bảng 3.2: Các tham số phát sóng Đài truyền hình Việt Nam [13] Thơng số Giá trị Tiêu chuẩn phát sóng DVB-T2 Tiêu chuẩn nén MPEG-4 Kích thước FFT 16K Điều chế 64 QAM Tỷ lệ FEC ¾ Khoảng bảo vệ 1/16 Mẫu PP PP4 Chế độ thu Thu ngồi trời, thu nhà số địa điểm sử dụng anten có khuếch đại Bản đồ phủ sóng trun hình số mặt đất VTV Hà Nội Tp.HCM mô tả hình 3.9 hình 3.10 Hình 3.9: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 Hà Nội VTV [13] 78 Hình 3.10: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 Tp HCM VTV [13] 3.6 Kết luận chương Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hệ thứ (DVB-T2) công bố tháng 2-2009 (sau DVB-S2 DVB-C2 cho truyền hình số vệ tinh truyền hình cáp) DVB-T2 sử dụng nhiều giải pháp kỹ thuật như: ống vật lý, băng tần phụ, mode sóng mang mở rộng, MISO dựa Alamouti, symbol khởi đầu (P1,P2), mẫu hình tín hiệu Pilot, chòm xoay,… mục đích làm tăng độ tin cậy kênh truyền tăng dung lượng bit Trên thực tế, DVB-T2 có khả truyền tải dung lượng bit lớn DVB-T gần 50% mạng MFN chí cao SFN Hiện nay, nhiều nước giới nghiên cứu, ứng dụng, triển khai thành công tiêu chuẩn DVB-T2 nhận ủng hộ cao người xem Việt Nam nghiên cứu, ứng dụng triển khai thành công tiêu chuẩn DVB- T2 Việc thay chuẩn DVB-T DVB-T2 cần có khoảng thời gian “quá độ” trình chuyển đổi Hai tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 tồn nhiều năm, chuẩn hỗ trợ người xem loại hình dịch vụ khác 79 KẾT LUẬN Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB-T2 tiêu chuẩn sử dụng rộng rãi giới Tiêu chuẩn sử dụng chuẩn nén tín hiệu MPEG-4, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao mã hóa COFDM đặc tính kỹ thuật ưu việt Việc phát triển tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 đáp ứng nhu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thơng giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình Từ đặc tính ưu việt DVB-T2 thấy, sẵn sàng chuẩn DVB-T2 mang đến hội cho mơi trường truyền hình số mặt đất Các nhà quảng bá nhà cung cấp dịch vụ khác quan tâm hỗ trợ dịch vụ DTT mà trước khó triển khai hạn chế dung lượng băng thông băng tần VHF UHF Việc số hóa truyền hình mang lại lợi ích to lớn phát triển kinh tế xã hội sử dụng băng tần hiệu Vì với truyền hình analog thơng thường, kênh tần số phát chương trình truyền hình, dùng truyền hình số mặt đất theo cơng nghệ DVB-T2, kênh tần số phát tới 20 chương trình Hiện nay, DVB-T2 phát sóng thử nghiệm địa phương lộ trình chuyển đổi hạ tầng tín hiệu số Do vậy, nhà đài phát thử nghiệm kênh tín hiệu số người dùng dùng ăng-ten để thu kênh tín hiệu số có nội dung phát sóng Tính đến hết tháng 12 – 2015, có thành phố lớn (Hà Nội , thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ) thức thu sóng số [14] Như vậy, bạn địa phương TP Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ thu sóng tốt Tuy vậy, bạn địa phương khác yên tâm, kênh truyền hình chất lượng HD phủ sóng tồn quốc, chất lượng miễn phí 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ thông tin truyền thông (2010), “Đề án số hóa truyền dẫn phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020” [2] Đỗ Hoàng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Kỹ thuật truyền hình, NXB Khoa học – Kỹ thuật [3] Ngơ Thái Trị (2004), Truyền hình số mặt đất, NXB Đại học Quốc gia [4] Nguyễn Thanh Bình, Võ Nguyễn Quốc Bảo (2008), Xử lý âm thanh, hình ảnh, Học viện Cơng nghệ Bưu Viễn thơng - TP Hồ Chí Minh [5] Phạm Đắc Bi, Lê Trọng Bằng, Đỗ Anh Tú (8/2004), Các đặc điểm máy phát số DVB-T, Tạp chí Bưu Viễn thông & Công nghệ thông tin [6] DVB Project technical publication (1999), ETSI EN 300 744: “Digital broadcasting system for television, sound and data services; Framing structure, channel coding and modulation fos digital terrestrial television (DVB-T)” [7] DVB Project technical publication (2010), ETSI EN 302 755: “Digital Video broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)” [8] A Low-Complexity 2D Signal Space Diversity Solution for Future Broadcasting Systems [9] IncJohn Arnold, Michael Frater, Mark Pickering (2007), Digital Television Technology and Standards, John Wiley and Sons [10] Marcelo S Alencar (2009), Digital Television System, Cambridge University Press [11] http://dvb.org [12] http://tongquanvienthong.blogspot.com [13] http://vtv.vn 81 [14] https://www.dienmayxanh.com/kinh-nghiem-hay/dvb-t2-phu-song-tot-o-dau- 669184 [15] https://vi.wikipedia.org/wiki/Cáp_đồng_trục 82 ... công nghệ hợp lý cho hệ thống truyền hình số mặt đất Việt Nam năm tới Từ mục đích vậy, tơi lựa chọn đề tài: ”Cơng nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB-T2 ứng dụng Đài truyền hình Việt Nam ...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM ĐỖ XUÂN QUỲNH CHUYÊN NGÀNH:... trội truyền hình số so với truyền hình tương tự, năm qua, truyền hình số mặt đất phát triển mạnh mẽ giới nói chung Việt Nam nói riêng Việc thay hồn tồn truyền hình mặt đất tương tự cơng nghệ truyền