.Dây truyền công nghệ và lựa chọn thiết bị

5.2 .Tiêu chuẩn công nghệ và lựa chọn thiết bị cho hệ thống

5.2.2 .Dây truyền công nghệ và lựa chọn thiết bị

5.2.2.1.Hệ thống thu tín hiệu từ vệ tinh

2 kênh chƣơng trình HDTV (phim truyện, thể thao..) sẽ đƣợc thu trực tiếp từ tín hiệu vệ tinh bao gồm chảo thu Parabol và đầu thu HDTV.

Trong u cầu hệ thống có 2 kênh chƣơng trình thu từ vệ tinh, một số tiêu chí cơ bản để lựa chọn đầu thu nhƣ sau :

- Bộ thu tín hiệu vệ tinh hỗ trợ chuẩn DVB –S và DVB – S2. - Bộ nhớ kênh (Channel memory) : > 4500.

- Tốc độ thu dữ liệu cho phép (Symbol rate ) : 1- 50 Ms/sec . - Các định dạng hỗ trợ : 1080i, 720p, 576p. - Dải tần L-Band (L-Band Frequency Range.) : 0.9400 to 1.7500 GHz. - Nguồn điện nuôi (Power supply) : 90-250 VAC, 50/60 Hz . - Tốc độ dữ liệu ra : 108 Mb/s.

- Hỗ trợ tiêu chuẩn nén MPEG-4 AVC/H.264 HP@L4 , MPEG-2 MP@HL. - Hỗ trợ Video Output : High Definition Serial Digital Interface (HD-SDI) Standard.

- HDMI output.

- Audio/video outputs 3 x RCA . - YUV output 3x RCA.

- S-Video.

- Điều chế UHF (UHF modulator) .

- Tín hiệu âm thanh số đầu ra : Dolby Digital™ AC-3™ 2.0 - EPG .

- C/Ku band compatible.

- Giao diện thân thiện, dễ sử dụng. - Kích thƣớc nhỏ gọn.

Hình 5.6: Hệ thống thu tín hiệu

5.2.2.2.Bộ chuyển đổi ADC

Trong hệ thống có kênh VTV1, VTV3 vẫn đang sử dụng tín hiệu Analog nên thiết bị chuyển đổi ADC dùng để chuyển tín hiệu analog sang digital trƣớc khi đƣa tín hiệu kênh này vào bộ Upconverter

Thiết bị chuyển đổi ADC làm nhiệm vụ chuyển đổi từ tín hiệu component analog từ VTR sang tín hiệu SDI trƣớc khi đƣợc ingest vào server phát sóng, thiết bị sẽ làm tăng chất lƣợng kênh .

Một số tiêu chuẩn để lựa chọn bộ chuyển đổi nhƣ sau : Tiêu chuẩn cho tín hiệu video tƣơng tự đầu vào :

Analogue input

- Standards Composite, YC & YUV component 525 or 625

- Chấp nhận tín hiệu tƣơng tự theo các tiêu chuẩn NTSC , PAL and SECAM

- Loại Connector BNC

- Return loss >36dB tại 5.5MHz

Performance

- Sai lệch Gain (Differential gain) <0.4%. - Sai pha (Differential phase) <1.5o . - Độ trễ (Delay) <10ns.

- Số bit mã hóa (Quantization) : 10-bit.

SDI outputs

- Trở kháng : 75Ω - Loại Connector BNC

- Tiêu chuẩn tín hiệu ra : SMPTE 259M 270Mb/s 525 hoặc 625

5.2.2.3.Bộ chuyển đổi tín hiệu SDTV sang HDTV

Việc chuyển đổi đinh dạng cho phép tăng số dòng quét ảnh (từ tiêu chuẩn 480 dòng của SD sang 720P, hoặc 1080i của HDTV). Với các thuật tốn thơng minh (nhƣ một số thuật toán đã đƣợc giới thiệu trong phần cơ sở lý thuyết) đƣợc sử dụng sẽ nâng cao chất lƣợng hình ảnh. Song song với việc chuyển đổi tín hiệu video thì các bộ chuyển đổi cũng đồng thời chuyển đổi tín hiệu âm thanh stereo sang âm thanh vịng dobly 5.1. Dịng tín hiệu sau khi chuyển đổi sẽ cho định dạng HDTV.

Hình 5.7: Sơ đồ khối chức năng của một bộ Upconverter

Việc lựa chọn bộ upconverter là rất quan trọng vì nó quyết định chất lƣợng hình ảnh của các kênh chuyển đổi. Một số yêu cầu đối với các bộ upconverter nhƣ sau:

- Tín hiệu đầu vào :SDI SMPTE 259M-C (270Mbps), SMPTE 272M with active loop-through

- Tín hiệu đầu ra : SMPTE 292M (1.485,1.485/1.001 Gbps), SMPTE 299M - Hỗ trợ cả ba phƣơng pháp chuyển đổi khung ảnh.

5.2.2.4.Bộ mã hóa MPEG

Chuẩn nén đƣợc lựa chọn là tiêu chuẩn MPEG4 AVC/H.264 High Profile@Level 4.0.

Do vậy bộ mã hố phải đảm bảo mã hóa MPEG4 với tỉ lệ nén cao và chất lƣợng không suy giảm nhiều đã đƣợc hiệp hội Motion Picture Expert Group đề xuất và đƣợc nhiều nhà sản xuất thiết bị trên thế giới cơng nhận và ủng hộ, tín hiệu sau khi qua bộ mã hóa này có thể đạt đến tốc độ rất thấp 8-10Mb/s

Lựa chọn cấu hình thiết bị nén đảm bảo các chỉ tiêu: Đặc điểm thiết bị:

-MPEG 4 Main/ Hight Profile -AC3 audio compression -Up to 12 channel

-Có thể tiền xử lí tín hiệu vào và giảm nhiễu -IP over Gigabit Ethernet output

Video/Audio input

-HD-SDI(SMPTE 292M)

-Lên tới 8 kênh tiếng vào HD-SDI -ASI input

-AES/EBU.. Output

-1-30Mb/s -SPTS format…

5.2.2.5.Thiết bị truyền dẫn Router, switch.

Thiết bị truyền dẫn Router, switch có chức năng truyền dẫn tín hiệu và cho phép lựa chọn tín hiệu IN/ OUT hỗ trợ trong quá trình kiểm tra chất lƣợng tín hiệu đầu vào và đầu ra. Ngồi ra thiết bị cịn cho phép chèn các tín hiệu test, chuyển đổi phát kênh dự phịng một cách linh động.

Một số yêu cầu cơ bản đối với bộ Router SDI nhƣ sau :

- Bộ ruoter HD – SDI phải hỗ trợ chuyển mạch tín hiệu số SMPTE 292 M, SMPTE 344M và SMPTE 259M gồm 16 đầu vào và 16 đầu ra.

- Tần số : lên tới 1,485 Gbit/s

- Giao diện chuẩn tín hiệu sử dụng connector BNC với trở kháng 75 ohm. - Bộ ruoter HD – SDI có thể điều khiển tât cả các đầu vào và đầu ra. - Sử dụng giao diện RS-232 hoặc Ethernet cho việc điều khiển

5.2.2.6.Bộ Mux

Thiết bị có nhiệm vụ ghép tất cả các luồng dữ liệu đầu vào thành một luồng dữ liệu duy nhất đầu ra đƣa tới hệ thống điều chế tín hiệu, đặc điểm chính cần quan tâm ở thiết bị Mux là sử dụng chuẩn tín hiệu ASI hay IP là hai chuẩn phƣơng thức truyền dẫn số thịnh hành nhất hiện nay.

a.ASI (Ansynchronous Serial Interface)

Là phƣơng thức tiêu chuẩn để kết nối giữa các thiết bị sử dụng trên cáp đồng trục 75, chuẩn đấu nối là BNC. Phƣơng thức này tƣơng thích với các luồng dữ liệu có tốc độ khác nhau, tự động loại bỏ các gói dữ liệu trống, tốc độ truyền dẫn là 270Mbit/s.

Ƣu điểm:

-Truyền dẫn một lúc nhiều luồng dữ liệu, nhiều chƣơng trình trên cáp đồng trục.

-Là chuẩn truyền dẫn phát triển lâu đời đƣợc nhiều nhiều hãng sản xuất hỗ trợ.

-Sử dụng trong các môi trƣờng truyền dẫn khác nhau Fiber link, Sonet..

b.IP(Internet Protocol)

Cùng với sự phát triển của truyền hình kĩ thuật số, tín hiệu AV sau khi số hóa và đƣợc mã hóa có thể truyền trên cả mạng WAN, LAN bây giờ là internet. Sử dụng chuẩn kết nối này cho phép mở rộng ứng dụng của truyền hình sau này và chuẩn IP đã rất phổ biến đƣợc các nhà sản xuất hỗ trợ, giá thành đầu tƣ thấp. Các đặc tính kĩ thuật:

 I/O hỗ trợ card ethernet và ASI

 Hỗ trợ chuẩn MPEG

 Có các khe cắm mở rộng

 Hỗ trợ Scramber và CA..

5.2.2.7.Thiết bị điều chế, CA

Theo hiệp hội truyền hình số DVB, phƣơng thức điều chế hiện nay cho hệ thống truyền hình cáp là phƣơng thức điều chế QAM bao gồm 16-QAM, 32- QAM, 64-QAM..

Các đặc điểm kĩ thuật:

-Có các loại điều chế QAM 16,32,64,128,256… -Symbol rate: 10M baud

-Lỗi pha I/Q <1 degree

RF output: -Số kênh từ 2 đến 135 -Khoảng tần số 50-860Mhz -Bƣớc tần số 6Mhz -Độ ổn định tần số 5Khz -Mức ra +30dBmv 5.2.2.8.Thiết bị Settopbox Các đặc tính kĩ thuật:

-Hỗ trợ thẻ giải mã của hệ thống Viaccess -Đầu vào:F-type,IEC 169-24.

-Đẩu ra(Loop): F-type,IEC 169-24. -Dải tần làm việc:86Mhz-860Mhz

-Mức tín hiệu vào: -15dbmv - +15dbmv -Giải điều chế: DVB-C(16-64-128..QAM)

-Giải mã các dịng tín hiệu nén MPEG2, MPEG4 -Định dạng video: 576i,576p,720p, 1080i

-Giải mã audio:MPEG-1 layer1&2,MPEG4 AAC2-channel/5.1 channel & AC3 Dobly digital, tốc độ lấy mẫu 48Khz

Đề án “Xây dựng hệ thống truyền hình độ phân giải cao HDTV” tại Truyền hình Cáp Việt Nam là hoàn toàn khả thi và khả năng ứng dụng chắc chắn là trong thời gian ngắn nhất sắp tới.

Kết luận:

Truyền hình HD mang lại cho ngƣời xem một thế giới mới về truyền hình hình ảnh, âm thanh trung thực chất lƣợng cao đáp ứng phần nào thị hiếu và nhu cầu khán giả. Tại Việt Nam cũng đã có nhiều đơn vị phát thử nghiệm hoặc đang xây dựng đề án nhằm tiếp cận với cơng nghệ truyền hình mới nhất hiện nay này. Tuy nhiên việc phát triển rộng rãi của HDTV tại Việt Nam chỉ còn là vấn đề thời gian và phụ thuộc nhiều vào nguồn vốn của các nhà đài cũng nhƣ thu nhập của ngƣời dân.

KẾT LUẬN:

Cùng với sự phát triển của khoa học và cơng nghệ, việc phát triển truyền hình số, HDTV đã trở thành một đích đến cho truyền hình của nhiều quốc gia trên thế giới nhờ vào bƣớc đột phá trong kỹ thuật nén file. Khi phát HD, nếu nén MPEG2 thì rất tốn kênh tần số, nhƣng khi phát MPEG 4 thì các đài nhờ cơng nghệ này mà có thể phát tín hiệu cả mặt đất, lẫn cáp hay IP và vệ tinh cực kỳ thuận lợi. Các nƣớc tiên tiến đang đẩy mạnh việc quảng bá và triển khai dịch vụ truyền hình có độ phân giải cao HDTV.

Tại Việt Nam tuy dịch vụ HDTV đã đƣợc đƣa vào nghiên cứu và triển khai thử nghiệm phát sóng. Trên thực tế, nhiều ngƣời dùng Việt Nam vẫn chƣa đƣợc thƣởng thức trọn vẹn cơng nghệ HD mặc dù đã có đầu HD-DVD và màn hình HD. Vì để tạo ra một sản phẩm đạt chuẩn Full HD 1080, tất cả thiết bị từ máy quay phim, hệ thống biên tập, lƣu trữ, truyền, phát, dẫn thu hình, phát hình đều phải đạt chuẩn Full HD 1080. Hiện tại mỗi đơn vị phát sóng, truyền dẫn theo cách khác nhau: DVB-T, DVB-S, DVB-C. Và việc áp dụng phát theo chuẩn DVB-T2, DVB-S2, DVB-C2 sử dụng kỹ thuật nén tiên tiến MPEG- 4/AVC là tất yếu của việc phát triển khi mà DVB-T2 có dung lƣợng kênh truyền tăng lên đến 50% và độ tin cậy cũng nhƣ chất lƣợng dịch vụ đƣợc cải thiện rõ rệt; DVB-S2 sử dụng một số kỹ thuật nhƣ sự kết hợp mã sửa sai HCB/LDPC, kỹ thuật quay chòm sao, mở rộng chế độ FFT và sơ đồ điều chế QAM; DVB-C2 sử dụng các kỹ thuật mới trong điều chế và mã hoá kênh làm tăng hiệu suất sử dụng phổ lên hơn 30% và dung lƣợng đƣờng truyền về của mạng HFC tăng hơn 60%. Việc giới thiệu đề án về hệ thống phát HDTV của Truyền hình Cáp Việt Nam với các công nghệ, thiết bị đƣợc lựa chọn tuân thủ theo các tiêu chuẩn công nghệ HDTV tiên tiến trên thế giới là một minh chứng thực tiễn cho đề tài luận văn và mở ra hƣớng phát triển HDTV tại Việt Nam.

Truyền hình số HDTV là một lĩnh vực đầy hấp dẫn. Tuy nhiên do tính chất ln mới, phức tạp, đa dạng và tính mở của cơng nghệ đặc biệt là lĩnh vực phát thanh truyền hình trên thế giới nên chắc chắc sẽ còn cho chúng ta nhiều khám phá và công nghệ mới mẻ.

Mặc dù có nhiều cố gắng nhƣng do nghiên cứu về một cơng nghệ mới nên khơng tránh khỏi thiếu sót. Tác giả mong đƣợc sự tham gia đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để bản luận văn đƣợc hồn thiện hơn.

Thay lời kết, tơi xin chân thành cảm ơn TS Ngô Thái Trị là cán bộ hƣớng dẫn trực tiếp, ngƣời đã truyền đạt cho tơi những kiến thức cơ bản cùng sự góp ý nhiệt tình của bạn bè, thầy cơ và các đồng nghiệp đã giúp tơi hồn thành luận văn này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1] Đỗ Công Hùng, Đinh Thế Cƣờng, Nguyễn Quốc Bình (2006), “Nâng cao

chất lượng hệ thống OFDM bằng BICM-ID”, Tạp chí “ Bƣu chính Viễn thơng

và Công nghệ thông tin”.

[2] Ngô Thái Trị (2001), “Truyền hình số”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.

Tiếng Anh

[3] Charles Poynton (2003),“Digital video and HDTV Algorithms and

Interfaces”, Copyright 2003 by Elsevier Science (USA), Printed in United

States of America

[4] European Broadcasting Union (April 2009),“Digital Video Broadcasting

(DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital transmission system”, CH-1218 GRAND SACONNEX

(Geneva),Switzerland

[5] Jim Krause, MA (2006), "HDTV- High Definition Television", Indiana University Department of Telecommunications 1229 East 7th Street,

Bloomington

[6] K.F.Ibrahim (2007), “Newnes Guide to Television and Video

Technology”, Copyright 2007 Elsevier Ltd, Linacre House, Jordan Hill, Oxford