C – TRANSMISSION: Truyền tải tín hiệu
Sơ đồ chịm sao của 16-QAM
Việc xác định mode QAM nào được sử dụng được căn cứ vào tình hình cụ thể và tùy mỗi quốc gia, Ví dụ nơi cần truyền nhiều chương trình thì dùng QAM mode cao (64-QAM, 256-QAM), nhưng lúc đĩ địi hỏi thiết bị phài cĩ chất lượng cao và độ dài đường truyền thích hợp, Nơi khơng cần truyền nhiều chương trình thì dùng QAM mode thấp để cĩ độ tin cậy cao và tiết kiệm giá thành,
Kết luận:
Việc điều chế QAM cho truyền hình số qua cáp cĩ nhiều ưu điểm: Với mode điều chế QAM thấp, đường truyền số qua cáp cĩ tính kháng nhiễu cao.Nhiễu đường truyền hầu như khơng ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu khi giải mã (mode điều chế cĩ thể dùng là 16-QAM).
Tín hiệu giải mã ở phía thu chỉ cĩ hai mức: giải mã được (chất lượng hình ảnh tốt) và khơng giải mã được (hình ảnh lúc giải mã lúc được lúc khơng, dừng hình) , Hay nĩi cách khác: hoặc thu được rất rõ hoặc khơng thu được,
Việc khuếch đại tín hiệu số điều chế QAM cần được quan tâm, vì đây là tác nhân chính gây nên lỗi đường truyền, Tín hiệu số điều chế QAM sau khi khuếch đại phải được xử lý sao cho triệt được nhiễu xảy ra, Phải lọai bỏ nhiễu sinh ra trong quá trình khuếch đại, nếu khơng máy thu sẽ khơng giải mã được tín hiệu,
trong sĩng mang hình và sĩng mang tiếng,
Tín hiệu điều chế số QAM truyền đi trên hệ thống phân phối bị suy hao, Tuy nhiên, nếu mức khuếch đại vừa đủ thì tín hiệu điều chế QAM vẫn được giải mã tốt,
Cĩ thể sử dụng hệ thống phân phối cáp cho truyền hình tương tự để phân phối kênh truyền số điều chế QAM.
Đối với một hệ thống truyền hình cáp thực tế, mạng phân phối thường dùng là mạng HFC, Các kênh tương tự và kênh số truyền chung trên một hệ thống phân phối, Để khơng xảy ra sự chồng phổ của các kênh kề nhau (dù là kênh tương tự hay kênh số) . Các tín hiệu sau khi được khuếch đại ở máy phát cần chú trọng đến việc xử lý nhiễu, Sau đĩ, cĩ thể ghép các kênh tương tự và kênh số rồi truyền đi trên cáp quang.Khi ghép nên thực hiện như sau:
+Nên ghép theo từng nhĩm các kênh tương tự và nhĩm các kênh số
+ Các kênh số ghép ở băng tầng cao, các kênh tương tự ghép ở băng tầng thấp hơn do kênh số cĩ tính kháng nhiễu tốt,
b./ Điều chế QPSK:
QPSK là kỹ thuật điều chế số cĩ khả năng chống nhiễu điện từ trường tốt hơn QAM, thường được sử dụng trong mơi trường vệ tinh hoặc kênh phản hồi (kênh ngược) của mạng truyền hình cáp, QPSK làm việc dựa trên nguyên lý dịch tín hiệu số để khơng cĩ pha trong tín hiệu ra, QPSK làm tăng độ mạnh của mạng, Tuy nhiên sơ đồ điều chế QPSK cĩ thể truyền dữ liệu tại 10Mbit/s,
6./ Hệ thống quản lý mạng:
Trung tâm phát sĩng bao gồm nhiều thành phần phức tạp, Để cung cấp nhiều dịch vụ, các vấn đề mạng cần được phát triển nhanh chĩng và giải quyết các vấn đề điều khiển và kiểm tra các dịch vụ cung cấp cho thuê bao, Hệ thống kiểm tra và điều khiển mạng được đặt tại các trung tâm phát sĩng, Mục đích chính của một hệ thống như vậy là tối thiểu hĩa sự gián đọan các dịch vụ đối với thuê bao truyền hình số, Hệ thống quản lý mạng sẽ quản lý các kênh truyền hình cung cấp cho thuê bao, Tại các trung tâm truyền hình cáp đây là hệ thống cĩ vai trị đặc biệt quang trọng, nĩ cho phép hay khơng cho phép thuê bao xem các kêng truyền hình, Đặc trưng của một hệ thống điều khiển Headend số tiêu biểu bao gồm:
• Thơng báo và báo động về các vấn đề thống kê
• Dự báo từ xa
• Hịện nay các hệ thống này chạy trên các hệ điều hành WindowsNT hoặc UNIX,
III.Hệ thống truy cập cĩ điều kiện CA:
Ngày nay, các nhà điều hành, sản xuất chương trình và phát sĩng truyền hình cĩ thể trực tiếp tương tác với người xem ở nhiều mức độ khác nhau, cung cấp một số lượng lớn chương trình để lựa chọn, Mục tiêu chính của hệ thống truy cập cĩ điều kiện CA là điều khiển sự truy cập của thuê bao đối với truyền hình số cĩ trả tiền và bảo mật các dịng video/audio số đối với nhà quản lý và điều hành, Như vậy, chỉ các thuê bao cĩ hệ thống CA mới liên lạc cĩ hiệu quả với nhà điều hành mạng để truy cập vào dịch vụ cụ thể, Sử dụng các hệ thống CA các nhà điều hành mạng cĩ thể trực tiếp lập trình (target programming),quảng cáo, khuyến khích cho thuê bao trong khu vực (thị trường) hoặc cho cá nhân, Do đĩ hệ thống CA là hướng quang trọng của truyền hình số,
Truy cập giới hạn vào một dịch vụ cụ thể được thực hiện bằng cách dùng kỹ thuật mật mã (cryptography).Kỹ thuật mật mã bảo vệ dịch vụ số bằng cách biến đổi tín hiệu thành một dạng khơng đọc được. Quá trình biến đổi được gọi là khĩa mã (encryption) trong mơi trường số và xáo trộn (Scrambling) trong mơi trường tương tự, Khi tín hiệu được khĩa mã (encrypted) thì chỉ cĩ thể giải khĩa mã (decrypted) bằng bộ giải khĩa mã gắn vào Set-top-box số, Giải khĩa mã là quá trình biến đổi ngược tín hiệu (message) về dạng gốc thơng qua khĩa mã (decryption), Khĩa (key) được hiểu như là một giá trị mật mã (secret), bao gồm một vịng bit ngẫu nhiên (sử dụng máy tính cùng các thuật tĩan để khĩa mã và giải khĩa mã thơng tin) .
Set-top-box kêt hợp phần cứng và phần mềm cần thiết để thu nhận và giải mã tín hiệu, Các thành phần này được thiết kế gồm 1 chip giải khĩa mã và khĩa mã, 1 bộ xử lý bảo mật (secure processor) và một vài bộ điều khiển phần cứng (hardware driver) thích hợp, Chip giải khĩa mã và khĩa mã đảm bảo chọn giải thuật CA, Bộ xử lý bảo mật cĩ thể gắn vào mạch in trong Set-top-box hoặc kèm theo card giải khĩa mã (smart card-card giải khĩa mã, cịn gọi là card thơng minh) . Card thơng tin là card plastic, giống như thẻ tín dụng ngân hàng (credit card), Bộ xử lý này gồm các khĩa (key)cần cho giải mã các dịch vụ khác nhau,
a./ Hệ thống SMS:
SMS (Subscriber Management System) là hệ thống quản lý thuê bao, cần để làm giao diện các hệ thống kỹ thuật của các nhà điều hành truyền hình, SMS cung cấp các hỗ trợ cần thiết để quản lý chíng xác mơ hình truyền hình số thương mại, Nĩ thực hiện cơ sở dữ liệu của thuê bao và gởi các yêu cầu của thuê bao cho hệ thống SAS (Subscruber Authorization System – là hệ thống quản lý kỹ thuật của hệ thống CA). Chức năng đặc trưng của SMS được cung cấp bằng một hệ thống ứng dụng phần mềm SMS, bao gồm:
• Ghi dịch (register), cải biên và xĩa các cuộc ghi của thuê bao
• Phấn đấu cho các chiến dịch thị trường
• Quản lý, kiểm kê các Set-top-box và card thơng minh
• Theo dõi việc sử dụng của thuê bao
• Bán chéo (cross-selling) các dịch vụ
• Giao diện với ngân hàng và các cơng ty thẻ tính dụng
• Quản lý sự cố
• Cĩ khả năng dùng nhiều lọai ngơn ngữ và nhiều lọai tiền tệ
• Sửa và tạo dạng hĩa đơn
• Trình bày hĩa đơn điện tử
• Các khả năng tính tĩan
Nhiều phần mềm trên thị trường cĩ khả năng hổ trợ làm tăng dịch vụ tương tác cho thuê bao, Mục đích chính của SMS là bảo đảm thuê bao xem được đúng chương trình mà họ trả tiền,
b./ Hệ thống SAS:
SAS (Subscriber AUthorization System) là hệ thống quyền tác giả đối với thuê bao, cĩ nhiệm vụ truyền các yêu cầu đến từ SMS vào EMM (Entitlement Management Message –bức điện quản lý quyền truy cập) , Tiếp đến, các bức điện quyền tác giả EMM này được ghép kênh số (digital multiplex) để đến card thơng minh SC (smart card) đặt ở Set-top-box. Chúng được gởi đến thuê bao theo các khỏang thời gian đều đặn (ví dụ mỗi tháng) để cập nhật quyền truy cập cho thuê bao trên SC, Trong trường hợp dùng PPV(pay-per-view), hệ thống SAS gửi một số dấu hiệu điện tử nhất định (tokens) cho SC để cho phép thuê bao trả tiền cho các sự kiện PPV khác nhau, SAS chứa cơ sở dữ liệu, cĩ khả năng lưu trữ các thơng tin sau:
Số nhận dạng SC
Dữ liệu danh mục (schedule)
Ngồi ra, cĩ thể nâng cao việc bảo mật SAS bằng cách thay đổi theo chu kỳ các khĩa quyền tác giả truyền đến cơ sở thuê bao
Sau đây là một số hệ thống CA thường gặp:
Cryptoworks của Phillips
Viacess của France Telecom
Nagra của Nagra Vision
VideoGuard của NDS
Digicipher của General Instruments
Iredeto của Mindport
IV.Set-top-box số :
Truyền hình số và các dịch vụ tương tác được phát triển ở nhiều nước, Trong quá trình chuyển dịch lên truyền hình số (khỏang 10 năm nay), các nhà khai thác truyền hình vẫn tiếp tục phát sĩng tín hiệu truyền hình tương tự song song với truyền hình số mới, Trung tâm của việc chuyển dịch từ thu truyền hình tương tự lên thu truyền hình số là Set-top-box, Hộp đen nhỏ đặt trên máy thu hình tiêu chuẩn cho phép thu truyền hình số, Set-top-box số cĩ thể cung cấp chất lượng hình ảnh tốt hơn nhiều so với hệ thống truyền hình tương tự hiện nay, Từ nhà ở, ta cĩ thể xem truyền hình, truy cập Internet, gửi/nhận E-mail cho bạn bè đồng nghiệp, mua hàng,chơi game đa phương tiện, …
Set-top-box thế hệ 1 chỉ cĩ khả năng thu tín hiệu hình và khơng khĩa mã (unsrambling-khơng xáo trộn hoặc khơng khĩa mã) , Các phiên bản mới của Set-top-box cĩ nhiều đặc trưng hiện đại hơn, cho phép người xem truy cập một số lượng hạn chế các dịch vụ tương tác, Set-top-box thế hệ thứ 2 giống với bản sao thế hệ thứ 1 nhưng cho phép thuê bao truy cập được các dịch vụ truyền hình số, Set-top-box thế hệ thứ 2thực hiện giải mã MPEG, cĩ một CPU (đơn vị điều khiển trung tâm) , một số lượng nhỏ bộ nhớ (1Mbyte), 1 kênh truyền ngược tín hiệu tốc độ thấp (như modem điện thọai) và phần hỗ trợ cĩ hạn chế cho nối kết Set-top-box vào các thiết bị ở xa,
Vào năm 2000,xấp xỉ 8 triệu set-top-box thế hệ 2 được sử dụng ở Châu Âu, Mỹ, Ngồi việc thu tín hiệu truyền hình số, hầu hết các set-top-box cịn cĩ khả năng thu và xử lý tín hiệu truyền hình, Những thuê bao muốn sử dụng máy thu hình để truy cập các ứng dụng tương tác đa phương tiện, thì địi hỏi set-top-box phải cĩ khả năng tính tĩan hiện đại,
năng giống máy tính PC, bao gồm các giao diện dữ liệu tốc độ cao (đặc biệt là bộ nhớ) , CPU mạnh, kênh truyền ngược tốc độ cao và cĩ khả năng sử lý các nội dung dựa trên cơ sở đa phương tiện (multimedia), Các set-top-box thế hệ thứ 3 cho phép người xem truyền hình truy cập các ứng dụng về Internet và truyền hình , bao gồm: thư truyền hình (TV-mail), VOD (video-on- demand: video theo yêu cầu) , home shopping (mua hàng từ nhà) , quảng cáo tương tác (interactive adversiting: quảng cáo tương tác, trong đĩ người xem cĩ thể yêu cầu hoặc chất vấn trực tiếp lại) ,trị chơi điện tử với nhiều người chơi, các hướng dẫn chương trình điện tử EPG, Việc triển khai thực tế lọai set-top-box này cịn nhiều trở ngại do giá thành của nĩ rất cao nên chưa được phổ biến rộng rãi,
I./ Internet trong truyền hình cáp :
Internet là một tập hợp đồ sộ các mạng cơng cộng và các cá nhân, nối kết hàng triệu cơng ty, viện nghiên cứu, thư viện, và các chương trình tác vụ cá nhân trên thế giới, Nĩ cho phép một phạm vi nhiều lọai người sử dụng máy tính khác nhau nối kết với nhau theo các mục đích: kinh doanh, đào tạo, nghiên cứu và giải trí, internet khơng tổ chức tập trung và khơng cĩ 1 người hoặc 1 tổ chức nào sở hữu riêng internet,
Truyền hình cáp được đưa vào internet là một bước phát triển vựơt bực trong truyền hình , Nĩ đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của người sử dụng khi truy cập internet, Khi truy cập vào internet người sử dụng cĩ thể xem các chương trình truyền hình mà mình yêu thích, Việc xem các chương trình truyền hình trên thế giới đã trở thành nhu cầu cần thiết của nhiều người, Để đưa hệ thống cáp vào internet địi hỏi phải cĩ một hệ thống kết nối vào máy tính của người sử dụng, Lúc này cần cĩ sự liên kết chặt chẽ giữa máy tính, tivi và set-top-box, Để đưa internet vào truyền hình cáp cần phải cĩ một kỹ thuật kết nối thật tiên tiến giữa truyển hình và internet, Khi thuê bao truy cập vào hệ thống internet để xem truyền hình cáp thì lúc này tín hiệu truyền hình cũng sẽ được truyền tải xuống để thuê bao truy cập vào,
1./ Triển khai hệ thống cáp truyền internet: a./ Modem cáp:
Một lọai modem được sử dụng rộng rãi trong set-top-box để nâng cao chất lượng thơng tin hai chiều là modem cáp, Khái niệm modem cáp dẫn đến giao diện mạng qua hệ thống truyền hình cáp tiêu chuẩn, Modem cáp cho các nhà cung cấp dịch vụ khả năng về internet tốc độ cao, Để triển khai được hàng lọat trên thị trường cần phát triển các tiêu chuẩn
DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification) .
Nhiều cơng ty về mạng đã đưa ra sản phẩm thương mại dựa trên tiêu chuẩn DOCSIS, Điểm hội tụ chính của tiêu chuẩn DOCSIS là cung cấp các dịch vụ cho người sử dụng máy tính,
Ở Châu Âu, tập địan DVB (Digital Video Broardcasting) đã sản xuất thiết bị cĩ các đặc trưng gọi là DAVIC (Digital Audio Visual Council), tiếp cận với DVB và tập trung cho việc truyền dữ liệu tốc độ cao trong mơi trường truyền hình, Nhiều nhà sản xuất kết hợp sản xuất set-top-box dùng modem cáp theo chuẩn DVB, Thời gian đầu, modem cáp được sử dụng để thu và truyền TCP/IP bao gồm nội dung đa phương tiện và dữ liệu truy cập Web, Nghi thức (Protocol) TCP/IP là một tiêu chuẩn dùng cho họat động internet, phát và thu dữ liệu theo hai kiểu khác nhau, Dữ liệu phát từ Headend đến modem cáp ở dịng xuống (downstream) sử dụng điều chế QAM, phổ tần nằm giữa 50-750MHz. Khi set-top-box cần phát dịng dữ liệu lên (upstream) đến headend, thì modem cáp sử dụng băng tần 8MHz và 40MHz, Phạm vi tần số này cĩ xu hướng bị nhiễu hồn tịan (can nhiễu đến từ các CB(cable box) và thiết bị dùng trong gia đình) .Do đĩ hầu hết các nhà sản xuất set-top-box muốn sử dụng lọai điều chế QPSK ở chiều dĩng lên (kênh ngược).
Modem cáp cĩ 2 cổng nối tiếp: 1 cổng nối ra bên ngồi máy thu hình và 1 cổng nối vào PC của thuê bao, Modem cáp thơng thơng tin qua mạng cáp đến thiết bị CMTS(Cable Modem Termination System) .Tốc độ của modem cáp phụ thuộc vào mức độ giao thơng và cấu trúc mạng, Về lý thuyết, modem cáp cĩ thể đạt tốc độ ở dịng xuống trên 30bit/s. Tuy nhiên, trong thực tế thuê bao cĩ thể hy vọng cho thơng tin tải xuống nằm giữa 1 và 1,5 MB/s. Khi nĩi về dịng xuống, tức là truyền tín hiệu từ headend đến modem cáp, Modem cáp thích hợp cho các ứng dụng cĩ yêu cầu về kênh ngược tốc độ cao.Vì lý do này các nhà sản xuất đã bắt đầu gĩi modem cáp với set-top-box (từ giữa 1999). Set-top-box dùng modem cáp chỉ thích hợp cho mạng truyền hình cáp và khơng dùng cho các mạng khác, Để cung cấp tương tác hai chiều ở các mạng kể trên thuê bao cần muaset-top-box cĩ phần kênh ngược qua đường điện thọai,
b./ Địa chỉ TCP/IP:
Nếu nối 1 set-top-box vào một mạng truyền hình cáp thì sẽ khơng bảo đảm thơng tin thành cơng giữa thuê bao và hệ thống headend của nhà cung cấp dịch vụ, Ví dụ 1 set-top-box cần được thơng báo là bao giờ truyền tìn hiệu qua một mạng truyền hình số và truyền như thế nào.Set-top-box cần
băng rộng trên mạng như thế nào,đầu tiêncần kiểm tra TCP/IP của các dãy nghi thức thơng tin. Dãy này(suite)biểu diễn thơng tin từ 1 ứng dụng phần mềm (chạy trên máy tính đặt tại headend của nhà điều hành) chuyển động như thế nào qua mơi trường mạng đến ứng dụng phần mềm chạy trên 1 set- top-box của thuê bao. TCP và IP là 2 nghi thức riêng cĩ quan hệ chặt chẽ với nhau cho mục đích truyền dữ liệu bằng một phương tiện hiệu quả, Đáp ứng