Các chuẩn và công nghệ truyền hình số

Đề
Đềtài
tài::

Các chuẩn và cơng nghệ truyền hình số
- Các chuẩn DTV: ATSC (Advanced Television
System Committee)
- DVB (Digital Video Broadcasting)
Nhóm
Nhóm21
21::

A

Nguyễn Thị Giang

B

Nguyễn Hải Nam


Mở đầu
Tổng quan về truyền hình số
Giới thiệu chung

Các tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số

So sánh giữa ATSC so với DVB-T


Mở đầu

Trong nhiều năm trở lại đây, truyền hình số đã trở thành
đối tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học và nhiều tổ chức
trên thế giới. Cùng với sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ chế
tạo các vi mạch tổ hợp cao, tốc độ cao, đáp ứng yêu cầu làm
việc với thời gian thực, cơng nghệ truyền hình số đã có những
tiến bộ vượt bậc.
Truyền hình số mặt đất có những ưu điểm vượt trội so với
truyền hình tương tự như sử dụng một máy phát có khả năng
truyền tải được 3 đến 5 chương trình đồng thời; với cùng một
vùng phủ sóng thì cơng suất phát u cầu của máy phát số sẽ
nhỏ hơn từ 5 đến 10 lần so với máy phát tương tự, điều này
giúp cho việc tiết kiệm đầu tư và chi phí vận hành; một điều rất
đáng được quan tâm nữa là chất lượng chương trình trung
thực, ít bị ảnh hưởng nhiễu đường truyền, tránh được hiện
tượng bóng hình thường gặp ở truyền hình tương tự. .


Mở đầu

Tại Việt nam, nhận thức được những ưu điểm của truyền
hình số và tính tất yếu của việc truyền hình tương tự sẽ
nhường chỗ cho truyền hình số, từ năm 1997 đài truyền hình
Việt nam đã có một số đề tài nghiên cứu về truyền hình số và
khả năng ứng dụng của nó.
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và kết quả thử nghiệm của
nhiều nước khác, nhiều nhà khoa học Việt nam đã đưa ra
những ý kiến về việc khuyến cáo chọn chuẩn Châu Âu (DVBT). Dựa vào đó, Ðài truyền hình Việt nam đã đầu tư thử nghiệm
hệ thống thu phát truyền hình số theo tiêu chuẩn Châu Âu và
đã đạt được một số kết quả khả quan.

Tổng quan về truyền hình số

• Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà tất cả các
thiết bị kỹ thuật từ Studio cho đến máy thu đều làm việc theo nguyên
lý kỹ thuật số. Trong đó, một hình ảnh quang học do camera thu được
qua hệ thống ống kính, thay vì được biến đổi thành tín hiệu điện biến
thiên tương tự như hình ảnh quang học nói trên (cả về độ chói và
màu sắc) sẽ được biến đổi thành một dãy tín hiệu nhị phân (dãy các
số 0 và 1) nhờ quá trình biến đổi tương tự số.
•
Hệ thống phát thanh truyền hình, tuy nhiên, vẫn còn đang sử
dụng kỹ thuật tương tự bởi nhiều thuật toán nén và phương pháp
thực hiện mới được khám phá ra trong thời gian gần đây. Nén là một
phương pháp làm giảm tốc độ dòng truyền tải tới giá trị phù hợp với
độ rộng kênh truyền. Một đĩa CD có tốc độ đọc khoảng 1.5 Mbit/s, một
chương trình truyền hình khơng nén có tốc độ dịng truyền tải lên tới
200 Mbit/s.


Tổng quan về truyền hình số

Truyền hình số qua vệ tinh, cáp, và mặt đất hiện nay đang là
lĩnh vực được nghiên cứu mạnh mẽ, nhất là tại Bắc mỹ và Châu âu.
Trong đó, khó khăn nhất về kỹ thuật là truyền hình số mặt đất do
ảnh hưởng của sóng phản xạ, pha đing và nhiễu xung. Nó càng trở
nên khó khăn hơn đối với mục tiêu của Châu âu đặt ra là phát triển
mạng đơn tần nhằm mục tiêu tăng số lượng kênh truyền hình trong
băng tần hiện có. Trong mạng đơn tần, tất cả các máy phát làm việc

trên cùng một tần số, được đồng bộ bằng một nguồn tần số chung có
độ ổn định cao và cùng phát một chương trình. Máy thu thu được tín
hiệu tổng hợp từ các máy phát khác nhau với thời gian trễ khác nhau.
Hiện nay có ba tiêu chuẩn về truyền hình số mặt đất:
- ATSC của Mỹ;
- DVB-T của Châu Âu;
- ISDB-T của Nhật.


Bản đồ phân bố tiêu chuẩn truyền hình số trên thế giới (tính đến 3/2011)

Ký hiệu
DVB-T
DVB-T adopted
DVB-T trial broadcasts
ATSC
ATSC adopted
ATSC trial broadcasts
ISDB-T
ISDB-T adopted
ISDB-T trial broadcasts
DMB-T/H
DMB-T/H adopted
DMB-T/H trial
broadcasts


Các tiêu chuẩn truyền hình số

Có 5 hệ thống truyền hình số chính đang hoạt động trên thế

giới là:
1. Hệ thống truyền hình tiên tiến của Mỹ (ATSC)
2. Truyền hình số mặt đất tích hợp dịch vụ của Nhật Bản
(ISDB-T)
3. Chuẩn quốc tế cho truyền hình số của Braxin (ISDTV
hoặc ISDB-Tb)
4. Chuẩn cho truyền hình số của Trung quốc (DMB-T/H)
5. Truyền hình số của Châu Âu (DVB-S/C/T/MC)
Các điểm chung giữa các hệ thống này là:
Giữ nguyên dải tần số đang hoạt động hiện nay
Nâng cao độ phân giải theo cả chiều dọc và chiều ngang
Cải thiện chất lượng màu sắc
Sử dụng tỉ lệ 16:9 giống như trong phim nhựa
Hỗ trợ âm thanh nhiều kênh


Các tiêu chuẩn truyền hình số
Tỉ lệ máy thu số theo các tiêu chuẩn (tính đến năm 2009)

khác


1
Chuẩn
ChuẩnATSC
ATSC((Advanced
AdvancedTelevision
TelevisionSystem
Systemcommittee
committee))::

Hệ thống ATSC ( được sử dụng ở Mỹ ) có cấu trúc dạng lớp, tương
thích với mơ hình OSI 7 lớp của các mạng dữ liệu. Mỗi lớp ATSC có thể
tương thích với các ứng dụng khác cùng lớp. ATSC sử dụng dạng thức
gói MPEG-2 cho Video. Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố định phù hợp với
sửa lỗi, ghép dịng chương trình, chuyển mạch, đồng bộ, nâng cao tính
linh hoạt và tương thích với dạng thức ATM.
Tốc độ bít truyền tải 18,3 Mbit/s cấp cho một kênh đơn HDTV hoặc
một kênh truyền hình chuẩn đa chương trình. Chuẩn ATSC cung cấp cho
cả hai mức: truyền hình phân giải cao (HDTV) và truyền hình tiêu chuẩn
(SDTV).


Chuẩn
ChuẩnATSC
ATSC((Advanced
AdvancedTelevision
TelevisionSystem
Systemcommittee
committee))::

Sơ đồ khối của tiêu chuẩn ATSC


2
Chuẩn
ChuẩnDVB
DVB((Digital
DigitalVideo
VideoBroadcasting
Broadcasting))::

Chuẩn DVB được sử dụng ở Châu Âu, truyền tải tín hiệu Video số nén
theo chuẩn MPEG-2 qua cáp, vệ tinh và phát truyền hình mặt đất.
Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau:
- Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II.
- Mã hoá Video chuẩn MP @ ML.
- Ðộ phân giải ảnh tối đa 720 x 576 điểm ảnh.
Dự án DVB khơng tiêu chuẩn hố dạng thức HDTV nhưng hệ thống
truyền tải chương trình có khả năng vận dụng với dữ liệu HDVD.
- Hệ thống truyền hình có thể cung cấp các cỡ ảnh 4:3; 16: 9 và 20:
9 với tốc độ khung 50 Mhz.
- Tiêu chuẩn phát truyền hình số mặt đất dùng phương pháp ghép
đa tần trực giao (COFDM)


3
DVB gồm một loạt các tiêu chuẩn
Trong đó cơ bản là:
- DVB-S: Hệ thống truyền tải qua vệ tinh. Hệ thống DVB-S sử dụng
phương pháp điếu chế QPSK, mỗi sóng mang cho một bộ phát đáp.
- DVB-C: Hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình số qua mạng cáp, sử
dụng các kênh cáp có độ rộng băng thơng từ 7 đến 8 Mhz và phương
pháp điều chế 64-QAM. DVB-C có mức tỉ số tín hiệu trên tạp âm cao và
điều biến kí sinh thấp.
- DVB-T: Hệ thống truyền hình mặt đất với các kênh 8, 7 hoặc 6 Mhz.
Sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao có mã (COFDM).


Chuẩn
ChuẩnDVB
DVB((Digital

DigitalVideo
VideoBroadcasting
Broadcasting))::

Sơ đồ khối của tiêu chuẩn DVB


Những ưu điểm của ATSC so với DVB-T :
•Cơng suất máy phát thấp hơn 2,5dB nếu để
chống lại nhiễu kênh lân cận với cùng điều kiện.
•Mã sửa sai (RS) tới 10 byte lỗi (DVB-T là 8 byte).
•ATSC tráo dữ liệu với độ sâu 52 cịn DVB-T với
độ sâu 12.
•Do mã hóa kênh mạnh nên địi hỏi C/N nhỏ hơn
1,5dB.
•Khả năng chống nhiễu đột biến (trên dải tần
VHF, đầu dải UHF) vượt trội so với DVB-T chế độ
2K, 64QAM nhưng với chế độ 8K của DVB-T thì
gần như ngang bằng.


Những ưu điểm của DVB-T so với ATSC

•Khả năng ghép nối với
máy phát hình tương tự
hiện có.
•Khả năng chống nhiễu
phản xạ nhiều đường. Chế
độ 2K có thể xử lý trễ do
phản xạ tới 30µs cịn 8K là

120µs. Kiểu điều chế VSB
hồn tồn khơng có khả
năng này.
•Chống can nhiễu của máy
phát hình tương tự cùng
kênh & kênh kề. DVB-T tốt
hơn từ 10-15dB (cả SECAM,
PAL, NTSC)

•Mạng đơn tần (SFN) và tiết
kiệm dải phổ.
•Khả năng thu di động. Máy
thu có thể đạt tốc độ lên tới
300km/s
•Điều chế phân cấp là phân
cấp ưu tiên, giảm khả năng lỗi
bit để khi tín hiệu yếu thay vì
khơng thu được gì vẫn có hình
ảnh nhưng chất lượng kém
hơn.
•Tương thích với các loại hình
dịch vụ khác
. DVB gồm một họ các tiêu
chuẩn truyền hình số với các
phương thức truyền dẫn khác
nhau như DVB-S, DVB-C, DVBT, DVB-MC ...


3

Chuẩn
ChuẩnISDB
ISDB((Intergrated
IntergratedServices
ServicesDigital
DigitalBroadcasting):
Broadcasting):
Hệ thống chuyên dụng cho phát thanh truyền hình số mặt đất đã
được hiệp hội ARIB đưa ra và được hội đồng công nghệ viễn thông của
Bộ thông tin bưu điện (MPT) thông qua như một bản dự thảo tiêu chuẩn
cuối cùng ở Nhật bản.
Hệ thống này có thể truyền dẫn các chương trình truyền hình, âm
thanh hoặc dữ liệu tổng hợp.ISDB-T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG2 trong quá trình nén và ghép kênh. Hệ thống sử dụng phương pháp
ghép đa tần trực giao (OFDM) cho phép truyền đa chương trình phức
tạp với các điều kiện thu khác nhau, truyền dẫn phân cấp, thu di động
v.v... các sóng mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16QAM hoặc 64-QAM. Chuẩn ISDB-T có thể sử dụng cho các kênh truyền
6, 7 và 8 Mhz.



Tài liệu tham khảo
1. dvb.org
2. Digital Television Technology and Standards - IncJohn
Arnold, Michael Frater, Mark Pickering, John Wiley &
Sons, 2007.
3. Digital Television Systems - Marcelo S. Alencar,
Cambridge University Press 2009
4. ETSI EN 300744 - DVB-T
5. ETSI EN 302755 – DVB-T2
6. SFN – bluebook

Ending Style