Tiểu luận kỹ thuật phát thanh truyền hình: Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số

Truyền hình số là một phương pháp truyên hình mà hầu hết các thiết bị kỹ thuật từ studio cho đến các máy thu sử dụng. Trong đó, các tín hiệu âm thanh và hình ảnh có được từ máy thu thay vì biến đổi luôn thành các tín hiệu điện như trong truyền hình tương tự thì chúng sẽ được xử lý trước khi biến đổi.

BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH – VIỄN THƠNG KHOA : ĐIỆN TỬ TRUYỀN THƠNG KỸ THUẬT PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH ĐỀ TÀI: Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số Giảng viên: Nguyễn Thị Thu Nga CÁC CHUẨN TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ T ruyền hình số phương pháp truyên hình mà hầu hết thiết bị kỹ thuật từ studio máy thu sử dụng Trong đó, tín hiệu âm hình ảnh có từ máy thu thay biến đổi ln thành tín hiệu điện truyền hình tương tự chúng xử lý trước biến đổi Quá trình xử lý chuyển từ tín hiệu điện tương tự thành chuỗi bit Sau chuỗi bit biến thành xung tín hiệu điện thơng qua q trình điều chế đưa vào môi trường qua lớp vật lý Cùng với phát triển truyền hình giới chuyển đổi truyền hình tương tự sang truyền hình số trình tất yếu Sự tiến khoa học kỹ thuật đem lại tiện ích trỉa nghiệm tốt cho người sử dụng Hiện có nhiều cơng nghệ truyền hình số truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh, truyền hình cáp, … có tiêu chuẩn truyền hình số mặt phổ biến DVB-T châu Âu, ATSC MỸ ISDB-T Nhật Bản Truyền hình số mặt ngày sử dụng phổ biến có ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự như: khả chống nhiễu cao, có khả phát sửa lỗi, chất lượng chương trình trung thực, bị ảnh hưởng nhiễu đường truyền, tránh tượng bóng hình thường gặp truyền hình tương tự, truyền nhiều chương trình đồng thời kênh sóng, điều giúp cho việc nâng cao hiệu sử dụng phổ tần tiết kiệm kinh phí đầu tư, chi phí vận hành… Trong tương lai khơng xa truyền hình có bước đột phá mạnh mẽ cơng nghệ để ngày hồn thiện kỹ thuận nâng cao chất lượng hình ảnh MỤC LỤC HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ CƠ BẢN sơ đồ khối hệ thống truyền hình số thể hình 1.1 Theo mơ hình hệ thơng gồm có hệ thống • Mã hóa nén nguồn • Ghép kênh truyền tải • Biến đổi truyền dẫn vơ tuyến Hình 1: hệ thống truyền dẫn số Mã hóa nguồn nén : nói đến phương pháp để giảm tốc độ bít biết đến nén dòng liệu video, audio liệu phụ thuộc Các liệu phụ thuộc gồm có liệu điều khiển, liệu điều kiện truy nhập thông tin liên quan đến dịch vụ chương trình audio video Mục đích tối đa hóa lượng thơng tin thơng qua kênh liệu lại tối thiểu hóa lượng liệu dùng để biêu diễn thơng tin Hay nói cách khác biểu diễn thông tin video, audio liệu nguồn với lượng bít nhỏ mà đảm bảo chất lượng yêu cầu ứng dụng Ghép kênh truyền tải: nói đến phương pháp phân chia dịng liệu thành gói thơng tin, phương pháp xác định gói tin loại gói tin phương pháp để gép chuỗi gói tin video, audio, liệu phụ thuộc thành chuỗi liệu đơn Một vấn đề xem xét nưa kỹ thuật truyền tải, phân bố, phương tiện thu giao diện máy tính Biến đổi truyền dẫn vơ tuyến: phần nói đến phương pháp mã hóa kênh điều chế Bộ mã hóa kênh lấy dịng bit liệu thêm vào nhứng bit thơng tin sử dụng để khôi phục lại liệu từ tín hiệu mà máy thu nhận Lớp vật lý sử dụng thông tin chuỗi liệu số để điều chỉnh lại tín hiệu truyền phương pháp điều chế Ta phần biệt chuẩn truyền dẫn số dựa đặc điểm hệ thống Phần chung ta đề cập đên khuôn dạng hệ thống mơ hình MÃ HĨA VÀ NÉN NGUỒN 2.1 Tín hiệu số Tín hiệu số dạng tín hiệu đặc trưng mức Các mạch số làm việc với mức giá trị Có q trình biến đổi ADC DAC để biến đổ tín hiệu tương tự sang số ngược lại Tín hiệu digital Tín hiệu tương tự Bộ lọc Lấy mẫu Lượng tử hóa Mã hóa 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 2.1.1 Tín hiệu audio số Tín hiệu âm thu từ micro có dải tần nằm khoảng từ 3003400Hz có dạng tín hiệu điện tương tự Sau đó, tín hiệu chuyển sang tín hiệu sơ Một phương pháp biến đổi PCM Sơ đồ biến đổi có dạng sau: Hình 2: Sơ đồ biến đổi PCM Các bước chuyển đổi bao gồm trình lọc trước để loại bỏ tần số cao khơng thể số hóa tạ đầu vào, q trình lấy mẫu dùng để rời rạc hóa tín hiệu theo thời gian, q trình lượng tử hóa để chuyển biên độ tín hiệu tương tự sang dạng số, cuối q trình mã hóa để rõ cách thức biểu diễn giá trị Ở phần cuối hệ thống số, tín hiệu anolog ban đầu phục hồi từ chuỗi mẫu nhờ chuyển đổi số sang tương tự, ADC có nhiệm vụ chuyển mẫu thành xung điều chế biên độ, sau đó, lọc thơng thấp 2.1.2 Tín hiệu video số  Tín hiệu video số tổng hợp Tín hiệu video số tổng hợp thực chất chuyển đổi tín hiệu video tương tự tổng hợp sang video số Tín hiệu video tương tự lấy mẫu ( rời rạc hóa) với tần số lấy mẫu lần tần số sóng mang màu (4f sc) vào khoảng 17,72 MHz tín hiệu PAL Mỗi mẫu tín hiệu lượng tử hóa 10 bit, cho ta chuỗi số liêu 117Mbit/s (trong trường hợp bit, chuỗi số liệu có tốc độ 142 Mbit/s) tín hiệu video số tổng hợp có ưu điểm dải tần tín hiệu video tổng hợp số có nhược đểm tín hiệu tổng hợp tương tự tượng can nhiễu chói màu Tín hiệu tổng hợp gây khó khăn cho việc xử lý, tạo kỹ xảo truyền hình v v Hình 3: sơ đồ tạo tín hiệu video số tổng hợp  Tín hiệu video số thành phần Tín hiệu video số thành phần chuyển đổi từ tín hiệu tương tự thành phần sang số, quy định theo tiêu chuẩn quốc tế CCIR 601 Hình Hình 3: sơ đồ tạo tín hiệu video số tổng hợp minh họa cho q trình chuyển đổi từ tín hiệu video tương tự thành phần sang tín hiệu video số Hình 4: sơ đồ tạo tín hiệu video số thành phần Đối với tiêu chuẩn này, tín hiệu chói lấy mẫu với tần số 13.5 MHz, hai tín hiệu màu lấy mẫu với tần số 6,75 MHz mẫu lượng tử hóa 8/10 bit, cho ta tốc độ bit 216/270 Mbps Lượng tử hóa bít cho ta 256 mức 10 bit cho ta 1024 mức với tỷ số SNR cao Biến đổi tín hiệu video thành phần cho ta dịng số có tốc độ bít cao tin hiệu số tổng hợp nhiên, dịng tín hiệu thành phần số cho phép xử lý dễ dàng chức Ghi dòng, tạo kỹ xảo Hơn chất lượng ảnh không chịu ảnh hưởng can nhiễu chói, màu tín hiệu tổng hợp Với phát triển cơng nghệ điện tử, chip có tốc độ cao đời, cho phép truyền toàn chuỗi số liệu video số thành phần nối tiếp dây dẫn Video số nối tiếp có ưu điểm bản: • khơng méo, tỉ số SNR cao • Chuyển đổi tín hiệu đơn gian • Có thể cài tín hiệu Audio chuỗi số liệu video số Như cần sợi cáp truyền tín hiệu audio video Khâu thiết kế, lắp đặt khai thác thiết bị, nhờ đơn giản thuận tiện nhiều Mặc dù hai phương pháp số hóa tín hiệu tổng hợp thành phần nghiên cứu áp dụng kỹ thuật truyền hình số nhiên, nhơ tính chất ưu việt nên phương pháp biến đổi tín hiệu thành phần khuyến khích sử dụng kỹ thuật phương pháp sử dụng rơng rãi hình thành nên tiêu chuẩn thống cho truyền hình số 2.2 Nén tín hiệu số 2.2.1 Nén tín hiệu audio số Để truyền tải ghi âm tín hiệu audio cách hiệu lượng thơng tin u cầu để biểu diễn tín hiệu audio phải giảm thiểu Trong trường hợp tín hiệu audio số lượng thơng tin số cần để khơi phục lại tín hiệu PCM ban đầu giảm nhờ dùng thuật tốn nén Kết tín hiệu audio nén biểu diễn cho tín hiệu ban đầu Mục đích thuật tốn nén tín hiệu số đưa cách biểu diễn tín hiệu audio số với tốc độ bít nhỏ cho sau khơi phục ta có âm giống tín hiệu ban đầu Hiện có nhiều chuẩn nén tín hiệu audio số AC-3 hay MP3… sau tài liệu giới thiệu số chuẩn nén audio số dùng hệ thống truyền hình số 2.2.1.1 Chuẩn nén audio số AC-3 Thuật toán nén audio số AC-3 mã hóa từ đến kênh âm với đầy đủ dải tần với kênh tần số thấp kênh mã hóa từ mã hóa PCM có tốc độ bit từ 32 kbps đến 640 kbps  Mã hóa Bộ mã hóa AC-3 nhận tín hiệu audio PCM đưa chuỗi bit phù hợp Thuật nén AC-3 thu độ lợi mã hóa cao (tỉ lệ tốc độ bit đầu vào với tốc độ bit đầu ra) cách lượng tử hóa vùng tần số đại diện tín hiệu audio Sơ đồ khối q trình mơ từ hình Bươc sđầu tiên qua trình mà hóa chuyển tín hiệu audio từ chuỗi mẫu thời gian PCM thành chuỗi khổi miên tần số Thực việc cách sử dụng lọc thông dải Mỗi khối gồm 512 mẫu theo miền thời gian nhân với hàm thời gian cửa số sau chuyển sang miền tần Sau miền tần số giảm nửa cho khối có 256 thành phần số Mỗi thành phần tần số biểu diễn hệ nhị phần gồm có số mũ phần định trị Số mũ xem đường bao phổ tín hiệu xác định xem dùng bit để mã hóa phần định trị tương ứng Số mũ phần định trị khối audio tức gồm 1536 mẫu định dạng vào khung AC-3 Chuỗi bít AC-3 dãy khung AC-3 Hình 5: Sơ đồ mã hóa AC-3  Giải mã Q trình giải mã làm ngược lại q trình mã hóa Bộ giải mã có sơ đồ khối hình vẽ Hình 6: Sơ đồ giải mã AC-3 Bộ giải mã có nhiệm vụ phải đồng với chuỗi bít mã hóa, kiểm tra lỗi giải định dạng nhiều kiểu liệu tín hiệu đường bao phổ hay tín hiệu phần định trị Kết khối xác định số bít dùng để mở gói giải lượng tử tín hiệu phần định trị Phần tín hiệu đường bao phổ giải mã để có thành phần số mũ Sau thành phần số mũ phần định trị tổng hợp để có tín hiệu ban đầu 2.2.1.2 Công nghệ nén Audio chuẩn ISO/MPEG Đây chuẩn mã hóa audio với tần số lấy mẫu 32; 44.1 48 KHz, tốc độ bít khoảng 32-192 kbps cho âm môn 64-448 kbps cho âm stereo Tốc độ lấy mẫu chia làm lớp nén tùy thuộc vào ứng dụng khác Với mức độ phức tạp tằng dần Đối với lớp tín hiệu audio biến đổi thừ miền thời gian sang miền tần số 32 băng lọc phụ Lớp 1: Sử dụng 32 băng với 12 khối mẫu khung có 32.12=384 mẫu khung Để có tần số lấy mẫu 48 KHz chu kỳ lấy mẫu 1/48.10-6 (s) chu kỳ khung (ms) Lớp : sử dụng 32 băng với 36 khối mẫu khung Có 1152 mẫu khung Chu kỳ khung 24 ms cho kênh 48 KHz Hình 7: Sơ đồ mã hóa/giải mã lớp lớp chuẩn ISO/MPEG MPEG lớp có cấu trúc đơn giản Lớp thu hiệu tốt chủ yếu kích thước thơng tin giảm nhờ loại bỏ thông tin dư thừa mức lượng tử hóa dày Lớp anh xạ tín hiệu audio số đầu vào thành 32 băng thông qua lọc thông dải Các thành phần tần số đưa đến thang chia lượng tử hóa Số mức lượng tử hóa cho thành phần phổ định khối dynamic bit Khối hoạt động điều khiên mơ hình cảm nhận Ngun lý mơ hình cảm nhận xây dựng lại mặt nạ ngưỡng từ định số bit, số ngưỡng, thang chia sử dụng q trình lượng tử hóa 10 dải băng tần Giả sử lượng dải băng tần nằm ngưỡng nghe khơng cần phải mã hóa số bit Sau lượng tử hóa thơng tin 32 thành phần tần số cộng với thơng tin mơ hình cảm nhận đưa đến Mux để tạo tín hiệu chuẩn MPEG đầu thu qua trình diễn ngược lại Hình 8: cấu trúc MPEG-1/ lớp Lớp chuẩn nén audio MPEG-1 giới thiệu nhiều chức Đặc biết chuyển mạch tích hợp với lọc thơng dải Thêm vào cịn sử dụng lượng tử hóa phi tuyến Một cơng nghệ đệm gọi bit reservoir giúp giảm tốc độ bit Để thu độ phân giải tần số tốt hơn, 32 băng tín hiệu chia nhỏ cách môi băng sử dụng khối biến đổi DCT 18 điểm với 50% trùng lặp Vì cửa sổ có 12 36 mẫu băng tương ứng Số thành phần tần số đạt 32.18=576 2.2.1.3 MPEG-2 Một bước xa âm số đưa hệ thông biểu diễn audio đa kênh Hệ thống hỗ trợ ứng dụng có audio mà cịn hỗ trợ hệ thống nghe nhìn bao gồm họp trực tuyến qua video, trị chuyện có hình, dịch vụ đa phương tiện… hệ thơng đa kêch cung cấp kênh đa ngôn ngữ kênh cho người khiếm thị, khiếm thính Hệ thống đa kênh audio số đưa cách biểu diễn p/q với p kênh trước q kênh sau 11 2.2.2 Nén tín hiệu video số Tín hiệu sauaudio hóa với bit cósurround tốc độ 216 Mbps Hìnhvideo 9: số kênh 3/2:mã centre, left,8 right, left, surround rightđối với tín hiệu video số tổng tín hiệu video số thành phần 114 Mbps hợp Để truyền kênh truyền hình video số cần phải nen đảm bảo chất lượng Một số công nghệ nén video truyền hình số 2.2.2.1 MPEG-2 Mã hóa MPEG-2 dựa khái niệm liệu video bao gồm nhiều phần dư thừa Bằng cách loại bớt phần dư thừa tổng băng thơng u cầu Dư thừa thời gian dùng để mô ta đặc điểm video có nên tương tự cho ảnh Nền giữ nguyên dọc theo số ảnh có thay đổi Dư thừa khơng gian đặc điểm liệu video số vùng ảnh chép khung video Các code phải cần mức dư thừa không gian thời gian tệp tin Các giá trị thay đổi trền nhiều phần video Yêu cầu tốc độ bit tập tin video cụ thể thay đổi phần khác có mức nén khác số trường hợp đệm sử dụng để có tốc độ bit cố định code phải làm rớt liệu để tuân thủ giới hạn băng tần MPEG-2 Profile/Level Profile @ Level SP@LL 176 × 144 SP@ML 352 × 288 320 × 240 MP@LL 352 × 288 MP@ML 720 × 480 12 720 × 576 MP@H-14 1440 × 1080 1280 × 720 MP@HL 1920 × 1080 1280 × 720 422P@LL 422P@ML 720 × 480 720 × 576 1440 × 1080 1280 × 720 1920 × 1080 1280 × 720 422P@H-14 422P@HL 2.2.2.2 H.263 Mã hóa H263 công bố đơn vị viễn thông quốc tế ITU-T chỗi H khuyến nghị cho hệ thống nghe nhìn đa phương tiện Khuyến nghị bao gồm nén ảnh động bít thấp hỗ trợ khuyến nghị ITU khác cáo H.261 đầu tốc độ bít thấp cho phép sử dụng cho hội nghị truyền hình video internet Mã cung cấp cải tiến khả nén video sử dụng rộng rãi trang Internet cho video phát 2.2.2.3 MPEG-4 Sau thành cơng MPEG-2, nhóm chuyên gia ảnh động tiếp tục phát triển chuẩn mới, linh động, có xu hướng mang đến khả bổ sung cho việc quảng bá video hỗ trợ phát triển video số Được chấp nhận tiêu chuẩn ISO năm 1999, sửa để bao gồm số mở rộng MPEG-4 có trể sử dụng cho video Internet, quảng bá IPTV phương tiện lưu trữ, với nhiều chức khác Nó bao gồm chức mã hóa hương sđối tượng gia tăng khả nén chế an ninh Qua thời gian, hộp STB ứng dụng phần mềm IPTV chuẩn bị để hỗ trợ chuẩn nén làm cho nén hiệu an ninh tốt quyền lợi tài sản trí tuệ GHÉP KÊNH VÀ TRUYỀN TẢI Có hai phương pháp thường sử dụng để ghép kênh số từ nhiều vùng 13 khác thành dòng sau: Ghép kênh phân chia theo thời gian TDM (Time Division Multiplexing Method) Về nguyên lý TDM gán khe thời gian cách tuần hoàn cho dòng sơ cấp audio, video số liệu Ghép kênh gói (Packet Multiplexing method) Trong cách ghép kênh gói, gói số liệu từ dịng sơ cấp audio, video, số liệu đan xen vào cách tuần hồn khơng tuần hồn, gói gói để hình thành dịng ghép kênh.Phần mơ tả cách thức dòng cấp chương trình hay nhiều chương trình ghép chung với tạo dịng số liệu thích hợp cho lưu trữ số hay truyền dẫn số 3.1 Tổng quát hệ thống ghép kênh MPEG-2: Các hệ thống ghép kênh MPEG-2 phân biệt loại hệ thống: hệ thống ghép kênh dịng chương trình hệ thống ghép kênh dịng truyền tải Bộ mã hóa audio mã hóa tín hiệu audio số thành dịng sơ cấp audio có chiều dài tùy ý (tần số lấy mẫu 48KHz, số bit mẫy 24 bit tốc độ bit 1152 Kbit/s) Để truyền với tốc độ cao, dịng video, audio đóng gói lại thành dòng sơ cấp PES (Packetized Elementary Stream) tương ứng với gói có độ dài thay đổi Mỗi gói PES bao gồm header số liệu trích từ dịng sơ cấp Các gói PES lại ghép với tạo dịng chương trình PS (Program Stream) hay dòng truyền tải TS (Transport Stream) 3.2 Ghép kênh dịng chương trình: Được thiết kết cho mơi trường khơng có nhiễu dịng chương trình kết ghép kênh vài dòng sở chương trình dùng chung xung nhịp, bao gồm gói PES có độ dài thay đổi Dịng liệu sau gép kênh chứa dịng bit điều khiển 14 Hình 10: Ghép kênh dịng chương trình (PS) 3.3 Ghép kênh dịng truyền tải Được thiết kế cho mơi trường có tạp nhiễu để truyền kênh có nhiễu Một dịng truyền tải kết nhiều dòng sơ cấp co thể dùng chung không dùng chung xung nhịp Như dịng truyền tải bao hàm gói nhiều chương trình Hình 11: Ghép kênh dịng chương trình (TS) MÃ HĨA KÊNH VÀ ĐIỀU CHẾ 4.1 Mã hóa kênh: Là q trình chèn thêm số bit vào chuỗi bit để đảm bảo truyền thông tin cậy Có nhiều mã hóa kênh mã hamming, mã viterbi, mã vịng… truyền thơng số hay sử dụng loại mã hóa kênh 15 Trong lý thuyết mã hóa, mã Reed-Solomon (RS) mã vịng sửa lỗi tuyến tính phát minh Irving S Reed Gustave Solomon Bằng cách thêm vào t kí hiệu kiểm tra, mã RS nhận khơng q t kí hiệu lỗi sửa khơng q ⌊t/2⌋ kí hiệu lỗi Dưới dạng mã xóa, sửa khơng q t kí hiệu bị xóa vị trí biết, nhận dạng sửa kí hiệu lỗi kí hiệu bị xóa Ngồi ra, mã RS hữu hiệu cho việc sửa nhiều bit lỗi liên tiếp, dãy b+1 bit bị lỗi liên tiếp ảnh hưởng đến hai kí hiệu có kích thước b Tham số t chọn tùy ý tùy theo người thiết kế mã giới hạn rộng Trong mã hóa Reed-Solomon, kí hiệu hệ số đa thức p(x) trường hữu hạn Ý tưởng ban đầu mã RS tạo n kí hiệu mã từ k kí hiệu nguồn cách tính p(x) n>k điểm, truyền tải n giá trị này, dùng kĩ thuật nội suy để xây dựng lại kí hiệu nguồn Thay vào đó, mã RS xem mã vịng BCH, kí hiệu mã xây dựng từ hệ số đa thức tích p(x) đa thức sinh Các đa thức sinh mã hóa Reed-Solomon: 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1+X+X 1+X+X 14 16 17 1+X +X 1+X +X 18 1+X +X +X +X 1+X +X 1+X +X 15 1+X +X 1+X+X 1 19 20 10 21 11 22 1+X+X +X 10 1+X+X 15 1+X+X 3+ X 12 +X 17 18 1+X +X 1+X +X 1+X+X +X 2+ X +X 20 21 1+X +X 1+X +X 1+X+X 14 16 19 22 16 12 13 1+X+X +X +X 12 13 1+X+X +X +X 23 24 1+X +X 1+X+X 2+ 23 X +X 24 Mã Reed-Solomon có nhiều ứng dụng quan trọng, từ liên lạc không gian tới đồ điện tử gia dụng Chúng sử dụng thiết bị điện tử CD, DVD, đĩa Blu-ray, công nghệ truyền dẫn liệu DSL, WiMAX, hệ thống phát truyền DVB ATSC, ứng dụng cho máy tính hệ thống RAID 4.2 Điều chế: Điều chế qua trình biến đổi thành phần biên độ, tân số pha sóng mang theo tín hiệu cần truyền Tương ứng ta có phương pháp điều chế biên độ (AM), điều tần (FM) điều pha (PM) cịn kết hơp điều biên điều pha (QAM) Trong điều chế AM đưa điều chế đơn biên điều chế biên Trong điều chế AM liệu không xuất tần số sóng mang mà thay vào liệu xuất tần số cao (USB: upper sideband) thấp (LSB: lower sideband) so với tần số sóng mang Tuy nhiên bên mang thông tin LSB USB hình ảnh tương phản bỏ bên điều chế cách sử dụng lọc Điều chế gọi điều chế đơn biên (SSB) Còn giữ điều chế biên (DSB) Một loại điều chế đơn biên đơn giản VSB Điều chế VSB dạng đơn giản điều chế đơn biên nhiên bên không bị loại bỏ hồn tồn mà gữi lại số thơng tin để đối chiếu 17 Hình 12: Phổ tín hiệu điều chế VSB CÁC CHUẨN TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ 5.1 Tiêu chuẩn ATSC hệ thống ATSC sử dụng Mỹ có cấu trúc dạng lớp, tương thích với mơ hình OSI lớp mạng liệu Mỗi lớp ATSC tương thích với ứng dụng khác cung lớp Chuẩn ATSC cho phép 36 chuẩn video từ HDTV (high definition television) cho dến dạng thức video tiêu chuẩn SDTV (standard definition television) Tiêu chuẩn ATSC biết đến hệ thống dự định dùng để truyền tín hiệu video audio chất lượng cao liệu phụ khác kênh MHz Hệ thống có tốc độ khoảng 19 Mbps truyền hình mặt đất 38 Mbps truyền hình cap Mã hóa nén tín hiệu nguồn: Do ATSC hỗ trợ kênh SD HD nên video có nhiều độ phân giải ảnh khác tùy thuộc vào kênh 18 • ATSC sử dụng nén video theo chuẩn MPEG-2 MP@ML HP@ML • Đối với audio, ATSC sử dụng nén audio theo chuẩn AC-3 Các liệu phụ gồm có: lệnh chương trình, thơng tin hệ thống, liệu truyền tải tới máy tính Ghép kênh truyền tải: sử dụng dạng đóng gói truyền tải đa chương trình Thủ tục truyền tải MPEG-2 Mã hóa kênh: dùng mã hóa Reed-solomon bậc Điều chế: sử dụng phương pháp điều chế VSB Điều chế VSB gồm có loại phát sóng mặt đất (8-VSB) loại dành cho truyền liệu qua cap tốc độ cao (16-VSB) 19 5.2 Tiêu chuẩn DVB Dự án DVB hợp tác 300 công ti Dự án DVB phát hành vào 10 tháng năm 1993 Vào năm 1995 hồn thành vào vận hành Có vài chuẩn nằm chuẩn DVB DVB-S dùng cho phát thành truyền hình vệ tinh DVB-T dùng cho phát truyền hình số mặt đất DVB-C dùng cho phát truyền hình số cap tiêu chuẩn khác kiểu điều chế việc nhận tín hiệu Chuỗi DVB bao gồm có chuỗi gói tin có chiều dài cố định để tạo nên chuỗi truyền tải TS Mỗi gói tin gồm có dịng liệu phân đoạn liệu Dòng liệu mang gói tin từ lớp cao thu từ dòng MPEG Phân đoạn liệu khối liệu mang thơng tin tín hiệu sóng mang liệu điều khiển Chuẩn DVB sử dụng châu Âu, truyền tải tín hiệu video số nén theo tiêu chuẩn MPEG-2 qua cap, vệ tinh, phát sóng mặt đất Chuẩn DVB có số đặc điểm sau: Mã hóa Audio tiêu chuẩn MPEG lớp Mã hóa video chuẩn MPEG-2 MP@ML Sử dụng mã hóa kênh Reed-solomon bậc Sử dụng ghép kênh dòng truyền tải • DVB-S sử dụng điều chế QPSK • DVB-C sử dụng điều chế 64 QAM 256 QAM Độ rộng kênh 7-8 MHz • DVB-T sử dụng điều chế COFDM: mã hóa sửa sai ghép đa tàn trực giao, độ rộng kênh 6MHz,7 MHz 8MHz 5.3 Chuẩn ISDB (Integrated Service Didital Broadcasting) Là hệ thống chuyên dụng cho phát truyền hình số mặt đất Nhật Bản hiệp hội ARIB đưa hội đồng công nghệ viễn thông thông tin bưu điện thông qua dự thảo tiêu chuẩn cuối Nhật Bản ISDB sử dụng tiêu chuẩn mã hóa MPEG-2 q trình nén ghép kênh Hệ thống sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao OFDM cho phép truyền tải đa chương trình với điều kiện thu khác Các sóng mang điều chế QPSK, DQPSD, 16-QAM, 64 QAM Độ rộng kênh truyền 6,7 MHz Nhật MHz ISDB sử dụng mã hóa kênh theo mã Reedsolomon bậc 16 20 ISDB sử dụng ghép xen thới gian DVB không sử dụng kỹ thuật KẾT LUẬN Truyền hình số dân thay cho truyền hình tương tự lợi ích mà mang lại Một hệ thống truyền dẫn truyền hình số gồm có hệ thống mã hóa nén nguồn hệ thống ghép kênh truyền tải, biến đổi truyền dẫn vô tuyến Mỗi chuẩn truyền dẫn lại có khác hệ thống Hiện có chuẩn truyền dẫn truyền hình số thê giới ATSC Mỹ, DVB Châu Âu ISDB Nhật Tại Việt Nam, dự kiến đến năm 2020 sử dụng hồn tồn truyền hình số Hạ tầng truyền dẫn phát sóng truyền hình mặt đất chuyển đổi hợp lý sang cơng nghệ số hồn toàn sở áp dụng tiêu chuẩn Châu Âu Ngừng hẳn việc sử dụng cơng nghệ truyền hình tương tự TÀI LIỆU THAM KHẢO • Bài giảng kỹ thuật phát truyền hình – học viện cơng nghệ bưu chình viễn thơng • Peter Noll.“MPEG Digital Audio Coding Standards.” 2000 CRC Press LLC • Reed-Solomon Codes by Bernard Sklar • A/53: ATSC Digital Television Standard, Parts - 6, 2007 21 ... cơng nghệ truyền hình số truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh, truyền hình cáp, … có tiêu chuẩn truyền hình số mặt phổ biến DVB-T châu Âu, ATSC MỸ ISDB-T Nhật Bản Truyền hình số mặt ngày... sử dụng kỹ thuật KẾT LUẬN Truyền hình số dân thay cho truyền hình tương tự lợi ích mà mang lại Một hệ thống truyền dẫn truyền hình số gồm có hệ thống mã hóa nén nguồn hệ thống ghép kênh truyền. .. vài chuẩn nằm chuẩn DVB DVB-S dùng cho phát thành truyền hình vệ tinh DVB-T dùng cho phát truyền hình số mặt đất DVB-C dùng cho phát truyền hình số cap tiêu chuẩn khác kiểu điều chế việc nhận tín