Giới thiệu cấu trúc, đặc điểm tiêu chuẩn đối với mạng truyền hình cáp

Đồ án tốt nghiệp

Lời mở đầu
Chỉ cách đây ít năm, truyền hình quảng bá mặt đất vẫn là phơng tiện duy nhất
để truyền tải chơng trình truyền hình đến tuyệt đại đa số ngời dân ở Việt Nam. Tuy
nhiên, trong một vài năm gần đây đà xuất hiện một số dịch vụ truyền hình có trả c ớc
phí nh truyền hình qua vệ tinh và truyền hình cáp vô tuyến MMDS. Song cả hai dịch
vụ trên đều gặp một số hạn chế về ngôn ngữ, đăng ký dịch vụ phức tạp, chi phí cao,
chất lợng tín hiệu và khả năng cung cấp dịch vụ...
Truyền hình cáp hữu tuyến CATV từ lâu đà không còn xa lạ đối với ngời dân ở
một số nớc trên thế giới. Tại Việt Nam và đặc biệt là tại Hà Nội, Công ty Dịch vụ
Truyền thanh - Truyền hình Hà Nội đà triển khai xây dựng mạng truyền hình cáp hữu
tuyến trên địa bàn Thủ đô (HCATV). HCATV đà khắc phục đợc những hạn chế của
các dịch vụ truyền hình có trả cớc phí. Bởi một hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến sẽ
cho phép dẫn thẳng tín hiệu từ trung tâm đến các hộ dân hoàn toàn bằng cáp. Nhờ đó
ngời dân sẽ đợc xem các chơng trình có chất lợng cao với chi phí thấp hơn nhiều so
với các dịch vụ truyền hình khác. Thủ đô Hà Nội sẽ không còn các anten cao thấp trên
các nóc nhà và nh thế CATV đà góp phần vào việc cải thiện cảnh quan đô thị và thoả
mÃn nhu cầu ngày càng cao của ngời dân Thủ đô.
Qua một thời gian ngắn tìm hiểu thực tế và nghiên cứu quá trình triển khai lắp
đặt mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội, do giới hạn nên tôi chỉ giới thiệu và đề
cập đến một số nội dung cơ bản liên quan đến mạng truyền hình cáp hữu tuyến, chủ
yếu là đề cập đến hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội.Nội dung bản đồ án
gồm ba chơng đợc giới thiệu sơ lợc sau đây:
Chơng I: Giới thiệu tổng quan về truyền hình cáp nói chung,tình hình phát
triển của truyền hình cáp trong khu vực và trên thế giới.
Chơng II:Giới thiệu hệ thống thiết bị sử dụng trong mạng truyền hình cáp các
tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật.
Chơng III: Giới thiệu chung về mạng truyền hình cáp Hà Nội,phát triển các
dịch vụ gia tăng trên mạng truyền hình cáp Hà Nội.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Điện tử Viễn ThôngI,

các anh chị đang trực tiếp triển khai mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội thuộc
Công ty Dịch vụ Truyền thanh - Truyền hình Hà Nội và đặc biệt là Thầy giáo Thạc sỹ
Đỗ Đình Hng giúp đỡ để tôi hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, Tháng 04 năm 2010
Sinh viên

Trơng Minh Đô

1

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

Trơng Minh Đô

Chơng I
Tổng quan về truyền hình cáp
1.1 Giới thiệu chung
Mạng truyền hình cáp hữu tuyến gồm 3 thành phần chính: hệ thống thiết bị
trung tâm, hệ thống mạng phân phối tín hiệu và thiết bị thuê bao.
hệ thống thiết bị
trung tâm
(headend system)

mạng phân phối tín
hiệu (distribution
network)

thiết bị thuê bao
(customer system)

hình 1.1. sơ đồ khối hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến

Trơng Minh Đô

2

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

Một hệ thống truyền hình cáp hữu tuyễn sẽ cho phép dẫn thẳng sợi cáp tín hiệu
từ trung tâm chơng trình đến các hộ dân, nhờ đó ngời dân sẽ đợc xem các chơng trình
có chất lợng cao hơn mà không phải dơng các cột anten lên để thu tín hiệu, sẽ không
còn hình ảnh các dàn anten lộn xộn cao thấp trên các nóc nhà, mỹ quan đô thị sẽ đợc
cải thiện.
Nh đà đề cập ở trên, từ hàng chục năm nay truyền hình cáp hữu tuyến là giải
pháp cung cấp dịch vụ truyền hình cho hầu hết các hộ gia đình tại các nớc phát triển.
Có khả năng cung cấp nhiều chơng trình và dịch vụ, chất lợng tín hiệu tốt và đặc biệt
là giá thuê bao hợp lý với đại đa số các hộ gia đình, nên truyền hình cáp hữu tuyến đ ợc phát triển hết sức rộng rÃi và là một biện pháp hữu hiệu cung cấp chơng trình đối
với ngời dân. Có thể nói, trong tơng lai truyền hình cáp hữu tuyến sẽ phát triển mạnh
mẽ ở Việt Nam, và phát triển truyền hình cáp tại các thành phố lớn sẽ là tất yếu.
Về góc độ kỹ thuật, việc xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội sẽ
có thể khắc phục đợc hoàn toàn các nhợc điểm mà truyền hình cáp vô tuyến MMDS
cũng nh truyền hình qua vệ tinh vẫn tồn tại:
ã Không bị hạn chế vùng phủ sóng: Các sợi cáp tín hiệu có thể đợc dẫn đến
từng hộ thuê bao tại bất cứ vị trí nào, vì vậy các hộ gia đình vốn gặp khó khăn về thu

tín hiệu vô tuyến của truyền hình mặt đất hoặc truyền hình vô tuyến MMDS sẽ vẫn đợc cung cấp dịch vụ truyền hình nhiều kênh với chất lợng cao.
ã ít chịu ảnh hởng của nhiễu công nghiệp: Tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến
đợc dẫn đến thuê bao qua các sợi cáp quang hoặc cáp đồng trục. Các sợi cáp này có
khả năng chống nhiễu công nghiệp cao hơn rất nhiều so với tín hiệu vô tuyến, vì thế sẽ
hạn chế tối đa nhiễu công nghiệp, đảm bảo chất lợng tín hiệu dịch vụ.
ã Không bị ảnh hởng của thời tiết: Các chơng trình truyền hình trên cáp sẽ
không chịu ảnh hởng của thời tiết do khả nằn cách ly và chống nhiễu tốt của cáp.
ã Không chiếm dụng phổ tần vô tuyến: Là một mạng thông tin hữu tuyến riêng
biệt, mạng truyền hình cáp đợc xây dựng sẽ cho phép cung cấp hàng chục chơng trình
truyền hình mà không chiếm dụng cũng nh ảnh hởng đến phổ tần vô tuyến vốn đÃ
chật chội, điều này càng trở nên quý giá khi càng ngày các đài phát truyền hình mặt
đất tăng số lợng chơng trình phát sóng.
ã Không gây can nhiễu cho các trạm phát vô tuyến nghiệp vụ khác: Các tín
hiệu truyền trên các sợi cáp đợc cách ly và chống nhiễu tốt sẽ không gây ra nhiễu vô
tuyến cho các trạm phát vô tuyến khác.

Trơng Minh §«

3

Líp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

ã Có khả năng cung cấp tốt các dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai chiều:
Dải thông lớn của mạng truyền hình cáp hữu tuyến sẽ cho phép không chỉ cung cấp
các dịch vụ truyền hình tơng tự mà còn cho phép cung cấp nhiều các chơng trình
truyền hình số, truyền hình tơng tác và đặc biệt là khả năng cung cấp các dịch vơ viƠn
th«ng hai chiỊu, truy cËp Internet, trun sè liƯu tốc độ cao mà một mạng viễn thông

cũng khó có thể đạt đợc.
Do u điểm của mạng truyền hình cáp hữu tuyến nh vậy nên hiện nay hệ thống
này đợc Đài PT-TH Hà Nội và Truyền hình Việt Nam cùng triển khai và đợc nhân dân
thủ đô hởng ứng mạnh mẽ.

Trơng Minh Đô

4

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

1.1.1 Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu truyền hình cáp
Đài phát thanh và truyền hình Hà Nội sau khi nghiên cứu và phân tích đà sử
dụng kiến trúc mạng HFC để truyền tải tín hiệu từ trung tâm đến thuê bao. Mạng HFC
(Hybrid Fiber/Coaxial Network) là mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục, sử dụng
đồng thời cáp quang và cáp đồng trục để truyền và phân phối tín hiệu. Việc truyền tín
hiệu từ trung tâm đến các node quang là cáp quang, còn từ các node quang đến thuê
bao là cáp đồng trục.
Cấu trúc mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu trong truyền hình cáp hữu
tuyến có nhiều phơng án khác nhau nh mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp đồng trục,
mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp quang, mạng có cấu trúc kết hợp cáp quang và cáp
đồng trục.
1.1.1.1 Mạng có cấu trúc hoàn toàn cáp đồng trục
Mạng có cấu trúc hoàn toàn đồng trục đợc mô tả bằng hình 1.2. Trong đó bao
gồm headend, hệ thống nguồn dẫn, spliter
Hình 1.2 là sơ đồ đơn giản của một mạng cáp toàn đồng trục truyền thống.
* Headend thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Thu các chơng trình từ các nguồn khác nhau.
- Chuyển đổi từng kênh tới tần số RF mong muốn, ngẫu nhiên hoá các kênh khi
có yêu cầu.
- Kết hợp tất cả các tần số vào một kênh đơn tơng tự băng rộng (ghép FDM).
- Phát quảng bá kênh tơng tự tổng hợp này xuống cho các thuê bao.
* Hệ thống mạng truyền dẫn bao gồm:
- Cáp trục (Trunk cable).
- C¸p nh¸nh: C¸p rÏ ra tõ c¸p trơc.
- C¸p thuê bao (Drop cable): Phần cáp kết nối từ cáp nhánh đến thuê bao hộ gia
đình.
* Hoạt động của mạng:
thuê bao
Lu lợng Video tổng đờng xuống từ Headend và đợc đa tới các cáp trục. Để cung
headend
cấp cho toàn một vïng, c¸c bé chia tÝn hiƯu (Spliter) sÏ chia lu lợng tới các cáp nhánh
từ cáp trục. Tín hiệu đa đến thuê bao đợcspliter từ các cáp nhánh (fide cable) nhờ bộ
trích ra
trích tín hiệu Tap.
khuếch đại

cáp trục
tap

cáp nhánh

Trơng Minh Đô

5
hình 1.2. Kiến trúc đơn giản hệ thống cable television

Lớp: §T10


§å ¸n tèt nghiƯp

Møc tÝn hiƯu suy hao tû lƯ với bình phơng tần số trung tâm khi truyền qua cáp
đồng trục (cáp trục, cáp nhánh và cáp thuê bao). Do vậy tín hiệu ở tần số càng cao suy
hao càng nhanh so với tần số thấp. Mức tín hiệu cũng bị suy giảm khi đi qua các bộ
Spliter và Tap.
Trên đờng đi của tín hiệu, các bộ khuếch đại tín hiệu đợc đặt ở các khoảng
cách phù hợp để khôi phục tín hiệu bị suy hao. Các bộ khuếch đại đợc cấp nguồn nhờ
các bộ cấp nguồn đặt rải rác trên đờng đi của cáp, các bộ nguồn này đợc nuôi từ mạng
điện sở tại. Các bộ khuếch đại xa nguồn đợc cấp nguồn cũng chính bằng cáp đồng
trục: dòng điện một chiều đợc cộng chung với tín hiệu nhờ bộ cộng. Đến các bộ
khuếch đại, dòng một chiều sẽ đợc tách riêng để cấp nguồn cho bộ khuếch đại.
Vì các kênh tần số cao tín hiệu suy hao nhanh hơn nhất là trên khoảng cách
truyền dẫn dài, các kênh tần số cao cần có mức khuếch đại cao hơn so với các kênh
tần số thấp. Do đó cần phải cân bằng công suất trong dải tần phát tại những điểm cuối
để giảm méo. Để phủ cho một vùng, một bộ khuếch đại có thể đặt ở mức cao, kết quả
là cả mức tín hiệu và méo đều lớn. Do vậy, tại nhà thuê bao gần Headend cần một
thiết bị thụ động làm suy giảm bớt mức tín hiệu gọi là Pad.
* Các hệ thống cáp đồng trục đà đợc cải thiện đáng kể chất lợng tín hiệu thu
của TV, tuy nhiên vẫn còn một số nhợc điểm sau:
- Mặc dù đạt đợc một số thành công về cung cấp dịch vụ truyền hình, các hệ
thống thuần tuý cáp trục không thể thoả mÃn các dịch vụ băng rộng tốc độ cao.
- Dung lợng kênh của hệ thống không bằng phát vệ tinh quảng bá trực tiếp
DBS. Hệ thống cáp đồng trục có thể cung cấp hơn 40 kênh nhng các thuê bao DBS có
thể thu đợc gấp hai lần số kênh trên, đủ cho họ lựa chọn chơng trình. Các mạng cáp
yêu cầu thêm dung lợng kênh để tăng cạnh tranh.
- Truyền dẫn tín hiệu bằng cáp đồng trục có suy hao rất lớn, nên cần phải đặt

nhiều bộ khuếch đại tín hiệu trên đờng truyền. Do vậy phải có các chi phí kèm theo:

Trơng Minh Đô

6

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

nguồn cấp cho bộ khuếch đại, công suất tiêu thụ của mạng tăng lên... dẫn đến chi phí
cho mạng lớn.
- Các hệ thống cáp đồng trục thiếu độ tin cậy. Nếu một bộ khuếch đại ở gần
Headend không hoạt động (ví dụ nh mất nguồn nuôi), tất cả các thuê bao do bộ
khuếch đại đó cung cấp sẽ mất các dịch vụ.
- Mức tín hiệu (chất lợng tín hiệu) sẽ không đủ đáp ứng cho số lợng lớn các
thuê bao. Do sử dụng các bộ khuếch đại để bù suy hao cáp, nhiễu đờng truyền tác
động vào tín hiệu và nhiễu nội bộ của bộ khuếch đại đợc loại bỏ không kết và tích tụ
trên đờng truyền, nên càng xa trung tâm, chất lợng của tín hiệu càng giảm, dẫn đến
hạn chế bán kính phục vụ của mạng.
- Các hệ thống cáp đồng trục rất phức tạo khi thiết kế và vận hành hoạt động.
Việc giữ cho công suất cân bằng cho tất cả các thuê bao là vấn đề khó.
Để giải quyết đợc các vấn đề trên, các nhà cung cấp cùng đi tới ý tởng sử dụng
cáp quang thay cho cáp trung kế đồng trục. Toàn hệ thống sẽ có cả cáp quang và cáp
đồng trục gọi là mạng lai giữa cáp quang và đồng trục (mạng lai HFC). Yêu cầu đối
với hệ thống quang tơng tự là duy trì sự tơng thích với các thiết bị cáp kim loại hiện
có.
1.1.1.2. Mạng có cấu trúc HFC
Mạng HFC có cấu trúc cụ thể nh sau và đợc mô tả bằng hình 1.3

* Mạng HFC bao gồm 3 mạng con: (segment): Mạng truyền dẫn (Transport
segment), Mạng phân phèi (Distribution segment), M¹ng truy nhËp (Access segment).
- M¹ng trun dẫn bao gồm hệ thống cáp quang và các Hub sơ cấp, nhiệm vụ
của nó là truyền dẫn tín hiệu từ Headend đến các khu vực xa. Các hub sơ cấp có chức
năng thu/phát quang từ/đến các node quang và chuyển tiếp tín hiệu quang tới các Hub
khác.
- Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là môi trờng truyền dẫn tín hiệu từ
trung tâm mạng đến các thuê bao. Tuỳ theo đặc trng của mỗi hệ thống truyền hình
cáp, môi trờng truyền dẫn sẽ thay đổi: với hệ thống truyền hình cáp vô tuyến nh
MMDS, môi trờng truyền dẫn tín hiệu sẽ là sóng vô tuyến, ngợc lại với hệ thống
truyền hình cáp hữu tuyến (Cable TV) môi trờng truyền dẫn sẽ là các hệ thống cáp
hữu tuyến (cáp quang, cáp đồng trục, ...)
Mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp hữu tuyến có nhiệm vụ nhận tín hiệu
ra từ các thiết bị trung tâm, điều chế, khuếch đại và truyền vào mạng cáp, các thiết bị
khác trong mạng có nhiệm vụ khuếch đại, cấp nguồn và phân phối tín hiệu truyền
hình đến tận thiết bị thuê bao.

Trơng Minh §«

7

Líp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

Hệ thống mạng phân phối tín hiệu truyền hình cáp là bộ phận quyết định đến
chất lợng dịch vụ, khoảng cách phụ vụ, số lợng thuê bao và khả năng mở rộng và nâng
cấp mạng.
Mạng phân phối tÝn hiƯu bao gåm hƯ thèng c¸p quang, c¸c Hub thứ cấp và các

node quang. Tín hiệu quang từ các Hub sẽ đợc chuyển thành tín hiệu điện tại các node
quang để truyền đến thuê bao. Ngợc lại trong trờng hợp mạng hai chiều, tín hiệu điện
từ mạng truy nhập sẽ đợc thu tại node quang và chuyển thành tín hiệu quang để truyền
đến Hub về Headend.

hub thứ
cấp
Bộ chia

headend

tv

hub sơ cấp
node
quang

mạng truyền dẫn

mạng phân phối

Bộ chia

mạng truy nhập

hình thống cáp đồng trục, các
- Mạng truy nhập bao gồm hệ1.3. Kiến trúc mạng HFC thiết bị thu phát cao
tần có nhiệm vụ truyền tải các tín hiệu cao tần RF giữa node quang và các thiết bị
thuê bao. Thông thờng bán kính phục vụ của mạng con truy nhập tối đa khoảng 300m.

* Hoạt động của mạng:
Tín hiệu Video tơng tự cịng nh sè tõ c¸c ngn kh¸c nhau nh: c¸c bộ phát đáp
vệ tinh, nguồn quảng bá mặt đất, Video Server đợc đa tới Headend trung tâm. Tại đây
tín hiệu đợc ghép kênh và truyền đi qua Ring sợi đơn mode (SMF). Tín hiệu đợc
truyền từ Headend trung tâm tới thông thờng là 4 hoặc 5 Hub sơ cấp. Mỗi Hub sơ cấp
cung cấp tín hiệu cho khoảng hơn 150.000 thuê bao. Có khoảng hoặc 5 Hub thứ cấp
và Headend nội hạt, mỗi Hub sơ cấp chỉ cung cấp khoảng 25000 thuê bao. Hub thứ
cấp đợc sử dụng để phân phối phụ thêm các tín hiệu Video tơng tự hoặc số đà ghép
kênh với mục đích giảm việc phát cùng kênh Video tại các Headend sơ cấp và thứ cấp
khác nhau. Các kênh số và tơng tự của Headend trung tâm có thể cùng đợc sẻ chia sử

Trơng Minh Đô

8

Lớp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

dụng trên mạng backbone. Mạng backbone đợc xây dựng theo kiến trúc vòng sử dụng
công nghệ SONET/SDH hoặc một số công nghệ độc quyền.
Các đặc điểm của SONET/SDH đợc định nghĩa cấp tốc độ số liệu chuẩn từ tốc độ
OC-1 (51,84 Mb/s)/STM-1 (155,52 Mb/s) tới các tốc độ gấp nguyên lần tốc độ này.
Trong mạng SONET/SDH, tín hiệu Video tơng tự đợc số hoá, điều chế, ghép
kênh TDM và đợc truyền ở các tốc độ khác nhau từ OC-12/STM-4 (622 Mb/s) tới OC48/STM-16 (2448 Mb/s). ở đây sử dụng kỹ thuật ghép kênh thống kê TDM để tăng độ
rộng băng tần sử dụng. Ghép kênh thống kê TDM thực hiện cấp phát động các khe
thời gian theo yêu cầu để thực hiện các dịch vụ có tốc độ bit thay đổi qua mạng
SONET/SDH. Để giảm chi phí lắp đặt, phần lớn các nhà điều hành CATV lựa chọn sử
dụng thiết bị tơng thích với chuẩn SONET/SDH, tuỳ theo các giao diện mạng. Dung lợng node quang đợc xác định bởi số lợng thuê bao mà nó cung cÊp tÝn hiƯu. Node

quang cã thĨ lµ node quang cì nhỏ với khoảng 100 thuê bao hoặc cỡ lớn với khoảng
2000 thuê bao.
* u và nhợc điểm của mạng HFC:
- Sử dụng cáp quang để truyền tín hiệu, mạng HFC sẽ sử dụng các u điểm vợt
trội của cáp quang so với các phơng tiện truyền dẫn khác. Dải thông cùc lín, suy hao
tÝn hiƯu rÊt thÊp, Ýt bÞ nhiƠu điện từ, chống lÃo hoá và ăn mòn hoá học tốt. Với các sợi
quang đợc sản xuất với công nghệ hiện đại ngày nay, các sợi quang cho phép truyền
các tín hiệu có tần số lên tới hàng trăm THz (10 14-1015 Hz). Đây là dải thông vô cùng
lớn, có thể đáp ứng mọi yêu cầu giải thông đờng truyền mà không một phơng tiện
truyền dẫn nào khác có thể có đợc.
- Tín hiệu quang truyền trên sợi quang hiện nay chđ u n»m trong 2 cưa sỉ bíc sãng quang là 1310 nm và 1550 nm. Đây là hai cưa sỉ cã suy hao tÝn hiƯu rÊt nhá:
0,3 dB/km víi bíc sãng 1310 nm vµ 0,2 dB/km víi bíc sóng 1550 nm. Trong khi đó
với một sợi cáp đồng trục loại suy hao thấp nhất cũng phải mất 43 dB/km tại tần số
1GHz.
- Tín hiệu truyền trên sợi cáp là tín hiệu quang, vì vậy không bị ảnh hởng bởi
các nhiễu điện từ từ môi trờng truyền dẫn đễn đảm bảo đợc chất lợng tín hiệu trên đờng truyền. Đợc chế tạo từ các chất trung tính là Plastic và thủy tinh, các sợi quang là
các vật liệu không bị ăn mòn hoá học dẫn đến tuổi thọ của sợi cao.
- Có khả năng dự phòng trong trờng hợp sợi quang bị đứt.
- Mặc dù mạng HFC đà cải thiện đáng kể chất lợng tín hiệu truyền hình, nhng
các mạng con truy nhập vẫn sử dụng các thiết bị tích cực là các bộ khuếch đại tín hiệu
nhằm bù suy hao cáp để truyền tín hiệu đi xa. Theo kinh nghiệm của các nhà điều
hành mạng cáp của châu Âu và châu Mỹ, trục trặc của mạng truyền hình cáp phần lớn

Trơng Minh Đô

9

Lớp: ĐT10

Đồ án tốt nghiệp

xảy ra do các bộ khuếch đại và các thiết bị ghép nguồn cho chúng. Các thiết bị này
nằm rải rác trên mạng, vì thế việc định vị, sửa chữa thông tin không thể thực hiện
nhanh đợc nên ảnh hởng đến chất lợng phục vụ khách hàng của mạng. Với các mạng
truy nhập đồng trục, khi cung cấp dịch vụ hai chiều, các bộ khuếch đại cần tích hợp
phần từ khuếch đại tín hiệu cho các tín hiệu ngợc dòng đà dẫn đến độ ổn định của
mạng giảm. Do vậy, xu hớng trên thế giới đang chuyển dần sang sử dụng mạng truy
nhập thụ động.
1.1.1.3. Mạng có cấu trúc HFPC
* Khái niệm:
hub thứ
cấp

tv

headend
hub sơ cấp
node
quang

mạng truyền dẫn

mạng phân phối

mạng truy nhập

Một mạng HFC chỉ sử dụng các thiết bịtrúc mạng HFPC đợc gọi là mạng HFC
hình 1.4. Kiến cao tần thụ động
thụ động HFPC (Hybrid Fiber/Passive Coaxial).đợc mô tả trong hình 1.4:

Nh vậy với kiến trúc HFPC, mạng con truy nhập không còn bộ khuếch đại nào
nữa mà chỉ còn các bộ chia tín hiệu, các bộ ghép định hớng và các bộ trích tín hiệu
thụ động.
* Sử dụng mạng truy nhập HFPC sẽ tạo ra các u điểm sau:
- Chất lợng tín hiệu đợc nâng cao do không sử dụng các bộ khuếch đại tín hiệu
mà hoàn toàn chỉ dùng các thiết bị thụ động nên tín hiệu tới thuê bao sẽ không bị ảnh
hởng của nhiễu tích tụ do các bộ khuếch đại.
- Sự cố của mạng sẽ giảm rất nhiều dẫn đến tăng độ ổn định và chất lợng phục
vụ mạng vì trục trặc của mạng truyền hình cáp phần lớn xảy ra do các bộ khuếch đại
và thiết bị ghép nguồn cho chúng.
- Các thiết bị thụ động đều có khả năng truyền tín hiệu theo hai chiều, vì thế độ
ổn định của mạng vẫn cao khi cung cấp dịch vụ hai chiều.
- Sử dụng hoàn toàn các thiết bị thụ động sẽ gi¶m chi phÝ rÊt lín cho viƯc cÊp
ngn b¶o dìng, thay thế và sửa chữa các thiết bị tích cực dẫn đến giảm chi phí điều
hành mạng.

Trơng Minh Đô

10

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

- Nếu sử dụng mạng cáp đồng trục thụ động, số lợng thuê bao tại một node
quang sẽ giảm đi, dẫn đến dung lợng đờng truyền cho tín hiệu hớng lên sẽ tăng lên,
tạo ra khả năng cung cấp tốt các dịch vụ hai chiều tốc độ cao cho thuê bao.
* Một số nhợc điểm của mạng HFPC:
- Do không sử dụng các bộ khuếch đại cao tần, tín hiệu suy hao trên cáp sẽ

không đợc bù dẫn đến hạn chế lớn bán kính phục vụ của mạng.
- Do không kéo cáp đồng trục đi xa, số lợng thuê bao có thể phục vụ bởi một
node quang có thể giảm đi. Để có thể phục vụ số lợng thuê bao lớn nh khi sử dụng các
bộ khuếch đại tín hiệu, cần kéo cáp quang đến gần thuê bao hơn và tăng số node
quang dẫn đến tăng chi phí rất lớn cho mạng.
Với những nhợc điểm nh nêu trên của mạng có cấu trúc HFPC nên Đài PT-TH
Hà Nội đà lựa chọn sử dụng mạng có cấu trúc HFC để truyền tín hiệu.
1.2. Phơng thức truyền dẫn tín hiệu Video trên mạng truyền hình cáp
Hiện nay có hai phơng thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình trên mạng truyền
hình cáp hữu tuyến: truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự và truyền dẫn tín hiệu
truyền hình số. Việc lựa chọn phơng thức truyền dẫn nào cho dự án sẽ đợc phân tích
dới đây.
1.2.1 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự trên mạng
Đến nay, hầu hết các máy phát hình tại các Đài PTTH trên toàn quốc cũng nh
các máy thu truyền hình của nhân dân cũng là các thiết bị tơng tự theo tiêu chuẩn PAL
D/K. Các thiết bị sản xuất chơng trình truyền hình, các thiết bị lu trữ ở nớc ta tuy đÃ
đợc số hoá mạnh mẽ trong các năm gần đây, nhng mới chỉ ở khâu xử lý tín hiệu, đến
khâu truyền dẫn vẫn phải biến đổi sang tơng tự, do vậy vẫn có các đờng tín hiệu
vào/ra tơng tự nhằm tơng thích với các thiết bị tơng tự đà có.
* Ưu điểm của truyền dẫn tín hiệu truyền hình tơng tự trên mạng:
ã Chi phí thuê bao thấp: Hiện nay ngời dân sử dụng máy thu tơng tự chuẩn
PAL D/K để thu các chơng trình truyền hình mặt đất, nếu ta cũng phát truyền hình tơng tự qua mạng cáp hữu tuyến theo chuẩn PAL D/K thì các thuê bao hoàn toàn có
thể thu dễ dàng chơng trình truyền hình cáp bằng máy thu có sẵn, điều này hết sức
cần thiết vì tránh cho các thuê bao của mạng phải đầu t ban đầu quá lớn.
ã Giảm chi phí đầu t cho nhà cung cấp dịch vụ: truyền hình tơng tự cáp hữu
tuyến đà đợc phát triển trên thế giới từ những năm 1960, vì vậy các thiết bị điều chế,
khuếch đại, xử lý tín hiệu truyền hình cáp tơng tự hiện nay rất sẵn trên thế giới, có rất
nhiều hÃng sản xuất cạnh tranh cung cấp các sản phẩm này, dẫn đến giá thành thiết bị
thấp vì vậy chi phí đầu t ban đầu của các nhà cung cấp dịch vụ sẽ thấp.

Trơng Minh Đô

11

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

ã Chi phí vận hành và bảo dỡng hệ thống sẽ thấp: Các thiết bị trung tâm của
mạng truyền hình cáp hữu tuyến tơng tự cũng không quá phức tạp trong khi vận hành
và bảo dỡng cũng không quá phức tạp so với vận hành và bảo dỡng hệ thống thiết bị
truyền hình số.
ã Từ các phân tích trên dẫn đến: chi phí đầu t ban đầu, lắp đặt và bảo dỡng thấp
dẫn đến giá thuê bao giảm. Đây là điều hết sức quan trọng quyết định đến sự thành
công của dự án, bởi vì chỉ cung cấp dịch vụ với giá thuê bao hợp lý mới thu hút đợc
khán giả và cạnh tranh với các loại hình dịch vụ khác.
* Tuy nhiên các hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tơng tự có một số nhợc điểm
sau:
ã Trong thực tế, các bộ lọc thông dải trong các thiết bị điều chế tín hiệu truyền
hình cáp tơng tự không đạt đợc đặc tuyến lý tởng, dẫn tới tín hiệu của một kênh chơng
trình này vẫn gây nhiễu sang các kênh liền kề, dẫn đến giảm chất lợng hình ảnh khi
phát nhiều kênh chơng trình.
ã Do khả năng chống nhiễu của phơng thức điều chế tín hiệu tơng tự kém nên
nhiễu tác động vàp tín hiệu trên đờng truyền sẽ không thể loại bỏ đợc ở máy thu, dẫn
đến giảm chất lợng tín hiệu.
ã Không thể thực hiện các dịch vụ truyền hình tơng tác, truyền hình độ phân
giải cao với các kênh truyền hình tơng tự.
1.2.2. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số trên mạng
*Ưu điểm của truyền hình số

Sự phát triển của kỹ thuật số và công nghệ thông tin cũng đà tạo ra cuộc cách
mạng thật sự trong kỹ thuật phát thanh - truyền hình, đó là sự ra đời các chuẩn truyền
dẫn truyền hình số.
Sự ra đời của các chuẩn truyền dẫn truyền hình số đà tạo ra những u điểm vợt
trội so với các chuẩn truyền dẫn và phát tín hiệu phát truyền hình tơng tự.
ã Khả năng chống nhiễu cao: Quá trình điều chế tín hiệu truyền hình số bao
gồm việc xáo trộn dữ liệu (bit-Interleaving, byte-Interleaving), các khâu này giúp cho
khả năng: khi có nhiều đờng truyền tác động vào các nhóm bit hoặc nhóm byte, do
các bit trong nhóm bị lỗi không nằm cạnh nhau thực sự trong luồng thông tin, dẫn đến
số lợng bit lỗi trong một nhóm bit thông tin thực tế rất ít, điều này làm cho ¶nh h ëng
cđa nhiƠu gi¶m xng rÊt nhiỊu so víi tín hiệu truyền hình tơng tự.
ã Có khả năng phát hiện và sửa lỗi: Phơng pháp mà hoá bit đặc biệt (mà hoá
Reed Solomoon, mà hoá vòng xoắn - Verterbi), và khả năng ghép thêm các bit để phát

Trơng Minh §«

12

Líp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

hiện lỗi và tự sửa đổi trớc khi truyền tín hiệu truyền hình số làm cho các dòng bit tín
hiệu truyền hình số có thể tự phát hiện và sửa lỗi, điều này tín hiệu truyền hình tơng tự
không thể làm đợc.
ã Chất lợng chơng trình trung thực: Do khả năng chống nhiễu, phát hiện và tự
sửa lỗi tốt, tại phía thu tín hiệu truyền hình số sẽ đợc khôi phục hoàn toàn, giúp cho
hình ảnh phía thu hoàn toàn trung thực nh phía phát.
ã Tiết kiệm phổ tần và chi phí đầu t: Bằng cách sử dụng công nghệ nén tín hiệu

MPEG-2 và phơng thức điều chÕ tÝn hiƯu sè cã møc ®iỊu chÕ cao (QPSK, QAM,
16QAM, 32QAM, 64QAM...), dải tần 8MHz của một kênh truyền hình tơng tự hệ
PAL có thể tải đợc 4-8 chơng trình truyền hình số với chất lợng cao, điều này nâng
cao hiệu quả sử dụng tài nguyên tần số và tiết kiệm cho chi phí đầu t cũng nh chi phí
vận hành bảo dỡng thiết bị khi muốn phát nhiều chơng trình.
ã Khả năng thực hiện truyền hình tơng tác và truyền số liệu và truy nhập
Internet: Truyền hình số ra ®êi më ra mét lùa chän míi cho viƯc truyền số liệu (data)
và Internet: đó là truyền số liệu và truy nhập Internet kèm theo các chơng trình truyền
hình. Việc truyền số liệu kèm theo các chơng trình truyền hình cho phép thực hiện dễ
dàng các dịch vụ truyền hình tơng tác (truyền hình theo yêu cầu VoD, Web TV...) nhờ
các kênh dữ liệu điều khiển từ hớng thuê bao đến các nhà cung cấp dịch vụ.
*Cung cấp dịch vụ truyền hình số
Với các u điểm vợt trội của kênh truyền hình số với truyền hình tơng tự hiện
nay hầu hết tất cả các mạng truyền hình cáp hữu tuyến tại Mỹ đà thực hiện cung cấp
dịch vụ truyền hình số cho các thuê bao, song song với các dịch vụ truyền hình tơng
tự truyền thống. Và truyền hình số thực sự đà làm hài lòng khách hàng với chất lợng
của mình.
Tuy nhiên ở các nớc châu Âu việc triển khai dịch vụ truyền hình số vẫn còn rất
hạn chế, theo thống kê cho thấy, chỉ khoảng vài phần trăm số thuê bao tại các n ớc này
sử dụng dịch vụ truyền hình số.
Tại các nớc châu á, chỉ có Nhật Bản và hàn Quốc phát triển truyền hình số qua
cáp hữu tuyến, còn lại hầu nh các nớc khác đều không phát triển truyền hình số qua
cáp. Một vÝ dơ cơ thĨ lµ Trung Qc, níc nµy hiƯn nay đà có đến gần 100 triệu thuê
bao truyền hình cáp hữu tuyến nhng hầu nh các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình cáp
tại đây không triển khai truyền dịch vụ truyền hình số qua cáp.
Tình hình tơng tự cũng diễn ra ở các nớc trong khu vực Đông Nam á nh
Singapore, Malaysia, Philipin, Thái Lan, mặc dù số lợng thuê bao truyền hình tơng tự
ở đây rất lớn, nhng các nhà cung cấp dịch vụ cũng không triển khai dịch vụ truyền
hình số.

Trơng Minh Đô

13

Lớp: ĐT10


§å ¸n tèt nghiƯp

Së dÜ hiƯn nay cã rÊt Ýt nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số qua cáp và thuê
bao truyền hình số qua cáp là vì các lý do sau:
Hệ thống thiết bị tại trung tâm (Headend) dành cho truyền hình số hiện nay
bao gồm các thiết bị nén, ghép kênh, điều chế tín hiệu số... đều đà rất sẵn trên thị trờng, nhng giá của các thiết bị này cao hơn nhiều so với các thiết bị Headend tơng tự.
Đầu t hệ thống thiết bị trung tâm cung cấp tín hiệu truyền hình số sẽ có chi phí gấp
1,5 đến 2 lần hệ thống thiết bị trung tâm cung cấp tín hiệu truyền hình t ơng tự, với
cùng số lợng kênh chơng trình. Nh vậy chi phí đầu t ban đầu là rất lớn nếu muốn cung
cấp cả dịch vụ truyền hình tơng tự lẫn truyền hình số.
Thuê bao muốn đợc cung cấp dịch vụ truyền hình số, cần phải trang bị một
đầu thu và giải mà tín hiệu truyền hình số (Digital Cable TV set top box), đây là
khoản đầu t ban đầu lớn của thuê bao, sẽ có ít thuê bao đăng ký dịch vụ này.
*Lựa chọn chuẩn truyền hình số cho mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội
Trên thế giới hiện đang tồn tại ba tổ chức đa ra các chuẩn về truyền hình số đó là
DVB (Digital Video Broadcasting) của châu Âu, DiBEG (Digital Broadcasting
Experts Group) của Nhật và ATSC (Advance Television System Comitte) của Mỹ.
DVB đợc thành lập từ năm 1993 gồm các chuyên gia kỹ thuật về truyền hình
của các nớc châu Âu có chức năng nghiên cứu và phát triển các chuẩn về truyền hình
số. Cho đến nay, tổ chức DVB đà đa ra hàng loạt các chuẩn cho việc truyền dẫn tín
hiệu truyền hình số có nén trong các môi trờng khác nhau:
* Các chuẩn DVB-T cho trun dÉn tÝn hiƯu trun h×nh nÐn MPEG-2 qua
mạng phát hình mặt đất.

* Các chuẩn DVB-S cho truyền dẫn tín hiệu truyền hình nén MPEG-2 qua vệ
tinh.
* Các chn DVB-C cho trun dÉn tÝn hiƯu trun h×nh nÐn MPEG-2 qua
mạng cáp hữu tuyến.
Không chỉ phát triển các chuẩn cho việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình đến
thuê bao, DVB còn phát triển các chuẩn cho truyền hình tơng tác và số liệu qua mạng
phát hình mặt đất, vệ tinh, cáp hữu tuyến nh: DVB-RCT, DVB-RCC... cùng các chuẩn
khác liên quan đến việc truyển khai truyền hình số nh DVB-M (cho đo kiểm tra các
hệ thống truyền hình số), MPH (cho các thiết bị thuê bao, các giao diện kết nối các
thiết bị thuê bao, phần mềm điều khiển các thiết bị thuê bao...).
DiBEG đợc thành lập từ năm 1997 tại Nhật Bản cho mục đích phát triển truyền
hình số. DiBEG đà đa ra tiêu chuẩn truyền hình số ISDB-T (Intergrated Services
Digital Broadcasting-Terrestrial) cho viƯc trun tÝn hiƯu trun hình số qua mặt đất.

Trơng Minh Đô

14

Lớp: ĐT10


§å ¸n tèt nghiƯp

HiƯn nay DiBEG vÉn cha cã chn nào cho việc truyền tín hiệu truyền hình số qua
cáp.
ATSC là tổ chức đợc thành lập từ năm 1982 việc phát triển truyền hình số của
Mỹ. Hiện nay ATSC cũng đà đa ra chuẩn riêng của mình về truyền hình số mặt đất,
truyền hình số qua vệ tinh, truyền dữ liệu qua mạng truyền hình mặt đất và vệ tinh và
nén audio.
Hiện nay, đa số các quốc gia đều chọn DVB-S cho truyền hình số qua vệ tinh,

kể cả Nhật Bản và Mỹ, DVB-S đà chính thức trở thành chuẩn quốc gia cho đa số các
nớc trên thế giới. Hiện nay Việt Nam cũng đà chọn DVB-S cho truyền hình số qua vệ
tinh.
Ngợc lại hiện đang tồn tại đồng thời 3 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất của
Mỹ (ATSC), Nhật (ISDB-T) và châu Âu (DVB-T). Nhiều nớc trên thế giới đà tiến
hành thử nghiệm và chọn chuẩn cho quốc gia. Trong những nớc đà chính chức chọn
tiêu chuẩn, có khoảng 84% chọn chuẩn châu Âu, 13% chọn chuẩn Mỹ trong đó có
nhiều nớc đà chính thức phát truyền hình số mặt đất. Tại Việt Nam, ngày 26 tháng 3
năm 2001, Tổng giám đốc Đài truyền hình Việt Nam ra quyết định số 259/QĐ-THVN
về việc lựa chọn tiêu chuẩn phát trong truyền hình số mặt đất của châu Âu (DVB-T)
cho ngành truyền hình Việt Nam.
Hiện nay trên thế giới mới chỉ có DVB đa ra tiêu chuẩn truyền dẫn tín hiệu
truyền hình số trong mạng cáp hữu tuyến cả một chiỊu lÉn hai chiỊu (DVB-C vµ DVBRCC), DiBEG vµ ATSC cũng cha có chuẩn cho truyền hình số trong mạng cáp hữu
tuyến. Theo thống kê của tổ chức DVB tháng 5/2001, hơn 30 nớc châu Âu đà lựa chọn
DVB-C cho truyền hình số trên mạng hữu tuyến. Phần lớn các nớc châu á có mạng
truyền hình cáp phát triển cũng đà lựa chọn chuẩn DVB-C; Nhật Bản, Singapore, ấn
độ, Đài Loan, Brunei, Israel. óc hiƯn nay cịng ®· lùa chän chuẩn DVB-C. Hiện nay
các công ty truyền hình cáp của Mỹ và các nớc châu Mỹ cũng đà đa vào triển khai
DVB-C trong hệ thống mạng của mình, mặc dù các nớc này vẫn còn phải băn khoăn
trong việc chọn chuẩn truyền hình số mặt đất.
Nh vậy DVB-C đà dần trở thành một chuẩn phổ biến nhng không chính thức
trên thế giới (De-factor Standard). ở Việt Nam, trong những năm qua do việc triển
khai truyền hình cáp hữu tuyến trên diện rộng cha đợc chú trọng cho nên việc lựa
chọn chuẩn nào cho truyền hình số trong mạng cáp hữu tuyến vẫn cha đợc đề cập đến.
1.3. Xác định chuẩn truyền số liệu cho mạng truyền hình cáp Hà Nội
Hiện nay tồn tại hai chuẩn cho truyền dẫn số và các dịch vụ tơng tác trên mạng
truyền hình cáp hữu tuyến rất nổi tiếng và cạnh tranh với nhau là DOCSIS và DVBRCC. Sau đây ta sẽ xét qua hai tiêu chuẩn này.

Trơng Minh Đô

15

Lớp: ĐT10


§å ¸n tèt nghiƯp

1.3.1 Chn DOCSIS
DOCSIS (Data Over Cable System Interface Specification - Đặc tả giao diện
truyền số liệu trên mạng cáp) ra đời bởi MCNS (Multimedia Cable Network System Hiệp hội các mạng cáp đa dịch vụ) vào tháng 1 năm 1996. Từ tháng 3 năm 1998,
DOCSIS đà có version đầu tiên - DOCSIS 1.0 đợc ITU thông qua mà đợc chính thức
ban hành thành chuẩn quốc tế cho truyền dẫn các dịch vụ tơng tác qua mạng cáp. Đến
hết 31 tháng 12 năm 2001, DOCSIS đà có các version mới 1.1 rồi 2.0 nhằm hoàn thiện
hơn những ứng dụng. Ngoài tiêu chuẩn DOCSIS, tổ chức DOCSIS còn đa ra các mô tả
kỹ thuật nhằm hỗ trợ phát triển dịch vụ tơng tác qua mạng nh OpenCable,
PacketCable, Cable Net.
Ban đầu DOCSIS đợc sử dụng cho các hệ thống truyền hình cáp tại châu Mỹ, vì
thế quy định dải tần số cho các kênh hớng xuống nằm từ 88-860 MHz, với băng tần 6
MHz cho mỗi kênh, dải tần số hớng lên là 5-42 MHz. Tuy nhiên, nhằm mục đích phù
hợp với các hệ thống dựa trên DVB-C, DOCSIS đà có thêm một lựa chọn cho các hệ
thống truyền hình cáp tại châu Âu là Euro-DOCSIS, trong đó quy định dải tần số cho
các kênh hớng lên là 5-65 MHz, các kênh hớng xuống sẽ có dải thông 8 MHz, những
thay đổi này chỉ nằm tại lớp vật lý trong khi đó lớp MAC và các lớp cao hơn sẽ không
thay đổi. Dải thông cung cấp cho các kênh hớng lên có thể từ 200 KHz đến 3,2 MHz,
tín hiệu có thể đợc điều chế hai phơng thức là QPSK hoặc 16-QAM, tốc độ có thể đạt
đợc của các kênh hớng lên đợc mô tả trong bảng sau:
Bảng 1.1. Dải thông và tốc độ của các kênh DOCSIS
Dải tần kênh hớng lên

Tốc độ bit khi điều chế QPSK

200 KHz
400 KHz
800 KHz
1,6 MHz
3,2 MHz

320 kbit/s
640 kbit/s
1,28 Mbit/s
2,56 Mbit/s
5,12 Mbit/s

Tèc ®é bit khi ®iỊu chÕ
16-QAM
640 Kbit/s
1,28 Mbit/s
2,56 Mbit/s
5,12 Mbit/s
10,24 Mbit/s

1.3.2. Chn DVB-RCC
DVB-RCC (Digital Video Broadcasting-Return Channel via Cable) đợc ra đời
bởi sự kết hợp giữa DVB, DAVIC (Digital Audio/Visual Consortium). IEEE 802.14 và
ATM Furum, EuroCableLabs. DVB-RCC ra đời chậm hơn DICSIS 1.0 hơn một năm
và đợc nhiều nhà cung cấp đa dịch vụ (MSO) tại châu Âu và một số nhà cung cấp giải
pháp lớn chấp nhận. Version đầu tiên, DVB-RCC v1 đợc ETSI thông qua và ban hành
chuẩn EST 300 800. Sau đó version thứ hai, DVB-RCC v2 có nhiều cải tiến so với

Trơng Minh Đô

16

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

phiên bản trớc đợc ETSI thông qua và ban hành qua chuẩnETS 200 800, tháng 4 năm
2002. Thùc chÊt DVB-RCC dùa trªn bé chn DAVIC cđa tỉ chức DAVIC, hiện nay
DAVIC đà giải tán, các vấn đề nghiên cứu cũng nh tài liệu của DAVIC tiếp tục đợc
DVB sử dụng. Các chuyên gia của DVB đang nghiên cứu và sắp đa ra version thứ ba
DVB-RCC v3.
Đến nay, DVB-RCC là đối thủ cạnh tranh duy nhất của DOCSIS trong lĩnh vực
này.
Trong hệ thống DVB-RCC, các kênh dữ liệu và báo hiệu đợc đóng gói và
truyền tải theo phơng thức truyền tải không đồng bộ (ATM-Ansynchrony
Transmission Mode), ATM đợc phát triển nhằm hớng tới mục đích truyền tải tất cả
các loại dữ liệu qua một mạng viễn thông tích hợp băng rộng duy nhất (B-ISDN). Sử
dụng phơng thức đóng gói ATM, cho phép các hệ thống có khả năng cung cấp các
dịch vụ truyền số liệu, các dịch vụ mạng tơng tác có tốc độ cao và đặc biệt là khả
năng cung cấp dịch vụ nhạy cảm với thời gian.
DBV-RCC quy định về tốc độ tín hiệu và dải tần làm việc cho các kênh nh sau:
Các kênh quảng bá hớng xuống:
- Lớp truyền tải MPEG-2 TS.
- Tần số 70-862 MHz.
- §iỊu chÕ 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, 128-QAM, 256-QAM (tèc độ lên
đến 52 Mb/s với một kênh dải thông 8 MHz).
Các kênh tơng tác hớng xuống OOB:
- Gói dữ liệu kiểu ATM.

- Dải tần số 70-130 MHz và 300-862 MHz.
- Dải thông kênh 1-2 MHz (1 kênh hớng xuống OOB điều khiển 8 kênh hớng lên).
- Phơng thức điều chế QPSK (tốc độ lên đến 6,176 Mb/s).
DVB-RCC cũng đợc EuroCableLabs ủng hộ. EuroCableLabs là tổ chức gồm
các nhà điều hành mạng truyền hình cáp tại châu Âu giống CableLabs của Bắc Mỹ
nhằm phát triển modem cáp và Set-top-box. Dựa trên DVB-RCC EuroCableLabs đÃ
triển khai các dự án EuroModem, EuroBox, euroLoade, nhằm phát triển dịch vụ tơng
tác qua mạng truyền hình cáp.
c/ So sánh DOCSIS và DVB-RCC.
Vì DOCSIS đợc phát triển tại Bắc Mỹ, cho nên các thông số của nó sẽ không
phù hợp với mạng cáp tại châu Âu và Việt Nam, vì chỉ có euro-DOCSIS có các thông

Trơng Minh §«

17

Líp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

số phù hợp với chuẩn truyền hình châu Âu và Việt Nam, vì thế ta sẽ so sánh giữa
Euro-DOCSIS và DVB-RCC.
Khả năng kỹ thuật:
Tốc độ số liệu có thể đạt đợc: Cả Euro-DOCSIS và DVB-RCC đều có khả năng
cung cấp dòng số liệu hớng xuống và lên với tốc độ lên đến 52Mb/s cho mỗi dải
thông 8 MHz. Với tốc độ hớng lên, DOCSIS có khả năng cung cấp dòng bit lên đến 10
Mb/s (với phơng thức điều chế 16-QAM, ở dải thông 3,2 MHz), còn DVB-RCC có thể
cung cấp tốc độ hớng lên tới 6,176 Mb/s vì phơng thức điều chế đợc sử dụng là QPSK
trong khi đó Euro-DOCSIS có khả năng điều chế cả QPSK và 16-QAM.

Năng lực truyền dẫn:
Viện nghiên cứu viễn thông Canada đà tiến hành đánh giá năng năng lực của 3
giao thøc ®iỊu khiĨn truy nhËp ®êng trun MAC (MAC - Media Access Control) lµ
DOCSIS 1.1, DAVIC 1.2 vµ IEEE 802.14 (dự thảo). Kết quả của đánh giá này đợc
công bố trên một tạp chí kỹ thuật viễn thông rất uy tÝn lµ IEEE Journal on Selected
Areas in Communication. Vol. 18, No.7, July 2000. Nh đà nói, DVB-RCC thực chất là
kết hợp giữa DVB-C và DAVIC vì thế đánh giá năng lực của DAVIC 1.2 cũng là đánh
giá năng lực của DVB-RCC. Do Euro-DOCSIS 1.1 hoàn toàn giống DOCSIS 1.1 tại
các lớp bậc cao và chỉ khác nhau ở lớp vật lý cho nên đánh giá năng lực của MAC của
DOCSIS cũng là đánh giá năng lực MAC của Euro-DOCSIS. Vì vậy ta có thể sử dụng
kết quả này để đánh giá năng lực của Euro-DOCSIS và DVB-RCC.
Kết quả cứu và đánh giá cho thấy, các đặc tính nh: chỉ tiêu chất lợng
(Performance Metrics), tải (Load), năng suất truyền qua (Throughput), mức độ xung
đột, khả năng đáp ứng yêu cầu QoS... DOCSIS đều tỏ ra hơn trội so với DAVIC, nh
vậy có thể nói Euro-DOCSIS trội hơn so với DVB-RCC.
Về khả năng ứng dụng tại Việt Nam:
a.Chuẩn DOCSIS:
DOCSIS đợc phát triển cho các hệ thống truyền hình tại Bắc Mỹ, các kênh
truyền hớng xuống chỉ có dải thông 6 MHz (phù hợp với các kênh truyền hình hệ
NTSC). Dải thông cho các kênh dữ liệu hớng lên 5-42 MHz là nhỏ, không đáp ứng đợc nhu cầu truyền số liệu hớng lên tốc độ cao khi số thuê bao tăng lên, vì thế sẽ không
phù hợp ở Việt Nam.
b.DVB-RCC:
DVB-RCC và DVB-C đều đợc ra đời bởi một tổ chức. Tuy nhiên, cũng nh
DOCSIS, Euro-DOCSIS, DVB-RCC là chuẩn độc lập với DVB-RCC, các thiết bị của
DVB-RCC cũng nh DOCSIS, EuroDOCSIS hoạt động đều độc lập với DVB-C. Vì thế

Trơng Minh Đô

18

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

lựa chọn DVB-RCC không có ý nghĩa làm cho hệ thống hoạt động đồng bộ hơn khi
chọn DOCSIS hay EuroDOCSIS.
Thống kê cho thấy số lợng các hÃng sản xuất cung cấp các thiết bị theo DVBRCC rất Ýt so víi DOCSIS vµ EuroDOCSIS. Cã thĨ nãi DVB-RCC không đợc ủng hộ
nh DVB-C.
Nh vậy việc lựa chọn DVB-RCC cho dịch vụ truyền số liệu và dịch vụ tơng tác
trên mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội là không phù hợp.
c.EuroDOCSIS:
Về các đặc điểm kỹ thuật: tốc độ dòng bit hớng xuống, tốc độ dòng bit hớng
lên, độ trễ truy nhập, thông lợng truyền qua... EuroDOCSIS đều tơng đơng và hơn hẳn
so với DVB-RCC.
Thống kê cho thấy, hầu hết các hệ thống truyền hình cáp tại châu Âu đều lựa
chọn EuroDOCSIS, bản thân các nhà cung cấp truyền hình tại châu á cũng đều lựa
chọn EuroDOCSIS để cung cấp dịch vụ hai chiều.
Qua trên có kết luận rằng lựa chọn EuroDOCSIS cho các dịch vụ truyền số liệu
và dịch vụ tơng tác qua mạng truyền hình cáp Hà Nội là hợp lý.
1.4. Tình hình phát triển truyền hình cáp trong khu vực và trên thế giới.
1.4.1. Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ
Khu vực Bắc Mỹ dẫn đầu thế giới về phát triển truyền hình cáp hữu tuyến với
gần 100 triệu thuê bao, chiếm 90% tổng số ngời xem truyền hình trong khu vực. Sự
thay đổi nghiêng về truyền hình cáp rất rõ rệt: Năm 1978 truyền hình vô tuyến chiếm
93% tổng số ngời xem thì đến năm 1995 giảm xuống còn 55% để nhờng chỗ cho
truyền hình cáp hữu tuyến. Ngày nay truyền hình cáp hữu tuyến (CATV) với hàng
trăm chơng trình thông tin đang đi sâu rộng vào đời sống kinh tế - chính trị và xà hội
ở khu vực Bắc Mỹ.
ở Canada, truyền hình cáp hữu tuyến phát triển rất sớm để phục vụ những vùng

nông thôn xa xôi. Năm 1982 Canada thực hiện chơng trình thu lệ phí truyền hình cáp
làm tăng số lợng ngời xem tới 60% chiếm hơn 7 triệu thuê bao.
1.4.2. Truyền hình cáp tại một số thành phố lớn của Mỹ
Cablevision System của Mỹ là tập đoàn viễn thông và giải trí hàng đầu của Mỹ
cung cấp dịch vụ truyền hình cáp, Cablevision có khoảng 3,4 triệu thuê bao truyền
hình cáp tại Newyork, Boston, Cleveland. Trong đó 2,7 triệu thuê bao tại Newyork,
350.000 thuê bao tại Boston, 300.000 thuê bao tại Cleveland.
Mạng truyền hình cáp của Cablevision ban đầu là cáp đồng trục, đến nay đÃ
phát triển các đờng cáp quang tạo ra hệ thống mạng lai HFC, Cablevision có thể cung
cấp các dịch vụ hết sức phong phú cho khách hàng:

Trơng Minh Đô

19

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

Các chơng trình truyền hình nh Optimum TV.
Các kênh phim: American Movie Clasics, Bravo, The Independent Film
Channel.
Các chơng trình tham quan du lịch trên TV nh Madison square garden.
 Truy cËp Internet qua modem CATV.
Cung cấp dịch vụ điện thoại nội hạt qua mạng HFC.
Hiện tại Cablevision đang thực hiện một dự án với tổng kinh phí 300 triệu USD
nhằm đa dịch vụ truyền hình số và Internet tốc độ cao vào mạng truyền hình cáp của
mình.
1.4.3. Truyền hình cáp tại các khu vực Châu Âu

Khu vực châu Âu với thị trờng truyền hình cáp ở Đức là 50%, Thuỵ Điển và
Pháp: 36%. Các nớc Bỉ, Hà Lan, Lucxambua, Thuỵ Sĩ... có khoảng 10%. Nớc Anh
đứng đầu về sản xuất chơng trình truyền hình cáp ở châu Âu. Sở dĩ khu vực Tây Âu
giàu có này ít dùng CATV công cộng vì dân chóng sư dơng anten thu trùc tiÕp tõ vƯ
tinh (DAB) đắt tiền, thực chất cũng là truyền hình CATV thu nhỏ trong gia đình.
1.4.4. Truyền hình cáp tại Thuỵ Điển
Truyền hình cáp tại Thuỵ Điển đợc triển khai bắt đầu từ những năm 1960 tại
các khu nhà cao tầng mới xây, hệ thống truyền dẫn là cáp đồng trục do nhà nớc quản
lý. MÃi đến năm 1992, các hệ thống truyền hình cáp t nhân mới đợc phép hoạt động.
Khoảng 70% số hộ gia đình tại Thuỵ Điển truy nhập dịch vị truyền hình cáp
hữu tuyến CATV. Khoảng 80% truy nhập CATV hữu tuyến hoặc qua vệ tinh.
Hiện nay có 4 nhà cung cấp dịch vụ CATV lớn nhất tại Thuỵ Điển là:
Telia: 1,3 triệu thuê bao.
Cablevision: 500.000 thuê bao, trong đó 350.000 thuê bao nằm trong các
mạng cáp có thể đợc cung cấp bằng hai đờng khác nhau.
 Stjarn-TV: 230.000 thuª bao.
 Wenden Online: 185.000 thuª bao.
1.4.5. Truyền hình cáp tại Châu á
Cho đến nay truyền hình cáp tại châu á phát triển khá nhanh chóng đặc biệt là các
nớc Nhật Bản, Hàn Quốc. Hiện nay tại Thái Lan có khoảng vài trăm ngàn thuê bao
truyền hình cáp, với tỉ lệ hàng tháng 20USD/tháng. Campuchia có khoảng 12.000 thuê
bao với lệ phí 10USD/tháng. Các nớc khác cũng coi truyền hình cáp hữu tuyến là ph-

Trơng Minh Đô

20

Lớp: §T10

Đồ án tốt nghiệp

ơng tiện nghe nhìn đại chúng thích hợp sử dụng kinh phí đóng góp của nhân dân mà
không phải xin kinh phí của Nhà nớc.
1.4.6. Hệ thống truyền hình cáp tại Trung Quốc
Cho đến năm 1999, Trung Quốc có khoảng 80 triệu thuê bao truyền hình cáp
hữu tuyến, đến nay có khoảng 90 triệu thuê bao, đứng thứ hai trên thế giới sau Bắc
Mỹ về số lợng thuê bao. Do dân số đứng đầu thế giới và diện tích thứ ba trên thế giới,
Trung Quốc chọn phơng án truyền hình cáp hữu tuyến CATV để phát triển kinh tế,
văn hoá và tinh thần của nhân dân. Đảng và nhà nớc Trung Quốc đề ra chủ trơng
"truyền hình cáp khắp xóm thôn, truyền hình cáp đến mọi nhà". Nhiều đoàn cán bộ
PT-TH Việt Nam đà chứng kiến thành tựu của truyền hình cáp CATV Trung Quốc tự
tạo nguồn vốn đóng góp khổng lồ của nhân dân để phục vụ đời sống văn hoá tinh thần
của nhân dân và hỗ trợ cho truyền hình vô tuyến bao cấp đang gặp khó khăn.
Dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến tại Trung Quốc hiện nay đợc cung cấp bở
một số nhà cung cấp dịch vụ khác nhau. Hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến tại Trung
Quốc đến nay sử dụng chủ yếu hệ thống sợi quang kết hợp cáp đồng trục HFC. Hệ
thống cáp quang cho CATV đợc cung cấp bởi các nhà quản lý mạng viễn thông quốc
gia và liên tØnh Trung Quèc nh China Telecom, Provincial PTAs, China Unicom, và
một số tổ chức có đờng cáp quang riêng nh: Bộ đờng sắt, Bộ năng lợng, Bộ dầu khí,
các tổ chức phát thanh và truyền hình Trung Quốc.
1.4.7. Truyền hình cáp tại Indonesia
Truyền hình cáp lần đầu tiên đợc triển khai tại Indonesia là hệ thống mạng
K@belvision tại Jakarta.
K@belvision là hệ thống mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng trục HFC
(Hybrrid Fiber/Coaxial) cung cấp các dịch vụ bao gồm:
ã Dịch vụ truyền hình cáp: Phim truyện, ca nhạc, thời trang, quảng cáp, giải
trí...
ã Truy cập Internet: K@belvision đợc kết nối với các nhà cung cấp dịch vụ
Internet của Indonesia cho phép khác hàng truyền hình cáp có thể kết nối Internet tốc

độ lên đến 10Mb/s bằng đờng cáp của mạng K@belvision.
Hệ thống mạng K@belvision đợc phát triển từ năm 1994 tại Jakarta, đến nay
đà đợc phát triển ra các vùng lân cận của Jakarta. K@belvision có thể ghép đến 88
kênh truyền hình tơng tự trên cùng một sợi cáp đồng trục.

1.5. Kết luận chơng I
Nh đà trình bầy ở trên,u diểm của mạng này là nhợc điểm của mạng kia.tùy
thuộc vào mô hình kinh tế,điều kiện địa lý để áp dụng loại mạng nào cho phù hợp.nếu

Trơng Minh Đô

21

Lớp: §T10


Đồ án tốt nghiệp

xét trong cùng một phạm vi phục vụ ,mạng HFPC yêu cầu số lợng node quang lớn hơn
mạng HFC vì vậy:
Trong diều kiện mạng quang có sẵn nên chọn phơng án xây dựng mạng HFPC
nhằm mục đích giảm chi phí đầu t cho mạng đồng trục, đẩy nhanh tốc độ triển khai
mạng,nâng cao chất lợng tín hiệu và hiệu quả khai thác.
Trong điều kiện mạng quang còn hạn hẹp, nên chọn phơng án xây dựng mạng
HFC. Khi đó,để đẩy nhanh tốc độ mở rộng mạng phảI vơn dài mạng động trục bằng
cách sử dụng các bộ khuyêchs đại cao tần.

Chơng II
Hệ THốNG THIếT Bị Sử DụNG TRONG MạNG TRUYềN HìNH CáP
2.1. Các loại cáp

2.2.1. Cáp sợi quang
Cấu tạo
Lớp vỏ thứ hai
Lớp bọc

Sợi quang là ống dẫn điện môi hình trụ. Thành phần chính gồm lõi và lớp bọc.
Lớp vỏ thứ nhất

Lõi

Lõi để dẫn ánh sáng, còn lớp bọc để giữ ánh sáng tập trung trong lõi sợi nhờ sự phản
xạ toàn phần giữa lớp lõi và lớp bọc.
Hình 2.1. Cấu trúc sợi quang
Để bảo vệ sợi quang tránh những những tác dụng do điều kiện bên ngoài, sợi
quang còn đợc bọc thêm hai lớp nữa bao gồm:
- Lớp vỏ thứ nhất: có tác dụng bảo vệ sợi quang tránh sự xâm nhập của hơi nớc,
tránh sự trầy xớc gây nên những vết nứt và giảm ảnh hởng vi n cong.
- Líp vá thø hai: cã t¸c dơng tăng cờng sức chịu đựng của sợi quang trớc tác
dụng cơ học và ảnh hởng của nhiệt độ.
Các đặc tính của sợi quang
* Suy hao:
Công suất quang truyền lên sợi giảm theo quy luật hàm số mũ:
P(z) = P(0)ì10(-/10)z

Trơng Minh §«

22

Líp: §T10

Đồ án tốt nghiệp

Trong đó:
P(0): Công suất quang đầu sợi.
P(z): C«ng st quang ë cù ly z.
α: HƯ sè suy hao.
Độ suy hao của sợi quang đợc tính bởi công thức:
A(dB) = -10lg(P2/P1)
Trong đó:
P1: Công suất quang đầu vào.
P2: Công suất quang đầu ra.
Hệ số suy hao trung bình (suy hao trên một đơn vị chiều dài):
(dB/km) = A(dB)/L(km)
Trong đó:
A: Độ suy hao của sợi quang.
L: Chiều dài của sợi quang.
* Các nguyên nhân gây nên suy hao:
- Suy hao do hấp thụ vật liệu: Sự có mặt của các tạo chất kim loại và các ion
OH trong sợi quang là các nguồn điểm hấp thụ ánh sáng. Mức độ hấp thụ tuỳ thuộc
vào bớc sóng ánh sáng truyền qua nó và tuỳ thuộc vào nồng độ tạp chất của vật liệu.
- Suy hao do tán xạ Rayleigh: ánh sáng khi truyền trong sợi quang gặp những
chỗ không đồng nhất sẽ bị tán xạ. Tia xạ truyền qua chỗ không đồng nhất bị toả ra
nhiều hớng. Chỉ có một phần ¸nh s¸ng tiÕp tơc trun theo híng cị, do ®ã năng lợng
bị mất mát. Độ suy hao của tán xạ Rayleigh tØ lƯ nghÞch víi l thõa bËc 4 cđa bớc
sóng (-4) nên độ suy hao giảm rất nhanh về phía bớc sóng dài.
Ngoài tán xạ Rayleigh, ánh sáng truyền trong sợi còn bị tán xạ khi gặp những
chỗ không hoàn hảo giữa lớp vỏ và lớp lõi. Một tia tới sẽ có nhiều tia phản xạ khác
nhau. Những tia có góc phản xạ nhỏ hơn góc tới hạn sẽ bị khúc xạ ra lớp vỏ và bị suy
hao dần.

- Suy hao do sợi bị uốn cong: Với những chỗ uốn cong nhỏ (vi uốn cong), tia
sáng truyền bị lệch trục làm cho sự phân bố trờng bị xáo trộn và năng lợng bị phát xạ
ra ngoài dẫn đến suy hao.
Còn khi sợi bị uốn cong, các tia sáng không thoả mÃn điều kiện phản xạ toàn
phần, do đó tia sáng sẽ bị khúc xạ ra ngoài. Bán kính uốn cong càng nhỏ thì suy hao

Trơng Minh Đô

23

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

càng lớn. Các nhà sản xuất khuyến nghị bán kính uốn cong trong khoảng từ 300mm
tới 50mm thì suy hao do uôn cong là không đáng kể.
* Tán sắc:
Một xung ánh sáng đợc đa vào và truyền dẫn trong sợi quang thì ở đầu ra xung
ánh sáng sẽ bị biến dạng so với xung đầu vào. Sự biến dạng này đợc gọi là tán sắc.
Tán sắc làm cho biên độ tín hiệu tơng tự bị giảm và bị dịch pha, còn tín hiệu số
sẽ bị mở rộng xung và bị chồng lấn nhau. Sự tán sắc làm hạn chế giải thông của sợi
quang.
Các nguyên nhân gây tán sắc:
- Tán sắc mode: Với sợi đa mode, ánh sáng truyền trong sợi quang phân thành
nhiều mode, mỗi mode có một đờng truyền khác nhau, nên thời gian truyền của các
tia sáng theo các mode là khác nhau. Điều đó dẫn tới các tia sáng không ra đồng thời
khỏi sợi quang mặc dù cùng xuất phát tại cùng một thời điểm, gây nên tán sắc.
- Tán sắc nội mode: Tán sắc không chỉ do hiệu ứng trễ giữa các mode gây ra
mà nó còn do chính nội tại của các mode riêng rẽ. Có hai loại tán sắc nội mode:

+ Tán sắc vật liệu: do sự thay đổi chỉ số chiÕt st cđa vËt liƯu lâi theo b íc
sãng. T¸n sắc vật liệu là một hàm của bớc sóng.
+ Tán sắc dẫn sóng: do s ợi đơn mode chỉ giữ khoảng 80% năng lợng ở trong
lõi, còn 20% ánh sáng truyền trong vỏ nhanh hơn năng lợng trong lõi.
Độ tán sắc tổng:
Tán sắc tổng =
Nếu kí hiệu Dt là tán sắc tổng, Dmod là tán sắc mode, Dchr là tán sắc nội mode,
Dvl là tán sắc vật liệu, Dds là tán sắc dẫn sóng, ta có thể viết:
Dt = =
2.2.2. Cáp đồng trục treo QR540

Trơng Minh Đô

24

Lớp: ĐT10


Đồ án tốt nghiệp

Hình 2.2. Cấu trúc cáp đồng trục treo QR540
Lõi dấn điện đợc cấu tạo bằng đồng nguyên chất hoặc nhôm phủ đồng. Bao phủ
lõi dấn điện là lớp cách điện polyethylene với chất dính bảo vệ bên ngoài để chống
them nớc và giữ connector đợc kết nối chắc chắn. Tiếp theo là lớp ống nhôm có tính
năng chống nhiễu xâm nhập cao và cũng nh giữ cho tín hiệu không bị lọt ra (
đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa cáp trục và cáp phân phối, thuê bao). Ngoài cùng
là lớp vỏ polyethene (PE) và dây treo cã cÊu t¹o b»ng thÐp.
.KÝch thíc vËt lý: quyết nh cht lng cáp, cht lng tín hiệu.

Trơng Minh Đô

25

Lớp: §T10