2.4.1. Lời mở đầu
Hiện nay chúng ta chỉ cung cấp tín hiệu các kênh truyền hình cáp đến từng thuê bao, đó là việc cung cấp tín hiệu 1 chiều đến khách hàng mà chưa có các dịch vụ tương tác hai chiều, từ khách hàng có thể gửi các yêu cầu, gửi các thông tin đi, truy cập Internet băng thông rộng.
Để thực hiện được điều này thì các thiết bị trên mạng truyền hình cáp phải đảm bảo truyền được thông tin hai chiều. Các thiết bị trên mạng bao gồm node quang, bộ khuếch đại. Ngoài ra tại đầu thuê bao cần modem cáp để chuyển đổi dữ liệu theo chuẩn dữ liệu trên mạng cáp (theo tiêu chuẩn DOCSIS) và tại trung tâm thu phát phải có bộ CMTS để kết nối các modem cáp và kết nối với nhà cung cấp dịch vụ Internet.
Hình 2.29. Sơ đồ kết nối tổng thể
2.4.2. Nguyên lý hoạt động 2 chiều của các thiết bị trên mạng cáp
Vì chiều đi và chiều về đều cùng trên 1 đường nên phải phân chia dải tần.
Dải tần truyền tín hiệu từ khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ THC: Upstream: 5- 65 MHz.
Dải tần truyền tín hiệu từ nhà cung cấp dịch vụ THC đến khách hàng: Down- stream: 87-860MHz.
Hình 2.30. Phân chia dải tần truyền hình cáp
Tín hiệu truyền hình
Tín hiệu từ nhiều nguồn như : Vệ tinh, IP, Off-air, server… Được thu tại trung tâm Head- end, điều chế thành các kênh truyền hình và ghép kênh theo tần số thành luồng tín hiệu truyền hình. Sau đó được truyền từ Headend (optical, viba) => Hub (optical) => Node (RF) => Amply (RF) => Tap (RF) => Television
Tín hiệu Internet
Downstream
CMTS (RF) => Hub (Optical) => Node (RF) => Amply (RF) => Tap (RF) => Modem Upstream
2.4.3. Lắp đặt modem cáp
Hình 2.31. Sơ đồ lắp đặt tại thuê bao
Khi lắp đặt thêm CM, cần thêm bộ chia và cáp. Bộ chia dùng để chia đường tín hiệu cáp, 1 đường cung cấp tín hiệu cho TV, một đường cung cấp tín hiệu cho CM.
Mức tín hiệu được truyền từ CM có thể rất khoẻ, nên làm ảnh hưởng đến TV, sự cách ly của bộ chia có thể chưa đủ nên cần phải thêm bộ lọc thông cao được lắp ở đoạn nối với TV (như hình vẽ). Bộ lọc thông cao chỉ cho phép tần số các kênh truyền hình đi qua, và không cho dải thấp Upstream qua. Bộ lọc thông cao ngăn các tạp âm đi ngược từ thuê bao đến CM và Headend.
Hình 2.32. Sơ đồ lắp đặt bộ lọc thông cao
Data Interface: Với bất cứ loại CM ngoài nào bạn cũng cần vài giao tiếp dữ liệu để kết nối máy tính và CM (ví dụ cổng USB hay Ethernet...))
Ethernet: Ở hầu hết các modem ngoài cổng giao tiếp dữ liệu là 10Mbps. Có loại chỉ rõ cần
cổng Ethernet 100Mbps để đảm bảo cho dòng truyền xuống (Downstream), nhưng điều
này là không thực tế.
Trong trường hợp kết nối tốt, CM chưa chắc đã dữ được đường truyền 10Mbps vì đường xuống được chia sẻ cho rất nhiều người sử dụng.
USB: Nếu máy tính của bạn có cổng USB, thì cũng có thể kết nối CM với máy tính qua cổng này mà không cần kết nối qua cổng Ethernet.
2.4.4. Tiêu chuẩn kỹ thuật Modem cáp
Đường Downstream:
Khoảng tần số hoạt động: 5 đến 65 MHz
Điều chế QPSK, 8 QAM, 16 QAM, 32 QAM, 64 QAM và 128 QAM. Kênh truy nhập: TDMA, A-TDMA, S - CDMA.
2.5. NHIỄU TRONG MẠNG CÁP, CÁCH KHẮC PHỤC VÀ CÁCH ĐO TÍN HIỆU 2.5.1. Các hình thức nhiễu đối với tín hiệu truyền hình trong mạng cáp 2.5.1. Các hình thức nhiễu đối với tín hiệu truyền hình trong mạng cáp
- Nhiễu: là hiện tượng hình ảnh thu được tại tivi bị không đúng với hình ảnh phát đi từ trung tâm phát sóng. Nguyên nhân gây ra nhiễu chia ra làm 2 loại chính: nhiễu do công suất tín hiệu yếu và nhiễu về tần số ngoại lai. Khi công suất tín hiệu yếu, ta có thể khuếch đại để bù công suất. Tần số ngoại lai luôn luôn tồn tại trong các hệ thống điện từ gọi là nền nhiễu, có công suất rất nhỏ. Tại thiết bị thu, sau khi tách sóng tín hiệu này không đủ để gây ra hiệu ứng trên màn hình.
- Trùng tần số giữa 2 kênh truyền hình: xuất hiện khi có 2 kênh có tần số sóng mang giống nhau. Nếu công suất 2 kênh tương đương nhau thì sẽ không thu được tín hiệu hình ảnh, trên hình có thể xuất hiện vạch sọc. Nếu 1 kênh có công suất nhỏ hơn 5% công suất của kênh kia, thì là hiện tượng nhiễu. Lúc này hình ảnh thu được là của kênh có công suất lớn hơn nhưng sẽ bị các vằn ngang. Đối với mạng cáp thông thường không có hiện tượng này. Nó xuất hiện khi trong khu vực có kênh truyền hình vô tuyến phát trùng với tần số của kênh trong mạng cáp. Do công suất phát sóng của kênh vô tuyến là rất lớn nên khi mạng cáp bị hở vỏ bọc kim, tín hiệu vô tuyến này có thể xuyên thẳng vào lõi cáp với công suất nhất định, qua các tầng khuếch đại nó cũng được khuếch đại lên.
- Trùng tần số với kênh truyền dẫn số: Hiện tượng tín hiệu nhiễu giống như tín hiệu có công suất thấp. Nguyên nhân giống như trên.
- Hài bậc cao khi qua các tầng khuếch đại: Đối với thiết bị khuếch đại, khi khuếch đại công suất tín hiệu, ngoài thành phần chính là tín hiệu ở tần số làm việc còn xuất hiện tín hiệu ở các tần số nhân lên n lần và chia đi n lần, với công suất giảm dần theo hệ số n. Với một hệ thống nhiều kênh, số lượng các xung nhiễu này sẽ được cộng lên và gây xuyên nhiễu sang các tần số khác. Loại nhiễu này cũng sẽ được cộng thêm qua mỗi tầng khuếch đại. Mức độ nhiễu còn phụ thuộc vào chất lượng khuếch đại, hiện tại có một số mạch khuếch đại có khả năng triệt tiêu một lượng lớn nhiễu nhưng có hệ số khuếch đại giảm đi. Hiện tượng nhiễu này thể hiện trên màn hình là những vạch xước, điểm trắng.
- Nhiễu nguồn điện cung cấp: Trên mạng cáp có cung cấp nguồn điện 60v. Nếu các mạch chặn làm việc không tốt, điện áp này có thể được đưa đến bộ giải điều chế của tivi, gây ra hiện tượng vạch ngang chạy dọc theomàn hình.
2.5.2. Cách đo tín hiệu
Đối với tín hiệu truyền hình tương tự nói chung vấn đề ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng hình ảnh tại tivi là công suất đỉnh của tín hiệu. Công suất này được đo trên cơ sở điện trở đặc tính 75Ω. Giá trị đo có thể tính bằng dBµV hoặc dBmV (1 dBmV = 1dBµV+60). Cách đo là dùng thiết bị đo là đồng hồ đo tín hiệu truyền hình. Thiết bị này có bộ tách sóng điều biên, giá trị công suất đỉnh thu được sẽ được đưa đến bộ phận xử lý và hiển thị trên màn hình.
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N), tính bằng dB. Là tỷ số giữa công suất đỉnh của sóng mang hình và công suất trung bình của nền nhiễu trong băng thông của kênh đó. Giá trị này phải đạt được tối thiểu là 45 dB, càng lớn càng tốt. Cách đo thông thường là so sánh công suất đỉnh sóng mang rồi so sánh với công suất trung bình của nền nhiễu lân cận dải tần kênh cần đo. Ngoài ra, ta có thể đo công suất đỉnh của sóng mang, sau đó tắt điều chế và đo giá trị nhiễu tại tần số đo. Tính hiệu số trên ta có giá trị S/N.
Đo phổ công suất tần số. Đây là thiết bị cho phép hiển thị đồng thời giá trị biên độ trong một dải tần số rộng. Phép đo này cho phép người đo đánh giá tốt hơn tính chất truyền dẫn của hệ thống. Cân chỉnh đáp tuyến tần số để đảm bảo trênh lệch về biên độ giữa các kênh trong hệ thống nằm trong khoảng cho phép. Thiết bị đo thông thường là thiết bị phân tích phổ. Tuy nhiên đây là thiết bị rất đắt tiền và cồng kềnh. Hiện tại với mạng cáp, ta đã có đồng hồ hiển thị được dải phổ với chất lượng đủ để đánh giá, tương đối gọn nhẹ và dễ sử dụng.
Đo độ méo tín hiệu video. Trong khung tín hiệu video tương tự, người ta dành ra một số dòng để cài các tín hiệu chuẩn. Tại điểm thu, ta dùng các thiết bị phân tích chuyên dụng để tách lấy những tín hiệu này rồi so sánh với tín hiệu chuẩn để đánh giá ảnh hưởng của đường truyền đến tín hiệu video.
Với tín hiệu số, giá trị được quan tâm là tỷ lệ lỗi bit. Do tính chất của tín hiệu số, trên thiết bị thu có thể xác định được tương đối chính xác giá trị này. Với thiết bị đo, ta cần xác định chính xác giá trị này để cân chỉnh hệ thống sao cho giá trị này ở mức độ nhỏ nhất cho phép.
- Cáp thuê bao quá xa. Thiết kế và thi công bổ xung mạng cáp vào sát nhà thuê bao hơn nữa.
- Hộp kênh của tivi bị hỏng, các kênh thu được chất lượng không đồng đều
- Đầu nối vào thuê bao tại hộp thiết bị đã qua nhiều tầng chia. Kiểm tra và thay thế các bộ chia thành 1 bộ chia nhiều đường cho phù hợp.
- Kênh đang sử dụng bị xuyên nhiễu từ các hệ thống vô tuyến bên ngoài (số mặt đất,
điện thoại di dộng,....). Tăng cường khả năng bọc kim chống can nhiễu, nhất là tại điểm đấu giữa tivi và cáp. Kiểm tra mạng xem có vị trí nào bị hở vỏ bọc kim loại hoặc thiết bị lắp đặt chưa kín
2.5.3.2. Tín hiệu bị nhấp nháy
Khi xem tín hiệu tại tivi thấy lúc có hình lúc không.
Nguyên nhân và biện pháp khắc phục:
Điện áp nguồn cấp cho khuếch đại không đủ. Do 2 lý do: điện áp nguồn cấp vào hệ thống không đủ 220 V~ hoặc trên mạng có điểm cáp bị ôxy hoá gây ra điện trở cao. Đo kiểm tra điện áp nguồn, nếu không đủ thì lắp ổn áp. Kiểm tra tuyến cáp nghi là điện trở thay đổi, tháo đầu jack kiểm tra. Nếu cáp đã bị ôxy hoá quá nhiều thì phải thay cáp. Lắp bổ xung nguồn điện.
2.5.3.3. Các kênh tín hiệu có mức không đồng đều
Khi đo bằng đồng hồ đo hiển thị dải phổ thấy các kênh có mức tín hiệu không đồng đều.
Nguyên nhân: lỗi khi làm jack, cáp bị biến dạng.
Kiểm tra lại jack, làm lại jack để đảm bảo kết nối, thay thế đoạn cáp bị biến dạng.
2.5.3.4. Hình bị các vạch xước ngang
Hình ảnh trên màn hình tivi có các vạch xước ngang mầu trắng.
Nguyên nhân: mức đầu vào khuếch đại vượt mức ngưỡng, dẫn đến hiện tượng đỉnh tín hiệu bị cắt, những xung tín hiệu đạt mức đỉnh sẽ hiển thị là xung trắng trên màn hình.
Đo kiểm tra mức tín hiệu đầu vào của khuếch đại, lắp đặt bổ xung thiết bị để điều chỉnh mức tín hiệu đảm bảo chất lượng tín hiệu đầu vào như thiết kế đối với khuếch đại.
2.5.3.5. Tín hiệu có vạch ngang liên tục hết màn hình
Trên màn hình tivi có nhiều vạch ngang mầu trăng như dòng kẻ đi hết màn hình.
Nguyên nhân: trùng tần số với một kênh truyền hình khác của hệ thống truyền hình
quảng bá.
Kiểm tra việc bọc kim chống nhiễu trên hệ thống, đặc biệt tại jack tivi.
2.5.3.6. Mất tín hiệu
Không thu được tín hiệu trên tivi.
Nguyên nhân: cáp tín hiệu bị đứt, mất nguồn khuếch đại.
Kiểm tra phạm vi mất tín hiệu, đánh giá trên sơ đồ mạng cáp để phán đoàn khả năng mất tín hiêu do nguyên nhân nào. Gọi điện đến nhà cung cấp điện, nếu báo mất điện thì chờ khi có điện lại rồi kiểm tra tín hiệu tại thuê bao. Nếu không bị mất điện thì ra hiện trường kiểm tra đo đạc thực tế trên mạng để xác định vị trí đứt cáp, hỏng thiết bị. Lên phương án và tiến hành thay thế.
2.5.3.7. Tín hiệu mầu bị vằn
Hình ảnh có những vạch lượn sóng dọc theo màn hình.
Nguyên nhân: Tín hiệu bị sai pha mầu, có thành phần hài nằm xen vào sóng mang mầu.
Sử dụng phân tích phổ đo kiểm tra xem có thành phần tần số lạ nằm trong băng tần của kênh bị nhiễu hay không. Nếu có thì phải kiểm tra và thay thế khuếch đại trên hệ thống.
CHƯƠNG III:
GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẠNG CÁP ĐỒNG TRỤC
3.1. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT YÊU CẦU TRONG THIẾT KẾ 3.1.1. Tín hiệu đầu vào Amplyfier 3.1.1. Tín hiệu đầu vào Amplyfier
- Tần số thấp (fL = 83 MHz) : 22 dBmV ≤ fL ≤ 30 dBmV - Tần số cao (fH = 860 MHz) : 20 dBmV ≤ fH ≤ 30 dBmV - | fH - fL | ≤ 7 dBmV. Trong đó:
+ Nếu fH > fL : dốc thuận + Nếu fH < fL : dốc nghịch
3.1.2. Mức tín hiệu ngõ ra port của Tap
(Off-Tap tại tần số 860 MHz)
Tín hiệu ngõ ra port của Tap tại tần số f = 860 MHz : 17 dBmV ≤ Mức Off-Tap ≤ 21 dBmV
3.1.3. Số thuê bao trong một Node quang
Thường nằm trong tầm từ 300 đến 1000 port. Tuy nhiên trong một số trường hợp có thể nằm ngoài phạm vi trên phụ thuộc vào 1 số yếu tố như: đặc thù địa hình của vùng thiết kế, tối ưu hóa hơn trong quá trình thiết kế …
3.2. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ VÀ CÁC BƯỚC THIẾT KẾ MẠNG CÁP ĐỒNG TRỤC TRỤC
3.2.1. Giới thiệu về các phần mềm hỗ trợ 3.2.1.1. AutoCad 3.2.1.1. AutoCad
Nguye ãn Traõi 254 QL 9 (SV) 40 15 240 QL9 (TT) 236 QL 9 (TT-BA ) 232 QL9 (TT) dd291 Q L9 (TT) 276 QL9 (TT) 272A Q L9 (SV) 40 30 50 45 50 50 29 29 23 20 8 14 277 QL 9 (SV) 40 137 NT (TT) dd16 4A NT (SV ) 35 45 dd 1 V TS dd 11 V TS 10 V TS NN 318 VTS (SV) NN 322 VTS 25 25 25 45 40 40 29 29 26 23 20 NN317 N T (SV) 30 NN316(SV NT) dd160 N T (TT) 145 NT (SV) 30 35 30 50 11 17 20 14 266 QL 9 (TT) NN301 QL9 (TT-BA ) 60 35 25 NN302 QL9 (SV ) NN303 NN 304 45 40 8 14 279 QL 9 (TT) 40 dd279/2 dd279/1 0 dd279/2 0 40 40 45 40 20 23 26 29 289 QL9 (TT) 291 QL 9 (TT) dd278 Q L9 (TT) 295 QL9 (TT) 299 QL9 (TT) dd240 Q L9 (TT) 40 40 40 40 40 45 17 14 8 8 14 17 207 QL9 (SV-TT ) 42 45 47 Tru?ng PTCS Phan Châu Trinh
K261 (T T) QL9 269 QL9 269 (TT ) QL9 17 20 26 29 25 K261 22 11 NN300 QL9 C8 14 20 S3 -4dB S2 S2 8 305 M PS NGU? N PS T? I 207 QL9 Voõ T hò S aùu Q uo ác L oä 9
3.2.1.2. Microsoft Excel
Phần mềm Excel hỗ trợ thiết kế đã được xây dựng các hàm có sẵn để phục vụ cho việc thiết kế mạng cáp. Ngoài ra, phần mềm này còn nhiều “Tab” hỗ trợ khác liên quan tới mạng cáp.
Địa chỉ cột có
đặt thiết bị
Mức tín hiệu từ
Off-Tap suy hao 50m RG6 tới thuê bao Mức tín hiệu Off-Tap tại các tần số tương ứng C hi ề u dà i c áp L o ạ i t hi ế t b ị T hi ế t b ị Mức tín hiệu tại các tần số tương ứng
3.2.1.3 Phần mềm Microsoft Visio
Mô tả sơ đồ nguyên lý của mạng cáp sau khi đã thiết kế, hỗ trợ cho việc đặt nguồn, hòa mạng, bảo trì mạng cáp …
Hình 3.3. Mô tả một Node vẽ Visio hoàn chỉnh
3.2.2. Một số ký hiệu trong bản vẽ thiết kế của mạng cáp
Node quang Power Inserter (PI)
Khuếch đại Mini Trunk Nguồn (Power Supply)
Khuếch đại Line
Extender Chốt (KS Port Terminator)
Tap 4 Way - X 1GHz Cáp đồng trục QR540
Directional Coupler - X 1GHz
Trụ điện trước nhà địa chỉ X
X - Way Splitter 1GHz 30 Khoảng cách giữa 2 trụ điện: 30m