Công nghệ kỹ thuật phát số nói chung, phát hình số bằng các máy phát trên mặt đất nói riêng, đã và đang phát triển mạnh trên nhiều nước. Trong các hệ phát hình số mặt đất, hệ Châu Âu DVB-T tỏ ra có nhiều ưu điểm. Ngày 26/3/2001 Đài Truyền hình Việt Nam đã quyết định chọn hệ DVB-T cho phát số mặt đất.
Hiện nay đã xuất hiện không ít hãng sản xuất máy phát hình số theo hệ
DVB-T. Nhưng hai tiêu chí cốt lõi nhất là chất lượng của bộđiều chế DVB-T và độ
tuyến tính của bộ bội tần, của bộ khuếch đại cao tần, thì mỗi hãng đều phấn đấu đạt với cách giải quyết khác nhau. Hơn nữa, có những phần trong máy phát hình số được phát triển từ các phần của máy phát hình tương tự. Có nhiều hãng nghiên cứu thiết kế giải pháp sửa tuyến tính ngay từđầu nhằm đạt hiệu quả tối đa cho phát số. Thậm chí có hãng sử dụng phương pháp tự động điều chỉnh theo những đặc tính thống kê của nhóm các chương trình cần phát sóng. Nói chung, cách giải quyết rất
đa dạng phong phú và kết quả đạt được của mỗi hãng rất khác nhau. Việc tìm hiểu, nghiên cứu thử nghiệm và tiến tới chủ động trong việc chuyển đổi máy phát tương
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 71
tự sang phát số và sản xuất các máy phát hình số theo tiêu chuẩn DVB-T là mục tiêu phấn đấu của các cán bộ kỹ thuật phục vụ cho ngành phát thanh truyền hình.
Từ giữa năm 2000, các cán bộ kỹ thuật của Công ty Đầu tư và phát triển công nghệ truyền hình Việt Nam (nay là Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện VTC) đã tập trung tìm hiểu kỹ thuật phát số, tham quan tại các cuộc triển lãm chuyên ngành, tổ chức các cuộc hội thảo khoa học trong công ty và nêu kế hoạch triển khai nghiên cứu ứng dụng về kỹ thuật phát số theo tiêu chuẩn DVB-T, tiếp đó
đã bắt tay vào thực hiện thực hiện. Các nội dung công việc đã triển khai thực hiện: Nghiên cứu và lắp đặt hệ thống nén ghép MPEG-2 cho Video và Audio. Chuyển đổi ngay máy phát hình tương tự thành máy phát số. Kết quả chuyển
đổi một máy phát bán dẫn 1 KW (công suất đỉnh) thành máy phát số công suất phát số khoảng 300 W trên kênh 26. Vì tại Nguyễn Chí Thanh có máy phát công suất 20 kW trên kênh 22 và tại Hà Tây có máy phát công suất 10 kW trên kênh 24, nên phát số chọn kênh 26.
Chế tạo sản xuất và lắp đặt cân chỉnh hệ thống anten UHF để phát số. Nhập thêm các thiết bịđo phục vụ nghiên cứu.
Phát thử nghiệm 4 chương trình truyền hình số bằng máy phát công suất 300 W từ ngày 19/12/2000.
Đo đạc một số thông số của hệ thống máy phát hình số.
Thu đo tại các vị trí khác nhau trên địa bàn Hà Nội và các khu vực xung quanh. Nhưng vì máy phát công suất thấp nên chưa phát đủ cường độ cho đầu thu (của hãng Pioneer) thu không lỗi.
Tổ chức báo cáo kết quả thử nghiệm bước một và giới thiệu hệ thống thiết bị
phát hình số có công suất 300W với Lãnh đạo Đài Truyền hình Việt Nam, các Bộ, Ban Ngành của Trung Ương và Hà Nội tại 65 Lạc Trung vào ngày 15/3/2001.
Bắt tay vào nghiên cứu thiết kế các Set top box, không nhập ngoại nguyên chiếc từ các hãng nước ngoài.
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 72
Tiếp đến, nghiên cứu hệ thống nén ghép động nhằm tận dụng dung lượng băng tần 8 MHz (chuẩn DVB-T phù hợp phát tương tự PAL D/K của Việt Nam).
Nhập máy phát hình tương tự UHF sử dụng tube IOT (Inductive Output Tube) có độ tuyến tính cao chuyển thành máy phát số có chất lượng cao hơn.
Chuyển đổi thành công máy phát tương tự IOT thành máy phát số có công suất 5kW trên kênh 26-UHF, chất lượng thoả mãn phát dòng truyền tải 24,2 Mbit/s. Tốc độ cao nhất của dòng truyền tải, mà một máy phát số có cấp chất lượng cao nhất phát được tới 32 Mbit/s. Tuy nhiên, cho đến nay, chưa nước nào công bố kết quả phát dòng truyền tải với vận tốc tối đa như thế. Qua đây, chúng tôi nhận thấy, khi phát 8 chương trình thì tính bình quân mỗi chương trình truyền hình số nén còn gần 3 Mbit/s, nhưng chất lượng hình ảnh người xem chấp nhận là tốt.
Phát thử nghiệm dòng truyền tải gồm 8 chương trình truyền hình (có cấp chất lượng không thật đồng đều nhau) từ ngày 1/7/2001 để theo dõi hiệu quả của quá trình nén động.
Thu đo tại nội thành Hà Nội có nhiều nhà cao tầng.
Thu đo tại các vùng xa, cách Hà Nội khoảng 50km. Kết quả thu thực tế khá phù hợp với dự báo lý thuyết.
Thử nghiệm thu số trên các vị trí khác nhau bằng các Set-Top-Box thu số do VTC chủđộng nghiên cứu chế tạo.
Trong quá trình thử nghiệm với nhiều bộ tham số khác nhau, VTC đã quyết
định chọn tham sốđiều chế 2K, 64-QAM, tỷ lệ mã sửa sai: 3/4, khoảng bảo vệ 1/32 với luồng số ASI vào điều chế là 27,4Mb/s triển khai trên toàn quốc mạng phát hình số. Tính ưu việt của bộ tham số này là có thể truyền tải được nhiều chương trình trên cùng một kênh sóng (chấp nhận luồng ASI lên đến 27,4Mb/s ở lối vào điều chế) với phẩm chất tín hiệu cao, cho hình ảnh từ Set-Top- Box ra tivi khá đẹp.
Từ 5/1/2003 THVN đã từ bỏ công nghệ kỹ thuật tương tự trong lĩnh vực truyền hình qua vệ tinh. Nếu dùng đầu thu vệ tinh có đường ra ASI (Asynchronous Serial
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 73
Interface) chứa chóm chương trình VTV1 +VTV2 +VTV3 để đưa vào máy phát hình số thì thật tiện lợi. Hơn nữa, nhiều hãng trên thế giới tham gia sản xuất các bộ nén MPEG-2 và bộ ghép các chương trình, nên giá thành đã rẻ xuống rất nhiều.
Tại các địa phương có thể có được dòng truyền tải chứa các chương trình truyền hình quốc gia thông qua thu từ vệ tinh. Việc thực hiện phát lại các chương trình quốc gia sau khi đã chèn các chương trình của địa phương qua một máy phát sốđối với một đài là không thể thiếu và hoàn toàn có thể thực hiện được.
Xuất phát từ nguyên tắc tận dụng tối đa và tối ưu cơ sở hạ tầng như: nhà đặt máy, hệ thống điện năng, hệ thống điều hoà không khí, đặc biệt là hệ thống cáp và anten hiện có và thực hiện đầu tư thấp nhất và kinh tế nhất. Sau đây là hai mô hình cụ thể:
a. Mô hình có sử dụng bộđiều chế số COFDM.
Tại Thái Nguyên, Tổng Công ty VTC sử dụng hai bộ điều chế số COFDM có tín hiệu ra cao tần trên hai kênh liền kề băng tần UHF (cụ thể kênh 29 và kênh 30). Các khuếch đại có dải rộng 16MHz cho cả hai lênh liền kề này. Máy phát hình số dải rộng 16MHz (sau khi qua bộ lọc thông dải 16MHz) được cộng với máy phát hình tương tự (kênh 32), thông qua bộ cộng kênh (Combiner) để sử dụng chung hệ
thống cáp và anten UHF. Hình 4.2 mô tả sơđồ khối của hệ thống.
Hình 4.2: Mô hình phát lại có sử dụng bộđiều chế COFDM tại Thái Nguyên.
Antena thu Đầu thu số VTC- DT Antena thu Antena phát Dòng TS 2 Điều chế số Điều chế số RF Ch 29 RF Ch 30 Driver Amplifier Filter (16MHz) Máy phát Tương tụ CH 32 Bộ cộng Combiner Dòng TS 1 RF Ch 32 Đầu thu số VTC- DT
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 74
Ưu điểm của mô hình này là:
- Sửa méo tuyến tính và không tuyến tính của toàn hệ thống phát hình rất dễ
dàng, vì có sử dụng bộđiều chế. Hiện nay, nhiều bộđiều chế COFDM đã có phần mềm hiệu chỉnh để bù sửa méo do các bộ khuếch đại gây ra.
- Hai là, tín hiệu đưa vào điều chế là dòng truyền tải chứa các chương trình
đã nén và ghép cho nên không phải sử dụng thêm bộ nén ghép.
Nhược điểm của mô hình này là phải đầu tư bộ nén và ghép kênh lại (Remultiplexer) khá tốn kém.
b. Mô hình chuyển tiếp qua trung tần 36,15MHz.
Mô hình này chỉ là máy hoàn toàn chuyển tiếp, thông qua trung tần 36,15MHz. Tại các đầu thu ta có thể lấy tín hiệu trung tần, sau đó đổi tần số khuếch
đại và phát lại. Hình 4.3 mô tả sơđồ khối. Bộ dao động nội LO sẽ trộn với trung tần 36,15 MHz cho ra tín hiệu cao tần ở kênh cần phát.
Ưu điểm mô hình này là không phải đầu tư bộđiều chế số COFDM.
Hình 4.3: Sử dụng trực tiếp trung tần không sử dụng bộđiều chế.
Nhược điểm là biện pháp hiệu chỉnh bù sửa méo tuyến tính và không tuyến tính do các khuếch đại gây ra phải thực hiện bằng phần cứng và hiệu quả không cao như thực hiện bằng phần mềm sửa đi kèm theo bộ điều chế số. Khả năng lỗi bit sẽ
cao hơn là chuyển tiếp tín hiệu cơ bản vì không được đầu thu sửa lỗi. Trong quá trình truyền từ máy phát đến máy thu để phát lại thì nhiễu bị tích lũy dẫn đến lỗi bit
ở máy thu kênh mới sẽ cao làm ảnh hưởng tới chất lượng ảnh hiển thị.
LO Đầu thu số VTC-DT IF Antena phát RF HPA Antena thu
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 75