d) Các dịch vụ tại nhà: Ngân hàng, giáo dục, game
3.3.1Nhiễu và biện pháp xử lý
* Nhận xét chung về tạp âm và nhiễu trong mạng cáp:
So sánh kiến trúc mạng cáp hoạt động trong đường lên và đường xuống ta thấy: Nếu như đường xuống chỉ có một vị trí truy nhập( từ Headend ) vào mạng phân phối cáp và tại đó tín hiệu được kiểm soát rất chặt chẽ thì với đường lên, ngược lại( tín hiệu có thể truy nhập vào mạng từ bất kì nhà thuê bao nào kết nối vào mạng) và tất cả các tín hiệu này sẽ tập hợp nhau lại trong quá trình tiến đến Headend. Do đó hệ thống đường lên còn được gọi là “ phễu tạp âm”.
Với khuynh hướng tích luỹ tạp âm như vậy, so với mạng cáp sơ khai ( hoàn toàn đồng trục dạng cây- nhánh đấu nối trực tiếp tất cả các thuê bao) thì mạng HFC tỏ ra giảm bớt nhiễu rất hiệu quả nhờ sự phân đoạn nhóm thuê bao bởi các node quang.
Có ba loại nguồn tạp âm lớn trong hệ thống đường lên và đường xuống là tạp âm nhiệt , tạp âm tích luỹ quang và nhiễu đầu vào. Ngoài ra còn có một số hiện tượng ảnh hưởng khác như : phi tuyến , ăn mòn hoá học, vận hành bảo dưỡng kém chất lượng...
Mô hình toán học mô tả ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với hệ thống đường xuống được trình bày trong hình 3-20, với hệ thống đường lên được trình bày trong hình 3-21. Trong đó, mô hình toán học cho sự thâm nhập của mỗi phần tử nhiễu được trình bày trong bảng B-1 ( trong phụ lục B).
Hình 3-20 Mô hình ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với đường xuống
Hình 3-21 Mô hình ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với đường lên * Tạp âm nhiệt:
Là loại tạp âm phát sinh trong phần tử tích cực như các bộ khuếch đại, các bộ thu ...do hiện tượng dao động nhiệt của các điện tử. Đại lượng đặc trưng cho nó là hệ số tạp âm của bộ khuếch đại-NF.
Xét một tín hiệu sóng mang không nhiễu được phát qua một bộ khuếch đại, lúc đó tỉ số công suất sóng mang trên công suất nhiễu- C/N được tính là:
C/Namp = Input( dBmV) – NF - Nnền ( dBmV)
{ Trong trường hợp các bộ khuếch đại được đặt thành tầng khuếch đại gồm N bộ khuếch đại giống nhau mắc nối tiếp thì C/N được tính theo công thức sau:
C/Ntổng =C/Namp – 10lgN }
Nnền là công suất nhiệt tạp âm trong một băng tần tạp âm đang xét B( Hz): Nnền =10lg( BHz) – 125,2dBmV
-125,2dBmV là tạp âm nhiệt trong băng tần B= 1 Hz, hệ thống có trở kháng Z= 75 Ω, ở nhiệt độ phòng.
Giá trị B ứng với tín hiệu đường xuống (Bd) được chuẩn hoá do đó Nnền được tính thành các giá trị chuẩn như ví dụ ở bảng 3.5:
Tiêu chuẩn Bd Nnền
NTSC 4.0 MHz - 58.2 dBmV PAL 5.0 MHz + 1.8 dBµV Bảng 3.5 Các giá trị chuẩn Nnền ứng với Bd
Giá trị B ứng với tín hiệu đường lên( Bu) có giá trị biến đổi dải rộng từ 100 KHz đến 6 MHz nên Nnền có thể nhận các giá trị tương ứng như trong Bảng B-2 đã liệt kê sẵn trong phần phụ lục B.
*Tạp âm tích luỹ quang:
Là tạp âm xuất hiện trong quá trình tín hiệu quang truyền giữa node quang và khối thu quang ở Headend tại các lade , sợi quang, bộ thu quang.
Ảnh hưởng của yếu tố này được minh hoạ qua ví dụ hình 3-22.
Hình 3-22 Ảnh hưởng của yếu tố tạp âm tích luỹ quang
Trong hình này, đường cong biểu diễn sự suy giảm của giá trị C/N trong quá trình lan truyền trên liên kết quang theo một hàm phụ thuộc vào chiều dài kiên kết quang. Trong đó chiều dài được quy đổi thành giá trị suy hao tương ứng ở bước sóng 1310 nm với tỷ số suy hao là 0.4 dB/Km ( =2,5 Km/dB).
* Nhiễu đầu vào:
Là thành phần tạp âm đến từ môi trường xung quanh thâm nhập vào hệ thống thông qua hệ thống đường dây kết nối trong nhà và các đoạn Drop .
Các điểm thu đó thường là các kết nối lỏng, các vỏ bảo vệ bị vỡ, các tiếp đất cho thiết bị kém chất lượng...Một số nguồn tạp âm phổ biến loại này được minh hoạ trong hình 3-23. Ngoài ra còn có ở nhiều nơi không đảm bảo về mặt kĩ thuật các khối thiết bị hệ thống đường dây trong nhà, cầu rẽ, Headend.
Hình 3-23 Một số nguồn nhiễu đầu vào phổ biến
* Méo đường chung( Common Path Distortion)
Khi các tín hiệu RF hai hướng trong hệ thống cáp đi qua các điểm tiếp xúc cơ học ví dụ như mối tiếp xúc kiểu G được sử dụng giữa môdun khuếch đại có thể tháo lắp
với vỏ bọc như mô tả ở hình 3-24 và kiểu tiếp xúc bàn kẹp dùng đinh ốc giữ cáp đồng trục kết nối vào bộ khuếch đại cũng được mô tả trong hình 3-24:
Hình 3-24 Một số điểm tiếp xúc gây méo đường chung (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nếu có một lớp ôxít hình thành ở bất kì chỗ tiếp xúc nào thì sẽ tạo ra một hiệu ứng giống như của diode. Mà ta đã biết diode là một phần tử phi tuyến trong mạch điện do đó nó gây ra hiệu ứng trộn các tín hiệu đường xuống, các tần số lạ tạo ra có thể rơi vào vùng băng tần đường lên. Vì các tín hiệu đường lên và đường xuống cùng đi qua lớp bán dẫn tại những điểm đó, do vậy những tín hiệu tần số không mong muốn đó có thể kết hợp vào phổ tần đường lên gây nhiễu do vậy méo này được gọi là méo đường chung.
Không giống như các tín hiệu gây hại khác, loại méo này có thể biến đổi rất lớn vì bản chất của của lớp tiếp xúc kiểu diode là phụ thuộc rất lớn vào áp suất, độ ẩm, nhiệt độ...Để hạn chế loại tạp âm này, biện pháp áp dụng là phải đảm bảo tất cả các kết nối có cùng chất kim loại, được làm sạch, được kết nối chặt và bịt kín chống nước.
* Nhiễu xung, nhiễu cụm
Nhiễu xung chủ yếu phát sinh từ các đường dây điện cao thế 60 Hz và bất kì sự phóng điện tĩnh như: khởi động mô tơ điện xoay chiều, hệ thống đánh lửa ô tô, truyền hình, phát thanh, ...
Loại nhiễu này gây ra các gián đoạn truyền dẫn ngẫu nhiên trên kênh đường lên và đường xuống. Có hai loại: nhiễu Corona và nhiễu khe( Gap noise). Trong đó, nhiễu corona tạo ra do sự ion hoá không khí xung quanh đường điện cao thế như minh hoạ trong hình 3-25.
Hình 3-25 Nhiễu corona và nhiễu khe tạo ra do đường điện cao thế
Sự thể hiện rõ nét ở hiện tượng phóng năng lượng từ đường điện cao thế 300 kV vào không khí. Còn nhiễu khe được tạo ra khi bộ cách ly bị vỡ hay các kết nối bị lỏng bị ăn mòn hoá học. Sự hư hại này dẫn đến sự thâm nhập của các đường phóng điện 100 kV với khoảng thời gian rất ngắn (vài micrô giây).
* Điều chế Hum
Cơ chế xuất hiện nhiễu này trong băng tần đường lên và đường xuống phát sinh từ việc cấp nguồn. Hiện tượng này được cho là: do có một lượng nhỏ tín hiệu xoay chiều không bị lọc trên các đường dẫn một chiều vào các vi mạch khuếch đại.
Sự méo điều chế ở tần số điện 50 Hz (60 Hz) và hài bậc hai có thể là méo biên độ hoặc tần số tín hiệu phát do sự điều chế tín hiệu bởi dòng điện xoay chiều.
Theo quy định của FCC mục 76 ( phần 76.605 ): độ lớn của điều chế Hum biên độ ở đầu cuối nhà thuê bao yêu cầu không quá 3 % ( mức giảm biên độ < 0.26 dB). Khi vượt quá 3%, sự suy giảm kênh QAM tăng rất nhanh. Giải pháp hạn chế là sử dụng vòng điều khiển công suất nhanh bên trong bộ thu QAM, cho phép bộ cân bằng bám theo sự biến động của tín hiệu QAM. Các kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng: CNR của tín hiệu 256 QAM có thể giảm tới trên 1 dB ở mức suy giảm 5% .
Các nguồn chính gây điều chế Hum là các bộ khuếch đại có khiếm khuyết về cấp nguồn. Ngoài ra các thành phần khác( thậm chí cả thiết bị thụ động) cũng là nguyên nhân gây ra điều này.