Tài liệu PHÁC THẢO DỰ ÁN CUNG CẤP CÁC DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH, THOẠI VÀ INTERNET TRÊN HẠ TẦNG CATV VÀ XDSL pdf

PHÁC THẢO DỰ ÁN CUNG CẤP CÁC DỊCH VỤ
TRUYỀN HÌNH, THOẠI VÀ INTERNET TRÊN HẠ
TẦNG CATV VÀ XDSL
1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG TRUYỀN THÔNG CÁP.
1.1. Giới thiệu về hệ thống truyền hình cáp.
Hệ thống truyền hình cáp xuất hiện vào những năm cuối của thập niên 40. Các hệ
thống này được gọi là truyền hình ăng ten chung hay CATV (community antenna
telivision). Mục tiêu ban đầu của truyền hình cáp là phân phát các chương trình quảng bá
tới những khu vực do các điều kiện khó khăn về địa hình không thể thu được bằng các ăng
ten thông thường. Tuy nhiên, do những ưu điểm vượt trội so với các hệ thống truyền hình
cũ CATV được chấp nhận rộng rãi và ngày càng phát triển.
Nhờ sự phát triển của hệ thống chuyển tiếp viba, CATV có thể phục vụ một phạm
vi rộng lớn và vào cuối những năm 70, vệ tinh viễn thông ra đời cho phép hệ thống truyền
hình cáp nhận được tất cả các chương trình truyền hình trên toàn thế giới. Một ưu điểm của
hệ thống truyền hình cáp là có thể sử dụng các kênh kề nhau để truyền tín hiệu trong tất cả
các phạm vi mà không xuất hiện hiện tượng nhiễu đồng kênh, đồng thời dung lượng kênh
truyền ngày càng tăng nên hệ thống CATV có thể truyền được hàng trăm kênh phục vụ
được nhiều nhu cầu phong phú của thuê bao.
1.2. Cấu hình một hệ thống truyền hình cáp.
Cấu hình của một hệ thống truyền hình cáp bao gồm các thành phần sau:
• Headend: Bao gồm các headend chính và các headend thứ cấp có chức năng:
Tiếp nhận các chương trình truyền hình từ vệ tinh hoặc các chương trình quảng
bá, điều chế tín hiệu vào các kênh khác nhau, chèn các kênh vào đường truyền.
• Trunk: Cáp trung kế nối giữa headend với các hub hay với các node. Đường cáp
trung kế ngày nay thường được thiết kế bằng cáp quang nhằm giảm thiểu các bộ
repeater và nâng cao chất lượng tín hiệu.
• Distribution cable: Các đường cáp chính xuyên các khu dân cư đông đúc cần
phục vụ. Trên các đường các này phải có các bộ khuếch đại công suất để tín
hiệu đủ lớn khi tới các thuê bao. Các đường truyền chính có thể là các sóng vi
ba AML, FML.
• Drop cable: Các đường cáp nhỏ từ bộ chia công suất tới máy thu của từng thuê

bao.
• Terminal equiptment: Các thiết bị đầu cuối thuê bao: bộ giải mã, bộ đổi tần, cáp
modem, máy thu
Căn cứ vào dải thông hay số lượng kênh mà hệ thống có thể phục vụ người ta chia
làm các hệ thống nhỏ vừa hay lớn. Bảng dưới đây chỉ ra một cách phân chia các hệ thống:
Dải thông Phạm vi tần số hoạt động Số lượng kênh
Small 170 MHz
50 MHz- 220MHz
12-22
220 MHz 50 MHz- 270MHz 30
Medium 280 MHz 50 MHz- 330MHz 40
350 MHz 50 MHz- 400MHz 52
Large 400 MHz 50 MHz- 450MHz 60
500 MHz 50 MHz- 550MHz 80
700 MHz 50 MHz- 750MHz 110
950 MHz 50 MHz- 1000MHz 150
Dải thông được chia ra thành các khe, mỗi khe có độ rộng 6-8MHz được gọi là một
kênh. Kênh này đủ để truyền tải một kênh truyền hình tương tự theo tiêu chuẩn NTSC, với
các kĩ thuật nén số ngày nay các kênh này có thể truyền được một kênh truyền hình số độ
phân giải cao HDTV hoặc truyền đồng thời 4 kênh truyền hình số tiêu chuẩn hoặc truyền
16 kênh truyền hình số theo tiêu chuẩn VHS.
Có ba kế hoạch phân kênh để chuẩn hoá tần số của các kênh. Đầu tiên là kế hoạch
liên quan đến sự phân chia của FFC cho các trạm truyền hình quảng bá VHF. Kế hoạch
phân chia này gọi là kế hoạch phân chia chuẩn.
Kế hoạch phân kênh thứ hai được thực hiện bởi sự khoá pha sóng mang kênh
truyền hình và được gọi là IRC (incrementally related cariers). IRC được phát triển để
giảm thiểu méo third-order tạo ra bởi sự khuếch đại lặp của các tín hiệu truyền hình khi
chúng truyền qua hệ thống cáp.
Kế hoạch phân kênh thứ ba là HRC (harmonically related carriers). Nó khác với
sự phân kênh chuẩn và IRC ở chỗ tần số sóng mang thấp hơn khoảng 1.25MHz. với HRC

các sóng mang được khoá pha và là số nguyên lần của 6MHz bắt đầu với kênh 2 ở 54MHz.
Kế hoạch này được tạo ra để làm giảm tác động nhìn thấy được của méo do các bộ khuếch
đại gây ra.
Các kế hoạch phân kênh được thiết kế để giảm tác động của méo bằng cách làm
cho tần số của các kênh đồng bộ với các sóng mang nhiễu.
1.3. Những hạn chế của công nghệ truyền hình hiện tại.
• Hạn chế thứ nhất và lớn nhất là cả công nghệ truyền hình tương tự và số đều là
"Truyền hình một chiều”.
• Hạn chế thứ hai là sự đơn điệu trong dịch vụ.
• Hạn chế thứ ba là không phát huy được hết các lợi ích, thế mạnh, đặc thù riêng của
từng đối tượng nhà cung cấp dịch vụ khác nhau.
1.4. Mục đích phát triển của hệ thống truyền hình cáp trong thời gian tới.
• Có thể lựa chọn xem các nội dung mà mình thích hơn là phát gì thì xem đó, chọn
trở lại bất cứ khi nào mình muốn và bao nhiêu lần tuỳ thích như DVD/VCD.
• Chơi game, duyệt web, check mail, chat, mua sắm, thanh toán dịch vụ, học tập, gửi
tin nhắn… thậm trí cả làm việc qua chiếc TV.
• Các dịch vụ cung cấp đa dạng, và phù hợp với các môi trường kinh doanh khác
nhau.
• Tận dụng được các thế mạnh công nghệ hiện tại, phát huy được các ưu thế cạnh
tranh mới và mang về nhiều lợi nhuận hơn.
• Cùng với các mục đích này có 2 xu hướng công nghệ đang được nghiên cứu để
phát triển VOD( Video On Demand) và NEOD( Near Video On Demand).
– VOD là bạn có thể xem video bất cứ lúc nào bạn muốn với các chức năng
như một đầu VCR ảo, có nghĩa là bạn có thể dừng hình, tạm dừng, tua
nhanh, chậm tất cả những điều đó nghe như không thể thực hiện được, cần
có sự thoả thuận với khách hàng. Một câu hỏi đặt ra là mức độ như thế nào
thì khách hàng chấp nhận được và sự cân nhắc giữa giá cả và sự thuận lợi.
– NEOD dựa trên nguyên lí Pareto, nguyên lí này nói rằng tất cả các mong
muốn chỉ tập trung vào một số chủ để thông dụng. Có lẽ khoảng 80% thậm
chí ít hơn các chủ đề là thông dụng. Tiếp theo nữa là giới hạn tần suất truy

nhập dịch vụ cũng như giới hạn yêu cầu của thuê bao. Thay vì thuê bao có
thể xem ngay lập tức một bộ phim bất kì mà mình yêu cầu thì một số bộ
phim đang được ưa thích sẽ được phát nối tiếp trên một vài kênh. Ví dụ
trong hệ thống Time Warner Quantum, giả sử mỗi khi yêu cầu một bộ phim
khách hàng phải đợi tối đa 30 phút, độ dài mỗi bộ phim là 2 giờ thì mỗi bộ
phim sẽ yêu cầu 4 kênh. Khi đó trên mỗi kênh liên tục phát bộ phim đó lệch
nhau 30 phút. Với kĩ thuật nén video số, khả năng tăng dung lượng kênh là
rất lớn do đó có thể xem các bộ phim với thời gian đợi nhỏ hơn bằng việc
tăng số kênh cho mỗi bộ phim.
Xét cụ thể một ví dụ sau: một hệ thống cáp có tần số tối đa là 750MHz. phạm vi từ
50 đến 450MHz để mang các kênh tương tự (dưới 50MHz được sử dụng cho dành cho
đường lên). Phổ 400MHz này được dùng cho các dịch vụ cáp thông thường. Phổ tần
300MHz từ 450MHz đến 750MHz chứa 50 kênh mỗi kênh 6MHz. Nếu chúng ta có thể nén
các bộ phim trong một dòng 3Mbps và nếu sử dụng phương pháp điều chế 16VSB,
64QAM hay 256QAM tương ứng với tốc độ 38.5, 27, 38.5 Mbps tương ứng ta sẽ có thể
mang 12, 12, 9 bộ phim trong một kênh 6MHz. Vì vậy 50 kênh 6MHz tương ứng với 600,
450 hoặc 600 kênh ảo cho mỗi bộ phim.
Xem xét trường hợp một danh sách 10 bộ phim hay nhất được phát (mỗi bộ phim
dài 135 phút), mỗi bộ phim được phát trên 12 kênh ảo. Như vậy thời gian đợi cho yêu cầu
một bộ phim nào đó là 135/12 = 11,25 phút. tiếp tục sắp xếp 20 bộ phim khác vào 160
kênh mỗi bộ phim chiếm 8 kênh, thời gian đợi là 16.9 phút. Tiếp tục đặt 40 bộ phim vào
160 kênh, 60 bộ phim vào 60kênh. Tóm lại chúng ta phát được trong hệ thống cáp quang
130 bộ phim trong tổng số 500 kênh, và chúng ta còn dư ra 100 kênh phục vụ cho các dịch
vụ khác.
2. HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP HIỆN NAY.
Hiện nay, tại Bắc Mỹ đã có 105 triệu thuê bao cáp đồng trục băng thông rộng
(broadband coaxial cable) trong đó có hơn 75 triệu là thuê bao cáp tivi. Người ta muốn sử
dụng hệ thống cáp tivi để có thể vừa có thể truyền các kênh truyền hình vừa có thể truyền
số liệu tốc độ cao trên hệ thống này. Tuy nhiên để có thể trở thành dịch vụ truyền thông
chất lượng cao, hệ thống truyền hình cáp một chiều phải được nâng cấp thành mạng hai

chiều hiện đại. Điều này đòi hỏi một sự đầu tư thích đáng cả về kỹ thuật lẫn tài chính.
2.1. Mô hình tổng quan hệ thống thông tin cáp hiện nay.
2.2. Thiết bị đầu cuối.
• Dịch vụ truyền hình một chiều: Có thể phát truyền hình tương tự hoặc truyền hình số.
Đối với hệ thống kênh tương tự, tivi có thể thu trực tiếp tín hiệu trên cáp và giải điều
chế để lấy ra tín hiệu của tivi. Đối với các kênh số, tại đầu thu của tivi cần thiết phải có
bộ nhận tín hiệu số và giải mã. Do số lượng kênh có thể phát trên hệ thống cáp là rất
lớn, hiện nay có thể có tới khoảng 100 luồng 6MHz, cộng với kỹ thuật nén tín hiệu, hệ
thống cáp có thể truyền đồng thời 500 - 600 kênh video cùng một thời điểm. Nếu tại
đài phát, người ta phát theo nguyên lý Pareto, thì ta có thể có một dịch vụ truyền hình
theo yêu cầu có thể chấp nhận được.
• Dịch vụ truyền hình hai chiều: Kết hợp với một số thiết bị đầu cuối, người ta có thể sử
dụng cơ sở hạ tầng của hệ thống truyền hình cáp để kết nối Internet, duyệt Web tivi,
truyền hình tương tác. Hệ thống cáp chỉ có chức năng truyền dữ liệu trên đến thiết bị
đầu cuối. Trên hệ thống cáp, dữ liệu sẽ được đóng gói vào các luồng 6MHz sau đó
được ghép kênh và truyền trên hệ thống cáp. Các thiết bị đầu cuối sẽ có chức năng
phân tách các tín hiệu thu được để giải mã ra tín hiệu yêu cầu.
3. GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CÁP HAI CHIỀU PHÂN PHỐI
DỊCH VỤ CHO CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHÁCH SẠN VÀ
CÁC KHU VỰC DÂN CƯ QUY MÔ NHỎ
Để thiết lập hệ thống truyền hình cáp hai chiều thì cần có một vài thay đổi như sau:
• Thay các bộ khuếch đại một chiều bằng các bộ khuếch đại tín hiệu hai chiều.
• Có thể đồng thời phát tín hiệu thu được từ hệ thống truyền hình cáp của hệ thống
truyền hình chung với tín hiệu phát từ hệ thống truyền hình hai chiều.
3.1. Quá trình nâng cấp dịch vụ từ hạ tầng CATV một chiều:
3.1.1. Dịch vụ phim theo yêu cầu:
Để phát thêm dịch vụ phim theo yêu cầu, các thiết bị gồm có:
• Website để người sử dụng lựa chọn các chương trình. Căn cứ vào lựa chọn này, nhà
cung cấp dịch vụ sẽ lập được list các chương trình nhiều người yêu thích nhất và
phát theo nguyên lý Paretto.

• Đầu phát tín hiệu truyền hình: Mỗi đầu phát sẽ phát được tín hiệu của một kênh
truyền hình. Tín hiệu số sau khi được mã hóa (64QAM hoặc 256 QAM, ) sẽ được
vào đầu phát để phát lên mạng truyền dẫn.
• Storage Server: Server này là một máy tính có cấu hình mạnh, có dung lượng lưu
trữ lớn (hàng trăm Giga byte). Các chương trình có thể lưu trữ hàng trăm bộ phim
hoặc chương trình giải trí dùng để phát lên hệ thống truyền hình cáp. Mỗi khu
chung cư có thể xây dựng một hệ thống Storage Server hoặc nhiều khu chung cư có
thể xây dựng chung một hệ thống Storage Server.
• Bộ mã hóa QAM: Thiết bị này dùng để mã hóa tín hiệu số từ Storage Server thành
tín hiệu của một kênh truyền hình. Thiết bị này có khả năng mã hóa 12 phim VCD
trên một kênh truyền hình hoặc 4 bộ phim DVD trên một kênh truyền hình. Căn cứ
số kênh cần phát mà người ta tính ra số bộ mã hóa QAM và số đầu phát tín hiệu
truyền hình cần sử dụng.
• Nhà cung cấp có thể xây dựng một chung tâm xử lý chung cho các nhà cao tầng và
tại đầu vào của các khu chung cư cao tầng chỉ cần lắp thêm thiết bị ghép nối tín
hiệu truyền hình cáp từ nhà cung cấp. Như vậy tại một chung cư cao tầng có thể sử
dụng đồng thời chương trình truyền hình cáp của nhiều nhà cung cấp.
• Để xem được tín hiệu truyền hình cáp, người sử dụng sẽ đăng ký dịch vụ với nhà
cung cấp và nhận từ nhà cung cấp thiết bị thu tín hiệu truyền hình số (Settop box).
Có hai hình thức cung cấp tín hiệu truyền hình cáp một chiều từ nhà cung cấp dịch
vụ. Thứ nhất là nhà cung cấp dịch vụ phát các kênh truyền hình tương tự trên hệ
thống truyền hình cáp và người sử dụng có thể sử dụng trực tiếp tín hiệu này cho
tivi. Thứ hai là nhà cung cấp sẽ phát tín hiệu số trên hệ thống truyền hình cáp và
người sử dụng buộc phải sử dụng thiết bị giải mã tín hiệu số để có thể xem được
các chương trình truyền hình. Đối với hình thức thứ hai, nhà cung cấp có thể quản
lý người sử dụng theo thuê bao tháng hoặc quản lý thời lượng xem của nhà sử dụng
hoặc có thể quản lý theo hình thức xem chương trình nào thì trả tiền chương trình
đấy (PPV).
3.1.2. Truyền hình tương tác.
Để cung cấp hệ thống truyền hình tương tác nhà cung cấp cần lắp đặt thêm hệ

thống thu phát hai chiều (CMTS).
• CMTS
• CSU/DSU : Kết nối với đường lease line để cung cấp dịch vụ Internet.
• Billing Server: Server giám sát và tính cước phí sử dụng của thuê bao.
• Cáp Modem (CM): Được lắp đặt tại đầu cuối của người sử dụng để giải mã tín hiệu
được phát đi từ CMTS và mã hóa tín hiệu từ máy tính gửi lên CMTS.
• Mỗi CMTS có khả năng cung cấp nhiều đường gửi dữ liệu xuống cáp modem (DS).
Mỗi đường DS có băng thông 27Mbps có thể cung cấp cho 1000 người sử dụng.
CMTS có nhiều đường tín hiệu cho phép CM gửi dữ liệu lên CMTS (US). Mỗi
đường US có thể dùng chung cho 250 CM.
3.1.3. Tích hợp thêm các dịch vụ mở rộng trên nền Web TV:
• Nhà thông minh;
• Điện thoại truyền hình IP;
• Games, âm nhạc chất lượng cao;
• Home Banking, e-Commerce,
3.2. Tính toán sơ bộ thiết bị cho một khu Resort
Sơ đồ hệ thống
Thiết kế cho một khu Resort có khoảng 500 hộ gia đình. Ngoài thiết bị lưu trữ và
phát video (Storage Server) cần có thêm:
3.2.1. Chương trình phát phim:
• Muốn phát 12 kênh số cần 1 bộ QAM và 1 bộ đầu phát truyền hình.
• Muốn phát mỗi một kênh analog cần 1 bộ đầu thu phát truyền hình.
• Các bộ settop box cho thu tín hiệu số.
3.2.2. Phát truyền hình tương tác.
• 1 bộ CMTS với 1 kênh DS và 2 kênh US. ( Khuyến nghị C2000)
• 1 bộ CSU/DSU.
• 500 bộ CM cho mỗi hộ sử dụng.
• Các bộ khuếch đại tín hiệu hai chiều cho truyền hình tương tác, số lượng cụ thể tùy
theo thiết kế.
• Đầu phát tín hiệu truyền hình.

• Đường thuê bao leased line từ nhà cung cấp dịch vụ Internet.
• Settop box có đường phản hồi trong trường hợp duyệt Web TV.
Ngoài ra để cung cấp hệ thống điện thoại IP hệ thống cần có:
• Call Agent (CA) System, which includes Connection Manager (CM), and Service
Control and Management System (SCMS).
• Signaling System 7 (SS7) Gateway.
• Announcement Server (AS).
• Voice Mail Server (VMS) Connection.
• Wiretap Server (WS)
• Cable Modem Terminal System (CMTS).
Cung cấp dịch vụ Game on Demand cần có thêm.
• Game Cluster
• Storage Server