TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB T
2.1. Giới thiệu về truyền hình số mặt đất DVB T
Việc phát triển các tiêu chuẩn DVB đã khởi đầu vào năm 1993 và tiêu chuẩn DVB-T đã được tiêu chuẩn hố vào năm 1997 do Viện tiêu chuẩn truyền thơng châu Âu (ESTI: European Telecommunication Standards Institute). Hiện nay tiêu chuẩn này đã được các nước Châu Âu và nhiều nước khác trên thế giới thừa nhận. Năm 2001 đài truyền hình Việt Nam đã quyết định chọn nĩ làm tiêu chuẩn để phát sĩng cho truyền hình mặt đất trong những năm tới. DVB là sơ đồ truyền dựa trên tiêu chuẩn MPEG-2,là một phương pháp phân phối từ một điểm tới nhiều điểm video và audio số chất lượng cao cĩ nén. Nĩ là sự thay thế cĩ tăng cường tiêu chuẩn truyền hình quảng bá tương tự vì DVB cung cấp phương thức truyền dẫn linh hoạt để phối hợp video, audio và các dịch vụ dữ liệu. Trong truyền hình số mặt đất khơng thể sử dụng phương pháp điều chế đơn sĩng mang được vì multipath sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chỉ tiêu kĩ thuật của truyền sĩng mang đơn tốc độ cao vì lý do này OFDM đã được sử dụng cho tiêu chuẩn truyền
hình mặt đất DVB_T. DVB-T cho phép hai mode truyền phụ thuộc vào số sĩng mang được sử dụng.
Hệ thống trạm mặt đất DVB- T: Các kênh VHF/UHF của trạm mặt đất là những phương tiện quan trọng nhất với việc truyền dẫn tín hiệu số tốc độ cao vì các thủ tục truyền lại đa đường tạo ra sự dội vang và sự giảm âm thanh của tần số lựa chọn. Trễ của việc mở rộng các tín hiệu trong việc truyền lặp là do sự phản xạ của núi, đồi hay dãy nhà cao … cĩ thể lên tới hàng chục μs. Trong trường hợp phía thu cĩ thể di chuyển, tín hiệu tín hiệu trực tiếp từ phía phát cĩ thể bị mất (kênh Rayleigh) do đĩ bên phía thu buộc phải khai thác những đám mây tín hiệu phản hồi xung quanh vật thể.
Bảng 2.1. Mơ tả các thơng số các mode làm việc trong DVB - T
Tham số Mode 2K Mode 8K
Số lượng sĩng mang con Độ rộng symbol cĩ ích (TU) Khoảng cách sĩng mang (1/TU) Băng thơng Khoảng bảo vệ ∆ Phương thức điều chế 1705 s µ 224 4464hz 7.61Mhz T/4, T/8, T/12 QPSK, 16- 64QAM 6817 s µ 896 1116Hz 7.61Mhz T/4, T/8 QPSK, 16- 64QAM
Kiểu 2K phù hợp cho hoạt động bộ truyền đơn lẻ và cho các mạng SFN loại nhỏ cĩ khoảng cách bộ truyền giới hạn, nĩ sử dụng 1705 sĩng mang con. Kiểu 8K cĩ thể được sử dụng cho hoạt động bộ truyền đơn lẻ cũng như cho các mạng SFN loại nhỏ và lớn; nĩ sử dụng 6817 sĩng mang con. Để giảm nhỏ ảnh hưởng khơng bằng phẳng của kênh thì dùng nhiều sĩng mang càng tốt. Tuy nhiên khi số sĩng mang nhiều, mạch sẽ phức tạp hơn, trong giai đoạn đầu khi cơng nghệ chế tạo chip chưa hồn thiện các chip điều chế cịn đắt người ta thường dùng mode 2K vì cơng nghệ chế tạo chip đơn giản và rẻ hơn.
Trong mạng đơn tần số (SFN), sự lựa chọn tần số kênh cĩ thể rất quan trọng khi tất cả các máy phát tín hiệu giống nhau ở cùng thời điểm và cĩ thể phát các tín hiệu lặp lại “nhân tạo” trong khu vực dịch vụ (trễ lên đến vài trăm μs). Để khắc phục vấn đề này, các bộ tương thích DVB- T được thiết kế dựa trên việc điều chế đa sĩng mang trực giao COFDM.
Hình 2.1. Tiêu chuẩn DVB – T
Cĩ thể chia dịng bít truyền tới thành hàng ngàn sĩng mang phụ tốc độ thấp, trong ghép kênh FDM. Hệ thống cĩ thể hoạt động ở hai mode chính: mode 2k cho các mạng chuyển đổi (tướng với 1705 sĩng mang phụ trong dải thơng 7,61 MHz và khoảng thời gian symbol hiệu dụng Tu = 224 μs) và mode 8k cho SFN (tương ứng với 6817 sĩng mang phụ trong dải thơng 7,61 MHz và khoảng thời gian symbol hiệu dụng Tu = 86 μs).
Mỗi sĩng mang được điều chế theo lược đồ AM – QAM (4,16 hay 32 QAM). Điều chế COFDM bản chất là phađing tần số chọn, khi mỗi sĩng mang được điều chế ở tốc độ bít trung bình (tốc độ symbol vào khoảng 1 hay 4 Kbaud tương ứng với moode 2k hay 8k) và khoảng thời gian rất dài so với thời gian đáp ứng thay đổi kênh.
2.1.1. Sơ đồ khối [2]
Trong đĩ • Phía phát
- Tín hiệu Video/Audio nguồn:
+ Tín hiệu nguồn là tín hiệu số hay tương tự được biến đổi thành các dữ liệu số. Các chuẩn tín hiệu số được định dạng sao cho tương thích với hệ thống mã hố.
+ Tín hiệu Video cĩ tốc độ bít rất lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 thì tốc độ bít lên đến 270 Mbps. Để các kênh truyền hình quảng bá cĩ độ rộng 8 MHz cĩ thể đáp ứng cho việc truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bít bằng cách nén tín hiệu video.
- Mã hố nguồn dữ liệu (source coding):
Mã hố nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tần số nén khác nhau. Việc nén được thực hiện bằng bộ mã hố MPEG- 2. Việc mã hố dựa trên cơ sở nhiều khung hình ảnh chứa nhiều thơng tin với sự sai khác rất nhỏ.
Do đĩ MPEG làm việc bằng cách chỉ gửi đi những sự thay đổi này và dữ liệu lúc này cĩ thể giảm từ 100 đến 200 lần. Với Audio cũng vậy, việc nén dựa trên nguyên lý tai nghe người khĩ phân biệt âm thanh trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng cĩ tần số lân cận nhau và những bít thơng tin trầm nhỏ này cĩ thể bỏ đi và khơng được sử dụng.
Mã hố nguồn chỉ liên quan đến các đặc tính của nguồn. Phương tiện truyền phát khơng ảnh hưởng gì đến mã hố nguồn.
- Mã hố kênh:
Gĩi và đa hợp Video, Audio và các dữ liệu phụ vào một dịng dữ liệu phụ ở đây là dịng truyền tải MPEG- 2. Nhiệm vụ của mã hố kênh là làm cho tín hiệu truyền dẫn phát sĩng phù hợp với kênh truyền.
Trong truyền hình số mặt đất mã được sử dụng là mã Reed- Solomon. Mã Reed-Solomon được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thơng tin ngày nay do cĩ khả năng sửa lỗi rất cao.
- Điều chế:
Điều chế tín hiệu phát sĩng bằng dịng dữ liệu, quá trình này bao gồm cả mã hố truyền dẫn, mã hố kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại các suy giảm chất lượng do phadinh, tạp nhiễu...
• Phía thu
Bên thu sẽ mở gĩi, giải mã, hiển thị hình và đưa ra máy thu 2.1.2. Đặc điểm
So với các phương thức truyền dẫn khác, phương thức truyền hình số mặt đất cĩ những nhược điểm như:
• Kênh bị giảm chất lượng do hiện tượng phản xạ nhiều đường do bề mặt của mặt đất cũng như các tồ nhà tầng.
• Giá trị tạp do con người tạo ra là cao.
• Do phân bố tần số khá dầy trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa giữa truyền hình tương tự và số là vấn đề cần phải xem xét.
Chính vì vậy đã cĩ ý kiến cho rằng phát quảng bá truyền hình số mặt đất là khơng thực tế. Tuy nhiên sự ra đời của các chuẩn truyền hình số mặt đất như DVB-T của châu Âu và ATSC của Mỹ đã khắc phục được phần lớn các điểm bất lợi trên của truyền hình số mặt đất so với vệ tinh và cáp. Mặt khác phát sĩng truyền hình số trên mặt đất cĩ hiệu quả sử dụng tần phổ cao hơn và chất lượng tốt hơn so với phát sĩng tương tự hiện tại:
• Trên dải tần của một kênh truyền hình tương tự cĩ thể phát một chương trình truyền độ phân dải cao(HDTV) hoặc nhiều chương trình truyền hình số cĩ độ phân dải thấp hơn.
• Trong phạm vi phủ sĩng, chất lượng ổn định, khắc phục được các vấn đề phiền tối như hình ảnh cĩ bĩng, can nhiễu v.v...
• Máy thu hình cĩ thể được lắp đặt dễ dàng ở các vị trí trong nhà, cĩ thể xách tay hoặc thu lưu động ngồi trời.
• Cĩ thể linh hoạt chuyển đổi từ phát chương trình cĩ hình ảnh và âm thanh chất lượng cao (HDVT) sang phát nhiều chương trình chất lượng thấp hơn và ngược lại.
• Cĩ dung lượng lớn chứa âm thanh và các dữ liệu.