a. Các thành phần của hệ thống truyền hình cáp
4.1.2. Hệ thống cáp quang
Môi trờng truyền của cáp quang là bức xạ hồng ngoại với các thành phần điện từ có tần số cực cao, chúng có độ rộng dải thông rất lớn có thể truyền đi tín hiệu truyền hình số một cách hiệu quả.
Sơ đồ khối của một hệ thống cáp quang có dạng nh sau:
Sợi cáp quang Vỏ nhựa Dây thép Chất xốp, mềm Ф = 2,6 mm 79
- Nguồn quang: LASER hay đèn LED.
- Bộ cảm quang: Biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. - Bộ điều chế tín hiệu: Dùng để điều chế tín hiệu tại các bộ lặp.
a. Sợi quang.
1- Cấu trúc sợi quang.
Sơ đồ cấu trúc có dạng nh sau:
Cơ sở hoạt động: Dựa trên định luật phản xạ toàn phần của ánh sáng khi truyền từ môi trờng trong suốt có chiết suất lớn vào môi trờng có chiết suất nhỏ hơn.
Phân loại cáp quang:
• Sợi quang đơn mode: Đờng kính 7- 10 μm. • Sợi quang đa mode: Đờng kính 50- 95 μm.
Cáp quang gồm bó nhiều sợi quang đợc bọc bằng vỏ kim loại hay nhựa để chống lại tác động cơ học.
2- Suy giảm trong sợi quang
Năng lợng bị tiêu hao trong quá trình truyền sóng do nhiều nguyên nhân: • Do quá trình hấp thụ năng lợng của vật liệu và các tạp chất có trong vật
liệu. Nguồn
quang Điều chế Bộ lặp Giải điều chế Đường cáp quang Video Video Hình 4.3: Hệ thống cáp quang Lõi Dây thép ống đồng Ф = 21mm Vỏ nhựa Sợi cáp quang Vỏ nhựa Dây thép Chất xốp, mềm Ф = 2,6 mm Hình 4.4: Sợi quang 80
• Do sự không đồng nhất về vật liệu trong quá trình chế tạo.
Do vậy, cần có sự bù lại phần năng lợng bị tiêu hao trong quá trình truyền sóng.
3- Tán xạ
Sự khác nhau về thời gian tới của các tia sáng hay sự khác nhau giữa các thành phần tần số gây ra hiện tợng tán xạ. Tán xạ trong sợi quang là nguyên nhân gây ra sự thay đổi độ rộng xung ở đầu ra so với đầu vào. Tán xạ làm giảm độ rộng băng truyền hay cự ly đờng truyền.
b. Nguồn quang và thiết bị cảm quang
Có thể sử dụng điot LASER hay đèn LED làm nguồn tín hiệu. Nếu dung l- ợng truyền lớn ta dùng LASER, còn dung lợng truyền nhỏ ta dùng đèn LED.
Tại đầu thu, một thiết bị cảm biến quang sẽ biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện, sau đó khuếch đại và biến đổi tín hiệu. Độ nhạy của đầu thu đợc tính theo biểu thức: λ / ) (n Bhc Pr = p (4.1) trong đó: B - độ rộng dải thông. h: Hằng số Plan, h = 6,625 . 10-34 J.s c – vận tốc ánh sáng.
Pr – công suất thu đợc nhỏ nhất.
np – số photon thu nhận trong một xung.
Tín hiệu số phù hợp với đờng truyền dẫn quang do chất lợng tín hiệu không phụ thuộc vào đờng truyền. Thông thờng, ta sử dụng phơng pháp điều chế xung mã PCM để điều chế nguồn tín hiệu.
Kết luận: Cáp quang có nhiều u điểm nổi bật trong việc truyền dẫn tín hiệu
số nh: Băng tần rộng, cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ bit cao; Độ suy giảm thấp trên một đơn vị chiều dài, độ suy giảm giữa các sợi quang dẫn cao; Thời gian trễ qua cáp quang thấp.
Để truyền tín hiệu video số bằng cáp quang, ta cần sử dụng mã kênh truyền, mã kênh truyền sẽ khắc phục đợc các nhợc điểm của mã sơ cấp là:
• Hạn chế thành phần một chiều và thành phần tần số thấp để có thể đấu nối tín hiệu từ mạch này sang mạch khác bằng biến áp hoặc qua tụ.
• Thuận tiện cho việc tái tạo lại xung nhịp ở đầu thu. • Phát hiện sai nhầm.
4.2. Truyền hình số mặt đất.
Truyền hình mặt đất thờng có các nhợc điểm là:
• Kênh bị giảm chất lợng do hiện tợng phản xạ nhiều đờng do mặt đất và các toà nhà (pha đinh đa tia).
• Giá trị tạp do con ngời tạo ra là cao.
• Do phân bố tần số khá dầy trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa giữa truyền hình tơng tự và truyền hình số.
Sự ra đời các chuẩn truyền hình số mặt đất nh DVB- T (Digital- Video Broadcasting- Terrestrial) của châu Âu và ATSC của Mỹ (Advanced Television Commitee) đã khắc phục đợc các nhợc điểm trên của truyền hình số mặt đất so với truyền hình cáp và vệ tinh. Hơn nữa, sử dụng truyền hình số mặt đất có hiệu quả sử dụng tần phổ cao hơn và chất lợng tốt hơn so với phát sóng tơng tự hiện tại:
• Trên dải tần truyền hình có thể phát đợc một chơng trình truyền hình có độ phân tích cao.
• Chất lợng ổn định, khắc phục đợc các hiện tợng: Hình ảnh có bóng, can nhiễu, tạp nhiễu, tạp âm…
• Máy thu hình có thể lắp đặt dễ dàng ở các vị trí trong nhà, xách tay hoặc lu động ngoài trời.
• Có dung lợng lớn chứa âm thanh (âm thanh nhiều đờng, lập thể, bình luận ).…
• Chuyển đổi linh hoạt chơng trình.
Cấu trúc hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất:
Các thành phần chính của hệ thống gồm:
• Bộ biến đổi tín liệu video và audio thành các dữ liệu số. • Mã hoá nguồn dữ liệu số.
• Gói và đa hợp video, audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu, ở đây là dòng truyền tải MPEG-2.
• Điều chế tín hiệu phát sóng bằng dòng dữ liệu: Quá trình này bao gồm của mã hoá truyền dẫn, mã hoá kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại suy giảm do pha đinh, tạp nhiễu.
• Thu: Mở gói, giải mã, hiển thị hình và đa tiếng ra máy thu.
4.3. Truyền hình vệ tinh
4.3.1. Giới thiệu
Hệ thống truyền hình vệ tinh ra đời từ những năm 70 của thế kỷ 20, chúng có nhiều u điểm:
• Truyền tín hiệu với khoảng cách xa.
• Đờng truyền không bị ảnh ảnh hởng bởi điều kiện địa hình, địa vật, núi cao rừng rậm cũng nh ở các địa cực.
• Việc thiết lập lập một đờng truyền vệ tinh đợc thực hiện trong thời gian ngắn, đảm bảo thu thập tin tức kịp thời.
• Thích hợp với hệ thống đa điểm, có khả năng phân phối chơng trình với các hệ thống liên kết khác.
Studio số
Mã hoá
nguồn Mã hoá truyền dẫn (kênh) Đa hợp/ sửa lỗi Điều chế Phát sóng
ГX
Giải điều
chế Giải mã truyền dẫn (kênh) Giải đa hợp/ sửa lỗi Giải mã nguồn D/A TV RX
Thu
Hình 4.5: Cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất.