Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp

Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
QUYẾT ĐỊNH
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
1
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
MỤC LỤC
Nội dung Trang
Lời nói đầu 1
Mục lục 3
Chương I.
Đặc điểm, tiêu chuẩn yêu cầu đối với mạng truyền hình cáp
Hà Nội
7
I. Tiêu chuẩn truyền hình và băng thông 7
1. Tiêu chuẩn truyền hình tương tự
2. Quy hoạch tần số
II. Tiêu chuẩn giao diện RF 10
1. Đặc tính truyền dẫn RF chiều xuống
2. Đặc tính truyền dẫn RF chiều lên
3. Thông số vào/ra cable modem
Chương II. Cấu trúc mạng HFC 14
1. Hệ thống trung tâm Headend
2. Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu
3. Mạng truy nhập
Chương III. Đặc tính kỹ thuật truyền dẫn 22
I. Nhiễu và méo hài trong phần mạng cáp đồng trục 22
1. Nhiễu và các ảnh hưởng của nhiễu
2. Méo hài
3. Phương pháp cân bằng nhiễu và méo hài
II. Tính toán nhiễu, méo hài trên mạng xuôi chiều 29
III. Nhiễu trên mạng ngược chiều 31

1. Nhiễu nhiệt
2. Tạp âm đường truyền dẫn
3. Nhiễu thâm nhập
4. Khắc phục nhiễu trong hệ thống mạng ngược chiều
Chương IV. Phương pháp khảo sát, thiết kế mạng 36
I. Khảo sát, thiết kế mạng đồng trục xuôi chiều 36
1. Thiết kế node quang
2. Thiết kế mạng đồng trục
3. Nguồn cung cấp
4. Tính toán suy hao
5. Thiết kế đầu cuối thuê bao và các khu chung cư
II. Khảo sát, thiết kế mạng đồng trục ngược chiều 43
1. Thiết kế số thuê bao trên node quang và CMTS
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
2
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
2. Về thiết kế mạng đồng trục
3. Tính toán suy hao
4. Độ rộng băng thông kênh ngược chiều
III. Khảo sát, thiết kế mạng quang 54
1. Nguồn công suất quang
2. Suy hao cáp
3. Suy hao độ võng cáp
4. Dự phòng cáp
5. Suy hao của các mối hàn gia nhiệt và hàn cơ học
6. Số các mối hàn nối
7. Suy hao quang
8. Suy hao dự phòng
9. Loại cáp quang
10. Ví dụ thiết kế hệ thống mạng quang

11. Thiết bị chia quang
12. Suy hao connector
13. Tính toán suy hao tổng thể mạng
IV. Hồ sơ thiết kế 60
1. Đối với hồ sơ thiết kế mạng đồng trục
2. Đối với hồ sơ thiết kế mạng quang
Chương V. Độ gain đơn vị, phương pháp thiết kế và cân chỉnh khuếch đại 62
I. Thế nào là độ gain đơn vị 62
II. Độ gain đơn vị hướng xuôi chiều 62
III. Độ gain đơn vị hướng ngược chiều 65
IV. Cân chỉnh khuếch đại 67
1. Lắp đặt và cân chỉnh khuếch đại hướng xuôi chiều
2. Cân chỉnh khuếch đại hướng ngược chiều
Chương VI. Những vấn đề chú ý trong thi công 76
I. Những chú ý trong thi công 76
1. Phần mạng quang
2. Phần mạng đồng trục
3. Phần mạng thuê bao
4. Đo kiểm, cân chỉnh tín hiệu
5. Yêu cầu an toàn trong thi công
II. Một số vấn đề thường gặp trong thi công mạng 2 chiều 78
Chương VII. Hệ thống ký hiệu thiết bị mạng HFC 82
I. Chú ý 82
II. Thực hành vẽ 82
III. Các ký hiệu 82
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
3
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
1. Cột điện
2. Các thành phần hỗ trợ cáp

3. Mấu neo, móc và néo
4. Ký hiệu khác
5. Thiết kế đi ngầm
6. Các vị trí xử lý tín hiệu
7. Các loại khuếch đại
8. Các bộ chia đường trục
9. Thiết bị nguồn
10. Các thiết bị trên đường dây
11. Bộ chia thuê bao
12. Bộ chia đầu cuối
13. Các loại cáp đồng trục
14. Các thiết bị quang
15. Các ký hiệu về điểm hàn nối quang
16. Các ký hiệu quang khác
17. Các khối dữ liệu
Chương VIII. Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn một số thiết bị, vật tư 91
I. Cáp 91
1. Cáp đồng trục treo QR540
2. Cáp phân phối RG11
3. Cáp thuê bao RG6
II. Khuếch đại 94
1. Khuếch đại trục
2. Khuếch đại nhánh
III. Thiết bị quang 97
1. Node quang
IV. Thiết bị thụ động 99
1. Bộ chia đều và định hướng mạng trục
2. Bộ chia nhiều cổng ra mạng trục
3. Bộ chia đều và định hướng mạng nhánh
4. Bộ chia nhiều cổng ra mạng nhánh

V. Connector 108
1. 5/8 connector cho cáp QR540
2. “F” Male connector cho cáp QR540
3. Connector nối cáp QR540
4. 5/8 adapter
5. 3/8 adapter
6. 3/8 connector chocáp RG11
7. 3/8 connector chocáp RG6
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
4
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
8. Đầu PHTK 75Ohm mạng trục
9. Đầu PHTK 75Ohm mạng nhánh
VI. Nguồn cung cấp
Tài liệu tham khảo 110
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
5
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
CHƯƠNG I
ĐẶC ĐIỂM, TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT YÊU CẦU ĐỐI VỚI
MẠNG TRUYỀN HÌNH CÁP HÀ NỘI
I. Tiêu chuẩn truyền hình và băng thông:
1. Tiêu chuẩn truyền hình tương tự:
Căn cứ theo đặc điểm kỹ thuật Ngành Phát thanh-Truyền hình Việt nam, mạng truyền
hình cáp Hà nội khai thác dịch vụ truyền hình tương tự theo tiêu chuẩn PAL D/K với các
thông số kỹ thuật như sau:
STT Tên thông số Giá trị
1 Số lượng dòng/ảnh 625
2 Tần số quét dòng (Hz) 50
3 Tần số quét mành (Hz) 15625

4 Dải thông/kênh (MHz) 8
5 Băng thông sóng mang video (MHz) 6
6 Khoảng cách giữa sóng mang video và audio (MHz) 6.5
Hình I.1: Mô tả tiêu chuẩn PAL D/K
2. Quy hoạch tần số:
Nhằm đáp ứng yêu cầu về mục tiêu, chất lượng kỹ thuật và định hướng phát triển,
mạng truyền hình cáp Hà nội sử dụng quy hoạch tần số với phân bổ các dải tần như sau:
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
6
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
STT Dải tần số (MHz) Mục đích sử dụng
1
5 – 65
Tín hiệu ngược dòng cho các dịch vụ gia tăng
như: Internet, VOD, IP phone…
2 65 – 85 Băng thông cách ly chiều lên/xuống
3 88 – 108 Tín hiệu truyền thanh điều chế FM
4 110 – 750 Tín hiệu truyền hình 1 chiều tương tự và số
5
750 - 862
Tín hiệu xuôi dòng cho các dịch vụ gia tăng
như: Internet, VOD, IP phone…
Quy hoạch chi tiết:
+ Tần số truyền hình tương tự theo tiêu chuẩn OIRT PAL D/K:
Dải thông Kênh
Dải thông
Sóng mang
hình ảnh
Sóng mang
âm thanh

Euro-DOCSIS
Tần số
phát mới
Off-
Air
Ghi chú
[MHz]
5.0 - 48.5
Upstream Channels
5.0 - 65.0 MHz

I
1 48.5-56.5
VHF-L

2 58-66
II
3 76-84




4 84-92




Radio FM Band
(88-108) MHz
5 92-100

100 – 110




A
A1 110-118 111.25 117.75


A2 118-126 119.25 125.75


A3 126-134 127.25 133.75


A4 134-142 135.25 141.75


A5 142-150 143.25 149.75


A6 150-158 151.25 157.75


A7 158-166 159.25 165.75

A8 166-174 167.25 173.75


III
6 174-182 175.25 181.75


VHF-H
Off Air HN
7 182-190 183.25 189.75


8 190-198 191.25 197.75


9 198-206 199.25 205.75

Off Air VTV1
10 206-214 207.25 213.75


11 214-222 215.25 221.75

Off Air VTV2
12 222-230 223.25 229.75


F
F1 230-238 231.25 237.75

YN-1
F2 238-246 239.25 245.75

Channel V
F3 246-254 247.25 253.75

Rai International
F4 254-262 255.25 261.75

ABC-Aus
F5 262-270 263.25 269.75

ChannelNewAsia
F6 270-278 271.25 277.75


F7 278-286 279.25 285.75


F8 286-294 287.25 293.75


F9 294-302 295.25 301.75


S21 302-310 303.25 309.75


S22 310-318 311.25 317.75

S23 318-326 319.25 325.75


Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
7
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
S24 326-334 327.25 333.75


S25 334-342 335.25 341.75


S26 342-350 343.25 349.75


S27 350-358 351.25 357.75


S28 358-366 359.25 365.75


S29 366-374 367.25 373.75


S30 374-382 375.25 381.75


S31 382-390 383.25 389.75

S32 390-398 391.25 397.75


S33 398-406 399.25 405.75


S34 406-414 407.25 413.75


S35 414-422 415.25 421.75


S36 422-430 423.25 429.75


S37 430-438 431.25 437.75


S38 438-446 439.25 445.75


S39 446-454 447.25 453.75


S40 454-462 455.25 461.75


S41 462-470 463.25 469.75

IV
21 470-478 471.25 477.75

VTV-1
UHF

22 478-486 479.25 485.75

Off Air VTV3
23 486-494 487.25 493.75

VTV-2
24 494-502 495.25 501.75

Off Air HTY
25 502-510 503.25 509.75

VTV-3
26 510-518 511.25 517.75

Off Air DVB-T 1
27 518-526 519.25 525.75

VTV-4
28 526-534 527.25 533.75

VTC-1
29 534-542 535.25 541.75

Off air VTC1
30 542-550 543.25 549.75

HTV-9
31 550-558 551.25 557.75

Hanoi TV
32 558-566 559.25 565.75

Vietnamnet TV
33 566-574 567.25 573.75

TV5 Asie
34 574-582 575.25 581.75

Off Air DVB-T 2
35 582-590 583.25 589.75

StarSport

36 590-598 591.25 597.75

SuperGold
37 598-606 599.25 605.75

Real Marid
38 606-614 607.25 613.75

CCTV-4 Radio Astronomy

39 614-622 615.25 621.75

DW
AV
40 622-630 623.25 629.75

HBO
41 630-638 631.25 637.75

Cinemax
42 638-646 639.25 645.75

XingKong
43 646-654 647.25 653.75

AXN
44 654-662 655.25 661.75

HCaTV
45 662-670 663.25 669.75

Hatay TV
46 670-678 671.25 677.75

Cartoon NW
47 678-686 679.25 685.75

PHouse Disney
48 686-694 687.25 693.75

Disney Channel
49 694-702 695.25 701.75

Off Air HN
50 702-710 703.25 709.75

Discovery
51 710-718 711.25 717.75

FashionTV+VOH
52 718-726 719.25 725.75

MTV
53 726-734 727.25 733.75

KBS
54 734-742 735.25 741.75

NHK
55 742-750 743.25 749.75


Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
8
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
56 750-758 752 Pilot
57 758-766 Active
58 766-774
59 774-782
60 782-790

61 790-798
62 798-806
63 806-814
64 814-822
65 822-830
66 830-838
67 838-846
68 846-854
69 854-862
Khi thiết lập tần số cho kênh mới trên mạng cáp cần tránh đặt tần số trùng với tần số
các kênh dịch vụ sóng off-air vì những kênh off-air sẽ tạo nhiễu xâm nhập rất lớn qua cáp,
các mối nối gây ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu kênh đó
Băng tần ngược dòng từ: 5 – 65 MHz (Euro Docsis). Tuy nhiên dải tần từ 5-20 MHz
có rất nhiều can nhiễu và từ 60-65 MHz có độ trễ lớn (bởi bộ lọc sóng phân hướng), do đó
không nên thiết kế kênh ngược chiều ở phạm vi trên. Vì vậy, phạm vi dải tần ngược chiều
sử dụng thật sự từ 20-60 MHz.
II. Tiêu chuẩn giao diện truyền dẫn RF:
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều tiêu chuẩn truyền dẫn cho mạng truyền hình cáp.
Việc chọn lựa, tuân thủ hệ thống thông số tiêu chuẩn của thế giới cho mạng truyền hình
cáp là rất quan trọng, đặc biệt đối với lĩnh vực viễn thông, truyền hình, công nghệ thông tin
vì liên quan đến sự đồng nhất trong việc mở rộng, nâng cấp mạng, mua sắm thiết bị và kết
nối với những mạng viễn thông khác….
Căn cứ theo tính chất, khả năng áp dụng, mức độ phổ biến của các tiêu chuẩn, mạng
truyền hình cáp Hà nội lựa chọn tiêu chuẩn Euro-DOCSIS do hiệp hội kỹ sư viễn thông cáp
quốc tế-SCTE ban hành trong tiêu chuẩn “ANSI/SCTE 79-1 2003 DOCS 2.0 Part 1: Radio
Frequency Interface”.
1. Đặc tính truyền dẫn RF chiều xuống cho truyền hình analogue và tín hiệu âm
thanh:
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
9

Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
STT Thông số Giá trị Ghi chú
1 Dải tần số hoạt động
65 MHz – 862 MHz
Tuy nhiên dải tần số
hoạt động thực tế:
108 – 862 MHz
2 Độ rộng băng thông/kênh 8 MHz
3
Trễ truyền dẫn từ Headend đến khách
hàng xa nhất
≤ 0.8 ms
4
C/N
(trong băng thông 8 MHz/kênh)
≥ 44 dB
Đo tại
Hộ thuê bao
5 CTB
≤ -57 dBc
Đo tại
Hộ thuê bao
7 CSO
≤ -57 dBc
Đo tại
Hộ thuê bao
8
Độ dốc tín hiệu tại đầu cuối thuê bao
(trong dải 85 – 862 MHz)
≤ 12 dB

Theo cả hai
chiều dốc(+/-)
9 Biến thiên biên độ do đáp ứng tần số
≤ 2.5 dB
Trong 8 MHz
10 Mức tín hiệu sóng mang âm thanh
Nhỏ hơn sóng mang
hình ảnh cùng kênh
trong khoảng:
13-17 dB
Đo tại
HeadEnd
11 Mức tín hiệu biến thiên theo thời tiết lớn nhất 8dB
12
Mức tín hiệu lớn nhất của 1 kênh bất kỳ
trong dải tần đo tại hộ thuê bao
77 dBµV
13
Mức tín hiệu nhỏ nhất của 1 kênh bất kỳ
trong dải tần đo tại hộ thuê bao
60 dBµV
2. Đặc tính truyền dẫn RF chiều lên:
STT Thông số Giá trị Ghi chú
1 Dải tần số hoạt động 5 đến 65 MHz
2
Trễ truyền dẫn từ Cable Modem xa nhất
đến CMTS
≤ 0.8 ms
3
Tỉ số sóng mang trên nhiễu nhiệt

trong kênh hoạt động
≥ 22dB
4
Tỉ số sóng mang trên nhiễu xâm nhập
trong kênh hoạt động
≥ 22dB
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
10
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
5
Tỉ số sóng mang trên nhiễu
(tổng của tạp âm, méo hài, biến điệu chéo)
trong kênh hoạt động
≥ 22dB
6 Biến thiên biên độ do đáp ứng tần số 2.5dB trong 2 MHz
7 Sự biến đổi mức tín hiệu theo mùa
Từ mức thấp nhất đến
mức cao nhất không
lớn hơn 12dB
3. Thông số tín hiệu vào/ra cable modem:
a. Mức tín hiệu vào modem cáp:
STT Thông số Giá trị
1 Tần số trung tâm 112 tới 858 MHz ± 30KHz
2
Mức tín hiệu thu
(01 kênh)
43 đến 73 dBμV: điều chế QAM – 64
47 đến 77 dBμV: điều chế QAM – 256
3 Dạng điều chế QAM- 64 và QAM – 256
4 Tốc độ mã hóa ký tự 6.952 Msym/sec với QAM 64 và QAM 256

5 Băng thông/kênh 8 MHz
6
Toàn bộ công suất đầu vào
(40 – 900 MHz)
< 90 dBμV
7 Trở kháng đầu vào 75Ω
8 Suy hao phản xạ đầu vào > 6dB (85 – 862MHz)
9 Connector Đầu F chuẩn ISO–169–24 (chung với đầu ra)
b. Mức tín hiệu ra modem cáp:
STT Thông số Giá trị
1 Dải tần số hoạt động 5 – 65 MHz
2
Mức tín hiệu phát
(01 kênh)
QAM-16: 68 – 115 dBμV
QPSK: 68 – 118 dBμV
3 Dạng điều chế QPSK và QAM - 16
4 Tốc độ mã hóa ký tự 160 Ksym/sec
320 Ksym/sec
640 Ksym/sec
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
11
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
1280 Ksym/sec
2560 Ksym/sec
5 Độ rộng băng thông
200 KHz
400 KHz
800 KHz
1600 KHz

3200 KHz
6 Trở kháng đầu ra 75 Ω
7 Suy hao phản xạ đầu ra > 6dB (5-65 MHz)
8 Connector
Đầu F chuẩn ISO–169–24 (chung với đầu
vào)
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
12
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
CHƯƠNG II
HỆ THỐNG MẠNG CATV
Một mạng truyền hình cáp CATV có cấu trúc cơ bản như sau:
- Hệ thống trung tâm Headend
- Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu
- Mạng truy nhập
Thông thường cấu trúc mạng còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố: địa lý, mật độ dân cư,
liên quan đến việc nâng cấp và nhiều yếu tố khác nữa. Tuy nhiên hầu hết mạng truyền dẫn
và phân phối tín hiệu đều có cấu trúc theo kiểu “vòng” hoặc “sao”, còn mạng truy nhập
thường có cấu trúc kiểu “cây và nhánh” (Hình II.1).
HEADEND
P-HUB
(HUB s¬ cÊp)
S-HUB
(HUB thø cÊp)
S-HUB
Node quang
Node quang
Node quang
KhuÕch ®¹i
Tap

HP
HP
M¹ng truyÒn dÉn M¹ng ph©n phèi M¹ng truy nhËp
H×nh II.1. CÊu tróc m¹ng truyÒn h×nh c¸p CATV
HP
Căn cứ vào loại thiết bị sử dụng trong mạng truy nhập, người ta chia mạng CATV
thành 2 dạng: HFC và HFPC.
- Mạng truyền hình cáp hữu tuyến kiểu HFPC: là mạng lai giữa cáp quang và cáp
đồng trục mà trong đó phần mạng truy nhập chỉ dùng các thiết bị thụ động chia tín hiệu mà
không có bất cứ một thiết bị tích cực nào.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
13
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
- Mạng truyền hình cáp hữu tuyến kiểu HFC: là mạng lai giữa cáp quang và cáp đồng
trục mà trong đó phần mạng truy nhập có dùng các thiết bị tích cực( các bộ khuếch đại cao
tần).
1. Hệ thống trung tâm Headend:
Là nơi thu nhận tín hiệu từ nhiều nguồn khác nhau: tín hiệu quảng bá, vệ tinh, sản
xuất chương trình tại chỗ, chèn tín hiệu sản xuất nội bộ… Sau khi qua các bước xử lý như
giải mã, giải điều chế, điều chế, phân kênh, mã hóa, trộn…), tín hiệu được đưa ra ngoài
mạng truyền dẫn và phân phối tới khách hàng thuê bao.
Đối với Headend phát triển các dịch vụ tương tác như: Internet, VOD, Điện thoại…
Headend sẽ nhận tín hiệu ngược dòng từ các hộ thuê bao sau đó đưa tới các hệ thống bộ
phận liên quan như CMTS, Telephone Switch… để kết nối với mạng viễn thông bên ngoài.
Trong quá trình này, bộ phận tính cước (Billing) tính các dung lượng trao đổi của khách
hàng để xác định phí sử dụng hàng tháng.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
14
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
Hình II.2: Sơ đồ tổng quát hệ thống Headend HCATV

2. Mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu:
Là môi trường truyền dẫn tín hiệu từ Headend đến các node quang FN(Fiber Node)
nhờ các tuyến cáp quang. Điển hình là một hay nhiều mạch vòng cáp quang kết nối giữa
HE sơ cấp và các HUB sơ cấp, trong một số trường hợp khác thì các vòng thứ cấp lại liên
kết giữa các HUB sơ cấp với các HUB thứ cấp. Từ đây các node quang FN được liên kết
với các HUB hoặc HE theo dạng cấu trúc hình sao.
Để nâng cao hiệu suất mạng, người ta xây dựng mạng quang theo cấu trúc FTF (cáp
quang kéo đến tận nhánh), FTTC (cáp quang kéo đến tận vùng ngoại ô), FTTB (cáp quang
kéo đến tận toà nhà), FTTH (cáp quang kéo đến tận nhà thuê bao), thậm chí là HTTD (cáp
quang kéo đến tận bàn làm việc). Phương châm thiết kế mạng quang: FAFAYCA (Cáp
quang kéo đi xa nhất có thể).
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
15
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
Trong khi thiết kế sử dụng cấu trúc “cây và nhánh” cho mạng cáp đồng trục thì mạng
cáp quang lại dùng cấu trúc mạng “sao” hoặc “vòng”. Trong đó cấu trúc mạch vòng Ring
có dự phòng 1+1 cho độ tin cậy của hệ thống cao hơn. Tức là cấu trúc gồm 2 mạch vòng
chạy theo chiều ngược nhau. 2 vòng này chạy trên 2 sợi vật lý riêng biệt: 1 sợi hoạt động
còn 1 sợi ở chế độ chờ hay chế độ “bảo vệ”, có khả năng đổi tuyến. Như vậy cứ tại mỗi 1
trạm (HUB/ node quang) có 4 đường cáp quang kéo đến (mỗi sợi quang cho hướng xuôi và
ngược đều có dự phòng). Khi mạng có sự cố thì sẽ thực hiện chuyển mạch tự động/ nhân
công sang hệ thống dự phòng để đảm bảo tín hiệu truyền được thông suốt.
Mạch vòng Ring có thể có cấu trúc khép kín hoặc theo cấu trúc mở. Xu hướng hiện
nay thường xây dựng theo cấu trúc mở, mang lại nhiều tiện ích hơn.
Tuy nhiên căn cứ vào mạng thực tế để đưa ra số lượng cáp dự phòng cho hợp lý
(=50-100% số sợi cáp hoạt động), vừa đảm bảo đường truyền dự phòng, vừa đảm bảo
kinh tế.
Bốn công nghệ sử dụng trong xu hướng phát triển mạng quang:
- Sử dụng máy phát quang công suất cao hoạt động ở bước sóng 1550nm nhằm kéo dài
khoảng cách truyền dẫn. Sử dụng bước sóng 1550nm tối ưu cho các kênh điều chế

biên độ cầu phương (QAM) và mạng phân phối với chi phí thấp.
- Trong truyền số liệu, sử dụng phương thức ghép kênh theo chuẩn SONET làm điển
hình để xây dựng mạng đa phương tiện tốc độ cao.
- Ghép kênh phân chia theo bước sóng (DWDM) không chỉ có tác dụng tăng dung
lượng truyền dẫn từ 1 đến 16 kênh mà còn kéo dài tuyến quang. (Sử dụng sợi cáp
quang đơn mode và loại connector có độ phản xạ thấp APC cho phép hệ thống có thể
truyền đi xa hơn 60km mà không phải dùng khuếch đại quang). Do đó làm giảm chi
phí mạng.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
16
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
- Công nghệ sử dụng các thiết bị quang tích cực trở thành điển hình trong xu thế phát
triển mạng. Việc dùng các bộ khuếch đại quang sợi có pha tạp chất Eribium (EDFA)
làm tăng khoảng cách truyền dẫn đến hơn 100km, thậm chí có thể tới 200km.
Hệ thống thông tin sợi quang sử dụng 4 vùng cửa sổ quang như hình vẽ sau:
Hình II.3: Bốn vùng cửa sổ quang
Trong hình vẽ thể hiện 3 đường cong: đường ở trên cùng, nét gạch, tương ứng với sợi
quang những năm trước năm 1980, đường cong ở giữa, nét chấm, tương ứng với sau năm
1980, đường cong ở dưới tương ứng với sợi quang hiện đại.
Trước kia, hệ thống thông tin quang thường khai thác ở bước sóng hoạt động 850nm,
còn gọi là vùng cửa sổ thứ nhất. Tuy nhiên khi công nghệ phát triển thì vùng cửa sổ này bị
giảm tính hấp dẫn bởi mức suy hao khá lớn: 3dB/km.
Hầu hết các công ty chuyển sang vùng cửa sổ quang thứ 2(1310nm) có suy hao thấp
hơn nhiều(khoảng 0.35dB/km). Sau một thời gian các nhà nghiên cứu lại phát hiện ra vùng
cửa sổ thứ 3 (bước sóng 1550nm) cho suy hao thấp hơn (khoảng 0.2dB/km). Trong khi ở
bước sóng 1310nm, khoảng cách truyền dẫn cáp quang đơn mode xa nhất cho phép khoảng
60km thì với bước sóng 1550nm, khoảng cách đó là 150km.
Các hệ thống thông tin sợi quang hiện nay, nhất là các hệ thống tốc độ bit cao, phần
lớn hoạt động ở vùng bước sóng 1550nm nhằm dùng các bộ khuếch đại quang sợi pha tạp
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng

17
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
Erbium (EDFA) tăng cự ly truyền dẫn. Tuy vậy, sợi quang đơn mode tiêu chuẩn( sợi
G.625) có hệ số tán sắc tại vùng bước sóng này là rất lớn(18ps/nm*km @1550nm) trong
khi đó tại bước sóng 1310nm thì hệ số tán sắc chỉ là 3ps/nm*km. Tán sắc lớn làm méo tín
hiệu và tạo ra hiện tượng giao thoa giữa các ký tự( ISI – Intersymbol Interference) do dãn
xung tại các khe thời gian, làm giảm chất lượng truyền dẫn và hiệu quả. Nhìn chung, ảnh
hưởng của tán sắc đến năng lực truyền dẫn của hệ thống là phức tạp, điều này gây khó
khăn cho việc thiết kế các hệ thống thông tin quang tốc độ cao, cự ly xa.
Cửa sổ quang thứ 4( bước sóng 1625nm) cũng đang được đưa vào triển khai. Tuy nó
có mức hao tương đương với bước sóng 1550nm nhưng lại thích hợp khi sử dụng để kéo
dài tuyến và ghép kênh theo bước sóng. Song cần cân nhắc giữa hiệu quả và chi phí.
HEADEND
Node quang
Node quang
Node quang
Node quang
HUB
RF
Splitter
TX
RX
TX
45
30
25
50
50
H×nh II.4. CÊu tróc m¹ng truyÒn dÉn tÝn hiÖu quang ®¬n gi¶n
: Headend

: M¸y thu quang Rx
: M¸y ph¸t quang Tx
45
30
25
: Bé chia quang theo tû lÖ %
: C¸p quang
: Node quang
Chó thÝch:
Node quang
Sơ đồ cấu trúc mạng truyền dẫn tín hiệu quang(Hình II.4) ở trên cho biết sơ bộ chi tiết
một số thiết bị trong mạng quang. Tín hiệu sau khi được xử lý tại Headend được đưa ra
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
18
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
ngoài mạng thông qua cáp sợi quang, đến các trạm lặp HUB. Tại đây tín hiệu được đưa vào
máy thu, máy phát quang, các bộ chia quang theo tỷ số để cấp đến các node quang FN.
Node quang làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện để phân phối tời
các nhà thuê bao qua mạng cáp đồng trục.
Cũng có trường hợp máy phát quang RX được đặt ngay tại Hệ thống trung tâm
Headend để cấp đến các node quang FN. (Tuỳ thuộc vào địa hình, địa bàn, phân bố dân
cư… mà quyết định thiết kế có cần đặt trạm lặp quang hay không).
3. Mạng truy nhập:
Thông thường chia ra làm 2 kiểu: mạng truy nhập thụ động và tích cực.
Mạng truy nhập kiểu thụ động (HFPC)
- Đặc điểm của mạng HFPC:
+ Đáp ứng được các yêu cầu xây dựng theo mạng 1 chiều hay 2 chiều.
+ Sử dụng node quang có công suất lớn.
+ Mạng quang chiếm tỉ trọng lớn trong toàn bộ mạng tổng thể.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng

19
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
+ Mạng đồng trục chỉ có các tuyến trục chính và tuyến cáp thuê bao với các thiết bị
chia thụ động
+ Khả năng phục vụ từ 400-600 thuê bao/node quang.
- Ưu điểm:
+ Chất lượng tín hiệu tốt do không sử dụng các bộ khuếch đại.
+ Do không sử dụng các bộ khuếch đại cao tần nên việc thi công lắp đặt, vận hành dễ
dàng hơn.
+ Các thiết bị thụ động có khả năng truyền 2 chiều nên độ ổn định mạng vẫn cao khi
triển khai mạng 2 chiều.
+ Số lượng thuê bao/node quang nhỏ nên có khả năng cung cấp tốt dịch vụ 2 chiều
với tốc độ cao.
+ Giảm chi phí cấp nguồn công tơ điện, bảo dưỡng, thay thế các thiết bị tích cực.
- Nhược điểm:
+ Khả năng bao phủ của 1 node quang nhỏ do không sử dụng khuếch đại.
+ Yêu cầu node quang sử dụng phải có công suất lớn, chất lượng cao, ổn định.
+ Phù hợp với khu vực có quy hoạch tập trung, không phù hợp với địa hình Việt
Nam.
+ Yêu cầu về chi phí cao.
Mạng truy nhập kiểu tích cực (HFC):
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
20
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
- Đặc điểm của mạng HFC thuần tuý:
+ Đáp ứng được các yêu cầu xây dựng theo mạng 1 chiều hay 2 chiều.
+ Mạng đồng trục chiếm tỉ trọng lớn trong toàn bộ mạng tổng thể.
+ Mạng đồng trục được chia thành 3 cấp:
 Cấp trục chính: bao gồm cáp đồng trục trục chính, khuếch đại trục, bộ chia tín
hiệu đường trục.

 Cấp trục nhánh: bao gồm cáp đồng trục trục nhánh, khuếch đại nhánh, bộ chia
tín hiệu đường nhánh.
 Cấp mạng thuê bao: bao gồm cáp đồng trục thuê bao, TV.
+ Khả năng phục vụ từ 1500-2000 thuê bao/node quang.
- Ưu điểm:
+ Phạm vi bao phủ của 1 node quang lớn nhờ kéo dài mạng đồng trục bởi sử dụng các
khuếch đại cao tần.
+ Phù hợp với địa bàn Việt Nam.
+ Chi phí ban đầu thấp nhờ sử dụng ít node quang.
- Nhược điểm:
+ Cơ chế thi công, vận hành, bảo dưỡng phức tạp, không thuận lợi khi triển khai
thành mạng 2 chiều.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
21
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
+ Yêu cầu chặt chẽ về nguồn cấp điện trung gian. Nếu điểm cấp nguồn nào đó mất
điện thì toàn bộ tuyến phía sau cũng mất tín hiệu.
Ngày nay mạng CATV thường dùng cấu trúc theo kiểu HFC nhằm giảm chi phí trong
khi vẫn thu được hiệu quả cao và phạm vi bao phủ tín hiệu lớn. Ngay cả khi với những
khoảng truyền ngắn thì sự kết hợp giữa cáp quang và cáp đồng trục cũng cho người thiết kế
hệ thống đưa ra giải pháp về chi phí thấp nhất cho mỗi phần của mạng truyền hình cáp
CATV.
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
22
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
CHƯƠNG III
ĐẶC TÍNH NHIỄU TRONG MẠNG CATV
I. Giới thiệu:
Nhiễu (Noise) theo IEEE được định nghĩa là: “Những tín hiệu tạp, nhiễu không mong
muốn chồng lên những tín hiệu mang thông tin làm mờ, suy giảm nội dung, chất lượng

thông tin”. Trong thực tế, ngoài những nguồn nhiễu, tạp luôn tồn tại trên mạng như nhiễu
nhiệt, nhiễu do giao thoa các nguồn tín hiệu(méo hài), do điều chế của nguồn thu/phát
quang, do không phối hợp trở kháng…còn có những nguồn nhiễu khách quan như nhiễu
xâm nhập, nhiễu công nghiệp. Vì vậy, việc tính toán, hạn chế tối thiểu tác động của những
nguồn nhiễu là vô cùng quan trọng.
Trong truyền hình cáp, thuật ngữ “nhiễu-noise” được dùng chỉ đề cập đến nhiễu nhiệt.
Cùng với nhiễu nhiệt, méo hài là những nguồn nhiễu có ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng
tín hiệu mà có thể xác định và hạn chế tối thiểu ảnh hưởng. Cần chú ý rằng, nhiễu sinh ra
từ một thiết bị hoặc tại một thời điểm hoàn toàn không liên quan đến nhiễu trong các thiết
bị khác hoặc tại một thời điểm khác. Tuy nhiên, mức công suất nhiễu trung bình có thể xác
định được.
Lưu ý: Nhiễu do nhiều nguồn tác động bằng tổng nhiễu đến từ các nguồn độc lập.
II. Nhiễu- Noise:
Nhiễu được xác định bằng tỉ số tín hiệu trên tạp âm( Carrier-to-noise:C/N) với công
thức như sau:
C/N (dB) = 10log (
n
c
);
Trong đó: c và n là giá trị công suất vô hướng cùa sóng mang hình ảnh và nhiễu.
1. Nhiễu trong mạng đồng trục:
a. Nhiễu nền:
Do sự chuyển động tự do của các điện tích trong các chất dẫn điện, hệ thống mạng
sinh nhiễu. Nhiễu này phát sinh do nhiệt, luôn tồn tại trong hệ thống mạng, được đo trong
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
23
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
băng thông của kênh và gọi là nhiễu nền (noise floor). Nhiễu nền trong mạng truyền hình
cáp hệ PAL có giá trị:
N

P
= -58,2 dBmV
b. C/N qua một khuếch đại:
Khuếch đại sinh ra nhiễu tại mọi điểm trên mạch điện của nó, tuy nhiên, để thuận lợi,
nhiễu do khuếch đại sinh ra được coi như từ một nguồn gây ra và đặt ở đầu vào khuếch đại.
Tỉ số công suất nhiễu tại đầu vào trên công suất nhiễu nhiệt được gọi là chỉ số nhiễu (noise
figure) của khuếch đại. Do vậy, một khuếch đại có chỉ số nhiễu (noise figure) F
A
(dB) sẽ có
công suất nhiễu đầu vào N
A
bằng:
N
A
(dBmV) = N
P
(dBmV) + F
A
(dB)
Nhiễu tại đầu ra khuếch đại (N
out
) sẽ bằng nhiễu tại đầu vào tăng thêm G(dB)
N
out
(dBmV) = N
P
+ F
A
+ G
Tương tự, mức tín hiệu vào C

i
sẽ được khuếch đại G lần, do vậy, mức tín hiệu mang
thông tin đầu ra C
out
bằng:
C
out
= C
i
(dBmV) + G (dB)
Do đó, tỉ số tín hiệu trên tạp âm khi tín hiệu đi qua một khuếch đại sẽ là:
C/N (dB) = C
out
- N
out
= (C
i
+ G) – (N
P
+ F
A
+ G)
= C
i
– N
p
– F
A
Trong mạng truyền hình cáp hệ PAL, C/N được đo trong băng thông 5MHz của 1
kênh, vì vậy, C/N qua một khuếch đại được tính như sau:

C/N (dB) = C
i
(dBmV) + 58.2 – F
A
(dB)
Chú ý: Trong hệ thống ghép kênh theo tần số (FDM), C/N được đánh giá theo mỗi
kênh độc lập và là mức tín hiệu sóng mang từng kênh so sánh với nhiễu trong băng thông
kênh đó. Vì vậy, C/N của từng kênh sẽ khác nhau do mức tín hiệu các sóng mang trong
băng thông khác nhau.
c. C/N qua các tầng khuếch đại:
Trong thiết kế mạng cáp phân phối đồng trục, việc tính C/N qua các tầng khuếch đại
là rất cần thiết, công thức tổng quát tính C/N của nhánh có n tầng khuếch đại như sau:
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
24
Cẩm nang kỹ thuật cơ bản truyền hình cáp
CNR (dB) = -10log








+++
−
−−
101010
10 1010
21

n
CNR
CNRCNR
Đây là công thức tổng quát khi tính C/N trong một nhánh bao gồm các khuếch đại có
chỉ số nhiễu (F
A
) khác nhau, mức khuếch đại khác nhau.
Nếu nhánh gồm những khuếch đại giống nhau( có chỉ số nhiễu giống nhau), suy hao
qua đoạn cáp nối giữa hai khuếch đại bằng mức khuếch đại (gain) của khuếch đại trước thì
công thức tổng quát sẽ được giản hóa như sau:
CNR
d
(dB) = C/N
A
– 10log n
Trong đó:
C/N
A
= C/N qua một khuếch đại = C
i
(dBmV) + 58.2 – F
A
(dB)
n = Số khuếch đại giống nhau được lắp cách nhau một khoảng cáp có suy hao bằng
mức khuếch đại (gain) của các khuếch đại.
Có thể thấy rằng khi số lượng khuếch đại tăng gấp 2 thì CNR giảm đi 3dB
Số lượng khuếch đại trên nhánh CNR giảm (dB)
2 3
4 6
8 9

16 12
Công thức trên rất tiện dụng và được chỉ được dùng khi:
- Các khuếch đại trong chuỗi có chỉ số nhiễu (noise figure) giống nhau, suy hao qua
đoạn cáp giữa hai khuếch đại trong chuỗi bằng mức khuếch đại (gain) của khuếch đại
trước.
- Mức gain của mỗi khuếch đại phải đủ lớn (nhỏ nhất là 20dB)
- Đầu vào khuếch đại chỉ bao gồm nhiễu nhiệt.
Như vậy, khi thiết kế luôn cần quan tâm đến 3 thông số sau để đảm bảo mức C/N yêu
cầu tại điểm cuối thuê bao: Chỉ số nhiễu của từng khuếch đại, mức tín hiệu vào từng
khuếch đại và số lượng khuếch đại trong nhánh.
2. Nhiễu trong mạng quang:
Tỉ số tín hiệu/nhiễu trong mạng quang được xác định bằng công thức dưới đây:
Tổ Kỹ thuật và Giải pháp mạng
25