CHƯƠNG 1 GIÔÙI THIEÄU VEÀ TRUYEÀN HÌNH CAÙP 1.1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH CÁP 1.1 Định nghĩa: - Trong thời kỳ phát triển thông tin như hiện nay, điện tử và tin học là hai ngành phát triển và hội nhập rất nhanh cùng với đà phát triển của thế giới. Bên cạnh đó, ngành truyền hình cũng đã góp phần quan trọng trong đời sống, văn hóa nghệ thuật, xã hội nói riêng và sự phát triển thông tin truyền hình thế giới nói chung. - Truyền hình là một hệ thống cho phép truyền hình ảnh và âm thanh tương ứng từ trạm phát đến người xem ở một khoảng cách nhất định – đây là một kỹ thuật rất phức tạp và cực kỳ hiện đại. - Định dạng tín hiệu có 2 loại: tín hiệu tương tự và tín hiệu số.
Tín hiệu tương tự là tín hiệu biến đổi liên tục theo thời gian. Tín hiệu số là tín hiệu không liên tục theo thời gian. Người ta chỉ lấy những tín hiệu theo một chu kỳ nhất định theo thời gian, những thời điểm khác bị loại bỏ. - Thông qua truyền hình mà chúng ta có thể cập nhập mọi thông tin, sự kiện đang diễn ra trên thế giới.
Ngày nay, kỹ thuật truyền hình đã vươn lên một tầm cao mới và phát triển phổ biến rộng rãi ở khắp mọi nơi trên thế giới, lợi ích mà kỹ thuật truyền hình đã mang lại không thể nào phủ nhận được. Có nhiều loại truyền hình như: truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp, truyền hình số mặt đất, truyền hình số vệ tinh và truyền hình analog. Trong đó, với những ưu điểm và những đặc điểm nổi bật của riêng mình, truyền hình cáp đang và sẽ rất phổ biến trên khắp thế giới cũng như ở Việt Nam.2 Quá trình phát triển của truyền hình Cáp: - Hệ thống truyền hình cáp (CATV) xuất hiện vào những năm cuối thập niên 40. Thuật ngữ CATV xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1948 tại Mỹ khi thực hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến (Cable Television).
Một năm sau, cũng tại Mỹ hệ thống truyền hình anten chung (CATV–Community SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 2 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Antenna Television) cung cấp dịch vụ thuê bao bằng đường truyền vô tuyến đã được lắp đặt thành công. Từ đó thuật ngữ CATV được dùng để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu tuyến. Mục tiêu ban đầu của truyền hình cáp là phân phát các chương trình quảng bá tới những nơi, khu vực do có các điều kiện khó khăn về địa hình không thể thu được bằng anten thông thường – gọi là vùng lõm sóng. - Ngày nay, kỹ thuật truyền hình số với các ưu điểm vượt trội như chất lượng hình ảnh, âm thanh cũng như sự đa dạng của các dịch vụ truyền hình đang dần thay thế các kỹ thuật truyền hình tương tự.
Truyền hình cáp ra đời với truyền hình vệ tinh đã đáp ứng được yêu cầu có một dung lượng truyền dẫn lớn cho các thuê bao của mạng. Truyền hình Cáp hữu tuyến là hệ thống mà tín hiệu truyền hình được dẫn thẳng từ trung tâm chương trình đến các thuê bao bằng sợi cáp (cáp quang, cáp đồng trục,…). Nhờ đó người dân có thể xem được các chương trình truyền hình chất lượng cao mà không phải sử dụng các cột anten, cho nên truyền hình cáp hữu tuyến có những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống truyền hình khác như ít chịu ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp, không chiếm dụng của phổ tần số vô tuyến, có khả năng cung cấp tốt dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai chiều khác. - Các thành phố lớn, các khu công nghiệp của các nước trên thế giới thì truyền hình Cáp đang đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực truyền thông truyền hình.
Ở nước ta trong tương lai cũng đang dần thiết lập các mạng truyền hình cáp và đặc biệt là mạng cáp quang.3 Sơ lược kỹ thuật truyền hình Cáp: - Trong quá trình truyền dẫn, ta phải điều chế tín hiệu đã có lên dải tần số phục vụ cho việc truyền dẫn tín hiệu hình ảnh. Quy định quốc tế cho dải tần này là từ 45-860 MHz. - Đối với tín hiệu tương tự, người ta điều chế tín hiệu hình ảnh vào một tần số riêng, gọi là sóng mang hình và tín hiệu âm thanh vào một tần số riêng gọi là sóng mang tiếng. - Đối với truyền hình số, người ta dùng phương pháp điều chế PSK hoặc QAM.
Tín hiệu phát đi là những xung ở tần số sóng mang. Những xung này sẽ có một số giá trị cố định về biên độ và góc pha. Như vậy, tín hiệu thu được sẽ chỉ xuất hiện ở một số giá trị nhất định, tạo ra khả năng khôi phục tín hiệu khi đường truyền bị can nhiễu. - Xuất phát từ giới hạn về hình ảnh trong khuôn hình và thiết bị hiển thị, người ta đã đưa ra tiêu chuẩn về khung tín hiệu, cách thức chuyển đổi từ hình ảnh sang tín hiệu điện từ,.
Đối với truyền hình tương tự về tiêu chuẩn hình ảnh, SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 3 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP trên thế giới hiện nay có 3 tiêu chuẩn chính là: PAL, SECAM, NTSC. Tất cả các hệ thống của truyền hình của Việt Nam đều sử dụng hệ màu PAL. Về tiêu chuẩn tiếng, tất cả các hệ thống truyền hình trên thế giới đều dùng phương pháp điều chế FM, nhưng khi phối hợp với sóng mang hình thì phân ra thành 4 tiêu chuẩn: I, M, D/K, B/G. Các tiêu chuẩn này khác nhau về tần số giữa sóng mang tiếng và sóng mang hình.
- Truyền hình cáp sử dụng kênh truyền nằm trong phạm vi dãi thông ở cận dưới của băng UHF: các kênh truyền hình cáp được chia ra thành các băng VHF thấp, VHF giữa, VHF cao và siêu băng (superband).2 CÁC LOẠI TRUYỀN HÌNH 1.1 Truyền hình Cáp: - Truyền hình cáp là một hệ thống truyền hình có khả năng phục vụ một khu vực rộng lớn đông dân cư, nó đáp ứng nhu cầu giải trí của nhân dân do có sự phong phú về số lượng kênh truyền hình cả trong và lẫn ngòai nước. Hệ thống còn đảm bảo về chất lượng của tín hiệu truyền hình, tránh được các suy hao do thời tiết xấu khi truyền tín hiệu trên dây cáp. - Tín hiệu truyền hình cáp được thu từ vệ tinh hoặc từ các trạm phát dưới mặt đất sau đó sẽ đưa qua một thiết bị nhằm ghép tất cả các tín hiệu lại để truyền đi trên một đường cáp, có thể là cáp quang hoặc cáp đồng trục. Thông thường tín hiệu từ đài phát sẽ được truyền đi bởi cáp quang và tại nơi dân cư tín hiệu truyền hình cáp sẽ được đưa vào nhà dân bởi cáp đồng trục.
Hình 1: Một hệ thống truyền hình Cáp đơn giản. SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 4 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1.2 Truyền hình Vệ tinh: - Khác với truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh có thể truyền đi với khỏang cách xa hơn rất nhiều, có thể truyền đi từ quốc gia này sang quốc gia khác mà vẫn đảm bảo chất luợng tín hiệu truyền hình. Ngoài ra còn có khả năng kết nối, phối hợp chương trình với các thiết bị, hệ thống liên kết khác. - Tuy nhiên do tín hiệu truyền đi trong không gian tự do nên không tránh khỏi sự xuất hiện của tạp, nhiễu do thời tiết xấu làm ảnh hưởng đến chất lượng của tín hiệu truyền hình.
Hình 2: Hệ thống truyền hình vệ tinh.3 Truyền hình số mặt đất : - Biến đổi tín hiệu video và audio thành các tín hiệu số. Mã hóa các nguồn dữ liệu bằng các thuật tóan, loại bỏ những thông tin dư thừa trong các ảnh tĩnh và động, thực hiện phép nén với những tỉ lệ nén khác nhau. Một quá trình nén tương tự đối với audio. - Trong phạm vi phủ sóng, truyền hình số mặt đất có chất lượng ổn định, khắc phục được các vấn đề hiện tượng bóng ma, tạp nhiễu, tạp âm, … Máy thu SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 5 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP có thể được lắp đặt ở những vị trí thuận tiện, có thể xách tay hoặc mang lưu động ngoài trời.
Tuy nhiên, chất lượng kênh truyền vẫn bị giảm do diện tượng phản xạ nhiều đường bởi các kiến trúc, tòa nhà cao tầng. Hình 3: Hệ thống truyền hình số mặt đất. SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 6 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 2 HEÄ THOÁNG TRUYEÀN HÌNH CAÙP 2.1 CẤU TẠO: Hình 4: Cấu tạo của một hệ thống truyền hình Cáp. Đầu cuối (Headend): là nơi chịu trách nhiệm tiếp sóng các kênh truyền hình từ các nguồn khác nhau như truyền hình mặt đất, vệ tinh, các chương trình địa phương… Sau đó điều chế các kênh này và dùng kỹ thuật ghép kênh tương tự hay số để truyền đi trên cáp.
Đường cáp chính (Trunk) là đường nối cáp từ đầu cuối đến một nhóm thuê bao. Đường cáp quang này dài tối đa khoảng 25Km. SVTH: HUỲNH KHÁNH TÙNG Trang 7 GVHD: TS.ĐINH SƠN TÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Bộ khuếch đại: thường được dùng tăng cường mức tín hiệu truyền qua hệ thống cáp, khắc phục suy hao xảy ra trên cáp phân phối và cung cấp công suất đến thiết bị đầu cuối. Ngày nay, với mạng cáp đa dịch vụ thì sử dụng bộ khuếch đại hai chiều.
Nó là một trong những thiết bị tích cực nhất trong hệ thống phân phối, tuy nhiên nó cũng gây nhiễu khuếch đại và méo tín hiệu. Cáp Feeder: thường được chôn ngầm dọc theo lộ trình để phục vụ việc phân phối tín hiệu từ nút cáp chính đến một số bộ trích (bộ trích là thành phần cài đặt trong cáp phân phối để tránh một phần tín hiệu dòng truyền xuống (downstream) cung cấp cho từ 2 đến 8 thuê bao. Cáp Feeder thường ngắn và có giới hạn từ 1,5 đến 3Km. Cáp Drop: kết nối từ bộ trích đến từng thuê bao, cáp này thường dùng cáp đồng trục chất lượng thấp.
Bộ ghép định hướng (Coupler): -Lượng suy hao giữa cổng vào và cổng ra phụ thuộc lẫn nhau -Năng lượng mất đi bên trong bộ ghép định hướng bao gồm: sự phản xạ, sự tán xạ, hấp thụ và ghép vào bộ cách ly 2.