Thiết kế headend sdtv, hdtv

aàn soá queùt laø 50 Hz (chuaån BVD- chaâu AÂu) coøn 30 aûnh/giaây thì taàn soá queùt laø 60 Hz (chuaån ATSC-Myõ). Cô cheá queùt cuûa tivi laø queùt töøng töï caùc pixel töø traùi sang phaûi, töø treân xuoáng döôùi. Ngaøy nay vôùi coâng ngheä cheá taïo tivi ngaøy caøng phaùt trieån cho ra ñôøi caùc saûn phaåm tivi coù taàn soá queùt cao leân ñeán 100 Hz, 120 Hz, … Coù 2 caùch queùt aûnh laø queùt xen keû (interlaced) hay coøn goïi laø phöông phaùp queùt 2:1 laø caùch queùt caùc doøng leõ tröôùc roài sau ñoù queùt ñeán caùc doøng chaün kyù hieäu cuûa caùch queùt naøy laø i, caùch queùt thöù 2 laø queùt lieân tuïc (progressive) hay coøn goïi phöông phaùp queùt 1:1 laø caùch queùt doøng leû roài ñeán queùt doøng chaün laàn löôït nhö vaäy Luaän vaên toát nghieäp - 82 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän cho ñeán heát khung hình kyù hieäu cuûa caùch queùt naøy laø p. Tivi söû duïng caùch queùt loaïi p seû toát hôn caùch queùt loaïi i. d) Tæ leä khuoân hình Tæ leä khuoân hình chính laø tæ soá veà ñoä daøi giöõa chieàu ngang vaø chieàu cao, hay tæ soá giöõa soá pixel/doøng vaø soá pixel/coät. Hieän nay, coù nhieàu chuaån qui ñònh veà tæ leä khuoân hình nhö 3:2, 4:3, 5:4, 16:9, 17:9, … trong ñoù coù 2 tieâu chuaån ñöôïc söû duïng roäng raõi nhaát laø tæ leä 4:3 söû duïng cho theá heä truyeàn hình cuõ nhö CRT (Cathode Ray Tube),… vaø tæ leä 19:6 hieän ñang söû duïng nhieàu trong caùc heä truyeàn hình môùi nhö LCD (Liquid Crystal Display), Plasma,… Tæ leä khuoân hình 16:9 ñöôïc cho laø tæ leä toát nhaát hieän nay, phuø hôïp vôùi thò giaùc cuûa con ngöôøi, trình dieãn hình aûnh xinh ñoäng hôn. Hình 3.14: Tæ leä khuoân hình e) Kích thöôùc maøn hình Kích thöôùc maøn hình laø moät trong caùc tieâu chuaån ñaàu tieân khi choïn löïa tivi. Kích thöôùc maøn hình coù ñôn vò laø inch laø chieàu daøi cuûa ñöôøng cheùo trong maøn hình. Ngaøy nay vôùi coâng ngheä saûn suaát tivi phaùt trieån cho ra ñôøi nhieàu tivi coù kích thöôùc khaùc nhau töø vaøi inch cho ñeán vaøi chuïc inch thaäm chí hôn 100 inch. Ñoái vôùi caùc tivi coù kích thöôùc trung bình vaø töông ñoái lôùn (nhoû hôn 50 inch) thì coâng ngheä LCD chieám öu theá, coøn caùc tivi loaïi lôùn (lôùn hôn 50 inch) thì coâng ngheä Plasma chieám vò trí ñoäc toân. Vieäc löïa choïn kích thöôùc maøn hình phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö: giaù caû, nguoàn tín hieäu vaøo, khoâng gian, vò trí ñaët tivi,… neáu boû qua caùc yeáu toá giaù caû, thì khoâng gian ñaët tivi töông ñoái quan troïng vì noù lieân quan ñeán thaãm myõ, myõ quan cuûa Luaän vaên toát nghieäp - 83 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän caên phoøng maø ñaëc bieät hôn laø vaán ñeà caûm nhaän chaát löôïng hình aûnh aâm thanh cuûa tivi. Sau ñaây laø moät soá khuyeán caùo veà vò trí ngoài xem tivi öùng vôùi caùc loaïi tivi coù kích thöôùc khaùc nhau.  Ñoái vôùi tivi 73 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 2,2 m.  Ñoái vôùi tivi 65 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 2 m.  Ñoái vôùi tivi 57 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 1,7 m.  Ñoái vôùi tivi 50÷52 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 1,6 m.  Ñoái vôùi tivi 46÷47 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 1,4 m.  Ñoái vôùi tivi 42 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 1,2 m.  Ñoái vôùi tivi 37 inch thì khoaûng caùch giöõa tivi vaø maét laø ít nhaát 1,1 m. Hình 3.15: Moät soá khuyeán caùo veà kích thöôùc vaø khoaûng caùch xem tivi f) Thôøi gian ñaùp öùng (Response Time) Thôøi gian ñaùp öùng maø thoâng soá maø moïi ngöôøi, quan taâm nhaát. Thôøi gian ñaùp öùng ñöôïc ño baèng khoaûng thôøi gian moät ñieåm aûnh chuyeån töø traïng thaùi toái hoaøn toaøn (off) sang traïng thaùi saùng nhaát (on) vaø chuyeån laïi sang traïng thaùi toái. Treân thöïc teá, thôøi gian ñaùp öùng lieân quan ñeán toác ñoä chuyeån töø maøu naøy sang maøu khaùc cuûa ñieåm aûnh, do ñoù lieân quan ñeán toác ñoä theå hieän hình aûnh. Toác ñoä chuyeån ñoåi traïng thaùi caøng nhanh thì caøng toát, vaø giuùp giaûm ñöôïc hieän töôïng nhoøe/boùng ma trong khi xem caùc caûnh coù toác ñoä nhanh vôùi thôøi gian ñaùp öùng quaù chaäm. Nhìn chung, thôøi gian ñaùp öùng caøng thaáp thì caøng toát (hieän töôïng boùng ma laø hieän töôïng Luaän vaên toát nghieäp - 84 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän toác ñoä thay ñoåi maøu saéc cuûa pixel lôùn hôn toác ñoä thay ñoåi cuûa hình aûnh, khi hình aûnh môùi xuaát hieän maø hình aûnh cuû chöa xoùa kòp). Chuùng ta cuõng ñöøng tin töôûng hoaøn toaøn vaøo thôøi gian ñaùp öùng ñöôïc giôùi thieäu bôûi nhaø saûn xuaát tivi. Moãi nhaø saûn xuaát ñeàu coù caùch ño thôøi gian ñaùp öùng khaùc nhau. Tuy nhieân, thôøi gian ñaùp öùng coù theå duøng ñeå tham khaûo cho tính naêng cuûa maøn hình vôùi quy taéc laø thôøi gian caøng nhoû caøng toát. Thôøi gian ñaùp öùng ñöôïc ño baèng toång thôøi gian ñieåm aûnh chuyeån töø traïng thaùi toái sang saùng (rise time) vaø traïng thaùi saùng sang toái (fall time). Ñaây laø thôøi gian caàn thieát ñeå ñieåm aûnh chuyeån töø moät maøu naøy sang moät maøu khaùc vaø thôøi gian ñaùp öùng ñöôïc tính baèng toång thôøi gian rise time vaø fall time. Chuùng ta cuõng phaûi caån troïng vôùi nhöõng thoâng soá cuûa nhaø saûn xuaát, ñoâi khi thôøi gian ñaùp öùng maø nhaø saûn xuaát nieâm yeát chæ laø khoaûng rise time chöù khoâng phaûi laø toång cuûa rise time vaø fall time. Trong thöïc teá, thôøi gian ñaùp öùng cuûa ñieåm aûnh seõ khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo maøu saéc theå hieän. Thöïc nghieäm cho thaáy moät ñieåm aûnh chuyeån töø traïng thaùi toái hoaøn toaøn sang saùng hoaøn toaøn laø ít xuaát hieän, thay vaøo ñoù laø chuyeån ñoåi giöõa caùc saéc ñoä xaùm. Toác ñoä thay ñoåi seõ khaùc nhau tuøy thuoäc vaøo ñoä ñaäm cuûa maøu chuyeån. Thoâng thöôøng, vieäc chuyeån töø maøu xaùm nhaït hôn seõ nhanh hôn. Do ñoù, nhaø saûn xuaát thöôøng coâng boá thôøi gian ñaùp öùng khoâng coù nghóa laø noù ñuùng vôùi moïi tröôøng hôïp. Thôøi gian ñaùp öùng cuûa caùc tivi coâng ngheä môùi hieän nay thöôøng töø 5 ms ñeán 20 ms. g) Ñoä töông phaûn Ñoä töông phaûn hay goïi moät caùch chính xaùc laø tæ leä töông phaûn ñöôïc ñònh nghóa laø tæ soá ñoä choùi giöõa ñieåm traéng (choùi) nhaát vaø ñieåm ñen (toái) nhaát cuûa maøn hình. Ñoä töông phaûn laø moät yeáu toá then choát ñeå taïo ra hình aûnh töï nhieân, giaøu maøu saéc, sinh ñoäng cuõng nhö saéc neùt. Neáu cho maøn hình hieän thò töùc thôøi coù caû hình traéng nhaát vaø hình ñen nhaát roài so saùnh ñoä choùi vôùi nhau ta ñöôïc ñoä töông phaûn goïi laø ñoä töông phaûn tónh. Ñoä töông phaûn tónh cuûa moät soá tivi LCD thoâng thöôøng hieän nay töø 1200:1 ñeán 1600:1, ñoä töông phaûn naøy phaûn aùnh ñuùng baûn chaát cuûa tivi, laø moät trong caùc thöôùc ño chaát löôïng cuûa saûn phaåm. Neáu cho maøn hình hieän thò laàn löôïc 2 laàn, moät hình traéng nhaát vaø moät hình ñen nhaát roài so saùnh ñoä choùi vôùi nhau ta ñöôïc ñoä töông phaûn goïi laø ñoä töông phaûn ñoäng. Ñoä töông phaûn ñoäng cuûa caùc tivi LCD thoâng thöôøng hieän nay töø 3000:1 ñeán 7000:1 (cao hôn nhieàu ñoä töông phaûn tónh), noù haàu nhö chæ mang tính tham khaûo chöù gaàn nhö khoâng quyeát ñònh chaát löôïng cuûa tivi. Caùc nhaø saûn xuaát tivi hieän nay thöôøng ghi ñoä töông phaûn cuûa tivi laø bao nhieâu ñoù (laáy ñoä töông phaûn ñoäng vì ñoä töông phaûn ñoäng cao hôn nhieàu ñoä töông phaøn Luaän vaên toát nghieäp - 85 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän tónh) maø khoâng ghi roõ laø ñoä töông phaûn gì. Deã gaây söï nhaèm laãn cho ngöôøi tieâu duøng. Coù theå hoï coá yù laøm nhö vaäy ñeå baùn ñöôïc saûn phaåm vôùi giaù cao. 3.2 Coâng ngheä SDTV vaø HDTV 3.2.1 Coâng ngheä SDTV SDTV laø vieát taét cuûa chöõ Standard Definition Television (truyeàn hình coù ñoä neùt chuaån). Caùc chuaån truyeàn hình nhö DVB, ASTC vaø ISDB ñeàu söû duïng chuaån naøy cho vieäc phaùt truyeàn hình kyõ thuaät soá. Vì vaäy ñoä phaân giaûi toái ña cuûa maøn hình söû duïng coâng ngheä SDTV laø 720x480 = 245600 pixel cho heä maøu NTSC vaø 768x576=442368 pixel cho heä maøu PAL (Vieät Nam söû duïng heä maøu naøy). Vì vaäy hình aûnh khoâng saéc neùt laém nhöng ñeïp hôn truyeàn hình analog. Coâng ngheä SDTV ra ñôøi phuïc vuï cho quaù trình chuyeån tieáp töø coâng ngheä analog sang coâng ngheä soá, giuùp cho caùc tivi analog (hieän coøn raát nhieàu) vaãn coù theå xem ñöôïc truyeàn hình soá. Coâng ngheä SDTV ra ñôøi coù tính keá thöøa cuûa coâng ngheä cuûa cuû (söû duïng tæ leä khung hình, heä maøu, taàn soá queùt, … cuûa coâng ngheä analog) vaø tính hieän ñaïi laø vieäc soá hoaù caùc tín hieäu töø khaâu saûn xuaát ñeán khaâu truyeàn daãn ñeàu söû duïng moâi tröôøng soá. SDTV laø böôùc ñeäm ñeå chuyeån töø coâng ngheä anlog sang coâng ngheä soá hoaøn toaøn. Vaø luùc naøy coâng ngheä HDTV vôùi öu ñieåm vöôït troäi cuûa mình seû daàn thay theá coâng ngheä SDTV. 3.2.2 Coâng ngheä HDTV HDTV laø vieát taét cuûa chöõ High Definition Television (truyeàn hình coù ñoä neùt cao), so vôùi SDTV ñoä phaân giaûi cuûa maøn hình ñöôïc taïo töø 720x480 hay 768x576 taïo ra treân döôùi 400.000 pixel coøn HDTV ñoä phaân giaûi cuûa maøn hình ñöôïc taïo ra töø 1280x720 gaàn 1 trieäu pixel (Ready HD) hay 1920x1080 hôn 2 trieäu pixel (Full HD) vaäy ñoä phaân giaûi cuûa HDTV gaáp töø 2,5 ñeán 5 laàn SDTV. Vì theá HDTV theå hieän hình aûnh chi tieát hôn roõ neùt hôn. Söï khaùc bieät lôùn nhaát cuûa SDTV vaø HDTV laø ñoä phaân giaûi. Heä thoáng HDTV quaûng baù ñöôïc xaùc ñònh vôùi ba thoâng soá chính:  Kích thöôùc khung ñöôïc ñònh nghóa laø soá löôïng pixel ngang x soá pixe doïc, ví duï 1280 x 720 hoaëc 1920 x 1080.  Chöùc naêng queùt heä thoáng ñöôïc xaùc ñònh baèng chöõ i cho caùch queùt xen keõ hoaëc p cho queùt lieân tuïc.  Toác ñoä khung ñöôïc xaùc ñònh nhö soá löôïng khung/giaây. Luaän vaên toát nghieäp - 86 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän a) Chuaån veà ñoä phaân giaûi cuûa maøn hình HDTV Tæ leä kích thöôùc (X: Y) Ñònh daïng video Loaïi phaân giaûi (W × H) Pixels (Quaûng caùo Mpixels) Hình aûnh Pixel Moâ taû 1024 x 768 XGA 786.432 (0,8) 16:9 4:3 XGA laø ñoä phaân giaûi thoâng thöôøng moät maùy PC. 1280 × 720 921.600 (0,9) 16:9 1:1 WXGA laø ñoä phaân giaûi thoâng thöôøng cuûa moät maùy PC noù söû duïng 750 doøng video. 720p 1280 × 720 1366 x 768 WXGA 1.049.088 (1,0) 683:384 (≈16:9) 1:1 WXGA laø ñoä phaân giaûi cuûa tivi cuõng laø moät tieâu chuaån HDTV nhö (Full HD 720p, 1080i). 1080i 1920 × 1080 1280 × 1080 1.382.400 (1,4) 32:27 ≈16:9) 3:2 Khoâng chuaån hoùa Full HD 1080p 1920 × 1080 1920 × 1080 2.073.600 (2,1) 16:9 1:1 Chuaån HD Ready 1080p cho maøn hình LCD vaø Plasma. Video Söû duïng 1125 doøng. Baûng 3.2: Caùc ñoä phaân giaûi cuûa truyeàn hình HD b) Tieâu chuaån FPS (frame per second) khung/giaây  23,976 FPS (öùng duïng cho video heä NTSC chuaån SDTV).  24 FPS (öùng duïng cho video heä NTSC chuaån HDTV).  25 FPS (öùng duïng cho video heä PAL, SECAM chuaån HDTV).  29,97 FPS (öùng duïng cho video heä NTSC chuaån HDTV).  50 FPS (öùng duïng cho video heä PTZ & SECAM chuaån HDTV).  60 FPS (öùng duïng cho video heä NTSC chuaån HDTV). Luaän vaên toát nghieäp - 87 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän Chöông 4: Thieát keá headend SD, HD 1. Khaùi quaùt veà headend 1.1 Ñònh nghóa Headend laø trung taâm thu phaùt tín hieäu. ÔÛ ñaây tín hieäu ñöôïc thu nhaän qua quaù trình xöû lyù sau ñoù ñöôïc phaùt ñi ñeán thueâ bao (tivi) thoâng qua heä thoáng truyeàn daãn. Headend laø trung taâm, boä naõo vaø cuõng laø nôi taäp trung coâng ngheä, kyõ thuaät cao nhaát cuûa heä thoáng truyeàn hình caùp. 1.2 Phaân loaïi Döïa vaøo coâng ngheä phaùt tín hieäu maø ngöôøi ta chia headend thaønh hai loaïi ñoù laø headend soá vaø headend analog. Hieän nay, headend analog ñang ñöôïc söû duïng roäng raõi. Tuy nhieân, noù ñang ñöôïc thay theá daàn daàn baèng headend soá vì tính öu vieät cuûa headend soá hôn haún headend analog maët khaùc laø phaûi chaáp haønh quyeát ñònh soá 22/2009/QÑ-TTg cuûa Thuû töôùng Chính phuû veà vieäc soá hoaù truyeàn hình caùp (xem chöông 3 phaàn 2.3). Öu ñieåm noåi baäc cuûa headend soá so vôùi headend analog laø tieát kieäm baêng thoâng truyeàn vaø chaát löôïng toát hôn. Vì vôùi coâng ngheä neùn, gheùp keânh phaùt trieån ta coù theå gheùp nhieàu keânh chöông trình ñeå truyeàn treân cuøng moät keânh truyeàn, ñoái vôùi headend analog thì vieäc naøy khoâng theå thöïc hieän ñöôïc vì moãi keânh truyeàn chæ truyeàn ñöôïc moät keânh chöông trình maø thoâi. Coøn veà chaát löôïng thì hieån nhieân tín hieäu soá luoân toát hôn tín hieäu analog vì tín hieäu soá coù khaû naêng söûa loãi ôû phía thu. 1.3 Vò trí cuûa headend trong heä thoáng truyeàn hình caùp 1.3.1 Sô ñoà khoái heä thoáng truyeàn hình caùp Hình 4.1: Sô ñoà khoái heä thoáng truyeàn hình caùp Trong truyeàn hình caùp moãi heä thoáng ñeàu coù nhieäm vuï vaø vai troø khaùc nhau. Trong ñoù headend giöõ moät vai troø chuû ñaïo. Nguoàn tín hieäu Headend Heä thoáng truyeàn daãn Thueâ bao (boä giaûi maõ + tivi) Luaän vaên toát nghieäp - 88 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 1.3.2 Giaûi thích nguyeân taét hoaït ñoäng cuûa heä thoáng truyeàn hình caùp a) Khoái nguoàn tín hieäu Trung taâm dòch vuï truyeàn hình caùp phaùt raát nhieàu keânh trong vaø ngoaøi nöôùc, vì vaäy nguoàn tín hieäu ôû ñaây raát ña daïng vaø phong phuù laáy töø nhieàu nguoàn khaùc nhau nhö: tín hieäu töø ñôn vò truyeàn hình caùp khaùc, thu töø caùc ñaøi truyeàn hình ñòa phöông, thu töø veä tinh, töø baêng ñóa (VCD, DVD, HD-DVD, Blu-ray, … ), hay töï saûn xuaát, … taát caû caùc tín hieäu töø caùc nguoàn naøy phaûi ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu AV (audio-video heä maøu PAL) sau ñoù ñöa qua heä thoáng headend. b) Heä thoáng headend Heä thoáng headend nhaän nhieàu luoàng tín hieäu töø khoái nguoàn tín hieäu, seû thöïc hieän quaù trình xöû lyù tín hieäu nhö neùn, maõ hoaù, gheùp keânh, ñieàu cheá, … ñeå taïo ra moät luoàng tín hieäu duy nhaát vaø chuyeån ñeán heä thoáng truyeàn daãn. c) Heä thoáng truyeàn daãn Tín hieäu RF töø heä thoáng heaend ñöôïc chuyeån thaønh tín hieäu quang vaø söû duïng heä thoáng maïng Two-way HFC (Hybrid Fibre-Coaxial) ñeå truyeàn tín hieäu ñeán thueâ bao. Tín hieäu quang ñöôïc truyeàn treân caùp quang ñeán node quang taïi ñaây tín hieäu ñöôïc chuyeån ñoåi thaønh tín hieäu ñieän RF qua caùp ñoàng truïc ñeán thueâ bao. Maïng HFC laø maïng söû duïng haøi hoaø giöõa caùp quang vaø caùp ñoàng truïc. Taän duïng toái ña tính öu vieät cuûa töøng loaïi caùp. Caùp quang ñöôïc söû duïng treân ñöôøng truïc chính cuûa heä thoáng (caùp quang ít bò suy hao vaø traùnh ñöôïc nhieãu), duøng caùp ñoàng truïc ñeå ñöa tín hieäu ñeán caùc nhaùnh phuï vaø ñeán thueâ bao. d) Set-top-box Tín hieäu soá RF (ñaõ bò maõ hoaù) tröôùc khi ñeán tivi phaûi qua set-top-box ñeå chuyeån tín hieäu soá thaønh tín hieäu A/V hay RF analog cung caáp cho tivi. Ngaøy nay, ngöôøi ta thöôøng duøng set-top-box coù tích hôïp maïch giaûi maõ. Ñaây laø giaûi phaùp khaù hieäu cho böôùc ñaàu chuyeån töø coâng ngheä truyeàn hình analog sang coâng ngheä soá vì noù taän duïng laïi caùc tivi söû duïng coâng ngheä analog. Qua ñoù ta thaáy headend laø moät boä phaän raát quan troïng vaø ñaét tieàn nhaát cuûa heä thoáng truyeàn hình caùp. Ñoù cuõng laø nôi quaûn lyù thueâ bao thoâng qua vieäc ñieàu kieån boä giaûi maõ hay set-top-box döïa treân caùc phaàn meàm ñieàu kieån. Luaän vaên toát nghieäp - 89 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 2. Caùc thoâng soá aûnh höôûng ñeán quaù trình thieát keá 2.1 Soá löôïng chöông trình truyeàn qua moät keânh Moät keânh truyeàn coù daûi thoâng nhaát ñònh cho pheùp truyeàn moät soá löôïng chöông trình truyeàn hình. Vieäc choïn soá chöông trình truyeàn phuï thuoäc vaøo caùc vaán ñeà sau: 2.1.1 Ñoä roäng keânh Ñeå xaùc ñònh ñoä roäng keânh coù theå truyeàn ñöôïc tín hieäu soá coù toác ñoä lôùn nhaát laø bao nhieâu caàn döïa vaøo ñònh lyù Shannon. Ñònh lyù naøy xaùc ñònh söï phuï thuoäc cuûa toác ñoä bit cöïc ñaïi vaøo baêng thoâng cuûa keânh truyeàn (vôùi tæ soá S/N chuaån). Ñeå truyeàn tín hieäu coù toác ñoä bit C (Mbps) thì yeâu caàu baêng thoâng W (MHz) cuûa keânh phaûi lôùn hôn hoaëc baèng 3/4 toác ñoä bit, W ≥ 3/4C. Vaäy vôùi baêng thoâng W thì ta coù theå truyeàn tín hieäu soá coù toác ñoä bit lôùn nhaát laø C=4/3W. Ví duï vôùi baêng thoâng 8 MHz thì toác ñoä bit lôùn nhaát laø 4/3x8=10,7 Mbps coù theå truyeàn qua noù. 2.1.2 Daïng ñieàu cheá soá Khi duøng ñieàu cheá soá ta thöôøng gaëp khaùi nieäm daûi thoâng hieäu duïng. Vôùi caùc daïng ñieàu cheá soá ta coù caùc daûi thoâng hieäu duïng nhö sau: Daïng ñieàu cheá soá Daûi thoâng hieäu duïng η (Mbps/Hz) Baêng thoâng W (MHz) Toác ñoä bit cöïc ñaïi C =4/3xWxη (Mbps) 8 8,00 2-PSK 0,75 6 6.00 8 16,00 4-PSK 1,50 6 12,00 8 24,00 8-PSK 2,25 6 18,00 8 32,00 16-PSK 3,00 6 24,00 8 21,76 32-QAM 2,04 6 16,32 8 35,84 64-QAM 3,36 6 26,88 128-QAM 4,68 8 49,92 Luaän vaên toát nghieäp - 90 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 6 37,44 8 64,00 256-QAM 6,00 6 48,00 Baûng 4.1: Daûi thoâng hieäu duïng Ta thaáy söû duïng mode ñieàu cheá caøng cao thì toác ñoä bit taêng nhöng deã bò nhieãu. Khi choïn mode ñieàu cheá caàn coù söï dung hoaø giöõa toác ñoä bit vaø tính choáng nhieãu cuûa doøng bit. 2.1.3 Toác ñoä söûa loãi FEC Tín hieäu ñieàu cheá thöôøng ñöôïc xöû lyù baèng caùc maõ ñaëc bieät ñeå cho phía maùy thu (IRD hoaëc set-top-box) coù theå kieåm tra caùc bit thoâng tin ñöôïc gôûi ñi coù thu ñuùng hay khoâng. Kyõ thuaät söõa loãi tieán (gôûi thoâng tin söûa loãi tröôùc ñeán maùy thu cuøng vôùi döõ lieäu goác) taïo tín hieäu coù khaû naêng choáng nhieãu toát hôn haún so vôùi truyeàn soá khoâng coù maõ ñaëc bieät. Caùc thöïc nghieäm maõ hoaù tröôùc ñaây ñaõ so saùnh chæ tieâu cuûa tin töùc ñöôïc maõ so vôùi khoâng maõ vaø thaáy söï caûi thieän tín hieäu naøy laø khoaûng 3,3 dB. Ngoaøi ra, moät boä maõ hoaù söû duïng caû hai kyõ thuaät maõ hoaù khaùc nhau seõ taïo ra ñoä lôïi boå sung. Trong kyõ thuaät FEC ngöôøi ta duøng caùc symbol dö boå sung vaøo tin töùc goác. Maëc duø ñieàu naøy laøm taêng toác ñoä truyeàn toaøn boä vaø yeâu caàu daûi thoâng lôùn hôn, nhöng caùc symbol dö taêng cöôøng tính thoáng nhaát cuûa tin töùc, ngaên ngöøa khoâng cho taïp keânh che khuaát caùc symbol ñeå phaù boû söï thoáng nhaát cuûa tín hieäu coù ích. Caùc boä giaûi maõ duøng caùc symbol FEC ñeå phuïc hoài döõ lieäu sau khi tin töùc ñaõ ñöôïc thu. Moät daïng maõ FEC ñöôïc goïi laø maõ Viterbi ñöôïc bieåu thò baèng tæ soá ví duï nhö 1/2, 3/4 hoaëc 7/8. Töû soá bieåu thò soá symbol goác ôû ñaàu vaøo boä maõ hoaù, coøn maãu soá bieåu thò soá symbol coù söûa loãi ôû ñaàu ra boä maõ hoaù. Do vaäy FEC 7/8 coù nghóa laø coù 8 symbol truyeàn ñi trong ñoù coù 7 symbol laø döõ lieäu vaø 1 symbol ñeå söûa loãi. Moät daïng maõ FEC khaùc laø Reed-Solomon. Maõ naøy boå sung caùc symbol dö vaøo caùc chuoãi hoaëc caùc khoái soá nhò phaân. Reed-Solomon duøng 188 byte trong moãi khoái 204 byte ñeå truyeàn thoâng tin goác. Soá coøn laïi ñöôïc duøng ñeå gôûi caùc bit kieåm tra ñeán IRD ñeå trôï giuùp vieäc söûa loãi truyeàn. Boä giaûi maõ Reed-Solomon duøng thuaät toaùn ñeå giaûi quyeát ñoàng thôøi moät taäp hôïp caùc chöông trình ñaïi soá döïa treân bieåu hieän kieåm tra chaün töø khoái thu ñöôïc. Luaän vaên toát nghieäp - 91 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 2.1.4 Dòch vuï truyeàn Moät doøng truyeàn taûi (TS) MPEG-2 hay MPEG-4 coù theå chöùa nhieàu chöông trình truyeàn hình cuøng vôùi audio chính, caùc audio phuï, döõ lieäu truy caäp coù ñieàu kieän, caùc döõ lieäu phuï nhö teletext, keát noái internet. Yeâu caàu veà toác ñoä vôùi töøng loaïi khaùc nhau. Ví duï phim chaát löôïng VHS coù theå truyeàn ôû toác ñoä bit 1,5 Mbps, tin töùc vaø chöông trình tivi khoaûng 3,4 – 4 Mbps, quaûng baù chaát löôïng cao (studio) ôû toác ñoä hôn 8 Mbps. Toác ñoä döõ lieäu MPEG-2 cho caùc theå loaïi chöông trình nhö sau: Loaïi dòch vuï Toác ñoä döõ lieäu  Caùc dòch vuï video :  Truyeàn hình ñoä phaân giaûi cao (HDTV) 14 - 20 Mbps  Truyeàn hình chaát löôïng studio (CCIR 601) 8,064 Mbps  Truyeàn hình coù tæ leä khoâng hình 16:9 5,760 Mbps  Truyeàn hình theå thao tröïc tieáp 4,608 Mbps  Chöông trình phim quaûng baù 3,456 Mbps  Chöông trình phim pay-per-viwe 3,152 Mbps  Caùc dòch audio musicam:  Mono 128,00 Kbps  Stereo 256,00 Kbps  Moät caëp stereo 512,00 Kbps  Döõ lieäu soá 96,00 Kbps  Döõ lieäu ñieàu kieån 30,72 Kbps Baûng 4.2: Baûng toác ñoä döõ lieäu cuûa caùc loaïi dòch vuï 2.1.5 Vaán ñeà dung hoaø goùi tín hieäu soá Toác ñoä symbol thöôøng hay thay ñoåi töø moät goùi soá naøy tôùi goùi soá tieáp theo. Toác ñoä cöïc ñaïi coù theå ñaït ñöôïc laø moät haøm cuûa daûi thoâng keânh, thoâng thöôøng ta coù theå tính toác ñoä symbol cöïc ñaïi baèng ñoä roäng daûi thoâng chia cho 1,2 (con soá 1,2 hay 1,3 Luaän vaên toát nghieäp - 92 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän ñeå chæ ra raèng trong thöïc teá daûi thoâng truyeàn nhoû hôn daûi thoâng keânh do caùc boä loïc truyeàn khoâng lyù töôûng). Ví duï ñoái vôùi ñöôøng truyeàn veä tinh coù daûi thoâng transponder 36 MHz, toác ñoä symbol cöïc ñaïi laø 48 Msps. Giaû söû duøng toác ñoä FEC 3/4 thì toác ñoä bit laø: 48 Msps x 2(1 symbol laø 2 bit, ñieàu cheá QPSK) = 96Mbps. 96 Mbps x 3/4 (toác ñoä FEC inner code) = 72 Mbps. 72 Mbps x 188/204 (toác ñoä FEC Reed-Solomon outer code) = 66,3 Mbps. Neáu chæ thay ñoåi toác ñoä FEC töø 3/4 xuoáng coøn 1/2 thì toác ñoä bit coù giaù trò laø: 48 Msps x2 =96 Mbps. 96 Mbps x 1/2 = 48Mbps. 48 Mbps x 188/204 = 44,2 Mbps. Ta thaáy maëc duø toác ñoä FEC inner code 1/2 seõ laøm taêng khaû naêng choáng nhieãu hôn so vôùi FEC 3/4 nhöng noù cuõng laøm giaûm toác ñoä bit coù ích FEC 1/2 (44,2 Mbps) coøn FEC 3/4 (66,3 Mbps). Coù nghóa laø giaûm soá dòch vuï chöông trình chöông trình coù theå gôûi qua transponder. Do vaäy tuyø theo tình hình cuï theå maø coù söï dung hoaø giöõa tham soá FEC (khaû naêng choáng nhieãu) vaø toác ñoä bit coù ích. 2.1.6 Toác ñoä bit loãi vaø Eb/No  Toác ñoä bit loãi (BER-bit error rate) xaùc ñònh chæ tieâu cuûa ñöôøng truyeàn soá. BER 1x10-3 bieåu thò xaùc suaát moät bit loãi xaûy ra trong moät khoái 1000 bit. BER coøn coù caùch bieåu dieãn khaùc laø 5E-4 töông ñöông 5x10-4. Trong truyeàn hình heä soá BER ñaùnh giaù chaát löôïng cuûa ñöôøng truyeàn, heä soá BER caøng thaáp thì chaát löôïng truyeàn caøng toát. Heä soá BER Moâ taû Chaát löôïng 1E-1 (10-1) Coù 1 bit loãi treân 10 bit truyeàn Raát thaáp 1E-2 (10-2) Coù 1 bit loãi treân 100 bit truyeàn Thaáp 1E-3 (10-3) Coù 1 bit loãi treân 1000 bit truyeàn Trung bình 1E-4 (10-4) Coù 1 bit loãi treân 10.000 bit truyeàn Khaù toát 1E-5 (10-5) Coù 1 bit loãi treân 100.000 bit truyeàn Toát Luaän vaên toát nghieäp - 93 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 1E-6 (10-6) Coù 1 bit loãi treân 1.000.000 bit truyeàn Raát toát Baûng 4.3: Baûng caùc giaù trò cuûa heä soá BER  Ño ñònh löôïng veà ñöôøng truyeàn baèng tæ soá Eb/No (tæ soá naêng löôïng bit treân maät ñoä taïp). Eb/No (dB) vaø BER laø hai ñaïi löôïng tæ leä nghò vôùi nhau Eb/No taêng thì BER giaûm (soá bit loãi giaûm) vaø chaát löôïng ñöôøng truyeàn taêng. Vieäc löïa choïn soá chöông trình truyeàn treân moät keânh laø moät vieäc raát khoù khaên. Khí ñoù ta ñöùng giöõa hai söï löïa choïn chaát löôïng vaø soá löôïng chöông trình, quyeát ñònh naøy aûnh höôûng raát lôùn veà maëc kyõ thuaät (chaát löôïng chöông trình) vaø tính kinh teá (ñaàu tö caùc thieát bò) cuûa heä thoáng truyeàn hình caùp. Vì vaäy vieäc löïa choïn caàn phaûi caên nhaát kyõ caøng, tính toaùn thieät hôn phuø hôïp vôùi ñieàu kieän hieän taïi. 2.2 Soá löôïng phaùt chöông trình SDTV vaø HDTV 2.2.1 So saùnh söï khaùc nhau giöõa SDTV vaø HDTV HDTV vaø SDTV coù moät soá khaùc bieät cô baûn sau ñaây: SDTV HDTV 720x480= 345600 pixel 768x576=442368 pixel 1280x720=921600 pixel (Ready HD) 1920 x 1080=2073600 pixel (Full HD) Ñoä phaân giaûi Do HDTV coù ñoä phaân giaûi cao hôn SDTV neân noù theå hieän hình aûnh roõ neùt hôn vaø chi tieát hôn. 4:3 16:9 Tæ leä khuoâng hình Maøn hình coù tæ leä 16:9 ñöôïc cho laø phuø hôïp vôùi thò giaùc cuûa con ngöôøi hôn laø tæ leä 4:3 3,5 ÷ 4 Mbps 8 ÷ 10 Mbps Toác ñoä bit Do toác ñoä bit cuûa HDTV cao hôn SDTV neân truyeàn tín hieäu HDTV raát toán keùm baêng thoâng, chi phí ñaàu tö cao do vaäy chöông trình HDTV thöôøng ít hôn SDTV. Baûng 4.4: Söï khaùc nhau giöõa SDTV vaø HDTV Luaän vaên toát nghieäp - 94 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 2.2.2 Baøi toaùn tính soá löôïng chöông trình caàn truyeàn Coù moät keânh truyeàn soá coù baêng thoâng W=8 MHz, söû duïng daïng ñieàu cheá 64- QAM, tính soá löôïng chöông trình SDTV (toác ñoä bit CSD =4 Mbps) coù theå truyeàn ñöôïc treân keânh ñoù? Neáu söû duïng keânh ñoù ñeå truyeàn chöông trình HDTV (toác ñoä bit CHD=8,5 Mbps) thì coù theå truyeàn ñöôïc bao nhieâu chöông trình? Baøi giaûi Toác ñoä bit cöïc ñaïi coù theå truyeàn cuûa keânh truyeàn: Cmax= 4/3xW = 4/3x8 = 10,67 Mbps. Keânh truyeàn söû duïng ñieàu cheá 64-QAM coù daõi thoâng hieäu duïng laø 3,36 vaäy toác ñoä bit cöïc ñaïi cuûa keânh truyeàn khi söû duïng ñieàu cheá 64-QAM laø: Cmax|64-QAM = Cmaxx3,36= 10,67x3,36= 35,84 Mbps. Soá löôïng chöông trình SDTV coù theå truyeàn laø: nSD = Cmax|64-QAM/ CSD= 35,84/4= 8 chöông trình. soá löôïng chöông trình HDTV coù theå truyeàn laø: nHD = Cmax|64-QAM/ CHD= 35,84/8,5= 4 chöông trình. Qua baøi toaøn naøy ta coù nhaän xeùt laø truyeàn chöông trình HDTV luoân toán keùm keânh truyeàn hôn so vôùi chöông trình SDTV. Moät keânh truyeàn 8 MHz ta coù theå truyeàn ñöôïc 8 chöông trình SDTV nhöng chæ coù truyeàn ñöôïc 4 chöông trình HDTV maø thoâi. 3. Thieát keá headend SDTV 64 keânh 3.1 Danh saùch keânh Thoâng soá thu STT Keânh Nguoàn thu tín hieäu Taàn soá (MHz) SR (Msps) Taàn soá phaùt (MHz) 1. HTV 7 CATV HTVC 762 6875 100 2. HTV 9 CATV HTVC 762 6875 100 3. Thuaàn Vieät CATV HTVC 762 6875 100 4. Film CATV HTVC 762 6875 100 Luaän vaên toát nghieäp - 95 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 5. Gia Ñình CATV HTVC 762 6875 100 6. Phuï Nöõ CATV HTVC 762 6875 100 7. Du Lòch & Cuoäc Soáng CATV HTVC 762 6875 100 8. Ca Nhaïc CATV HTVC 762 6875 100 9. HTV3 CATV HTVC 770 6875 108 10. HTV2 CATV HTVC 770 6875 108 11. VTV1 CATV HTVC 770 6875 108 12. VTV3 CATV HTVC 770 6875 108 13. HBO CATV HTVC 770 6875 108 14. Cinemax CATV HTVC 770 6875 108 15. Star Movie CATV HTVC 770 6875 108 16. TCM CATV HTVC 770 6875 108 17. MGM CATV HTVC 778 6875 116 18. Disney CATV HTVC 778 6875 116 19. Bloomberg CATV HTVC 778 6875 116 20. Star Sport CATV HTVC 778 6875 116 21. ESPN CATV HTVC 778 6875 116 22. CCTV5 CATV HTVC 778 6875 116 23. THVL CATV HTVC 778 6875 116 24. AXN CATV HTVC 778 6875 116 25. MTV CATV HTVC 786 6875 124 26. Fashion CATV HTVC 786 6875 124 27. National Geographic CATV HTVC 786 6875 124 28. Arirang CATV HTVC 786 6875 124 29. CNBC CATV HTVC 786 6875 124 30. CNN CATV HTVC 786 6875 124 31. CNN Head CATV HTVC 786 6875 124 32. BBC CATV HTVC 786 6875 124 Luaän vaên toát nghieäp - 96 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 33. TTV11 Ñaøi TH Taây Ninh 215,25 132 34. ÑN2 Ñaøi TH Ñoàng Nai 223,25 132 35. ÑN1 Ñaøi TH Ñoàng Nai 591,25 132 36. BPTV Ñaøi TH Bình Phöôùc 559,25 132 37. LA34 Ñaøi TH Long An 575,25 132 38. BRT Ñaøi TH Vuõng Taøu 631,25 132 39. THTG Ñaøi TH Tieàn Giang 511,25 132 40. BTV1 Ñaøi TH Bình Döông 655,25 132 41. BTV2 Ñaøi TH Bình Döông 623,25 140 42. VTC1 Ñaøi TH KTS VTC 767,25 140 43. VTC5 Ñaøi TH KTS VTC 711,25 140 44. CTN Asiasat 4 (CA) 12430V 20000-3/4 140 45. NTV Asiasat 4 (CA) 12430V 20000-3/4 140 46. Phoenix TV Chinsat 6B (CA) 3730H 10720-3/4 140 47. Australia Intelsat 8 (CA) 3829H 13238-3/4 140 48. SBS WORLD Intelsat 8 (CA) 3972V 2206-3/4 140 49. MBC Intelsat 8 (CA) 3949V 4613-3/4 148 50. Cinema One Intelsat 8 (CA) 3880V 28700-5/6 148 51. LBC Intelsat 8 (CA) 12646H 28066-3/4 148 52. EM TV Intelsat 8 (CA) 3808V 5632-3/4 148 53. BTV World Asiasat 3S (CA) 3725V 4450-3/4 148 54. Channel News ASIA Asiasat 3S (CA) 3706H 6000-3/4 148 55. Star Utsav Asiasat 3S (free) 3780V 28100-3/4 148 56. PTV Asiasat 3S (free) 4094V 13333-3/4 148 57. VTV2 Vinasat 1 (free) 3413V 9766-3/4 156 58. VTV4 Vinasat 1 (free) 3413V 9766-3/4 156 59. VTV6 Vinasat 1 (free) 3413V 9766-3/4 156 60. CCTV4 Chinsat 6B (free) 3771H 9375-3/4 156 61. CCTV9 Chinsat 6B (free) 3771H 9375-3/4 156 Luaän vaên toát nghieäp - 97 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 62. YTN Intelsat 8 (free) 3790V 6510-3/4 156 63. TVBS Intelsat 8 (free) 3833V 17500-3/4 156 64. MAC TV Intelsat 8 (free) 12502V 3074-3/4 156 Baûng 4.5: Danh saùch caùc keânh vaø thoâng soá kyõ thuaät cuûa headend SD 3.2 Caùc thieát bò caàn duøng STT Thieát bò Loaïi Soá löôïng Ghi chuù 1. DVB-C STB 32 2. Demodulator Agile 11 3. CA 11 AV output 4. DVB-S STB free 10 TS output yagi 8 5. Anter parabol 7 H 4 6. LNB V 3 7. MPEG-2 encoder 1 way 54 AV input, TS output 8. Multiplexer 8 way 8 TS 9. Scrambler 8 10. QAM modulator Fixed 8 64 QAM 11. CAS 1 12. SMS 1 13. 12 port Switch Cisco 1 with 1 optical port 14. Contorl table CYBERVIEW (8 Channel + 1 Console +1 Casecade) 1 15. 8 way combiner 2 100~196MHz 16. Headend Optic Transmitter 2 17. Headend Optic receiver 2 Baûng 4.6: Caùc thieát bò cuûa headend SDTV Luaän vaên toát nghieäp - 98 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 3.3 Sô ñoà thieát keá Hình 4.2: Sô ñoà khoái headend SDTV To optical transmitter D V B -C S TB 1 D V B -S 1 - C A D V B -C S TB 3 2 D V B -S 1 1 - C A E PG se rv er 8 w ay A SI sp lit er SM S Sw itc h 8 po rt C A S M PE G -2 E nc od er 1 M PE G -2 E nc od er 3 3 M PE G -2 E nc od er 3 2 M PE G -2 E nc od er 4 4 A V Multiplexer (8 sets) Q A M M od ul at or 1 (1 00 M H z) Q A M M od ul at or 3 (1 16 M H z) Q A M M od ul at or 5 (1 32 M H z) Q A M M od ul at or 2 (1 08 M H z) Q A M M od ul at or 4 (1 24 M H z) R F Q A M M od ul at or 6 (1 40 M H z) Q A M M od ul at or 7 (1 48 M H z) Q A M M od ul at or 8 (1 56 M H z) 8 way combiner (100 -156 MHz) TS R F T S IP So ur ce D V B -C So ur ce D V B -S (f re e, C A ) D em od ul at or 1 D em od ul at or 1 1 M PE G -2 E nc od er 4 5 M PE G -2 E nc od er 5 4 So ur ce A nt en ya gi D V B -S 1 fr ee D V B -S 1 0 fr ee H ea de nd H D TV 1 7 ke ânh (1 64 – 1 96 M H z) 8 way combiner (100 - 196 MHz) R F R F TS D ig ita l S cr am bl er 1 D ig ita l S cr am bl er 3 D ig ita l S cr am bl er 5 D ig ita l S cr am bl er 2 D ig ita l S cr am bl er 4 D ig ita l S cr am bl er 6 D ig ita l S cr am bl er 7 D ig ita l S cr am bl er 8 Luaän vaên toát nghieäp - 99 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 3.4 Giaûi thích sô ñoà khoái 3.4.1 Toùm taét ñöôøng ñi cuûa caùc tín hieäu Ñöôøng ñi cuûa caùc tín hieäu ñöôïc toùm taét trong baûng nhö sau: Thieát bò STT Keânh Anten Ñaàu thu Soá hoaù Gheùp keânh Xaùo troän Ñieàu cheá 1. HTV 7 DVB-C STB 1 MPEG-2 Encoder 1 2. HTV 9 DVB-C STB 2 MPEG-2 Encoder 2 3. Thuaàn Vieät DVB-C STB 3 MPEG-2 Encoder 3 4. Film DVB-C STB 4 MPEG-2 Encoder 4 5. Gia Ñình DVB-C STB 5 MPEG-2 Encoder 5 6. Phuï Nöõ DVB-C STB 6 MPEG-2 Encoder 6 7. Du Lòch & Cuoäc Soáng DVB-C STB 7 MPEG-2 Encoder 7 8. Ca Nhaïc DVB-C STB 8 MPEG-2 Encoder 8 Multiplexer 1 Digital Scrambler 1 QAM Modulator 1 (100 MHz) 9. HTV3 DVB-C STB 9 MPEG-2 Encoder 9 10. HTV2 DVB-C STB 10 MPEG-2 Encoder 10 11. VTV1 DVB-C STB 11 MPEG-2 Encoder 11 12. VTV3 DVB-C STB 12 MPEG-2 Encoder 12 13. HBO DVB-C STB 13 MPEG-2 Encoder 13 14. Cinemax DVB-C STB 14 MPEG-2 Encoder 14 15. Star Movie DVB-C STB 15 MPEG-2 Encoder 15 16. TCM DVB-C STB 16 MPEG-2 Encoder 16 Multiplexer 2 Digital Scrambler 2 QAM Modulator 2 (108 MHz) 17. MGM DVB-C STB 17 MPEG-2 Encoder 17 18. Disney DVB-C STB 18 MPEG-2 Encoder 18 19. Bloomberg DVB-C STB 19 MPEG-2 Multiplexer 3 Digital Scrambler 3 QAM Modulator 3 (116 MHz) Luaän vaên toát nghieäp - 100 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän Encoder 19 20. Star Sport DVB-C STB 20 MPEG-2 Encoder 20 21. ESPN DVB-C STB 21 MPEG-2 Encoder 21 22. CCTV5 DVB-C STB 22 MPEG-2 Encoder 22 23. THVL DVB-C STB 23 MPEG-2 Encoder 23 24. AXN DVB-C STB 24 MPEG-2 Encoder 24 25. MTV DVB-C STB 25 MPEG-2 Encoder 25 26. Fashion DVB-C STB 26 MPEG-2 Encoder 26 27. National Geographic DVB-C STB 27 MPEG-2 Encoder 27 28. Arirang DVB-C STB 28 MPEG-2 Encoder 28 29. CNBC DVB-C STB 29 MPEG-2 Encoder 29 30. CNN DVB-C STB 30 MPEG-2 Encoder 30 31. CNN Head DVB-C STB 31 MPEG-2 Encoder 31 32. BBC DVB-C STB 32 MPEG-2 Encoder 32 Multiplexer 4 Digital Scrambler 4 QAM Modulator 4 (124 MHz) 33. CTN Parabol 1 (LNB H) DVB-S STB CA 1 MPEG-2 Encoder 33 34. NTV Parabol 1 (LNB H) DVB-S STB CA 2 MPEG-2 Encoder 34 35. Phoenix TV Parabol 3 (LNB H) DVB-S STB CA 3 MPEG-2 Encoder 35 36. Australia Parabol 4 (LNB H) DVB-S STB CA 4 MPEG-2 Encoder 36 37. SBS WORLD Parabol 5 (LNB V) DVB-S STB Ca 5 MPEG-2 Encoder 37 38. MBC Parabol 4 (LNB V) DVB-S STB CA 6 MPEG-2 Encoder 38 39. Cinema One Parabol 4 (LNB V) DVB-S STB CA 7 MPEG-2 Encoder 39 40. LBC Parabol 5 (LNB H) DVB-S STB CA 8 MPEG-2 Encoder 40 Multiplexer 5 Digital Scrambler 5 QAM Modulator 5 (132 MHz) 41. EM TV Parabol 4 (LNB V) DVB-S STB CA9 MPEG-2 Encoder 41 Multiplexer 6 Digital Scrambler 6 QAM Modulator 6 Luaän vaên toát nghieäp - 101 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 42. BTV World Parabol 6 (LNB V) DVB-S STB CA 10 MPEG-2 Encoder 42 43. Channel News ASIA Parabol 7 (LNB H) DVB-S STB CA 11 MPEG-2 Encoder 43 44. TTV11 Yagi 1 Demodulator 1 MPEG-2 Encoder 44 45. ÑN2 Yagi 2 Demodulator 2 MPEG-2 Encoder 45 46. ÑN1 Yagi 2 Demodulator 3 MPEG-2 Encoder 46 47. BPTV Yagi 3 Demodulator 4 MPEG-2 Encoder 47 48. LA34 Yagi 4 Demodulator 5 MPEG-2 Encoder 48 (140 MHz) 49. BRT Yagi 5 Demodulator 6 MPEG-2 Encoder 49 50. THTG Yagi 6 Demodulator 7 MPEG-2 Encoder 50 51. BTV1 Yagi 7 Demodulator 8 MPEG-2 Encoder 51 52. BTV2 Yagi 7 Demodulator 9 MPEG-2 Encoder 52 53. VTC1 Yagi 8 Demodulator 10 MPEG-2 Encoder 53 54. VTC5 Yagi 8 Demodulator 11 MPEG-2 Encoder 54 55. Star Utsav Parabol 6 (LNB V) DVB-S STB Free 1 56. PTV Parabol 6 (LNB V) DVB-S STB Free 2 Multiplexer 7 Digital Scrambler 7 QAM Modulator 7 (148 MHz) 57. VTV2 Parabol 2 (LNB V) DVB-S STB Free 3 58. VTV4 Parabol 2 (LNB V) DVB-S STB Free 4 59. VTV6 Parabol 2 (LNB V) DVB-S STB Free 5 60. CCTV4 Parabol 3 (LNB H) DVB-S STB Free 6 61. CCTV9 Parabol 3 (LNB H) DVB-S STB Free 7 62. YTN Parabol 4 (LNB V) DVB-S STB Free 8 63. TVBS Parabol 4 (LNB V) DVB-S STB Free 9 64. MAC TV Parabol 4 DVB-S STB Multiplexer 8 Digital Scrambler 8 QAM Modulator 8 (156 MHz) Luaän vaên toát nghieäp - 102 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän (LNB V) Free 10 Baûng 4.7: Toùm taét ñöôøng ñi cuûa caùc tín hieäu 3.4.2 Nhieäm vuï cuûa töøng thieát bò  Anten vaø ñaàu thu: Nguoàn tín hieäu ôû ñaây ta thu töø 3 nguoàn chuû yeáu laø trung taâm truyeàn hình caùp HTVC 32 keânh, caùc ñaøi truyeàn hình ñòa phöông 11 keânh vaø töø veä tinh 21 keânh. Ñeå thu ñöôïc 32 keânh töø HTVC ta söû duïng 32 ñaàu DVB-C STB; coøn thu 11 keânh truyeàn hình ñòa phöông ta söû duïng 8 anten yagi (trong ñoù anten soá 2, 7 vaø 8 thu 2 keânh) vaø 11 ñaàu DEMODULATOR; ñeå thu 21 keânh truyeàn hình veä tinh ta duøng 21 ñaàu DVB-S (CA vaø free), 7 anten parabol vaø 7 LNB (4 H vaø 3 V) thu töø 5 veä tinh: STT Veä tinh Vò trí Keânh thu Anter + LNB 1. Asiasat 4 122,20E NTV, CTN Soá 1 + LNB H 2. Chinasat 6B 115,50E Phoenix TV, CCTV9, CCTV4 Soá 3 + LNB H MAC TV, TVBS, YTN, Cinema One, MBC, SBS WORLD, EM TV Soá 4 + LNB V 3. Intelsat 8 166,00E LBC, Australia Soá 5 + LNB H PTV, Star Utsav, BTV World Soá 6 + LNB V 4. Asiasat 3S 105,50E Channel News ASIA Soá 7 + LNB H 5. Vinasat 1 132,00E VTV6, VTV4, VTV2 Soá 2 + LNB V  Soá hoaù tín hieäu: Ñeå soá hoaù tín hieäu töø keânh soá 1 ñeán keânh 54 ta söû duïng 54 ñaàu MPEG-2 Encoder ñeå chuyeån tín hieäu AV thaønh tín hieäu soá TS.  Gheùp keânh: Ñeå tieát kieäm keânh truyeàn vaø caùc thieát bò khaùc (Digital Scrambler, QAM Modulator, …) ta tieán haønh gheùp keânh luoàng TS, ôû ñaây ta thöïc hieän gheùp 8 luoàng TS thaønh moät luoàng TS gheùp keânh.  Xaùo troän: Ñeå maõ hoaù tín hieäu ta tieán haønh vieäc xaùo troän tín hieäu, muïc ñích cuûa vieäc xaùo troän laø traùnh vieäc khaùch haøng söû duïng dòch vuï maø khoâng ñaêng kyù vôùi Luaän vaên toát nghieäp - 103 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän nhaø cung caáp. Ñaûm baûo ñöôïc nguoàn thu. Vì khi tín hieäu ñaõ bò xaùo troän muoán xem ñöôïc phaûi coù maïch giaûi xaùo troän phuø hôïp.  Ñieàu cheá: Ñeå truyeàn ñöôïc tín hieäu ñi xa maø vaãn ñaûm baûo chaát löôïng ta phaûi ñieàu cheá laïi tín hieäu. Do tín hieäu ôû ñaây truyeàn trong caùp neân ta söû duïng daïng ñieàu cheá 64-QAM coù ngoõ vaøo laø TS ngoõ ra laø RF.  Combiner: Ñeå tieát kieäm ñöôøng truyeàn ta söû duïng boä Combiner ñeå gheùp keânh caùc tín hieäu RF laïi vôùi nhau thaønh moät luoàng duy nhaát ñeå truyeàn ñi. 4. Thieát keá headend HDTV 17 keânh 4.1 Danh saùch keânh Thoâng soá thu STT Channel Nguoàn thu tín hieäu Taàn soá (MHz) SR (Msps) Taàn soá phaùt (MHz) 1. HTV7-HD CATV HTVC 674 6956 164 2. ESPN-HD CATV HTVC 674 6956 164 3. CCTV-HD CATV HTVC 674 6956 164 4. Discovery-HD CATV HTVC 690 6956 164 5. Disney-HD CATV HTVC 690 6956 172 6. Star Movie- HD CATV HTVC 690 6956 172 7. HTVC-HD CATV HTVC 690 6956 172 8. CHC HD Chinasat 6B 3740V 27500-3/4 172 9. Sky HD Koreasat 3 12510H 27489-3/4 180 10. Aminal Planet Japan Intelsat 8 4080V 28270-2/3 180 11. Cartoon Network Asiasat 3S 3960H 27500-3/4 180 12. Luxe TV-HD Vinasat 1 10968H 28800 188 13. FTV-HD Vinasat 1 10968H 28800 188 14. VTC-HD1 Vinasat 1 10968H 28800 188 Luaän vaên toát nghieäp - 104 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 15. VTC-HD2 Vinasat 1 10968H 28800 196 16. VTC-HD3 Vinasat 1 10968H 28800 196 17. NGC-HD Vinasat 1 10968H 28800 196 Baûng 4.8: Danh saùch caùc keânh vaø thoâng soá kyõ thuaät cuûa headend HD 4.2 Caùc thieát bò caàn duøng STT Thieát bò Loaïi Soá löôïng Ghi chuù 1. DVB-C STB (HD) Agile 7 CA 2 AV or TS output 2. DVB-S STB (HD) free 6 TS output 3. DVB-S (SD) CA 2 4. MPEG-2 Encoder 1 way 2 5. Anter parabol 1 Söû duïng laïi anten parabol soá 2, 3, 4, 7. 6. LNB H 1 7. HD converter 2 Chuyeån tín hieäu SD thaønh HD 8. Multiplexer 8 way 5 TS 9. Scrambler 5 10. QAM modulator Fixed 5 64 QAM 11. CAS 1 12. SMS 1 13. 8 port Switch Cisco 1 with 1 optical port 14. Contorl table CYBERVIEW (8 Channel + 1 Console +1 Casecade) 1 15. 8 way combiner 1 164~196 MHz Baûng 4.9: Caùc thieát bò cuûa headend HDTV Luaän vaên toát nghieäp - 105 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 4.3 Sô ñoà thieát keá Hình 4.3: Sô ñoà khoái headend HDTV R F Multiplexer (5 sets) Q A M M od ul at or 1 (1 64 M H z) Q A M M od ul at or 2 (1 72 M H z) Q A M M od ul at or 3 (1 80 M H z) Q A M M od ul at or 4 (1 88 M H z) Q A M M od ul at or 5 (1 96 M H z) 8 way combiner (164 – 196 MHz) IP D V B -C H D S TB 1 D V B -S H D 1 – C A D V B -C H D S TB 7 D V B -S H D 2 – C A E PG se rv er 8 w ay A SI sp lit er SM S Sw itc h 8 po rt C A S So ur ce D V B -C D V B -S H D 1 fr ee D V B -S H D 6 fr ee D V B -S 1 2 C A D V B -S 1 3 C A M PE G -2 e nc od er 1 M PE G -2 e nc od er 2 So ur ce D V B -S A SI A V R F A SI H D C on ve rt er 1 H D C on ve rt er 2 A SI D ig ita l S cr am bl er 1 D ig ita l S cr am bl er 2 D ig ita l S cr am bl er 3 D ig ita l S cr am bl er 4 D ig ita l S cr am bl er 5 TS K eân h so á 1 K eân h so á 7 K eân h so á 8 K eân h so á 9 K eân h so á 1 0 K eân h so á 1 1 K eân h so á 1 2 K eân h so á 1 7 A SI Luaän vaên toát nghieäp - 106 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 4.4 Giaûi thích sô ñoà khoái 4.4.1 Toùm taét ñöôøng ñi cuûa caùc tín hieäu Thieát bò STT Keânh Anten Ñaàu thu Gheùp keânh Xaùo troän Ñieàu cheá 1. HTV7-HD DVB-C HD STB 1 2. ESPN-HD DVB-C HD STB 2 3. CCTV-HD DVB-C HD STB 3 4. Discovery-HD DVB-C HD STB 4 Multiplexer 1 Digital Scrambler 1 QAM Modulator 1 (164MHz) 5. Disney-HD DVB-C HD STB 5 6. Star Movie-HD DVB-C HD STB 6 7. HTVC-HD DVB-C HD STB 7 8. CHC HD Parabol 3 (LNB H) DVB-S HD 1 CA Multiplexer 2 Digital Scrambler 2 QAM Modulator 2 (172MHz) 9. Sky HD Parabol 8 (LNB H) DVB-S HD 2 CA 10. Aminal Planet Japan Parabol 4 (LNB V) DVB-S 12 CA, MPEG-2 encoder 1 vaø HD converter 1 11. Cartoon Network Parabol 7 (LNB H) DVB-S 13 CA MPEG-2 encoder 2 vaø HD converter 2 Multiplexer 3 Digital Scrambler 3 QAM Modulator 3 (180MHz) 12. Luxe TV-HD Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free 13. FTV-HD Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free 14. VTC-HD1 Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free Multiplexer 4 Digital Scrambler 4 QAM Modulator 4 (188MHz) 15. VTC-HD2 Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free 16. VTC-HD3 Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free 17. NGC-HD Parabol 2 (LNB V) DVB-S HD 1 free Multiplexer 5 Digital Scrambler 5 QAM Modulator 5 (194MHz) Baûng 4.10: Toùm taét ñöôøng ñi cuûa caùc tín hieäu Luaän vaên toát nghieäp - 107 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 4.4.2 Nhieäm vuï cuûa töøng thieát bò  Anten vaø ñaàu thu: Nguoàn tín hieäu ôû ñaây ta thu töø 2 nguoàn laø trung taâm truyeàn hình caùp HTVC 7 keânh vaø töø veä tinh 10 keânh. Trong ñoù coù 2 keânh laø SD ñöôïc chuyeån thaønh HD qua boä HD converter. Ñeå thu ñöôïc 7 keânh töø HTVC ta söû duïng 7 ñaàu DVB-C HD STB; ñeå thu 10 keânh truyeàn hình veä tinh ta duøng 8 ñaàu DVB-S HD (CA vaø free) vaø 2 ñaàu DVB-S (CA), 6 anten parabol (trong ñoù söû duïng laïi 5 caùi cuûa headend SD) thu töø 5 veä tinh: STT Veä tinh Vò trí Keânh thu Anter + LNB 1. Koreasat 3 116,00E Sky HD Soá 8 + LNB H 2. Chinasat 6B 115,50E CHC HD Soá 3 + LNB H 3. Intelsat 8 166,00E Animal Planet Japan Soá 4 + LNB V Asiasat 3S 105,50E Cartoon Network Soá 7 + LNB H 4. Vinasat 1 132,00E Luxe TV-HD, FTV-HD, VTC-HD1, VTC-HD2, VTC-HD3, NGC-HD Soá 2 + LNB V  Chuyeån tín hieäu SD sang HD: ÔÛ ñaây ta söû duïng thieát bò HD converter ñeå naâng caáp 2 keânh SDTV (Aminal Planet Japan, Cartoon Network) thaønh 2 keânh HDTV.  Gheùp keânh: Ñeå tieát kieäm keânh truyeàn vaø caùc thieát bò khaùc (Digital Scrambler, QAM Modulator, …) ta tieán haønh gheùp keânh luoàng TS, ôû ñaây ta thöïc hieän gheùp 4 luoàng TS thaønh moät luoàng TS gheùp keânh.  Xaùo troän: Ñeå maõ hoaù tín hieäu ta tieán haønh vieäc xaùo troän tín hieäu, muïc ñích cuûa vieäc xaùo troän laø traùnh vieäc khaùch haøng söû duïng dòch vuï maø khoâng ñaêng kyù vôùi nhaø cung caáp. Ñaûm baûo ñöôïc nguoàn thu. Vì khi tín hieäu ñaõ bò xaùo troän muoán xem ñöôïc phaûi coù maïch giaûi xaùo troän phuø hôïp.  Ñieàu cheá: Ñeå truyeàn ñöôïc tín hieäu ñi xa maø vaãn ñaûm baûo chaát löôïng ta phaûi ñieàu cheá laïi tín hieäu. Do tín hieäu ôû ñaây truyeàn trong caùp neân ta söû duïng daïng ñieàu cheá 64-QAM coù ngoõ vaøo laø TS ngoõ ra laø RF. Luaän vaên toát nghieäp - 108 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 5. Caùch laép ñaët anten parabol vaø caøi ñaët ñaàu thu 5.1 Caùch laép ñaët anten parabol Vieäc laép ñaët moät anten parabol thu tín hieäu veä tinh thì ta caàn 2 thoâng soá cô baûn: goùc ngaång (Elevation) vaø goùc phöông vò (Azimuth). 5.1.1 Goùc ngaång – Elevation (θe) Goùc ngaång laø goùc taïo thaønh giöõa tieáp tuyeán taïi ñieåm thu vôùi traùi ñaát vaø ñöôøng noái töø ñieåm thu ñeán veä tinh. Hình 4.4: Goùc ngaång vaø goùc nghieâng cuûa anten Caùch tính goùc ngaång: cos(Lon)xcos(Lat) – 0,151263 θe=arctg [1-cos2(Lon)xcos2(Lat)]1/2 Lat: Vó ñoä nôi thu; Lon: Sai bieät kinh ñoä nôi thu vaø veä tinh. Trong thöïc teá caùch döïng goùc ngaång raát khoù khaên, bôûi vaäy ta duøng goùc nghieâng ñeå xaùc ñònh goùc ngaång cho anten. θe=900 –[goùc leäch (d) + goùc nghieâng (i)] Thaønh phoá Hoà Chí Minh ôû vó ñoä 10046 vaø coù goùc leäch 1,660, coøn Haø Noäi ôû vó ñoä 21004 vaø coù goùc leäch 3,170. Maët phaúng ñaát  Goùc nghieâng: (90 – θe) (90 – θe) Goùc ngaång θe Ñöôøng ngang song song vôùi maët ñaát Luaän vaên toát nghieäp - 109 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän 5.1.2 Goùc phöông vò – Azimuth (φa) Goùc phöông vò laø goùc daãn höôùng cho anten quay tìm veä tinh treân quyõ ñaïo ñòa tónh theo höôùng töø ñoâng sang taây. Goùc phöông vò ñöôïc xaùc ñònh bôûi ñöôøng thaúng höôùng tôùi veä tinh. Goùc phöông vò ñöôïc tính nhö sau: tg(Lon) φa = 1800 + arctg sin(Lat) 5.1.3 Tính goùc phöông vò vaø goùc ngaång cuûa veä tinh Vò trí thu laø taïi thaønh phoá Hoà Chí Minh coù vó ñoä 10046, kinh ñoä 10604 vaø goùc leäch 1,660. STT Teân veä tinh Vò trí Lat Lon Goùc phöông vò Goùc ngaång 1. Koreasat 3 116,00E 10046 906 22206 73023 2. Chinasat 6B 115,50E 10046 901 22100 73052 3. Intelsat 8 166,00E 10046 5906 26308 21075 4. Asiasat 3S 105,50E 10046 009 18602 43091 5. Vinasat 1 132,00E 10046 1606 23805 42010 6. Asiasat 4 122,20E 10046 1508 23607 63096 5.2 Caøi ñaët ñaàu thu 5.2.1 Ñaàu thu veä tinh Vieäc thu veä tinh ngoaøi caùch laép ñaët anten ñuùng kyõ thuaät coøn phaûi setup ñaàu thu cho ñuùng. Vieäc setup ñaàu thu caàn caùc thoâng soá sau baêng taàn thu (ôû ñaây söû duïng baêng Ku vaø baêng C) ñeå ñieàu chænh LNB cho ñuùng (baêng C LNB = 5150MHz, baêng Ku LNB = 9750 MHz), taàn soá phaùt, symbolrate, goùc phaân cöïc, toác ñoä FEC. Sau ñaây ta tieán haønh thu tín hieäu coù taàn soá laø 3833 MHz, symbolRate 17500 Msps, phaân cöïc V, truyeàn treân baêng C. Baéc Nam Ñoâng Taây φa Höôùng quay anten Luaän vaên toát nghieäp - 110 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän Hình 4.5: Giao dieän setup ñaàu thu veä tinh 5.2.2 Ñaàu thu DVB-C SD Vieäc thu tín hieäu töø truyeàn hình caùp caàn bieát 3 thoâng soá ñoù laø taàn soá, toác ñoä vaø phöông phaùp ñieàu cheá. ÔÛ ñaây ta tieán haønh thu tín hieäu ôû taàn soá 762 MHz coù toác ñoä laø 6875 Msps vaø duøng ñieàu cheá 64-QAM. Luaän vaên toát nghieäp - 111 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän Hình 4.6: Caùch setup ñaàu DVB-C SD Sau khi caøi ñaët caùc thoâng soá vaø do keânh ta thu ñöôïc 8 keânh truyeàn hình SDTV laø HTV 7, HTV 9, Thuaàn Vieät, Ca nhaïc, Phim, Gia ñình, Phuï nöõ, Du lòch & Cuoäc soáng. 5.2.3 Ñaàu thu DVB-C HD Vieäc thu tín hieäu töø truyeàn hình caùp HDTV caàn bieát 3 thoâng soá ñoù laø taàn soá, toác ñoä vaø phöông phaùp ñieàu cheá. Luaän vaên toát nghieäp - 112 - Thieát keá headend SD, HD GVHD: ThS. Phan Thanh SVTH: Toáng Hoà Phuù Thuaän Hình 4.7: Caùch setup ñaàu DVB-C HD