VI. Cỏc thành phần của hệ thống truyền hỡnh cỏp
7.Cỏc thụng số ảnh hưởng tới mạng truyền hỡnh cỏp
7.1. Cỏc đại lượng đặc trưng cho nhiễu
Trong quỏ trỡnh truyền dẫn tớn hiệu phải sử dụng cỏc thiết bị để truyền và xử lớ tớn hiệu, cỏc thiết bị tớch cực và ngay cả cỏc thiết bị thụ động cũng thờm cỏc tớn hiệu nhiễu vào tớn hiệu làm cho chất lượng tớn hiệu giảm. Cỏc bộ khuếch đại tớn hiệu cú đặc tuyến khụng lớ tưởng gõy ra nhiễu và cỏc nhiễu này lại được khuếch đại khi đi qua cỏc bộ khuếch đại nối tiếp nhau tớch luỹ lại gõy ra mộo tớn hiệu rất nghiờm trọng.
Nhiễu trong một hệ thống điện tử bất kỳ gõy ra từ nhiều nguồn khỏc nhau. Nguồn nhiễu chớnh là chuyển động nhiệt của cỏc electron trong cỏc thành phần trở khỏng. Với hệ thống cỏp ở 200C thỡ điện ỏp nhiễu nhiệt của dải tần một kờnh đơn là 1,1 àV hay -59,1 dBmV. Đõy là mức nhiễu thấp nhất gọi là nhiễu nền. Để định lượng cho mức độ nhiễu của hệ thống người ta định nghĩa ra tỉ số SNR và CNR là tỉ lệ giữa cụng suất của tớn hiệu hay của súng mang trờn cụng suất của nhiễu.
Mức ngưỡng của CNR là 40 dB, dưới mức ngưỡng này thỡ nhiễu làm giảm độ phõn giải và độ tương phản của ảnh gõy khú chịu cho người xem. Hệ thống chất lượng tốt là duy trỡ được CNR ở mức 46 dB, hoàn hảo là 48 đến 50 dB. Tăng cụng suất tớn hiệu thỡ tỉ lệ CNR tăng, nhưng khi đú tớn hiệu lại bị mộo. Mức tớn hiệu càng cao mộo sinh ra càng lớn. Cỏc bộ khuếch đại hiện đại sử dụng cấu hỡnh cõn bằng cú thể triệt bỏ hầu như toàn bộ cỏc mộo này, phần mộo cũn lại gọi là triple beats và được đặc trưng bởi một đại lượng là CTB (Composite Triple Beats). Cỏc tham số của bộ khuếch đại xỏc định số lượng bộ khuếch đại ghộp nối tiếp, do đú xỏc định khoảng cỏch cú thể truyền được tớn hiệu đến. Yếu tố này được sử dụng để thiết kế hệ thống trung kế cỏp đồng trục.
Giới hạn hoạt động của một hệ thống cỏp được xỏc định bởi mức nhiễu nền và mộo trần được biểu diễn như hỡnh I.24 cho hệ thống ở 300 MHz. Hỡnh I.24 chỉ ra rằng một hệ thống với 46 bộ khuếch đại cú tỉ lệ CNR là 46 dB và CTB là -53 dB. Tuy nhiờn cũn cú nhiều nhõn tố khỏc ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống như:
sự phụ thuộc của suy giảm trong cỏp và nhiễu vào nhiệt độ, mức chịu đựng AGC và ASC, đỏp ứng tần số của hệ thống, độ chớnh xỏc của việc kiểm tra thiết bị v.v... Trong vớ dụ này, giả sử mức thay đổi cho phộp của AGC và ASC là 1 dB, mức thay đổi từ điểm cao nhất đến điểm thấp nhất là 3 dB, độ chớnh xỏc kiểm tra thiết bị là 2 dB, kết quả tổng mức thay đổi cho phộp là 6 dB. Như vậy số bộ khuếch đại cho phộp là 23 (số bộ khuếch đại giảm một nửa khi giới hạn CTB giảm 6 dB hoặc CNR giảm 3 dB).
Hỡnh I.24. Đặc tuyến CNR, CTB với hệ thống nối tiếp cỏc bộ khuếch đại.
Như ta đó thấy phạm vi bao phủ của hệ thống cỏp phụ thuộc vào số bộ khuếch đại trờn đường truyền, mà số lượng này lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Một trong những điều kiện để cú được độ bao phủ tối đa là mỗi bộ khuếch đại phải cú đỏp ứng tần số biờn độ phẳng.
7.2. Duy trỡ đỏp ứng tần số biờn độ
Tại mỗi bộ khuếch đại, khoảng cỏch từ đỉnh tới đỏy cỏc nhấp nhụ của đỏp ứng biờn độ - tần số khụng được vượt quỏ [N/10+1] dB, ở đõy N là số bộ khuếch đại mắc nối tiếp trờn đường truyền. Điều này làm tối thiểu sự suy giảm của tỉ số CNR ở cỏc kờnh rơi vào phần thấp của đỏp ứng tần số. Cỏc khuyến nghị trong thực tế qui định rằng biờn độ súng mang của cỏc kờnh cạnh nhau khỏc nhau khụng được quỏ 3 dB. Tất cả cỏc kờnh phải nằm trong toàn bộ 12 dB dải thụng của cửa sổ đỏp
CNR 20 dB 10 0 -10 -20 -30 -40 1 10 20 30 40 50 60
Số bộ khuếch đại mắc nối tiếp
CTB
cỏc bộ khuếch đại điều chỉnh để đạt được đỏp ứng phẳng nhất. Tại mỗi bộ khuếch đại cú thể được lắp một mạch điều chỉnh đỏp ứng tần số gọi là mạch mop-up. Cỏc mạch này cú thể làm mất đi cỏc đỉnh nhỏ (nhỏ hơn 1,5 dB) của đỏp ứng do cỏc bộ khuếch đại hoặc cỏp gõy ra.
7.3. Trễ nhúm của tớn hiệu khi đi qua hệ thống cỏp
Cỏc bộ khuếch đại trung kế cú khả năng khuếch đại theo cả hai hướng nhờ cỏc bộ lọc kộp, là bộ lọc kết hợp cả lọc thụng thấp và lọc thụng cao với vựng tần số giao nhau 40 MHz. Cỏc bộ lọc này gõy ra trễ nhúm làm giảm độ phõn giải của hỡnh ảnh. Cỏc bộ lọc xuất hiện tại cỏc headend và hub ở cỏc kết nối với cỏc thiết bị xử lý kờnh hoặc cỏc bộ điều chế kờnh. Mỗi kờnh thường chỉ cú một thiết bị này, do vậy cỏc ảnh hưởng trễ của cỏc thiết bị này khụng gõy ra vấn đề gỡ. Tuy nhiờn với một số cấu hỡnh của cỏc hệ thống truyền tớn hiệu, cỏc bộ lọc thờm vào cỏc kờnh đơn hoặc kờnh kộp sẽ gõy ra trễ ở cỏc hub.
7.4. Phản hồi của hệ thống
Sự phản hồi tớn hiệu xuất hiện khi qua hệ thống cỏp gõy ra bởi sự khụng phối hợp trở khỏng, được gọi là micro-reflections. Đại lượng đặc trưng cho sự phản hồi
là tỉ số về biờn độ của tớn hiệu truyền và tớn hiệu phản xạ. Tỉ số này càng lớn càng tốt, trong trường hợp lớ tưởng tỉ số này là vụ cựng lớn. Nếu tỉ lố này nhỏ, tức là tớn hiệu phản xạ lớn, sẽ gõy ra hiện tượng hỡnh ảnh bị cú búng mờ.
7.5. Nhiễu pha
Nhiễu pha được thờm vào tớn hiệu gốc trong quỏ trỡnh điều chế và biến đổi tần số. Nhiễu pha băng hẹp (20 kHz) trờn kờnh truyền hỡnh tạo ra sự thay đổi mức độ chúi và mức màu xuất hiện dưới dạng một đường kẻ ngang trong hỡnh ảnh. Mức cú thể cảm nhận được của nhiễu pha trong súng mang video là nhỏ hơn súng mang 53 dB tại 20 kHz. Nếu quỏ trỡnh điều chế và biến đổi tần số hoạt động gần với cỏc chỉ tiờu kĩ thuật, thỡ cú thể làm suy yếu nhiễu pha đến mức khụng cũn cảm nhận được tại tivi của khỏch hàng trừ khi bộ chuyển đổi cú chất lượng kộm.
7.6. Mộo phi tuyến: CSO, CTB, XMOD
Khi nhiều tớn hiệu cú băng tần giới hạn như tớn hiệu video điều chế AM/VSB được phỏt qua cỏc thành phần phi tuyến hoặc cỏc hệ thống phi tuyến như bộ khuếch đại RF hoặc laser thỡ sẽ xuất hiện nhiều loại mộo phi tuyến khỏc nhau. Trong hệ
thống CATV, tổng tất cả cỏc hài điều biến thứ cấp khỏc nhau trong một kờnh cụ thể được gọi là mộo CSO (Composite Second-Order Beats).
Do ảnh hưởng của mộo CSO, trờn màn hỡnh TV xuất hiện cỏc đường gạch chộo chuyển động chậm.
Với hệ thống CATV cú N bộ khuếch đại khỏc nhau, mộo CSO toàn hệ thống được tớnh: ] 10 ... 10 10 lg[
15 CSO1/15 CSO2/15 CSON/15
N CSO − − − + + + − = (I.8) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong một hệ thống cỏp, tổng cỏc thành phần hài điều biến bậc ba khỏc nhau trong một kờnh cụ thể được gọi là mộo CTB.
Đối với hệ thống CATV cú N bộ khuếch đại khỏc nhau, CTB tổng được tớnh: ] 10 ... 10 10 lg[ 20 ) ( CTB1/20 CTB2/20 CTBN/20 N dB CTB − − − + + + − = (I.9)
Sự phõn kờnh HRC (Harmonically Related Carriers) và IRC (Incrementally Related Cariers) được phỏt triển để cực tiểu hoỏ sự thăng giỏng của chất lượng ảnh gõy ra bởi CTB.
Mộo xuyờn điều chế XMOD là một loại mộo khỏc trong CATV. Nú xuất hiện khi một nhúm súng mang video đang điều chế cỏc súng mang video khỏc trong một hệ thống video đa kờnh. Nguồn gốc mộo XMOD giống với mộo CSO/CTB. Mộo XMOD thường được sinh ra khi một bộ khuếch đại đồng trục RF hoặc cỏc thiết bị tớch cực khỏc bị quỏ tải khi đú điểm làm việc sẽ rơi vào vựng phi tuyến. Trong cỏc mạng CATV trước đõy, mộo XMOD thường sinh ra nhiễu ảnh mà hiệu ứng giống như cần gạt nước xe trờn màn hỡnh. Tuy nhiờn cỏc mạng CATV hiện nay với số lượng lớn cỏc kờnh AM/VSB và cú mức quỏ tải cao, cỏc hiệu ứng do mộo XMOD gõy ra thường khụng thể phỏt hiện được do cú sự xuất hiện của nhiễu CSO/CTB, do vậy khụng gõy ra những vấn đề nghiờm trọng cho cỏc nhà điều hành cỏp.
7.7. Ảnh hưởng của nhiễu do cỏc tần số radio gõy ra
Khi hệ thống cỏp đặt gần nguồn phỏt súng radio, súng radio cú thể dũ vào tạo nờn cỏc súng mang giả rơi vào trong phổ tớn hiệu truyền trong cỏp. Hiện tượng dũ là
giao thoa này là hỡnh ảnh cú búng. Búng xuất hiện trước hỡnh do thời gian truyền qua khụng khớ nhỏ hơn thời gian truyền trong cỏp. Nếu cỏc tớn hiệu này khụng đồng pha với nhau, trờn hỡnh ảnh xuất hiện cỏc dũng và phỏch nhiễu.