Hệ thống truyền hình trên thế giới và khả năng phát triển ở việt nam

LOGO
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.KIỀU VĨNH KHÁNH
HÀ NỘI 11/2010
HOÀNG THỌ HIẾN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN THẾ GIỚI VÀ
KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN Ở VIỆT NAM

N I DUNG CHÍNH TRONG LU N VĂNỘ Ậ
CHƯƠNG1
Hệ thống
truyền hình
hiện nay
so với
truyền hình
trước
đó
CHƯƠNG 2
Các
tiêu
chuẩn
hệ
thống
truyền
hình
trên thế
giới

CHƯƠNG 3
Thực tiễn
ứng dụng
và triển
khai các hệ
thống
truyền
hình số ở
Việt Nam
CHƯƠNG 4
Xu
hướng
phát
triển hệ
thống
truyền
hình số ở
Việt
Nam

Chương 1: HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH HIỆN NAY
SO VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRƯỚC ĐÓ
1
So sánh hệ thống truyền hình trước đó và truyền hình hiện nay
So sánh hệ thống truyền hình trước đó và truyền hình hiện nay
So sánh hệ thống truyền hình trước đó và truyền hình hiện nay
So sánh hệ thống truyền hình trước đó và truyền hình hiện nay
So sánh hệ thống truyền dẫn truyền hình số
So sánh hệ thống truyền dẫn truyền hình số
So sánh hệ thống truyền dẫn truyền hình số

So sánh hệ thống truyền dẫn truyền hình số
2

Chương 1: HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH HIỆN NAY
SO VỚI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRƯỚC ĐÓ
Hệ thống ATSC 8-VSB DVB COFDM ISDB BST-COFDM
Video
Main profile syntax of ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2 - video)
Audio
ATSC Standard A/52
(Dolby AC-3)
ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2 – layer II
audio) and Dolby AC-3
ISO/IEC 13818-7
(MPEG-2 – AAC audio)
Mã ngoài
RS (207, 187,
t = 10)
RS (204, 188, t = 8)
Xen ngoài
Xen dữ liệu với 52
đoạn
Xen dữ liệu với 12 đoạn
Mã trong
Tỷ lệ mã sửa sai
trellis 2/3
Mã cuốn: (1/2, 2/3,3/4, 5/6, 7/8 )
Xen trong
Mã xen trellis Ghép xen bit , ghép xen tần số Ghép xen bit, ghép xen tần số và xen thời gian
Ngẫu nhiên

hóa dữ liệu
16-bit PRBS
Điều chế
8-VSB và
16-VSB
Điều chế COFDM
QPSK, 16QAM và 64QAM
Điều chế phân cấp:
(16QAM và 64 QAM)
Khoảng bảo vệ: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4
2 modes: 2k và 8k FFT
Điều chế BST-COFDM với phân 13 đoạn tần số
DQPSK, QPSK, 16QAM và 64QAM
Điều chế phân cấp: Lựa chọn 3 mode điều chế khác
nhau trên mỗi đoạn
Khoảng bảo vệ: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4
3 modes: 2k, 4k và 8k FFT
So sánh hệ thống truyền hình số mặt đất
So sánh hệ thống truyền hình số mặt đất
So sánh hệ thống truyền hình số mặt đất
So sánh hệ thống truyền hình số mặt đất
3

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
Ghép kênh và Truyền tải
Ghép
kênh
Hệ thống
Phát

Truyền
tải
Mã hóa kênh
Điều chế
Video
Audio
Hệ thống Video
Nén và mã hóa
nguồn Video
Hệ thống Audio
Nén và mã hóa
nguồn Audio
Dữ liệu phụ
Dữ liệu điều khiển
1
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
2
* Giới thiệu về ISDB
Điều chế
TC- 8PSK
Sửa lỗi RS
(204,188)
Truyền hình vệ tinh
Điều chế phân

đoạn OFDM
RS (204,188) +
mã xoắn
Truyền hình mặt đất
Điều chế
64QAM
Sửa lỗi RS
(204,188)
Truyền hình cáp
MPEG-2 TS
Ghép
đa
thành
phần
Mã hóa
Video
Mã hóa
Audio
Mã hóa
Data
MPEG-2
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB
* Sơ đồ hệ thống truyền hình số theo tiêu chuẩn ISDB

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
3

Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB
Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB
* Giới thiệu chung
* Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S và DVB-S2
Mã hóa video
Mã hóa audio
Mã hóa data
Ghép
kênh
chương
trình
Ghép
kênh
truyền
tải
MÃ HÓA NGUỒN VÀ GHÉP KÊNH MPEG-2
n
1
2
Ghép
kênh và
phân tán
năng
lượng
Điều
chế
QPSK
Mã

ngoài
Ghép
xen
chập
Định
dạng
băng
tần cơ
sở
Mã
trong
RS(204,188) Mã xoắn
ĐÁP ỨNG KÊNH PHÁT VỆ TINH
+ Hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
+ Hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S2
Bộ
trượt
liên
kết
Báo hiệu băng gốc
Giao
diện
đầu vào
Đồng bộ
dòng dữ
liệu đầu
vào

Xóa gói
trống
(ACM,TS)
Mã hóa
CRC-8
Bộ
đệm
THÍCH NGHI KIỂU TRUYỀN DẪN
Giao
diện đầu
vào
Đồng bộ
dòng dữ
liệu đầu
vào
Xóa gói
trống
(ACM,TS)
Mã hóa
CRC-8
Bộ
đệm
Dòng
dữ liệu
vào đơn
chương
trình
Dòng
dữ liệu
vào đa

chương
trình
Dữ liệu
Lệnh
ACM
Bộ
đệm
Bộ xáo
trộn
BB
Mã
ngoại
BCH
Mã nội
LDPC
Tráo
trong
dòng
bit
Bộ ánh
xạ các bit
lên chòm
sao
Báo hiệu PL và
chèn pilot
Bộ xáo trộn
PL
Bộ lọc băng
gốc và điều
chế vuông

góc
THÍCH NGHI DÒNG
TRUYỀN TẢI
TỶ LỆ: 1/4,1/3, 2/5, 1/2, 3/5,
2/3, 3/4, /4/5, 5/6, 8/9, 9/10
MÃ SỬA SAI FEC
ÁNH XẠ
QPSK,
8PSK,
16APSK,
32APSK
Chèn khung PL
TẠO KHUNG PL
(PL- Physical Layer)
α=0,35;
0,25;0,20
ĐIỀU CHẾ
I
Q
RF
BBHEADER
DATAFIELD
BBFRAME
FECFRAME
PLFRAME

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
Thông số DVB-S DVB-S2
Phương pháp điều

chế
QPSK,8PSK
8PSK, 16APSK,
32APSK
Tỷ lệ mã FEC
1/2, 2/3, 3/4,
5/6, 7/8
1/4,1/3, 2/5, 1/2, 3/5,
2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9,
9/10
Mã nội
Viterbi LDPC
Mã ngoại
Reed solomon BCH
* So sánh tiêu chuẩn DVB-S và DVB-S2
+ So sánh phương pháp điều chế và mã sửa lỗi trước

Công suất phát xạ đẳng
hướng hiệu dụng
(dBW)
51 53.7
Hệ thống DVB-S DVB-S2 DVB-S DVB-S2
Mã hóa và điều chế
QPSK 2/3 QPSK 3/4 QPSK 7/8 8PSK 2/3
Tốc độ biểu tượng (Mbaud)
27,5(α= 0,35) 30,9(α= 0,0) 27,5(α= 0,35) 29,7(α= 0,25)
C/N (27,5MHz) (dB)
5,1 5,1 7,8 7,8
Tốc độ bít hữu ích (Mbit/s)
33,8 46 44,4 58,8

Số chương trình SDTV
7 MPEG-2
15 AVC
10 MPEG-2
21 AVC
10 MPEG-2
20 AVC
13 MPEG-2
26 AVC
Số chương trình HDTV
1-2 MPEG-2
3-4 AVC
2 MPEG-2
5 AVC
2 MPEG-2
5 AVC
3 MPEG-2
6 AVC
+ Ví dụ so sánh giữa DVB-S và DVB-S2 thực tế sử dụng
Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
+ Kết luận:

* Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T và DVB-T2
Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
+ Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
Ghép kênh và mã hóa
nguồn MPEG-2
Thích ứng

ghép kênh,
phân tán năng
lượng
Mã hóa
ngoài
Xen kẽ
ngoài
Mã hóa
trong
Mã Hóa
Mã Hóa
Mã Hóa
Mã Hóa
Thích ứng
ghép kênh,
phân tán năng
lượng
Mã hóa
ngoài
Xen kẽ
ngoài
Mã hóa
trong
Ghép
kênh
truyền
tải
Cài
khoảng
bảo vệ

D/A
Đầu
cuối
Chuyển
đổi
Thích
ứng
khung
OFDM
Xen
kẽ
trong
Pilot &
tín hiệu
TPS
BỘ THÍCH ỨNG KÊNH DÙNG TRẠM MẶT ĐẤT
Tới
anten

+ Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2
Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
- Mô hình hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2
SS1:
Mã hóa và
Ghép kênh
Video/audio
SS2:
Cổng kết
nối

SS3:
Điều chế
T2
SS3:
Điều chế
T2
……………
SS4:
Giải điều
chế T2
SS5:
Giải mã
MPEG
SS4:
Giải điều
chế T2
SS5:
Giải mã
MPEG
SS4:
Giải điều
chế T2
SS5:
Giải mã
MPEG
Tín
hiệu
ra
TS
T2-MI DVB-T2 TS

Kênh RF
Thu T2
Tín
hiệu
vào

+ So sánh tiêu chuẩn DVB-T và DVB-T2
FEC
DVB-T DVB-T2
Mã chập + RS
1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8
LPDC+BCH
1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6
Phương thức điều chế
QPSK, 16QAM,64QAM QPSK, 64QAM, 256QAM
Khoảng bảo vệ
1/4, 1/8, 1/16, 1/32
1/4, 19/256, 1/8, 19/128, 1/16,
1/32, 1/128
Kích thước FFT
2k, 8k 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, 32k
Pilot phân tán
8% của tổng
1%, 2%, 4%, 8%
của tổng
Pilot liên tục
2.6% của tổng 0.35% của tổng
Phương thức sóng mang
Tiêu chuẩn Mở rộng
Tốc độ bít

31.67Mbps 36.1Mbps
Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
* Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số cáp DVB-C
Băng
tần
cơ bản
và
đồng
bộ
Chuyển
đổi
đồng
bộ 1 và
ngẫu
nhiên
hóa
Bộ mã
hóa RS
(204,
188)
Xen kẽ
mã
chập
I= 12
byte
Chuyển

đổi từ
byte
sang
m-
tuple
Mã hóa
vi sai
Định
dạng
băng
tần cơ
sở
Điều
chế
QAM
và giao
diện
vật lý
Bộ tạo tín hiệu đồng bộ và
đồng hồ
Các gói ghép kênh truyền tải MPEG-2
CÁP ĐẦU CUỐI
Giao diện băng thông
cơ sở tới:
Các chương trình
MPEG-2
Các liên kết phân phối
Các bộ ghép kênh…
Data
clock

I

Q
Tới
kênh
cáp RF
BB
Giao
diện
vật lý
Giải
điều
chế
QAM
và giao
diện
vật lý
Bộ lọc
và cân
bằng
Giải mã
vi sai
Chuyển
đổi từ
ký hiệu
sang
byte
Dải xen
kẽ mã
xoắn

Giải mã
RS
Chuyển
đổi đồng
bộ1 và
loại bỏ
phân tán
năng
lượng
Khôi phục lại sóng mang
tín hiệu đồng bộ và đồng hồ
CÁP IRD
I

Q
Data
clock
Từ kênh
cáp RF

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
* Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số cáp DVB-C2
Xử lý tín
hiệu vào
Tráo bít,mã
hóa và điều
chế
Ghép các
lớp và

khung dữ
liệu
Điều chế
OFDM
TS
GSE
DVB-C2

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
* So sánh hệ thống truyền hình số cáp DVB-C và DVB-C2
Các tính năng DVB-C DVB-C2
Giao diện vào Dòng truyền tải đơn Dòng tổng hợp(GSE) và đa dòng truyền
tải
mode Điều chế và mã hóa
không đổi
Điều chế và mã hóa thích nghi (ACM).
Điều chế và mã hóa thay đổi(VCM),
Mã sửa lỗi FEC Reed Solomon (RS) LDPC + BCH
Pilots Không áp dụng Pilot liên tục và phân tán
Khoảng bảo vệ Không áp dụng 1/64 hoặc 1/128
Điều chế Đơn sóng mang QAM COFDM
Điều chế phối
hợp
16- to 256-QAM 16- to 4096-QAM

Chương 2: CÁC TIÊU CHUẨN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH TRÊN
THẾ GiỚI
* Đánh giá hiện trạng của các hệ thồng truyền hình số trên thế giới
China

USA
Canada
Mexico
Brazin, Peru, Chile,
Argentina, Paraguay,
Venezuela, Ecuador
Việt Nam
Australia
Colombia
Uruguay
India
Singapore
Finland, Sweden,
UK, France, Spain,
Poland, Ukraina,
Lithuania, Italy,
Denmark, holand

Chương 3: THỰC TIỄN TRIỂN KHAI CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN
HÌNH SỐ Ở VIỆT NAM
* Truyền hình số mặt đất DVB-T
* Truyền hình số mặt đất DVB-T
* Truyền hình số mặt đất DVB-T
* Truyền hình số mặt đất DVB-T
+ Lý do Việt Nam chọn hệ thống truyền hình số theo tiêu chuẩn DVB
Tương thích truyền hình tương tự hệ PAL,
mạng điện lưới 50Hz,
Phù hợp với địa hình đồi núi,
Thích hợp cho việc triển khai DVB-H, SFN
Có nhiều nước sử dụng.

Thuận lợi cho trao đổi chương trình
DVB

+ Quá trình phát triển truyền hình số mặt đất ở Việt Nam
- Thử nghiệm thành công vào ngày 4/5/2005.
-
Hiện nay đã có tới 39 trạm phát sóng DVB-T
-
Số lượng chương trình chủ yếu theo chuẩn SDTV
Chương 3: THỰC TIỄN TRIỂN KHAI CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN
HÌNH SỐ Ở VIỆT NAM

* Truyền hình số cáp DVB-C
* Truyền hình số cáp DVB-C
* Truyền hình số cáp DVB-C
* Truyền hình số cáp DVB-C
* Truyền hình số vệ tinh DVB-S
* Truyền hình số vệ tinh DVB-S
* Truyền hình số vệ tinh DVB-S
* Truyền hình số vệ tinh DVB-S
Chương 3: THỰC TIỄN TRIỂN KHAI CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN
HÌNH SỐ Ở VIỆT NAM

Chương 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
SỐ Ở VIỆT NAM
* Quy hoạch truyền dẫn phát sóng đến năm 2020
* Quy hoạch truyền dẫn phát sóng đến năm 2020
* Quy hoạch truyền dẫn phát sóng đến năm 2020
* Quy hoạch truyền dẫn phát sóng đến năm 2020
-

Tiếp tục mở rộng truyền hình
số tại các vùng
nông thôn

- Khuyến khích các địa
phương đủ điều kiện
ngừng phát sóng truyền hình
Analog
-
Tiếp tục mở rộng truyền hình
số tại các vùng
nông thôn

- Khuyến khích các địa
phương đủ điều kiện
ngừng phát sóng truyền hình
Analog
2010- 2015
2010- 2015
2015- 2020
2015- 2020
-
Tăng cường xây dựng hệ
thống phát sóng
truyền hình số
tại các vùng nông thôn
Vùng sâu, vùng xa,
biên giới hải đảo

- Chấm dứt truyền dẫn

phát sóng Analog trước năm
2020
-
Tăng cường xây dựng hệ
thống phát sóng
truyền hình số
tại các vùng nông thôn
Vùng sâu, vùng xa,
biên giới hải đảo

- Chấm dứt truyền dẫn
phát sóng Analog trước năm
2020
Căn cứ quyết định số: 22 /2009/QĐ-TTg ngày 16/02/2009 của Thủ
tướng Chính phủ về quy hoạch truyền dẫn, phát sóng phát thanh-
Truyền hình đến năm 2020

* Một số phương án quy hoạch tần số khu vực đồng bằng Bắc Bộ
* Một số phương án quy hoạch tần số khu vực đồng bằng Bắc Bộ
* Một số phương án quy hoạch tần số khu vực đồng bằng Bắc Bộ
* Một số phương án quy hoạch tần số khu vực đồng bằng Bắc Bộ
Phương án quy hoạch 1
Chương 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
SỐ Ở VIỆT NAM
Phương án quy hoạch 2

* Phương án thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
* Phương án thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
* Phương án thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
* Phương án thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ

Bản đồ các tỉnh khu vực Bắc Bộ
Chương 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
SỐ Ở VIỆT NAM

Mạng SFN
20 SDTV+ 4 HDTV
Bắc Bộ
Chuẩn nén
MPEG-4
-
Tốc độ 1,7Mbit/s
cho SDTV
- Tốc độ
7,3Mbit/s cho HDTV
- Tổng 20 SDTV và 4
HDTV = 63.2Mbit/s
Mode 8K, GI = 1/4, KC=67,2Km
Sử dụng độ rộng kênh 8MHz
chọn 3 máy phát
+ Tốc độ bit /máy phát
thực tế:
=
+ Đ/C 64QAM,FEC 3/4.
Tốc độ bít /máy phát
= 22,39Mbit/s
+ Thỏa mãn yêu cầu C/N
-
Kênh Gausian là 18,0dB
-
Kênh Ricean là 18,6dB

-
Kênh Rayleigh là 21,7dB
sMbit
sMbit
/07,21
3
/2,63
=
+ Chọn thông số thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
+ Chọn thông số thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
+ Chọn thông số thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
+ Chọn thông số thết kế mạng đơn tần (SFN) cho khu vực Bắc Bộ
Chương 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
SỐ Ở VIỆT NAM

+ Mô hình truyền dẫn phát sóng mạng SFN cho khu vực Bắc Bộ
+ Mô hình truyền dẫn phát sóng mạng SFN cho khu vực Bắc Bộ
+ Mô hình truyền dẫn phát sóng mạng SFN cho khu vực Bắc Bộ
+ Mô hình truyền dẫn phát sóng mạng SFN cho khu vực Bắc Bộ
Chương 4: XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH
SỐ Ở VIỆT NAM