Truyền dẫn trên kênh cáp tương ựối ắt nhiễu so với truyền dẫn trong kênh vệ tinh và mặt ựất. DVB-C cho phép chọn mức ựiều chế cao ( 256QAM).để truyền dẫn dữ liệu dòng truyền tải sử dụng ựiều chế QAM như trong mạng DVB-T. điều chế là quá trình chuyển dữ liệu thành biểu trưng ( Symbol ) tương ứng .Các biểu trưng là các xung tương tự ựược lọc có hệ số ựộ dốc chọn trước có phổ xấp xỉ hàm sin (x)/x và biên ựộ 2n với các thành phần I và Q. Nếu gọi m là số bắt biểu diễn một symbol thì 2m số mức ựiều chế QAM hay hệ số ựiều chế QAM và có tất cả 2m trạng thái trong biểu ựồ dạng chòm sao hay nếu gọi số biên ựộ khác nhau của các symbol là k thì hệ số ựiều chế là k 2 Vắ dụ: có 8 biên ựộ khác nhau ựối với I và Q thì Số mức của QAM là 8x8 = 64 . Một biểu trưng bao gồm 1 cặp giá trị I và Q ựược sắp xếp trực giaoỘIỢ viết tắt Ộ
InphaseỢ (cùng pha) và ỘQỢ ựể chỉ thành phần vuông pha hay ỘQuadratureỢ. 64 QAM, mỗi biểu trưng mang 6 bit.Các kiểu chung nhất là 16 QAM, 64QAM, 256 QAM.
Biểu ựồ chòm sao QAM
Các biểu ựồ dưới ựây chỉ ra sự phân bố các bit của các cặp giá trị I/Q thành các ựiểm trong biểu ựồ dạng chòm saọ
Hình 2.19 Dạng
Biểu ựồ chòm sao 16QAM và 64QAM
Thông số chung DVB-C
Ớ Tốc ựộ Symbol
Tốc ựộ bit R với ựơn vị Mbit/s của gói dòng truyền tải có thể ựược chuyển ựổi thành tốc ựộ biểu trưng của hệ thống 2m QAM theo biểu thức sau:
s Msymb m R S * 1 / 188 204 * =
Trong truyền dẫn cáp, tốc ựộ bit R = 38,1529 Mbit/s thường ựược sử dụng. Tần số fN của dải thông theo chuẩn Nyquist FN = 6,900 MHz ựối với 64QAM.
Tốc ựộ cao nhất của Symbol kênh 7 MHz : MHz Msymb s
r B S ch 6,0870 / 15 . 1 7 1 max = = + = Ớ Tần số kênh DVB - C
đối với tắn hiệu 64QAM ựược truyền trong mạng cáp với khoảng cách kênh 8MHz băng UHF, tần số sóng mang của tắn hiệu số thay ựổi tăng hơn 2,85MHz so với tắn hiệu tương tự. (38,9 MHz - 2,85 = 36,05MHz).
Lớp vỏ nhựa Vỏ bọc nhôm Dây dẫn trong ( đồng bọc nhôm) Lớp bọt nhựa CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ TRUYỀN HÌNH CÁP 2. điều chế tắn hiệu Ờ ánh xạ byte Ờ biểu trưng trong DVB 2.1. Cáp ựồng trục
Cáp ựồng trục ựược sử dụng rộng rãi cho việc phân phối tắn hiệu các chương trình truyền hình. .
2.1.1 Cấu trúc cáp ựồng trục.
Phần lõi của dây dẫn trong thường làm bằng ựồng với ựiện trở nhỏ thuận lợi truyền dòng ựiện cường ựộ caọ Lớp vỏ ngoài cáp và vỏ phần lõi trong thường làm bằng nhôm. Vật liệu giữa 2 lớp nhôm thường là nhựạ Giữa lõi và phần ngoài có các túi không khắ ựể giảm khối lượng và tránh thấm nước. Ngoài cùng là một lớp
vỏ bọc chống các tác ựộng cơ học. đường kắnh tiêu chuẩn của cáp là 0,5; 0,75; 0,875 và 1 inch , trở kháng ựặc tắnh của cáp thường là 75Ω. Tắn hiệu sẽ bị suy giảm khi truyền theo chiều dài, tần số của tắn hiệụ Lượng suy giảm phụ thuộc vào ựường kắnh cáp, tần số, hệ số sóng ựứng và nhiệt ựộ.
2.1.2. Phân loại cáp ựồng trục.
Có 3 loại cáp ựồng trục khác nhau ựược sử dụng trong mạng cáp phân phối: - Cáp trung kế
- Cáp fidơ - Cáp thuê bao
Cáp trung kế ựường kắnh từ 0,5 ựến 1 inch dùng truyền tắn hiệu bắt ựầu từ node quang. Tổn hao truyền dẫn ựối với loại cáp 1 inch là 0,89 dB ở tần số 50 MHz và 3,97 dB ở 750 MHz (tắnh với 100 m cáp)
Cáp fidơ ựược sử dụng nối giữa các bộ khuếch ựại ựường dây và các bộ chia tắn hiệu còn cáp thuê bao có ựường kắnh nhỏ hơn cáp fidơ dùng ựể kết nối từ các bộ chia tới thiết bị ựầu cuối thuê baọ Vị trắ lắp ựặt của các cáp trong mạng ựược chỉ trong hình
2.1.3.Các thông số của cáp ựồng trục:
Suy hao do phản xạ:
Suy hao do phản xạ là ựại lượng ựược ựo bằng ựộ khác biệt của trở kháng ựặc tắnh cáp so với giá trị danh ựịnh. Nó bằng tỷ số giữa công suất tới trên công suất phản xạ: lr (dB) = 10log(Pt / Pr) (dB) Khuếch ựại trung kế Khuếch ựại cầu / trung kế Cáp fidơ Khuếch ựại ựường dây Tapp Cáp thuê bao
Hình vẽ: Các loại cáp và các loại bộ khuếch ựại (Phần cáp ựồng trục trong kiến trúc cây và nhánh trong mạng HFC)
Node quang
Thuê bao
Khi trở kháng thực càng gần với giá trị danh ựịnh, công suất phản xạ càng nhỏ và suy hao phản xạ càng nhiềụ Khi phối hợp lý tưởng ta có Pr = 0. Tuy nhiên trong thực tế giá trị Lr vào khoảng 28-32 dB. Nếu suy hao phản xạ quá nhỏ, phản hồi sẽ xuất hiện trên ựường dây và sẽ tạo nên tắn hiệu có tiếng ù.
Trở kháng vòng :
Trở kháng vòng là trở kháng phối hợp của dây dẫn trong và ngoài của cáp , ựây là một ựặc tắnh quan trọng. Dòng ựiện chảy qua trong toàn bộ tiết diện của cáp, và vì vậy trở kháng của dây dẫn trong ựối với nó sẽ caọ
2.1.4.Giới thiệu một số cáp ựồng trục.
Ớ Cáp ựồng trục QR 540:
Thông số vật lý:
Tên thông số đơn vị Giá trị
đường kắnh lõi kim loại Mm 3,15
đường kắnh lớp ựiện môi Mm 13,03
đường kắnh lớp vỏ bọc kim loại Mm 13,72
độ dày lớp vỏ kim loại Mm 0,343
đường kắnh lớp vỏ bảo vệ phi kim loại Mm 15,49 độ dày lớp vỏ bọc phi kim loại Mm 0,89
Dây chịu lực kim loại Mm 2,77
Lực kéo tối thiểu làm gãy dây chịu lực Kgf 816
điện dung nf/km 50
Trở kháng sóng Ω 75
điện trở thuần tổng thể Ω/km 5,28
Thềng sè vẺt lý:
Tến thềng sè ậển vỡ Giị trỡ
ậ−êng kÝnh lâi kim loỰi Mm 1,63
ậ−êng kÝnh lắp ệiỷn mềi Mm 7,11
ậ−êng kÝnh lắp vá bảc kim loỰi Mm 7,29
ậé dộy lắp vá kim loỰi mm 0,18
ậ−êng kÝnh lắp vá bờo vỷ phi kim loỰi mm 10,03
ậé dộy lắp vá bảc phi kim loỰi mm 1,07
ậ−êng kÝnh dẹy chỡu lùc kim loỰi mm 1,83
Lùc kĐo tèi thiÓu lộm gPy dẹy chỡu lùc kgf 166
ậiỷn dung nf/km 70
Trẻ khịng sãng Ω 75
ậiỷn trẻ thuẵn tững thÓ Ω/km 6.0
Ớ Hỷ sè suy hao ệèi vắi tÝn hiỷu cao tẵn ẻ nhiỷt ệé 200C
Tẵn sè (MHz)
GÝa trỡ suy hao (dB/100ft)
Giị trỡ suy hao (dB/100m) 5 MHz 0.38 dB 1..25 dB 83 MHz 1.18 dB 3.87 dB 187 MHz 1.75 dB 5.74 dB 250 MHz 2.05 dB 6.72 dB 350 MHz 2.42 dB 7.94 dB 450 MHz 2.75 dB 9.02 dB 550 MHz 3.04 dB 9.97 dB 750 MHz 3.65 dB 11.97 dB 865 MHz 3.98 dB 13.05 dB 1000 MHz 4.35 dB 14.27 dB
Ớ Cịp ệăng trôc RG 6:
Thềng sè vẺt lý:
Tến thềng sè ậển vỡ Giị trỡ
ậ−êng kÝnh lâi kim loỰi mm 1,02
ậ−êng kÝnh lắp ệiỷn mềi mm 4,57
ậ−êng kÝnh lắp vá bảc kim loỰi mm 4,75
ậé dộy lắp vá kim loỰi mm 0,18
ậ−êng kÝnh lắp vá bờo vỷ phi Kim loỰi mm 6,91 ậé dộy lắp vá bảc phi kim loỰi mm 0,76 ậ−êng kÝnh dẹy chỡu lùc kim loỰi mm 1,30 Lùc kĐo tèi thiÓu lộm gPy dẹy chỡu lùc kgf 82
ậiỷn dung nf/km 90
Trẻ khịng sãng Ω 75
ậiỷn trẻ thuẵn tững thÓ Ω/km 6.5
2.2 Cáp quang
Các thành phần chắnh của tuyến truyền dẫn quang bao gồm: Phần phát quang, cáp sợi quang và phần thu quang. Phần phát quang ựược cấu tạo từ nguồn phát tắn hiệu quang và các mạch ựiện ựiều khiển liên kết với nhaụ Cáp sợi quang gồm có các sợi dẫn quang và các lớp vỏ bọc xung quang ựể bảo vệ khỏi các tác ựộng có hại từ môi trường bên ngoàị Phần thu quang do bộ tách sóng quang và các mạch khuếch ựại, tái tạo tắn hiệu hợp thành. Ngoài ra, tuyến thông tin quang còn có các bộ nối quang-connector, các mối hàn, các bộ nối quang, chia quang và các trạm lặp.
2.2.1. Cấu trúc sợi quang. Tẵn sè Tẵn sè (MHz)
GÝa trỡ suy hao (dB/100ft)
Giị trỡ suy hao (dB/100m) 5 MHz 0.58 dB 1.90 dB 83 MHz 1.95 dB 6.40 dB 187 MHz 2.85 dB 9.35 dB 250 MHz 3.30 dB 10.82 dB 350 MHz 3.85 dB 12.63 dB 450 MHz 4.40 dB 14.43 dB 550 MHz 4.90 dB 16.08 dB 750 MHz 5.65 dB 18.54 dB 865 MHz 6.10 dB 20.01 dB 1000 MHz 6.55 dB 21.49 dB Lớp vỏ thứ hai Lớp vỏ Thứ nhất Lớp bọc Lõi
Sợi quang là ống dẫn ựiện môi hình trụ. Thành phần chắnh gồm lõi và lớp vỏ bọc. Lõi ựể dẫn ánh sáng còn lớp bọc ựể giữ ánh sáng tập trung trong lõi sợi nhờ sự phản xạ toàn phần giữa lớp lõi và lớp bọc. để bảo vệ sợi quang tránh những tác dụng do ựiều kiện bên ngoài, sợi quang còn ựược bọc thêm hai lớp nữa, bao gồm:
- Lớp vỏ thứ nhất: Có tác dụng bảo vệ sợi quang tránh sự xâm nhập của hơi nước, tránh sự trầy xước gây nên những vết nứt và giảm ảnh hưởng vì uốn cong.
- Lớp vỏ thứ hai: Có tác dụng tăng cường sức chịu ựựng của sợi quang trước tác dụng cơ học và ảnh hưởng của nhiệt ựộ.
2.2.2. Các thông số ựặc trưng của sợi quang.
Ớ Công suất quang truyền trong sợi giảm theo quy luât hàm số mũ: P(z) = P(0) x 10(-α/10)z Trong ựó: P(0) là công suất quang ựầu sợị
P(z): Là công suất quang ở cự ly z. α: Là hệ số suy haọ
Ớ độ suy hao của sợi quang ựược tắnh bởi công thức :
ĂdB) = -10log (P2/P1) Trong ựó:P1 là Công suất quang ựầu vàọP2 là công suất quang ựầu rạ
Ớ Hệ số suy hao trung bình (suy hao trên một ựơn vị chiều dài) :
α(dB/km) = A (dB)/L(km) Trong ựó: A Là ựộ suy hao của sợi quang. L: Là chiều dài của sợi quang.
Các nguyên nhân gây nên suy hao:
- Suy hao do hấp thụ vật liệu: Sự có mặt của các tạp chất kim loại và các ion OH trong sợi quang là các nguồn ựiểm hấp thụ ánh sáng. Mức ựộ hấp thụ tùy thuộc vào bước sóng ánh sáng truyền qua nó và tùy thuộc vào nồng ựộ tạp chất của vật liệụ
- Suy hao do tán xạ Rayleigh: Ánh sáng khi truyền trong sợi quang gặp những chỗ không ựồng nhất sẽ bị tán xạ. Tia xạ truyền qua chỗ không ựồng nhất bị tỏa ra nhiều hướng. Chỉ có một phần ánh sáng tiếp tục truyền theo hướng cũ, do ựó năng lượng bị mất mát. ựộ suy hao của tán xạ Rayleigh tỉ lệ nghịch với lũy thừa bậc
4 của bước sóng (λ- 4) nên ựộ suy hao giảm rất nhanh về phắa bước sóng dàị Ngoài tán xạ Rayleigh, ánh sáng truyền trong sợi còn bị tán xạ khi gặp những chỗ không hoàn hảo giữa lớp vỏ và lớp lõị Một tia tới sẽ có nhiều tia phản xạ khác nhaụ Những tia có góc phản xạ nhòe hơn góc tới hạn sẽ bị khúc xạ ra lớp vỏ và bị suy hao dần.
- Suy hao do sợi bị uốn cong: Với những chỗ uốn cong nhỏ ( vi uốn cong), tia sáng truyền bị lệch làm cho sự phân bố trường bị xáo trộn và năng lượng bị phát xạ ra ngoài dẫn ựến suy haọ Còn khi sợi bị uốn cong, các tia sáng không thỏa mãn ựiều kiện phản xạ toàn phần. Do ựó, tia sáng sẽ bị khúc xạ ra ngoàị Bán kắnh uốn cong càng nhỏ thì suy hao càng lớn. Các nhà sản xuất khuyến nghị bán kắnh uốn cong trong khoảng từ 30mm tới 50mm thì suy hao do uốn cong là không ựáng kể.
Tán sắc: Một xung ánh sáng ựược ựưa vào và truyền dẫn trong sợi quang thì ở ựầu ra xung ánh sáng sẽ bị biến dạng so với xung ựầu vàọ Sự biến dạng này ựược gọi là Tán sắc..Tán sắc làm cho biên ựộ tắn hiệu tương tự bị giảm và bị dịch pha, còn tắn hiệu số sẽ bị mở rộng xung và bị chồng lấn nhaụ Sự tán sắc làm hạn chế dải thông của sợi quang.
Các nguyên nhân gây tán sắc :
- Tán sắc Mode: Với sợi da Mode, ánh sáng truyền trong sợi phân thành nhiều Modẹ Mỗi Mode có một ựường truyền khác nhau, nên thời gian truyền của các tia sang theo các Mode là khác nhaụ điều ựó dẫn tới các tia sáng không ra ựồng thời khỏi sợi quang mặc dù cùng xuất phát tại cùng một thời ựiểm, gây nên tán sắc.
- Tán sắc nội Mode: Tán sắc không những chỉ do hiệu ứng trễ giữa các Mode gây ra mà nó còn do chắnh nội tại của các Mode riêng rẽ. Có2 loại tán sắc nội Mode:
- Tán sắc vật liệu : Do sự thay ựổi chỉ số chiết suất của vật liệu lõi theo bước sóng. Tán sắc vật liệu là một hàm của bước sóng.
- Tán sắc dẫn sóng: Do sợi ựơn Mode chỉ giữ khoảng 80% năng lượng ở trong lõi, còn 20% ánh sáng truyền trong vỏ nhanh hơn năng lượng ở trong lõị
độ tán sắc tổng
Tán sắc tổng = (Tịnsớc Mode)2+(Tịnsớc néi Mode)2
Nếu kắ hiệu Dt là tán sắc tổng , Dmod là tán sắc Mode, Dchr là tán sắc nội Mode, Dvl là tán sắc vật liệu, Dds là tán sắc dẫn sóng thì ta có thể viết: Dt = 2 2 mod Dchr D + = 2 2 mod (Dvl Dds) D + +
2.2.3. Các thiết bị ựầu cuối quang.
Các giá ựựng thiết bị phải ựảm bảo các tiêu chuẩn sau
Có thể treo và ghép vào các giá ựựng thiết bị ,kắch thước phải nhỏ gọn, có tiếp ựất, thuận tiện cho ựấu nối cáp, bảo vệ cho tất cả các mối nối, có các ngăn ựể ựựng các mối nối riêng biệt mỗi khay ựựng một hay 2 mối nối thuận tiện xem xét các dây nốị
Dây nối ựơn mode
- Dây nối ựơn mode thường dài 3 hay 6 mét. - Suy hao mối nối không quá 0.4 dB
- đầu nối cáp ựơn mode (Adapter): suy hao ≤ 0.2 dB
2.3. Thiết bị trung tâm (HEAD ỜEND)
Hệ thống thiết bị trung tâm có nhiệm vụ cung cấp và quản lý các chương trình Truyền hình trên mạng cáp: Hệ thống thu, nhận các nguồn tắn hiệu trình Truyền hình sau ựó qua quá trình xử lý tắn hiệu như chèn quảng cáo, key chữ, mã hoá, ựiều chế tắn hiệụ.. và chuyển sang mạng phân phối tắn hiệụ Các chương trình có thể thu trực tiếp từ vệ tinh, truyền hình mặt ựất, chương trình radio FM hoặc các chương trình tự sản xuất...Hệ thống thiết bị trung tâm bao gồm :
Ớ Hệ thống kiểm tra, giám sát: Bao gồm hệ thống monitor ựể kiểm tra chất lượng cũng như nội dung các chương trình truyền trên mạng cáp, hệ thống chuyển ựổi nguồn tắn hiệu (matrix), hệ thống ựiều hành toàn bộ hoạt ựộng của trung tâm thu phát và mạng phân phối tắn hiệụ..
Ớ Hệ thống cung cấp các dịch vụ gia tăng: Hệ thống cung cấp các dịch vụ internet, truyền số liệu, truyền hình theo yêu cầụ...
2.3.1.đầu thu vệ tinh.
đầu thu vệ tinh dùng ựể thu các chương trình Truyền hình phát qua vệ tinh . Tuỳ theo mục ựắch sử dụng mà có thể dùng số máy thu vệ tinh cho phù hợp . Mỗi một máy thu vệ tinh sẽ cung cấp cho hệ thống một kênh Truyền hình . Một máy thu vệ tinh bao gồm một chảo thu tắn hiệu , một ựầu thu vệ tinh ( ựầu giải mã ) và cáp dùng ựể dẫn tắn hiệu từ chảo thu tới ựầu thu vệ tinh
2.3.2 Các thiết bị ựiều chế và ghép tắn hiệụ
Thiết bị ựiều chế.
Trong Truyền hình cáp người ta sử dụng phương pháp ựiều chế tương tự ựó là phương pháp ựiều chế AM ựối với tắn hiệu hình và FM ựối với tắn hiệu tiếng theo chuẩn PAL B/G. Sau ựó tắn hiệu hình và tiếng ựược ựổi lên cao tần ở băng tần kênh phát, các tắn hiệu cao tần (kênh sóng )ựược ghép lại với nhau thông qua bộ ghép kênh. Các thông số của bộ ựiều chế ở dải tần: 47 Ờ 862 Mhz (với khoảng cách mỗi kênh là 8Mhz) là :
Tắn hiệu Video:
Ớ Input: 1Vpp.
Ớ Trở kháng: 75 Ω.
Ớ Lọc ựầu vào: 5Mhz LF.