Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho tập đoàn bưu chính viễn thông việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRẦN THỊ THÙY DƯƠNG ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH CHO TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Hà Nội, năm 2010 MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA……………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN…………………………………………………………………………… DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT…………………………………… DANH MỤC CÁC BẢNG……………………………………………………………… DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ………………………………………………… MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………… 11 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ 12 1.1 Giới thiệu truyền hình số…………………………………………………………… 12 1.1.1 Hệ thống truyền hình số………………………………………………………… 12 1.1.2 Đặc điểm truyền hình số……………………………………………………… 15 1.1.2.1 Yêu cầu băng tần………………………………………………………………… 15 1.1.2.2 Tỉ lệ tín hiệu/tạp âm (Signal/Noise)……………………………………………… 15 1.1.2.3 Méo phi tuyến………………………………………………………………………… 16 1.1.2.4 Chồng phổ (Aliasing)………………………………………………………………… 16 1.1.2.5 Giá thành độ phức tạp…………………………………………………………… 16 1.1.2.6 Xử lý tín hiệu………………………………………………………………………… 17 1.1.2.7 Khoảng cách trạm truyền hình đồng kênh…………………………… 17 1.1.2.8 Hiệu ứng Ghost (bóng ma)………………………………………………………… 17 1.2 Tín hiệu video số……………………………………………………………………… 18 1.2.1 Tiêu chuẩn số hóa tín hiệu video màu tổng hợp…………………………………… 18 1.2.1.1 Lấy mẫu tín hiệu video tổng hợp……………………………………………………… 18 1.2.1.2 Tiêu chuẩn 4fSC NTSC…………………………………………………………………… 19 1.2.1.3 Tiêu chuẩn 4fSC PAL…………………………………………………………………… 19 1.2.2 Tiêu chuẩn lấy mẫu tín hiệu video thành phần……………………………………… 20 1.2.2.1 Tiêu chuẩn 4:4:4………………………………………………………………………… 21 1.2.2.2 Tiêu chuẩn 4:2:2………………………………………………………………………… 21 1.2.2.3 Tiêu chuẩn 4:2:0………………………………………………………………………… 22 1.2.2.4 Tiêu chuẩn 4:1:1………………………………………………………………………… 23 1.3 Cơ nén tín hiệu………………………………………………………………… 24 1.3.1 Mục đích nén…………………………………………………………………… 24 1.3.2 Bản chất nén…………………………………………………………………… 24 1.3.3 Phân loại nén……………………………………………………………………… 25 1.3.4 Nén tín hiệu video…………………………………………………………………… 26 1.3.5 Nén tín hiệu audio………………………………………………………………… 29 1.3.6 Đóng gói mã hố tín hiệu……………………………………………………… 30 1.3.6.1 Tín hiệu MPEG……………………………………………………………………… 30 1.3.6.2 Quản lý phân tích………………………………………………………………… 32 1.3.6.3 Mã hố khơng gian mã hóa thời gian………………………………………… 33 1.3.7 Đánh giá………………………………………………………………………… 35 1.4 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số………………………………………………… 35 1.5 Kết luận……………………………………………………………………………… 38 CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH……………………………………… 39 2.1 Giới thiệu…………………………………………………………………………… 39 2.2 Hệ thống vệ tinh……………………………………………………………………… 40 2.2.1 Vệ tinh…………………………………………………………………………… 41 2.2.2 Trạm mặt đất……………………………………………………………………… 42 2.2.3 Định dạng truyền………………………………………………………………… 43 2.2.4 Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh……………………………………… 44 2.3 Một số tiêu chuẩn truyền hình số giới……………………………… 47 2.3.1 Tiêu chuẩn DVB ( Digital Video Broadcasting)………………………………… 48 2.3.1.1 Giới thiệu……………………………………………………………………………… 48 2.3.1.2 Đặc điểm hệ thống DVB…………………………………………………… 48 2.3.1.3 DVB-S………………………………………………………………………………… 51 2.3.2 Chuẩn ISDB ( Intergrated Services Digital Broadcasting)……………………… 52 2.3.2.1 Giới thiệu……………………………………………………………………………… 52 2.3.2.2 ISDB-S………………………………………………………………………………… 53 2.3.3 Chuẩn ATSC ( Advanced Television System Committee)……………………… 54 2.4 Tình hình phát triển truyền hình số vệ tinh giới Việt Nam…………… 55 2.4.1 Tình hình phát triển truyền hình số vệ tinh giới………………………… 55 2.4.2 Dự kiến lộ trình đổi cơng nghệ Việt Nam……………………………… 57 2.5 Kết luận……………………………………………………………………………… 60 CHƯƠNG III: ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH CHO TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG 61 VIỆT NAM (VNPT)……………………………………………………………………… 3.1 Thực trạng hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam ………………………………………………………… 61 3.2 Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam …………………………………………………… 64 3.3 DVB-S2 – Công nghệ truyền dẫn vệ tinh tương lai……………………………… 66 3.3.1 Giới thiệu………………………………………………………………………… 66 3.3.2 Công nghệ DVB-S2……………………………………………………………… 67 3.3.2.1 Điều chế mã sửa sai cao cấp…………………………………………………… 69 3.3.2.2 DVB-S2 truyền tải định dạng liệu nào………………………………… 70 3.3.3 Một số điểm đáng ý thông số kỹ thuật tiêu chuẩn DVB-S2……… 71 3.3.3.1 Tăng dung lượng truyền dẫn băng thông………………………… 71 3.3.3.2 Tăng hiệu cơng suất q trình truyền dẫn……………………………… 72 3.3.3.3 DVB-S2 thiết kế với tính tối ưu…………………………………… 72 3.3.3.4 Yêu cầu tỷ số C/N thấp…………………………………………………………… 73 3.3.4 Mã sửa sai BCH & LDPC………………………………………………………… 74 3.3.5 Điều chế mã hóa thay đổi VCM……………………………………………… 75 3.3.6 Điều chế mã hố tương thích ACM…………………………………………… 75 3.3.7 Các chế độ tương thích ngược…………………………………………………… 77 3.3.8 Hiệu công nghệ DVB-S2 so với DVB-S………………………………… 79 3.4 Kết luận……………………………………………………………………………… 80 CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI GIẢI PHÁP VÀ ĐÁNH GIÁ KIỂM CHỨNG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH CHO TẬP ĐỒN BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG VIỆT NAM (VNPT)……………………………… 81 4.1 Triển khai giải pháp lý thuyết………………………………………………… 81 4.1.1 Mạng thu phát hình quốc tế Trung tâm Viễn thơng Quốc tế khu vực 1……… 81 4.1.2 Hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh Trung tâm phát hình quốc tế (TOC1) Cơng ty Viễn thông Quốc tế (VTI)………………………………… 85 4.1.2.1 Sơ đồ khối mạng thu phát hình số TOC1……………………………………… 85 4.1.2.2 Những tham số thiết bị thu phát hình kỹ thuật số TOC1……… 86 4.1.2.3 Thiết lập đo thử đường truyền…………………………………………………… 108 4.2 Triển khai giải pháp mô sử dụng Matlab……………………………… 110 4.3 Kết luận………………………………………………………………… 117 KẾT LUẬN CHUNG………………………………………………………………… 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………………… 119 Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT MỞ ĐẦU Công ty Viễn thông Quốc tế, tên giao dịch quốc tế Vietnam Telecom International (viết tắt VTI), đơn vị thành viên trực thuộc Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam Thu phát hình quốc tế loại hình dịch vụ quan trọng Cơng ty VTI Hình ảnh đất nước, người, kiện trị, văn hố, thể thao, thành tựu đổi đất nước Việt Nam ln hãng thơng báo chí nước quảng bá khắp giới thơng qua việc sử dụng dịch vụ phát hình quốc tế Hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh triển khai VTI Truyền hình qua vệ tinh có vùng phủ sóng rộng, khơng phụ thuộc địa hình, thiết lập đường truyền nhanh chóng Đặc biệt, truyền hình qua vệ tinh dễ dàng đưa chương trình truyền hình hải đảo, biên giới, nước ngồi nên có lợi kinh tế ổn định kỹ thuật Công ty VTI xây dựng mạng thu phát hình quốc tế qua vệ tinh theo tiêu chuẩn DVB-S DVB-S2 để truyền dẫn tín hiệu truyền hình số SD HD theo xu hướng phát triển chung giới Để đáp ứng dịch vụ cho khách hàng quốc tế, năm qua Công ty VTI không ngừng đầu tư trang thiết bị mạng lưới để có Trung tâm thu phát hình quốc tế (TOC) đồng bộ, đại ngày Mục đích đề tài: Giới thiệu truyền hình số SD HD, phương thức truyền dẫn, kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh, đưa số giải pháp tổng quan phương thức giới Từ nhu cầu thực tiễn hãng truyền thơng nước ngồi thực tế sở mạng lưới có sẵn Việt Nam, nghiên cứu lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam Hiện nay, DVB-S2 Công ty Viễn thông Quốc tế VTI ứng dụng phát thử nghiệm truyền hình có độ phân giải cao HDTV vệ tinh IOR60 Asiasat-5 (100.5 độ Đông) Theo kế hoạch Hội nghị ASEAN 17diễn Việt Nam (năm 2010), chương trình Hội nghị truyền dẫn HDTV sử dụng công nghệ DVB-S2 - 11 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TÍN HIỆU TRUYỀN HÌNH SỐ Truyền hình số tên gọi hệ thống truyền hình mà tất thiết bị kỹ thuật từ studio máy thu làm việc theo nguyên lý kỹ thuật số Trong đó, hình ảnh quang học camera thu qua hệ thống ống kính, thay biến đổi thành tín hiệu điện biến thiên tương tự (cả độ chói màu sắc) biến đổi thành dãy tín hiệu nhị phân (dãy số 1) nhờ trình biến đổi tương tự - số 1.1 Giới thiệu truyền hình số1 1.1.1 Hệ thống truyền hình số Sử dụng phương pháp số để tạo, lưu trữ truyền tín hiệu chương trình truyền hình kênh thông tin mở khả đặc biệt rộng rãi cho thiết bị truyền hình Trong số ứng dụng, tín hiệu số thay hồn tồn cho tín hiệu tương có khả thực chức mà tín hiệu tương tự khơng thể làm khó thực hiện, việc xử lý tín hiệu lưu trữ So với tín hiệu tương tự, tín hiệu số cho phép tạo, lưu trữ, ghi đọc nhiều lần mà không làm giảm chất lượng ảnh Tuy nhiên, khơng phải tất trường hợp, tín hiệu số đạt hiệu cao so với tín hiệu tương tự (bộ lọc ví dụ thế) Mặc dù vậy, xu hướng chung cho phát triển cơng nghiệp truyền hình giới, nhằm đạt thống chung, hệ thống truyền hình hồn tồn kỹ thuật số có chất lượng cao dễ dàng phân phối kênh thông tin Hệ thống truyền hình số phát triển toàn giới, tạo nên cách mạng thật cơng nghiệp truyền hình Đỗ Hồng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Truyền hình kỹ thuật số, NXB Khoa học kỹ thuật, tr 81- 83 - 12 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT Nguyên lý cấu tạo hệ thống thiết bị truyền hình số đưa hình 1.1 Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số Đầu vào thiết bị truyền hình số tiếp nhận tín hiệu truyền hình tương tự Trong thiết bị mã hóa (biến đổi AD), tín hiệu hình biến đổi thành tín hiệu truyền hình số, tham số đặc trưng tín hiệu xác định từ hệ thống truyền hình lựa chọn Tín hiệu truyền hình số đưa tới thiết bị phát Sau qua kênh thơng tin, tín hiệu truyền hình số đưa tới thiết bị thu cấu tạo từ thiết bị biến đổi tín hiệu ngược lại với q trình xử lý phía phát Giải mã tín hiệu truyền hình thực biến đổi tín hiệu truyền hình số thành tín hiệu truyền hình tương tự Hệ thống truyền hình số trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa giải mã tín hiệu truyền hình Mã hóa kênh đảm bảo chống sai sót cho tín hiệu kênh thơng tin Thiết bị mã hóa kênh phối hợp đặc tính tín hiệu số với kênh thơng tin Khi tín hiệu truyền hình số truyền theo kênh thơng tin, thiết bị biến đổi gọi điều chế giải điều chế Ví dụ sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền hình số vẽ hình 1.2 Tuỳ theo phương pháp biển đổi tín hiệu sử dụng tín hiệu tổng hợp hay tín hiệu thành phần, mà đặc điểm hệ thống truyền hình số thay đổi theo - 13 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT M· hoá tín hiệu hình Thiết bị phát Tín hiệu hình Gia công tơng tự ADC Gia công số Tín hiệu tiếng Gia công tơng tự ADC GIa công số Ghép kênh Điều chế Đồng Mà hoá tín hiệu tiếng TÝn hiƯu phơ M· ho¸ chèng nhiƠu M· ho¸ tÝn hiƯu phơ Xư lý tÝn hiƯu TÝn hiƯu ®o kiĨm tra Vệ tinh Cáp quang ống dẫn sóng Trạm thu vệ tinh Tháp viba Thiết bị thu Giải điều chế Giải mà hoá kênh Trạm mặt đất Giải mà tín hiệu hình Phân kênh Chọn đồng Gia công số DAC Gia công tơng tụ Tín hiệu hình Gia công số DAC Gia công tơng tự Tín hiệu tiếng Giải mà tín hiệu tiếng Phát đồng Xử lý tín hiệu Giải mà tín hiệu phụ Đo kiểm tra Hình 1.2: Ví dụ sơ đồ cấu trúc hệ thống truyền hình số - 14 - TÝn hiƯu phơ Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT 1.1.2 Đặc điểm truyền hình số2 1.1.2.1 Yêu cầu băng tần Tín hiệu số gắn liền với yêu cầu băng tần rộng tín hiệu tương tự Ví dụ, tín hiệu tổng hợp, yêu cầu tần số lấy mẫu hệ NTSC 14,4MHz, thực mã hóa với từ mã dài bit, tốc độ dòng bit 115,2Mbit/s, độ rộng băng tần khoảng 58MHz Trong đó, tín hiệu tương tự cần băng tần 4,25MHz Nếu có thêm bit sửa lỗi, yêu cầu băng tần phải tăng thêm Tuy nhiên, thực tế băng tần sử dụng cho tín hiệu hình ảnh, ngược lại, với dạng số khả cho phép giảm độ rộng tần số lớn Với kỹ thuật nén băng tần, tỉ lệ đạt lên tới 100:1 hay (các mức độ nén gây ảnh hưởng xấu cho chất lượng hình ảnh) Các tính chất đặc biệt tín hiệu hình ảnh lặp lại, khả dự báo làm tăng thêm khả giảm băng tần tín hiệu 1.1.2.2 Tỉ lệ tín hiệu/tạp âm (Signal/Noise) Một ưu điểm lớn tín hiệu số khả chống nhiễu trình xử lý khâu truyền dẫn ghi Nhiều tạp âm hệ thống tương tự có tính chất cộng, tỉ lệ S/N tồn hệ thống tổng cộng nguồn nhiễu thành phần gây ra, ln ln nhỏ tỉ lệ S/N khâu có tỉ lệ thấp Với tín hiệu số, nhiễu bit lỗi – ví dụ xung “on” chuyển thành “off” Nhiễu tín hiệu số khắc phục nhờ mạch sửa lỗi Bằng mạch khơi phục lại dịng bit ban đầu Khi có q nhiều bit lỗi, ảnh hưởng nhiễu làm giảm cách che lỗi Tỉ lệ S/N hệ thống giảm Đỗ Hoàng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Truyền hình kỹ thuật số, NXB Khoa học kỹ thuật, tr 83- 86 - 15 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT đồng khơng dùng tín hiệu clock tách biệt để gửi nhận khối để tách ký tự khoảng thời gian xác định Thay vào ký tự truyền gồm có số bit liệu (của thân ký tự), bit start trước (hoặc tín hiệu “bắt đầu ký tự”) kết thúc với bit kiểm tra chẵn (parity) có với một vài bit stop sau (cho tín hiệu báo “kết thúc ký tự”) ASI thiết bị nhạy cảm cực tính, địi hỏi phải đấu cực tính thích hợp chỗ nối đầu thiết kế thực truyền tải ASI môi trường SDI thông thường Các server trang bị đầu vào/ra ASI – I/O kết nối không cần ý tới việc đồng bộ, làm cho chúng lý tưởng cho việc truyền tải tín hiệu SPTS MPTS kết nối hệ thống DVB-ASI cho phép tải tới 16 dòng truyền tải MPEG, điều tiện lợi cần truyền tải nhiều tín hiệu chương trình MPEG riêng qua vi ba, vệ tinh … bảo đảm chất lượng tín hiệu truyền Hơn nữa, ASI ánh xạ (đóng gói lại) thành IP ATM để tải đường truyền riêng cơng cộng với băng thơng thích hợp với điểm khác nhau, làm mở rộng cấu trúc điểm – điểm bị giới hạn ASI thành cấu hình điểm - nhiều điểm dùng thiết bị chuyển mạch IT bên ngoài, cho phép ứng dụng cự ly xa nhờ dùng giao thức mạng viễn thông tiêu chuẩn Khả nhận xuất dòng truyền MPEG-2 qua ASI ưu điểm bật lưu trữ media Các server media file có ASI–I/O cung cấp nhiều định dạng server ASI-I/O ASI–I/O mở rộng chức từ thiết bị bó khung video/audio thành hệ thống dựa dịng truyền tải, lưu trữ liệu dịng truyền tải đơn chương trình đa chương trình Các server, với hệ thống liệu lưu trữ file, có cấu trúc I/O mẫu biểu diễn tín hiệu số tiêu chuẩn: NTSC PAL video, video số mã hoá theo ITU–R BT.601 truyền tải dòng truyền SMPTE 259M, dạng khác bao gồm gói SDTI DV Chúng phù hợp cho việc ghi - 106 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT playout bên hệ thống Khi tiếp tục việc phân phối dịng số có nén thiết bị khác, server cần bổ sung giao diện để đáp ứng trao đổi lẫn phát triển nhanh stream MPEG-2 Các cấu hình ASI–I/O gồm giao diện ASI–Input ASI–Output; ASI-Input đầu HD–SDI (SMPTE 292M) HD–to–SD; đầu SD mà từ nhiều stream trích từ dịng truyền tải MPEG-2, stream đưa đến đầu server để playout Dữ liệu lưu trữ thực trình thuận ngược vậy, tuỳ thuộc vào cấu trúc bên server option lắp đặt Mặc dù mới, công nghệ, ASI (hoặc thông thường DVB-ASI) thường sử dụng truyền dẫn vệ tinh, kết nối hệ thống, thông tin thoại kết nối cặp dây xoắn cáp đồng trục Các ứng dụng server ASI bao gồm làm trễ tín hiệu, ghi tín hiệu phân giải cao có nén, lưu trữ xuất (store and forwarding) dịng đa chương trình chứa wrapper (vỏ bọc) dòng truyền tải đơn DVB-ASI thiết kế để đáp ứng yêu cầu đặc biệt công nghiệp quảng bá để phân phối nhiều kênh tín hiệu số có nén chất lượng truyền dẫn quảng bá đến vị trí khác đường truyền đơn • Màn hình HD - Màn hình HD lắp rack consol điều khiển 19 inch - Màn hình HD hỗ trợ tối thiểu chuẩn đầu vào sau: composite, Y/Pb/Pr/RGBS, HD/SD SDI, DVI-D - Màn hình loại 17inches, có độ phân giải tối thiểu lên đến 1280 × 768 hỗ trợ điểm ảnh tối thiểu 16bit màu - Màn hình có góc nhìn tối thiểu 1750 - Màn hình có thời gian đáp ứng 15ms, có độ phân giải động cao - 107 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT - Màn hình hỗ trợ tín hiệu đầu vào lên đến HD 1080i 1080p tín hiệu HDSDI SMPTE 292M 4.1.2.3 Thiết lập đo thử đường truyền28 Hệ thống thiết bị TOC thiết kế làm việc 24/24 giờ, tham số cài đặt cho thiết bị thiết lập tuyến Khi thực phiên thu phát hình quốc tế, không thiết phải cài đặt lại tham số cho hệ thống mà cần kiểm tra xem tuyến truyền dẫn có làm việc bình thường hay khơng, thực thay đổi số đặc tính cho tương thích với tín hiệu A/V đầu vào, cần ý số trường hợp sau: - Hướng TOC1 - Quế Dương - Hướng TOC1 – TOC2 - Hướng TOC1- TOC3 - Hướng TOC1- Hoa Sen • Hướng TOC1 – Quế Dương - Sử dụng 02 luồng STM-1 hệ thống SDH backbone ITMC1 Quế Dương đễ truyền dẫn tín hiệu hình theo tiêu chuẩn DVB-ASI (mỗi luồng STM-1 sử dụng cặp thiết bị MUX/DEMUX ASI MA5300) - Xác định đầu ASI thiết bị mã hóa tín hiệu Encoder (sau cài đặt), thực việc chuyển mạch tín hiệu ASI vào luồng STM-1 Quế Dương thiết bị ASI Switch 28 KS Ngô Quang Vị, KS Phan Hồng Thuấn (2010), Đề tài KHCN “Qui trình khai thác, bảo dưỡng hệ thống thiết bị mạng thu phát hình số TOC”, Công ty Viễn thông Quốc tế - 108 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT - Thống với Quế Dương luồng ASI chiều phát chiều thu thiết bị MUX/DEMUX ASI MA5300 - Thực việc giám sát tín hiệu ASI thu từ Quế Dương qua thiết bị phân tích ASI Analyzer, chẳng hạn tốc độ luồng liệu, tốc độ luồng tín hiệu video, audio, mã nhận dạng tín hiệu video, audio, tượng Jitter… - Sau thiết lập đường truyền, để kiểm tra chất lượng tín hiệu A/V, dùng thiết bị giải mã Decoder Rx1290, giải mã luồng ASI đầu vào đưa định dạng tín hiệu HD-SD/SDI, việc thực thiết bị chuyển mạch ASI Switch Tín hiệu Colorbar chuẩn 1Vpp với thành phần: xung đồng 0,3V, burst màu 0,3V, mức trắng 0,7V + Tín hiệu Audio chuẩn: Tone tần số 1Khz, mức 0dBm • Các hướng khác - Các hướng lại TOC1–TOC2, TOC1–TOC3, TOC1–Hoa Sen, hướng sử dụng 01 luồng STM-1 - Sử dụng thiết bị chuyển mạch HD-SD/SDI Switch định tuyến tín hiệu HDSD/SDI nói tới thiết bị Waveform Monitor bàn điều khiển, tín hiệu A/V chuẩn thường dùng để đo thử sau: + Tín hiệu Video chuẩn STM-1 hệ thống SDH để truyền dẫn tín hiệu hình theo tiêu chuẩn DVB-ASI (mỗi luồng STM-1 sử dụng cặp thiết bị MUX/DEMUX ASI MA5300) - Các bước thiết lập đo thử đường truyền hướng tương tự hướng TOC1 – Quế Dương - 109 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT 4.2 Triển khai giải pháp mô sử dụng Matlab29 Demo giới thiệu hệ thống mã hóa kênh sử dụng DVB-S2 Hệ thống mã hóa dựa mã LDPC (Low-Density Parity-Check) mã BCH Mã LDPC, đạt tỷ lệ lỗi thấp gần dung lượng kênh Các mã ngoại BCH sử dụng để sửa lỗi không thường xuyên thực giải mã LDPC Các mã kênh DVB-S2 cung cấp khả đáng kể so với DVB-S điều kiện tương tự cho phép truyền dẫn với tỷ lệ lỗi gói 10-7 khoảng 0,7dB đến 1dB từ giới hạn Shannon, tùy thuộc vào chế độ truyền dẫn Demo giới thiệu mơ hình mã hóa BCH, giải mã LDPC, đan xen, điều chế, máy thu, theo tiêu chuẩn DVB-S2 Cấu trúc demo: Hệ thống truyền thông demo thực nhiệm vụ: ● Tạo BBFRAME nguồn ngẫu nhiên ● Mã hóa BCH ● Mã hóa LDPC ● Bộ đan xen 29 http://www.mathworks.com/products/commblockset/demos.html?file=/products/demos/shipping/commblks /commdvbs2.html, truy nhập cuối ngày 10/10/2010 http://www.mathworks.com/products/demos/shipping/commblks/webview/commdvbs2_01/commdvbs2_slw ebview_files/index.html, truy nhập cuối ngày 10/10/2010 - 110 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT ● Điều chế (QPSK 8PSK) ● Mơ hình hóa kênh AWGN ● Giải điều chế ● Khử đan xen ● Giải mã LDPC ● Giải mã BCH ● BBFRAME unbuffering Hơn nữa, demo có khối đo hiển thị tỉ lệ lỗi gói, tỷ lệ lỗi bit LDPC, kênh SNR Ngồi cịn có hiển thị tín hiệu nhận được, giúp người dùng hình dung biến dạng kênh tín hiệu Đơn giản hóa giả định: Để đơn giản, demo này: ● Giữa máy phát thu giả đồng hóa hồn hảo ● Sử dụng mơ hình kênh AWGN, thay kênh vệ tinh đầy đủ ● Sử dụng nguồn Bernoulli nhị phân ngẫu nhiên, không thực xáo trộn BB ● Chỉ hỗ trợ FECFRAME bình thường (chiều dài khối mã LDPC 64 800) ● Xử lý từ mã LDPC đơn vị thời gian Simulink ● Xấp xỉ với tỷ số logarit kênh đầu để giải mã LDPC cách xem xét có hai điểm chịm gần đến tín hiệu nhận q trình định mềm giải điều chế - 111 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT ● Sử dụng Es /No cho giải mã LDPC thay ước tính SNR kênh từ tín hiệu nhận Ngồi ra, demo khơng mơ hình khía cạnh tiêu chuẩn DVB-S2: ● Chòm 16APSK 32APSK ● FECFRAME ngắn ● Tạo khung PL ● Báo hiệu PL chèn pilot ● Bộ xáo trộn PL ● Bộ lọc băng gốc điều chế vng góc - 112 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT Hình 4.23: DVB-S2 demo - 113 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT Hình 4.24: Buffer for coding demo Hình 4.25: Calc PER demo - 114 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT Hình 4.26: SNR measurement demo Hình 4.27: BBFRAME Unbuffering demo - 115 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT Kết hiển thị Khi demo bắt đầu, cửa sổ tự động lên để hiển thị tín hiệu nhận Tỷ lệ lỗi bit LDPC, tỷ lệ lỗi gói tin, kênh SNR kênh liên tục cập nhật Hình 4.28: Chịm RX Ưu điểm mã LDPC dễ dàng quan sát cách sử dụng thiết lập mặc định: QPSK, tốc độ ½, Es / No= 1dB, lặp lại 50 lần giải mã Ngay với SNR thấp vậy, giải mã LDPC có lỗi Nếu Es / No giảm nhẹ, ví dụ, đến 0,5dB, bit LDPC tỷ lệ lỗi lớn nhiều Điều phù hợp với đường cong hiệu suất điển hình dốc mã LDPC - 116 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT 4.3 Kết luận DVB-S2 tiêu chuẩn hệ thống tiêu chuẩn DVB cho ứng dụng vệ tinh băng rộng, với hiệu suất sử dụng băng thông tăng từ 30% đến 131% so với công nghệ DVB-S Công nghệ thực công cụ hữu hiệu cho dịch vụ tương tác vệ tinh Tổ chức DVB lạc quan rằng: với việc đời chuẩn DVB-S2 khơng cần phải thêm chuẩn khác Thông qua việc nghiên cứu tiêu chuẩn DVB-S2 này, ta có cách nhìn tổng quan cơng nghệ DVB-S2 hiểu đâu mà DVB-S2 lại có vượt trội so với tiêu chuẩn DVB-S trước đây, sử dụng kỹ thuật mới: mã hoá tiên tiến mã hố điều chế FEC, mã ngồi BCH, mã LDPC, sử dụng nhiều hệ số roll-off Chính nhờ kỹ thuật mà DVB-S2 có hiệu phổ đáng kể, tăng cường khả bảo vệ lỗi truyền phát tín hiệu Những ưu vượt trội cơng nghệ sở góp phần quảng bá thông tin, cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người sử dụng khắp nơi Dịch vụ thu phát hình quốc tế Cơng ty Viễn thông Quốc tế VTI sử dụng hệ thống thơng tin vệ tinh để thu, phát tín hiệu truyền truyền hình với quốc tế nội dung ngoại giao, kinh tế, trị, văn hố xã hội, thể thao Dịch vụ thực theo dạng phát băng, thu băng trực tiếp Trung tâm thu phát hình Cơng ty VTI Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh, nhằm đảm bảo nhanh nhạy cập nhật thông tin Đây tiêu chuẩn quan trọng hãng phát truyền hình giới Công ty Viễn thông Quốc tế đảm bảo cung cấp dịch vụ thu, phát hình quốc tế chất lượng cao với nước giới qua hệ thống trạm mặt đất đại, làm việc với vệ tinh Intelsat 60 độ đông số vệ tinh khu vực khác Đặc biệt với dịch vụ VSAT Flyaway, Công ty Viễn thơng Quốc tế đảm bảo phát hình trực tiếp nơi diễn kiện khả động, linh hoạt cao thiết bị kỹ thuật truyền hình số - VSAT Flyaway - 117 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT KẾT LUẬN CHUNG DVB-S2 tiêu chuẩn hệ thống tiêu chuẩn DVB cho ứng dụng vệ tinh băng rộng, với hiệu suất sử dụng băng thông tăng từ 30% đến 131% so với công nghệ DVB-S Công nghệ thực công cụ hữu hiệu cho dịch vụ tương tác vệ tinh Tổ chức DVB lạc quan rằng: với việc đời chuẩn DVB-S2 khơng cần phải thêm chuẩn khác Sau thời gian nghiên cứu, đề tài “Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam” hồn thành áp dụng thử nghiệm việc thực phát hình quốc tế Trung tâm thu phát hình quốc tế (TOC), bước đầu phát huy tác dụng đạt mục tiêu yêu cầu đề đề tài là: ● Giới thiệu truyền hình số, phương thức truyền dẫn, kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh, đưa số giải pháp tổng quan phương thức giới ● Từ nhu cầu thực tiễn hãng truyền thơng nước ngồi thực tế sở mạng lưới có sẵn Việt Nam, nghiên cứu lựa chọn giải pháp xây dựng hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam Hiện nay, DVB-S2 Công ty Viễn thông Quốc tế VTI ứng dụng phát thử nghiệm truyền hình có độ phân giải cao HDTV vệ tinh IOR60 Asiasat-5 (100.5 độ Đông) Theo kế hoạch Hội nghị ASEAN 17 diễn Việt Nam (năm 2010), chương trình Hội nghị truyền dẫn HDTV sử dụng công nghệ DVB-S2 Mặc dù có nhiều cố gắng hồn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô người quan tâm tới đề tài Tôi xin chân thành cảm ơn! - 118 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Thông tin truyền thông (2007), Đề tài “Xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật phương pháp đo đánh giá tín hiệu truyền hình số quảng bá mặt đất” Đài Truyền hình Việt Nam (ngày 26/03/2001), “Quyết định Tổng giám đốc Đài Truyền hình Việt Nam việc lựa chọn tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số” Đài Tiếng nói Việt Nam (2005), Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phát số Việt Nam” Michael Robin & Michel Poulin (2000), Digiatal Television Fundamentals, Mc Graw Hill Nguyễn Kim Sách (1995), Thu truyền hình trực tiếp từ vệ tinh, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Kim Sách (2000), Truyền hình số có nén Multimedia, NXB Khoa học kỹ thuật Nguyễn Kim Sách (1995), Truyền hình số HDTV, NXB Khoa học kỹ thuật Đỗ Hoàng Tiến (2002), Audio Video số, NXB Khoa học kỹ thuật Đỗ Hoàng Tiến, Vũ Đức Lý (2001), Giáo trình truyền hình, NXB Khoa học kỹ thuật 10 Đỗ Hoàng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Truyền hình kỹ thuật số, NXB Khoa học kỹ thuật 11 Nguyễn Thanh Trà, Thái Vĩnh Hiền (2003), Kỹ thuật Audio – Video, NXB Giáo dục 12 Ngơ Thái Trị (2004), Truyền hình số, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội - 119 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT 13 KS Ngô Quang Vị, KS Phan Hồng Thuấn (2010), Đề tài KHCN “Qui trình khai thác, bảo dưỡng hệ thống thiết bị mạng thu phát hình số TOC”, Cơng ty Viễn thơng Quốc tế 14 http://www.atsc.org/cms/standards 15 http://www.dibeg.org 16 http://www.ebook.edu.vn 17 http://www.hdtv.vtc.vn 18 http://www.mathworks.com 19 http://phatthanhtruyenhinh.vn 20 http://www.vietnamplus.vn 21 http://www.vti.com.vn - 120 - ... tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam ………………………………………………………… 61 3.2 Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho Tập đồn Bưu Viễn. .. hiệu - 38 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH 2.1 Giới thiệu6 Việc sử dụng vệ tinh cho hệ thống CATV hệ thống. .. chóng - 43 - Đề xuất lựa chọn hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh cho VNPT 2.2.4 Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh Để thấy đặc điểm truyền hình số qua vệ tinh, ta có