2.1 Giới Thiệu Hệ Thống Truyền Hình Cáp:
Hệ thống truyền hình cáp (CATV) xuất hiện vào những năm cuối của thập niên 40. Thuật ngữ CATV xuất hiện đầu tiên vào năm 1948 tại Mỹ khi thực hiện thành cơng hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến (Cable Televion). Một năm sau, cũng tại Mỹ hệ thống truyền hình anten chung (CATV – Community Antenna Televion) cung cấp dịch vụ thuê bao bằng đường truyền vơ tuyến đã được lắp đạt thành cơng. Từ đĩ, thuật ngữ CATV được dùng để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vơ tuyến và hữu tuyến. Mục tiêu ban đầu của truyền hình cáp làphân phát các chương trình quảng bá tới những khu vực do các điều kiện khĩ khăn về địa hình khơng thể thu được bằng các anten thơng thường, gọi là vùng lõm sĩng.
Truyền hình cáp sử dụng các kênh truyền nằm trong phạm vi dải thơng ở cận dưới của băng UHF. Các kênh truyền hình cáp được chia ra thành các băng VHF thấp, VHF giữa, VHF cao và siêu băng (Superband).
Truyền hình cáp vơ tuyến MMDS (Multiprogram Multipiont Distributoin System) sử dụng mơi trường truyền sĩng là sĩng viba tại dải tần 900MHz. Tuy triển khai mạng MMDS rất đơn giản do chỉ dùng anten mà khơng cần kéo cáp đến từng nhà nhưng nĩ cĩ rất nhiều nhược điểm (a) như:
1a. Hạn chế vùng phủ sĩng: do sử dụng dải tần 900MHz, MMDS địi hỏi anten thu và phát phải nhìn thấy nhau. Vì vạy với những hộ gia đình ở sau các vật cản lớn như các tịa nhà thì khơng thể thực hiện được.
2a. Chịu ảnh hưởng mạnh bởi nhiễu cơng nghiệp: do sử dụng phương thức điều chế tín hiệu truyền hình tương tự khơng cĩ khả năng chống lỗi, lại truyền bằng sĩng vơ tuyến, tín hiệu MMDS bị ảnh hưởng rất mạnh bởi các nguồn nhiễu cơng nghiệp.
3a. Chịu ảnh hưởng bởi thời tiết: khi thời tiết xấu, ví dụ như mưa to, sét …vv. Tín hiệu MMDS vơ tuyến bị suy hao rất lớn trong khơng gian, dẫn đến giảm mạnh chất lượng hình ảnh.
4a. Yêu cầu dải tần số vơ tuyến rất lớn: mỗi kênh truyền hình cần một dải tần là 8MHz, nếu muốn cung cấp 13 kênh truyền hình thì cần một dải thơng là 13 x 8= 104MHz. Đây là một dải tần vơ tuyến lớn trong khi nguồn tài nguyên vơ tuyến là rất quí giá.
5a. Gây can nhiễu cho các đài phát vơ tuyến khác: mặt dù được phân phát một dải tần riêng, nhưng máy phát MMDS cũng như các máy phát vơ tuyến khác luơn sinh ra các tần số hài bậc cao cĩ thể ảnh hưởng đến các trạm phát sĩng vơ tuyến khác.
6a. Khĩ khăn trong việc cung cấp dịch vụ truyền hình số. 7a. Khơng thể cung cấp dịch vụ hai chiều.
Truyền hình cáp hữu tuyến là hệ thống mà tín hiệu truyền hình được dẫn thẳng trung tâm chương trình đến hộ dân bằng một sợi cáp (đồng trục, cáp quang hoặc cáp xoắn). Nhờ đĩ người dân cĩ thể được xem các chương trình truyền hình chất lượng cao mà khjơng phải sử dụng các cột anten. Về gốc độ kỹ thuật truyền hình cáp hữu tuyến cĩ những ưu điểm (b) vượt trội so với các hệ thống truyền hình khác:
1b. Ít chịu ảnh hưởng của nhiễu cơng nghiệp: tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến được dẫn đến thuê bao qua các sợi cáp quang hoặc đồng trục. Các sợi cáp này cĩ khả năng chống nhiễu cơng nghiệp cao hơn gấp nhiều lần so với tín hiệu vơ tuyến, vì thế sẽ hạn chế tối đa nhiễu cơng nghiệp, đảm bảo chất lượng cho tín hiệu.
2b. Khơng bị ảnh hưởng của thời tiết: các chương trình truyền hình trên cáp sẽ khơng chịu ảnh hưởng của thời tiết do khả năng cách ly và chống nhiễu tốt của cáp.
3b. Khơng chiếm dụng phổ của tần số vơ tuyến: là một mạng thơng tin hữu tuyến riêng biệt, mạng truyền hình cáp được xây doing sẽ cho phép cung cấp hàng chục chương trìønh truyền hình mà khơng chiếm dụng cũng như ảnh hưởng đến phổ tần số vơ tuyến đã chật chội, điều này càng trở nên quí giá khi càng ngày các đài phát thanh truyền hình càng tăng số lượng chương trình phát sĩng.
4b. Khơng gây can nhiễu cho các trạm phát sĩng nghiệp vụ khác: các tín hiệu truyền trên các sợi cáp được cách ly và chống nhiễu tốt sẽ khơng gây ra nhiễu vơ tuyến cho các trạm phát vơ tuyến khác.
5b. Cĩ khả năng cung cấp tốt dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai chiều khác: dải thơng lớn của mạng truyền hình cáp hữu tuyến sẽ cho phép khơng chỉ cung cấp các dịch vụ truyền hình tương tự mà cịn cho phép cung cấp nhiều các chương trình truyền hình số, truyền hình tương tác và đặc biệt là khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thơng hai chiều, truy nhập internet, truyền số liệu tốc độ cao mà một mạng viễn thơng cũng khĩ mà đạt được.
6b. Một ưu điểm nữa của hệ thống truyền hình cáp là cĩ thể sử dụng các kênh kề nhau để truyền tín hiệu trong tất cả các phạm vi mà khơng xuất hiện nhiễu đồøng kênh. Tuy nhiên, các tín hiệu phải được điều khiển ở độ tuyến tính cao nhằm tránh hiện tượng điều biến tương hỗ.
2.2 Sơ Đồ Khối Tổng Quát Hệ Thống Truyền Hình Cáp:
Mạng truyền hình cáp bao gồm 3 thành phần chính: hệ thống thiết bị tại trung tâm, hệ thống mạng phân phối tín hiệu và thiết bị thuê bao, hình 2.1
Hình 2.1 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến.
2.2.1 Hệ thống thiết bị trung tâm (Headend System) là nơi cung cấp, quản lý chương trình truyền hình cho hệ thốnh truyền hình cáp. Đây cũng chính là nơi thu thập các thơng tin giám sát trạng thái, kiểm tra họat động mạng và cung cấp các tín hiệu điều khiển mạng. Với các hệ thống hiện đại cĩ khả năng cung cấp các dịch vụ tương tác, truyền số liệu, hệ thống thiết
Mạng phân phối tín hiệu (DistributionNetwork) Hệ thống thiết bị trung
tâm (Headend System) Thiết bị thuê bao (customer system)
bị trung tâm con cĩ thêm các nhiệm vụ như: mã hĩa tín hiệu quản lý truy nhập, tính cước truy nhập, giao tiếp với hệ thống mạng viễn thơng như mạng internet…vv
2.2.2 Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là mơi trường truyền dẫn tín hiệu từ trung tâm mạng đến các thuê bao. Tùy theo đặc trưng của mỗi hệ thống truyền hình cáp, mơi trường dẫn tín hiệu sẽ thay đổi:với hệ thống truyền hình cáp như MMDS, mơi trường truyền dẫn sẽ là sĩng vơ tuyến, cịn đối với hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến mơi trường truyền dẫn sẽ là các hệ thống cáp hữu tuyến (cáp quang, cáp đồng trục, cáp đồng xoắn…vv.). Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến cĩ nhiệm vụ nhận tín hiệu ra từ các thiết bị trung tâm, điều chế, khuếch đại và truyền vào mạng cáp, các thiết bị khác trong mạng nhận nhiệm vụ khuếch đại, cáp nguồn và phân phối tín hiệu truyền hình đến tận thiết bị của thuê bao. Hệ thống mạng phân phối của tín hiệu truyền hình cáp là bộ phận quyết định đến chất lượng dịch vụ, khoảng cách phục vu, số lượng thuê bao, khả năng mở rộng và nâng cấp mạng.
2.2.3 Thiết bị tại thuê bao: với một mạng truyền hình cáp sử dụng cơng nghệ tương tự, thiết bị tại thuê bao cĩ thể chỉ là một máy thu hình, thu tín hiệu từ mạng phân phối tín hiệu.Với mạng truyền hình cáp sử dụng cơng nghệï hiện đại hơn, thiết bị thuê bao gồm các bộ chia tín hiệu, các đầu thu tín hiệu truyền hình (Set-top-box) và các modem cáp. Các thiết bị này cĩ nhiệm vụ thu tín hiệu, đưa đến tivi và các máy tính để thuê bao sử dụng các dịch vụ của mạng: chương trình tivi, truy nhập internet, truyền dữ liệu.