STB bao gồm cỏc loại số và tương tự, là thành phần rất quan trọng trong mạng HFC. STB số là kết nối cho sự phỏt triển từ cỏc TV tương tự hiện nay tới cỏc TV số cao cấp trong tương lai.
Với sự ra đời của STB tương tự trong thập niờn 70,80, cỏc thuờ bao thu được cỏc kờnh TV tương tự qua mạng HFC thay cho cỏc kờnh quảng bỏ mặt đất. Cỏc nhà điều hành cỏchi phớ cung cấp cho thuờ bao cỏc dịch vụ xem phim IPPV (Impulse - Pay - Per - View Servise: dịch vụ xem phim thanh toỏn ngay), cũng như cỏc dịch vụ đặc biệt khỏc sử dụng điện thoại làm đường lờn cho cỏc hoạt động tương tỏc. Thuờ bao IPPV cú thể yờu cầu một chương trỡnh đặc biệt hoặc cỏc dịch vụ trực tiếp qua cỏc thiết bị đầu cuối cỏp tại nhà bất kỳ lỳc nào. Để thanh toỏn ngay, cỏc dịch vụ trực tiếp qua cỏc thiết bị đầu cuối
của thuờ bao được nhà điều hành cỏp cung cấp một thẻ thanh toỏn mở rộng. Hệ thống tớnh cước sẽ tớnh giới hạn token cho mỗi thờ bao. Mức giới hạn của thẻ này núi cỏch khỏc gỏi trị của thẻ sẽ giảm đi sau mỗi lần sử dụng dịch vụ. Khi thẻ hết giỏ trị thỡ tuy theo yờu cầu của thuờ bao nhà điều hành cỏp sẽ gia hạn lại thẻ.
Năm 1996, General Instrument và Scientific Atlõnt giới thiệu STB số, đó mở ra cho cỏc nhà điều hành cỏp đưa ra một loạt cỏc dịch vụ mới. STB số cú cỏc chức năng cơ bản sau:
- Dũ tỡm kờnh số (MFEG - 2) và cỏc dịch vụ Video tương tự trong dải tần đường xuống.
- Giải điều chế kờnh tớn hiệu số thu được. - Điều chế tớn hiệu số đường lờn.
- Mó hoỏ/giải mó cỏc dịch vụ lựa chọn.
- Quản lý bỏo hiệu thuờ bao từ CATV Headend. - Cung cấp giao điện thuờ bao người sử dụng.
Sự triển khai STB số cao cấp của Motorola/General lnstrument, chứa Dual Cable TV Tuner và tớch hợp modem cỏp cho phộp thuờ bao đũng thời xem TV va “lướt” trờn Web qua mạng HFC. Thuờ bao cũn được cung cấp cỏc dịch vụ như: PPV số, IPPV số, NVOD, VOD. Ngoài ra STB cao cấp cũn cung cấp truy nhập Internet hai chiều tốc độ cao sử dụng giao thức DOCSIS. Cỏc dịch vụ mới như thoại IP, thoại thấy hỡnh IP, cỏc chũ chơi (Games) tương tỏc sẽ được hỗ trợ trong tương lai gần. STB cỏp cấp đúng vai trũ là thiết bị giao phỏt cỏc gúi IP tới cỏc thiết bị bờn ngoài.
STB cao cấp cũng truyền tải, xử lý và mó hoỏ tớn hiệu truyền hỡnh cú độ phõn giải cao (HDTV). Tất cả cỏc ứng dụng đều sử dụng khả năng đồ hoạ 2D/3D của STB khi cỏc ứng dụng đú được chuyển tới bộ thu của TV ở tớn hiệu Video băng tần gốc hoặc tớn hiệu Video được điều chế RF.
Cỏc STB cao cấp cú một số giao diện vào và ra gồm cổng USB, giao diện Firewall IEEE 1394 và kết nối Ethernet. Giao diện IEEE 1394 là chuẩn
bus nối tiếp hiệu năng rất mạnh, nú được phỏt triển cho truyền tải cỏc ứng dụng đa phương tiện thời gian thực với cỏc tốc độ 100Mb/s, 200Mb/s, 400Mb/s qua mạng cỏp.
3.3.1.2. Thoại IP (VolP)
Thuật ngữ thoại lP cú nghĩa là sử dụng giao thức lP để truyền tớn hiệu thoại qua mạng viễn thụng. Thuật ngữ này được viết tắt là VOlP. Do sự bựng nổ của Internet, giao thức lP trở thành giao thức chuẩn cho lớp chuyển mạch gúi trong mạng LAN và WAN. Sự thớch hợp cỏc dịch vụ thoại vào trong mạng HFC băng rộng truyền tải cả tớn hiệu Video và dữ liệu cú những ưu điểm lớn để thực hiện xa lộ thụng tin. Thoại lP cú thể được thực hiện bằng một lP phone hoặc một mỏy điện thoại truyền thống kết nối với một Modem cỏp hoặc bằng STB số.
LP Telephone là một thiết bị mới, thay cho kết nối tới một cổng PABX nú kết nối với cổng Ethemet chuẩn cho modem cỏp/STV số/mỏy tớnh cỏ nhõn (PC). lP phone cú thể hoạt động như một thiết bị lP chuẩn cú địa chỉ lP riờng, cú cỏc chức năng tớch hợp nộn tớn hiệu thoại. Để kết nối một mỏy điện thoại truyền thống với Modem cỏc khối giao diện mới (Module) được phỏt triển cắm thờm vào modem cỏp /STB và cung cấp cỏc chức năng này. Cỏc gúi lP này sẽ được gửi đi qua mạng HFC sử dụng giao thức DOCSIS.
3.3.1.3. Modem cỏp (Cable modem)
Modem cỏp là cụng nghệ hấp dẫn nhất, cung cấp truy nhập Internet hai chiều tốc độ cao qua cỏc mạng HFC. Kể từ sự phỏt triển của dịch vụ World Wide Web (www) và sự phỏt hành năm 1993 của trỡnh duyệt Web (Web Browser), số lượng Wwbsite gia tăng một cỏch bựng nổ trờn khắp thế giới, tăng gấp đụi cứ sau 3 thỏng.
Để truy nhập Internet, hiện nay đang sử dụng cỏc Modem thoại đạt tốc độ chỉ được 28,8 tới 56 Kbps. Cỏc mạng điện thoại tồn tại hiện nay khụng được thiết kế để xử lý dữ liệu lớn đó trở nờn tắc ngẽn. Chớnh vỡ vậy việc truy
nhập vào vỏc Web đồ sộ cú sử dụng tối đa phương tiện mất rất nhiều thời gian.
Cụng nghệ modem cỏp hoạt động qua mạng HFC hai chiều cú thể cung cấp tốc độ dữ liệu đường xuống lớn hơn 30Mb/s, tốc độ này gấp khoảng 1000 lần so với tốc độ modem thoại thụng thường và tốc độ đường lờn cũng rất cao, khoảng 10Mb/s.
Hầu hết cỏc modem cỏp được thiết kế cho lưu lượng khụng đối xứng. Điều này là bởi vỡ phần lớn người sử dụng Web để tải về (download) cỏc ứng dụng chứa nhiều đa phương tiện (rich multimedia) trong khi đường lờn chỉ dựng cho cỏc ứng dụng tốc độ thấp như: Email, truyền file…
Cỏc modem cỏp hoạt động tốc độ đối xứng thường được dựng trong cỏc mạng nội bộ Intranet, ở đú modem cỏp bị chia xẻ giữa cỏc mạng mỏy tớnh khỏc nhau.
3.3.2. Đặc điểm của truyền dẫn đường lờn trong truyền hỡnh cỏp 2 chiều.
3.3.2.1. Cỏc nguồn nhiễu đường lờn:
Băng tần truyền dẫn tớn hiệu đường lờn ở Mỹ là 5 đến 42 MHz, và ở Chõu Âu là 5 đến 645 MHz. Cỏc nguồn nhiễu ảnh hưởng tới truyền tớn hiệu đường lờn trong hệ thống CATV bao gồm:
- Nhiễu đầu vào
- Mðo đường truyền thụng thường. - Nhiễu của laser và cỏc bộ thu quang.
Nhiễu đầu vào là quan trọng nhất và nguồn nhiễu đầu vào làm mộo dạng tớn hiệu đường lờn trong mạng HFC được chia thành 3 loại:
- Tớn hiệu súng ngắn dài hẹp: Chủ yếu từ đài phỏt thanh và cỏc trạm rađa phỏt trờn mặt đất, tớn hiệu nỳa được ghộp vào đường lờn tại nhà thuờ bao hoặc tại cỏc thiết bị phõn phối CATV.
- Nhiễu tức thời tương tự như nhiễm cụm nhưng cú thời gian tồn tại ngắn hơn.
3.3.2.2. Lọc nhiễu đường lờn.
Sự xuất hiện nhiễu đầu vào và cỏc nhiễu băng hẹp khỏc trong truyền dẫn đường lờn đó tạo ra một thỏch thức mới cho cỏc nhà điều hành CATV. Nhiễu tổ chức đang thực hiện phỏt triển cỏc phương phỏp chống lại ảnh hưởng của nhiễu đầu từ Headend đưa tới. Cỏc phương phỏp này bao gồm cỏc kỹ thuật lọc chủ động và thụ động tại bất kỳ điểm nào dọc theo kờnh đường lờn từ thuờ bao tới node quang.
Vớ dụ phương phỏp sử dụng lọc khối, lý thuyết trong dải từ 15 đến 40 MHz giữa bộ chia trong nhà và khối kết cuối cỏp (CTU). Tớn hiệu từ thiết bị đầu cuối thuờ bao như modem cỏp, STB được phỏt đi nhưng một bộ lọc thụng thấp ngăn khụng cho bất kỳ tớn hiệu nào phỏt tại thuờ bao trong dải tần 15 - 42 MHz đưa vào đường lờn. Tớn hiệu phỏt trong dải tần 15 - 42 MHz đưa vào khối kết cuối cỏp CTU sau bộ lọc khối. Mặc dự phương phỏp này giảm đỏng kể lượng nhiễu đầu vào từ mỗi thuờ bao, nhưng vỡ phải thực hiện vựng phổ tần số cao của đường lờn (5 - 15 MHz) nờn chi phớ cao.
Một phương phỏp khỏc được dựng là sử dụng lọc thụng dải ở phớa thuờ bao. Nhiễu đầu vào đường lờn được lọc khi thuờ bao khụng truyền dữ liệu. Nhược điểm của phương phỏp chủ yếu độ trễ của cỏ chuyển mạch khi cú nhiều thuờ bao trong cựng node quang truyền dữ liệu đồng thời.
CHƯƠNG IV: GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN HèNH CÁP HỮU TUYẾN CHO THỦ Đễ HÀ NỘI
4.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI XÂY DỰNG MỘT MẠNG TRUYỀN HèNH CÁP HỮU TUYẾN CHO HÀ NỘI.
4.1.1. Thực trạng truyền hỡnh tại Hà Nội.
Cú thể núi, cỏc chương trỡnh PTTH những mún ăn tinh thần khụng thể thiếu của người thủ đụ. Cho đến nay Hà Nội là một trong những địa phương mà người dõn cú thể xem được cỏc chương trỡnh với chất lượng tớn hiệu tốt nhất, bao gồm:
VTV1 – Truyền hỡnh Việt Nam VTV2 – Truyền hỡnh Việt Nam VTV3 – Truyền hỡnh Việt Nam HTV – Truyền hỡnh Hà Nội
Trong những năm gần đõy, người dõn Thủ đụ cũn biết đến cỏc chương trỡnh truyền hỡnh MMDS. Để thu được cỏc chương trỡnh truyền hỡnh này, mỗi hộ cần phải trang bị một bộ giải mó và phải trả một khoản chi thuờ bao hàng thỏng.
Ngoài ra, cũn phải kể đến cỏc chương trỡnh truyền hỡnh số mặt đất đang trong thời gian phỏt thử nghiệm. Để thu được chương trỡnh này, mỗi hộ cần phải cú một bộ thu số (setop box).
Cỏc chương trỡnh này đó đỏp ứng phần nào nhu cầu xem truyền hỡnh của đụng đảo khỏn giả Thủ đụ. Tuy nhiờn, cỏc chương trỡnh được phủ súng trờn toàn Hà Nội cũn cú nhiều hạn chế.
- Do anten chưa được cao, số lượng nhà cao tầng quỏ nhiều gõy hiện tượng che chắn dẫn đến nhiễu búng làm giảm chất lượng cỏc chương trỡnh truyền hỡnh. Đặc biệt dõn cư cỏc khu vực sau của khỏch sạn hoặc khi văn phũng cao ốc như khỏch sạn DEAWOO, khỏch sạnh MELIA, thỏp Hà Nội…
thu tớn hiệu truyền hỡnh rất khú khăn thậm chớ cú nhà khụng thu được một vài chương trỡnh truyền hỡnh của Việt Nam và Hà Nội do bị cỏc toà nhà quỏ cao che chắn.
- Để thu được tốt cỏc tớn hiệu truyền hỡnh quảng bỏ mặt đất, hầu hết cỏc hộ dõn phải bố trớ cột anten càng cao càng tốt. Cỏc cột anten này thường được đặt trờn múc nhà, trờn cỏc tầng thượng của toà nhà một cỏc tự phỏt: vị trớ, độ cao của cột cũng được lựa chọn tuỳ ý trụng rất lộn xộn, thiếu mỹ quan và đặc biệt là khụng an toàn trong cỏc mựa mưa bóo khi mà cỏc cọc tre được sử dụng để làm cột bị mủn, gẫy và rơi xuống. Trong những năm gần đõy dõn số Hà Nội phỏt triển quỏ nhanh, số lượng khỏn giả xem truyền hỡnh cũng tăng rất lớn dẫn đến số lượng anten trờn cỏc núc nhà ngày càng tăng, trụng càng lộn xộn và mất mỹ quan hơn.
- Là trung tõm văn hoỏ - kinh tế - xó hội - chớnh trị, cựng với sự phỏt triển chung của cả nước, thu nhập và mức sống của người dõn Thủ đụ ngày càng được nõng cao. Mức sống nõng cao dẫn đến cỏc nhu cầu giải trớ, vui chơi của người dõn thủ đụ cũng được tăng theo. Khụng chỉ cú nhu cầu được xem cỏc chương trỡnh truyền hỡnh cú sẵn của Đài PTTH Hà Nội và Đài truyền hỡnh Việt Nam, người dõn thủ đo càng ngày càng cú nhu cầu được xem nhiều chương trỡnh truyền hỡnh hơn nữa. Cỏc chương trỡnh tổng hợp của Đài PTTH Hà Nội và THVN chưa đủ, khỏn giả cũn muốn xem cỏc chương trỡnh giải trớ, thể thao, phim truyện, thời sự quốc tế chuyờn biệt, ở đú thụng tin nội dung, chất lượng chương trỡnh phong phỳ và hấp dẫn.
Tuy nhiờn, với điều kiện cơ sở vật chất của Đài PTTH Hà Nội và Đài THVN hiện nay, việc nhiều chương trỡnh hơn sẽ gặp phải nhiều khú khăn về thiết bị sản xuất và truyền dẫn phỏt súng. Hơn nữa, cỏc chương trỡnh quốc tế muốn độn được với khỏn giả phải được mua về từ cỏc nhà cung cấp chương trỡnh nước ngoài, dẫn đến việc phỏt súng nhiều chương trỡnh truyền hỡnh giải trớ chuyờn biệt miễn phớ càng khú cú thể đỏp ứng.
4.1.2. Sự cần thiết phải đầu tư.
Qua cỏc phõn tớch trờn cú thể thấy được tớnh bức thiết trong việc nõng cấp cả về số lượng và chất lượng truyền hỡnh cho Thủ đụ Hà Nội. Một trong những phương phỏp hữu hiệu đú là kộo trực tiếp sợi cỏp mang tớn hiệu truyền hỡnh đến từng hộ dõn. Điều này cú nghĩa là cần phải xõy dựng một mạng truyền hỡnh cỏp hữu hiệu cho Thủ đụ Hà Nội.
Mạng truyền hỡnh cỏp được xõy dựng sẽ cú khả năng cho phộp cung cấp hàng trăm chương trỡnh truyền hỡnh mà khụng chiếm dụng cũng như ảnh hưởng đến phổ tần truyền hỡnh mặt đất vốn đó chật trội và quý giỏ.
Truyền hỡnh cỏp hữu tuyến sẽ cho phộp cung cấp chất lượng chương trỡnh cao, khụng bị nhiễu và búng như truyền hỡnh MMDS.
Dải thụng lớn của mạng truyền hỡnh cỏp hữu tuyến sẽ khụng chỉ cho phộp cung cấp cỏc dịch vụ truyền hỡnh tương tự mà cũn cho phộp cung cấp nhiều chương trỡnh truyền hỡnh số, truyền hỡnh tương tỏc và đặc biệt là khả năng cung cấp cỏc dịch vụ viễn thụng, truyền số liệu tốc độ cao.
Như vậy, xột về gúc độ kỹ thuật cũng như nhu cầu khỏn giả, xõy dựng mạng truyền hỡnh cỏp hữu tuyến tại thủ đụ là hợp lý.
4.2. PHƯƠNG PHÁP THIẾT BỊ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỀN HèNH CÁP. 4.2.1. Lựa chọn cấu hỡnh mạng.
Vấn đề đầu tiờn cần quan tõm khi thiết bị một mạng truyờn dẫn thụng tin là việc lựa chọn cấu hỡnh mạng. Mục này sẽ đề cập đến những cấu hỡnh cú thể được lựa chọn khi thiết kế một mạng HFC.
Như đó nờu trong Chương 3, một mạng HFC gồm 3 mạng con: mạng con truyền dẫn, mạng con phõn phối và mạng con truy nhập. Vị trớ của chỳng cú thể được biểu thị như hỡnh 29.
Netwrok Segments
Hỡnh 29. Cỏc cấu hỡnh mạng HFC
4.2.1.1. Mạng con truyền dẫn
Mạng con truyền dẫn thường được thiết kế theo hỡnh sao hoạch hỡnh vũng.
* Cấu hỡnh sao.
Cấu hỡnh sao bao gồm nguồn tớn hiệu tại trung tõm, qua bộ chia tớn hiệu đến cỏc sợi cỏp nhanh toả về cỏc phớa khỏc nhau.
Hỡnh 30: Mạng sao truyền dẫn
Transport Distribution Access
Hub Node HE HE HE HE Met ro PREMSIE Stas Topologies Hub Hub Hub HE
* Ưu điểm của mạng sao.
- Số lượng thiết bị sử dụng trong mỗi nhỏnh đạt tối thiểu, dẫn đến đầu tư ban đầu thấp.
- Cấu hỡnh mạng khỏ đơn giản, dẫn đến bảo dưỡng vận hành dễ dàng. - Mạng cú độ tin cậy cao vỡ đơn giản.
- Phục vụ tốt cỏc khu tập trung đụng dõn cư. - Cú thể triển khai mạng hai chiều dễ dàng. * Nhược điểm của mạng sao:
- Tốn cỏp hơn so với cấu hỡnh khỏc.
* Cấu hỡnh vũng:
Cấu hỡnh mạng vũng bao gồm một vũng trũn kớn nối trung tõm với tất cả Hub.
Hỡnh 31. Mạng vũng truyền dẫn
* Ưu điểm của mạng vũng:
- Tất cả cỏc Hub và trung tõm cú thể thụng tin với nhau được.
- Cú thể sử dụng 2 sợi quang để truyền dẫn 2 chiều trong trường hợp mạng 2 chiều. Ring Topologies Hub Hub Hub Hub
- Trong trường hợp mạng vũng bị đứt tại một điểm, tớn hiệu sẽ được vũng ngược lại để ghộp cựng tớn hiệu ngược chiều truyền đi đến điểm dịch, vỡ vậy độ an toàn mạng rất cao.
- Với trường hợp tớn hiệu truyền trờn mạng là tương tự, dải thụng tớn hiệu sẽ bị hạn chế, nhưng với mạng cú số lượng chương trỡnh ớt, số node quang khụng quỏ nhiều thỡ dải thụng của mạng đủ. Trường hợp tớn hiệu truyền trờn mạng là tớn hiệu số thi dải thụng của mạng hoàn toàn đỏp ứng được yờu cầu.
- Cấu hỡnh mạng rất linh hoạt, dễ dàng trong việc mở rộng mạng.
- Cú thể tương thớch với mạng viễn thụng SDH, dẫn đến khả năng kết