VI. Cỏc thành phần của hệ thống truyền hỡnh cỏp
5. Set-Top-Box (STB)
5.1. Giới thiệu STB số thụng thường
Một trong những thiết bị đầu cuối thuờ bao quan trọng được dựng trong mạng HFC đú là STB số (Digital Set Top Box). STB số tương tỏc đúng vai trũ như một gateway băng rộng để thuờ bao cú thể thu cỏc kờnh CATV tương tự hiện cú, cỏc kờnh nộn hỡnh và tiếng MPEG-2, sử dụng cỏc ứng dụng tương tỏc cơ bản và cỏc ứng dụng Internet cơ bản. Hỡnh I.18 chỉ rừ cỏc khối chức năng trong một STB số.
- Khối hạ tần RF đường xuống CATV (CATV tuner): Chuyển đổi hạ tần kờnh RF thu được, cú thể là kờnh AM-VSB hoặc kờnh QAM, xuống tần số trung tần (IF).
Nếu tớn hiệu là M-QAM, sau đú nú được gửi tới bộ thu tớn hiệu QAM. Nếu tớn hiệu là AM/VSB sẽ được giải điều chế bởi khối NTSC và được giải mó bởi bộ giải mó NTSC để nhận được tớn hiệu Video băng gốc.
- Khối thu OOB( Out-of-band): Một kờnh dữ liệu OOB tớch cực cung cấp truyền thụng liờn tục từ CATV headend tới STB số tại nhà thuờ bao qua mạng cỏp phõn phối của HFC. STB số vẫn làm việc ngay cả khi ở trạng thỏi “off”. Kờnh OOB vẫn ở trạng thỏi tớch cực độc lập với kờnh TV (số hay tương tự) và độc lập với trạng thỏi của STB “on” hay ”off”. Do vậy bất cứ lỳc nào STB được kết nối với cỏp đồng trục và nguồn AC, kờnh OOB sẵn sàng cho truyền thụng đường xuống. Thụng thường, bất kỳ một dịch vụ nào liờn kết trực tiếp tới cỏc dịch vụ riờng MPEG hoặc luồng truyền tải MPEG được mang trong cựng băng tần. Với cỏc ứng dụng toàn cầu luụn yờu cầu truyền thụng liờn tục hoặc cỏc dịch vụ tức thời trong truyền hỡnh luụn được mang trong kờnh OOB. Tại headend cỏc luồng tớn hiệu vào từ cỏc nguồn khỏc nhau được ghộp thành luồng MPEG-2 cú tốc độ 1,544 Mb/s. Sau đú cỏc gúi MPEG rỗng được thờm vào để đạt được tốc độ phỏt 2,005 Mb/s. Luồng MPEG sau đú được điều chế QPSK , mó húa sửa lỗi và sau đú nõng tới tần số RF trong dải 70 MHz-130 MHz.
5.1.2. Phần điều chế:
Gồm cú :
- Khối thu 64/256 QAM
- Khối thu OOB QPSK
- Khối phỏt QPSK /QAM của RF đường lờn - Khối giải mó NTSC
5.1.3. Phần xử lý:
Phần trung tõm của STB số bao gồm cỏc khả năng xử lý khỏc nhau tuỳ theo dạng thụng tin đa phương tiện. Phần này gồm cú:
- Module truy nhập cú điều kiện (Xử lý bảo an) - Khối ghộp kờnh và giải mó MPEG
- Cỏc module nhớ : ROM , SD RAM .
5.1.4. Giao diện người dựng:
Cung cấp cỏc giao diện ra khỏc nhau cho truyền thụng đa phương tiện bao gồm : - Khối điều chế kờnh NTSC - Bus USB - IEEE 1394/ Firewire - 10 base T-Ethernet - Modem thoại 5.2. Một số khối chức năng của STB số 5.2.1. Bộ phõn kờnh và giải mó hỡnh /tiếng MPEG:
Nhiệm vụ của bộ xử lý MPEG là phõn kờnh luồng MPEG thành cỏc luồng MPEG cơ bản. Mỗi chương trỡnh MPEG-2 hỡnh và tiếng được lựa chọn sau đú thực hiện giải mó và xử lý . Bộ xử lý MPEG cú thể sử dụng bộ vi xử lý chớnh trong STB cho cỏc chức năng giải mó những tớn hiệu nộn MPEG khỏc. Bộ phõn kờnh MPEG-2
và giải mó sẽ cấu trỳc lại khung TV từ tớn hiệu Video nộn MPEG-2, giải nộn khung
I và sử dụng khung vộc tơ động P để cấu trỳc lại khung đú. Bộ giải mó/giải nộn dự đoỏn cỏc khung B động và sau đú cấu trỳc lại khung B bắng cỏch sử dụng cỏc vector động khỏc.
trong giao diện với thành phần tớn hiệu Video số 525 dũng, 625 dũng của TV, CCIR 656.
Cỏc ứng dụng quan trọng và lý thỳ khỏc là cỏc chương trỡnh Video 3D phỏt từ STB tới TV. Cỏc chương trỡnh Video 3D cú thể được bắt nguồn và cấu trỳc lại tại STB từ chương trỡnh Video 2D bởi thụng tin 3D được mang như dữ liệu hỗ trợ riờng trong luồng dữ liệu MPEG-2. Cỏc ứng dụng 3D này cú thể xem trờn màn hỡnh NTSC chuẩn, màn hỡnh HDTV bằng cỏch sử dụng kớnh mắt đồng bộ IR hoặc trong tương lai cú cỏc hệ thống xem 3D trực tiếp .
5.3. Khối xử lý trung tõm CPU:
STB số cú cỏc bộ xử lý khỏc nhau để thực hiện cỏc chức năng khỏc nhau như mó húa tớn hiệu MPEG-2, mó húa tiếng AC-3, mật mó, điều khiển truy nhập và đồ họa. Khối xử lý trung tõm trong STB số được chia thành cỏc bộ xử lý khỏc nhau chịu trỏch nhiệm xử lý toàn bộ cỏc chức năng của STB.
Khối xử lý trung tõm (CPU) của STB gồm :
- Hệ điều hành thời gian thực RTOS - Cỏc giao diện chương trỡnh ứng dụng - Cỏc chương trỡnh đặc biệt
- Cỏc thuật toỏn và logic hoạt động - Ảnh và đồ họa 2D, 3D.
Để khối xử lý trung tõm (CPU) cú thể thực hiện rất nhiều lệnh từ hệ điều hành thời gian thực RTOS và cỏc ứng dụng khỏc nhau, nú phải cú năng lực đủ mạnh với bộ nhớ phự hợp và kiến trỳc Bus tương đương.
5.4. STB số cao cấp cú tớch hợp DOCSIS modem
STB số ở trờn cung cấp cỏc ứng dụng tương tỏc cơ bản tuy nhiờn nú khụng cho phộp thuờ bao truy nhập Internet tốc độ cao qua mạng. Để truy nhập Internet thuờ bao cần cú thờm một modem cỏp. Một STB số cao cấp tớch hợp cỏc chức năng và đặc điểm STB số tương tỏc với một modem cỏp nờn nú sẽ cung cấp khả năng truy nhập Internet tốc độ cao cho thuờ bao. Hỡnh I.18 là sơ đồ khối của STB số cao cấp.
Chỳ ý rằng một STB số cao cấp cú 3 bộ hạ tần RF (RF tuner) như sau: 1) RF tuner 54-860 MHz thu tớn hiệu NTSC/Video MPEG
2) RF tuner 54-860 MHz cung cấp truy nhập Internet tức thời qua DOCSIS modem cỏp
3) RF tuner 70-130 MHz qua kờnh OOB.
Do tớch hợp thờm modem cỏp nờn chức năng của STB số cao cấp ngoài cỏc chức năng của STB số thụng thường cũn cú cỏc chức năng cơ bản của modem cỏp. Cấu trỳc của modem cỏp sẽ được đề cập trong phần dưới.