Tải bản đầy đủ (.pdf) (88 trang)

Công nghệ cân bằng tải và ứng dụng trong truyền hình lưu động độ nét cao

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.15 MB, 88 trang )

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những nội dung trong luận văn này là do tôi tự nghiên cứu
và thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. TS. Phạm Văn Bình
Học viên

Vũ Huy Hoàng


MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................
DANH SÁCH HÌNH VẼ ............................................................................................
DANH SÁCH BẢNG BIỂU .......................................................................................
DANH SÁCH VIẾT TẮT ..........................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU........................................................................................................... 1
1. Truyền hình lƣu động .......................................................................................... 2
1.1 Giới thiệu chung về truyền hình lưu động: ....................................................... 2
1.2 Truyền hình số độ nét (độ phân giải) cao – HDTV .......................................... 2
1.2.1 Số hóa xu hướng tất yếu của nghành truyền hình ...................................... 2
1.2.2 C c ưu đi m của HDTV. ............................................................................ 3
1.2.3 C c tiêu chu n của HDTV .......................................................................... 4
1.3

Các phương ph p truyền thống của truyền hình lưu động: ........................ 11

1.3.1

Sử dụng xe màu .................................................................................... 11

1.3.2

Sử dụng xe vệ tinh:............................................................................... 16



Kết luận chƣơng : ................................................................................................... 22
CHƢƠNG II. CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG TẢI DẠNG BONDING ................ 24
2.1 Giới thiệu cấu trúc mạng OSI ......................................................................... 24
2.1.1 Mô hình OSI ............................................................................................. 24
2.1.2 Mô hình OSI với hệ thống cân bằng tải .................................................... 25
2.2 Công nghệ cân bằng tải (Server Load Balancing – SLB) ............................... 26
2.2.1 Hoạt động của hệ thống cân bằng tải server ............................................. 26
2.2.2 Kiến trúc hệ thống cân bằng tải Load Balancing...................................... 28
2.2.4 Hạn chế của công nghệ cân bằng tải Load Balancing: ............................. 31
2.3 Công nghệ cân bằng tải dạng Bonding ........................................................... 31
2.3.1 Thế nào là Công nghệ cân bằng tải dạng Bonding ................................... 31
2.3.2 So s nh giữa Công nghệ cân bằng tải Load Balancing và Công nghệ cân
bằng tải dạng Bonding (7) ................................................................................. 32
2.3.3 C c trường hợp của công nghệ cân bằng tải Bonding: ............................ 33
2.4 Công nghệ cân bằng tải dạng Bonding ........................................................... 35


2.4.1 Giới thiệu chung ....................................................................................... 35
2.4.2 Nguyên lý.................................................................................................. 35
2.4.3 Giao thức TCP/IP: .................................................................................... 36
2.4.4 Socket........................................................................................................ 42
2.4.5 Tiêu chu n nén hình ảnh được p dụng cho Công nghệ cân bằng tải ghép
kênh 3G: Tiêu chu n nén ảnh H264/MPEG-4 AVC ......................................... 50
CHƢƠNG 3: ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG TẢI 3G BONDING
TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH LƢU ĐỘNG ĐỘ NÉT CAO .............. 57
3.1

Sự cần thiết của việc p dụng Công nghệ cân bằng tải ghép kênh 3G: ...... 57


3.1.1 Đặt vấn đề ................................................................................................. 57
3.1.2 Ưu đi m của công nghệ cân bằng tải ghép kênh 3G Bonding khi p dụng
cho truyền hình lưu động: ..................................................................................... 59
3.2 Hệ thống truyền hình lưu động sử dụng mạng 3G của hãng LiveU (Israel) .. 61
3.2.1 Giới thiệu về hệ thống: ............................................................................. 61
3.2.2Thiết bị ph t: .............................................................................................. 61
3.2.3 Hệ thống server thu:.................................................................................. 73
3.4 Hạn chế của hệ thống: ..................................................................................... 77
3.5 Hướng ph t tri n mở rộng của hệ thống: ........................................................ 78
3.6 C c hình ảnh thực tiễn p dụng công nghệ 3G Bonding tại Việt Nam ........... 78
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 81


DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1.1: So s nh độ phân giải của HDTV và SDTV ................................................ 3
Hình 1.2: Chế độ quét xen k ..................................................................................... 4
Hình 1.3 : Hệ thống âm thanh số Dolby Digital ......................................................... 6
Hình 1.4 Âm thanh hình ảnh được kết hợp lại từ c c AVO ....................................... 8
Hình 1.5: Phân phối c c dòng dữ liệu từ phía ph t đến phía thu ............................... 9
Hình 1.6: So s nh chu n nén sử dụng trong SDTV và HDTV ................................ 11
Hình 1.7 Một mẫu xe truyền hình lưu động ............................................................. 12
Hình 1.8 Không gian làm việc trong xe TH lưu động .............................................. 13
Hình 1.9 Bàn Mix trộn hình ..................................................................................... 13
Hình 1.10 Bàn Mix trộn Âm thanh ........................................................................... 14
Hình 1.11. Camera .................................................................................................... 15
Hình 1.12. Màn hình Monitor Control ..................................................................... 15
Hình 1.13. Đầu ph t tín hiệu .................................................................................... 16
Hình 1.14 : Sơ đồ khối m y ph t vệ tinh băng C xe lưu động ................................. 18

Hình 1.15. Bộ mã hóa tín hiệu HD ........................................................................... 19
Hình 1.16. Bộ điều chế tín hiệu DVB-S2 ................................................................. 19
Hình 1.17 Vị trí của bộ đổi tần lên trong hệ thống ................................................... 20
Hình 1.18 Nguyên lý chung của bộ Upconverter (đổi tần kép) ............................... 20
Hình 2.1: Mô hình 7 tầng OSI .................................................................................. 26
Hình 2.2: Hệ thống SLB đơn giản ............................................................................ 27
Hình 2.3: Hành trình của một gói dữ liệu ................................................................. 29
Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống cân bằng tải dạng Bonding. .... 36
Hình 2.5 Mô hình Socket.......................................................................................... 43
Hình 2.6 - Cổng trong Socket ................................................................................... 44
Hình 2.7-Clients gửi yêu cầu đến server .................................................................. 49
Hình 2.8- Server chấp nhận yêu cầu và tạo một socket đ phục vụ clients ............. 49
Hình 2.9: Mối tương quan giữa nén MPEG2, MPEG4 và MPEG4/AVC ............... 55


Bảng 2.1: So s nh tốc độ bít của chu n MPEG2 và MPEG4/AVC ......................... 56
Hình 3.1 Cấu trúc giải ph p ...................................................................................... 61
Hình 3.2: Thiết bị ph t trong hệ thống Ghép kênh 3G Bonding .............................. 61
Hình 3.3 Kết nối camera và thiết bị ph t .................................................................. 67
Hình 3.4 Kết nối thiết bị ph t với m y chủ (server) ................................................. 67
Hình 3.5 C c thông số profile................................................................................... 68
Hình 3.7 Giao diện phần mềm .................................................................................. 75
Hình 3.8 Cài đặt IP, port ........................................................................................... 75
Hình 3.9 Qu trình thu nhận tín hiệu ........................................................................ 76


DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: So s nh tốc độ bít của chu n MPEG2 và MPEG4/AVC ......................... 56



DANH SÁCH VIẾT TẮT

LFE

Low-Frequency Effects

Một kênh âm thanh trầm

AVO

Audio Visual Object

Đối tượng nghe nhìn

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

SLB

Server Load Balancing

Cân bằng tải server

NAT

Network Address Translation


Qu trình chuy n đổi địa chỉ mạng

JMB

Joint Multi-user Beamforming

APs

Access Points

VRRP

Virtual

Router

Đi m truy cập mạng
Redundancy Giao thức dư thừa Router ảo

Protocol
Giao thức điều khi n truyền vận

TCP

Transmission Control Protocol

UDP

User Datagram Protocol


MTU

Max Tranmission Unit

Đơn vị truyền dẫn tối đa

RTT

Round-Trip Time

thời gian trễ trọn vòng

ISN

Initial Sequence Number

Số thứ tự gói ban đầu

MMS

Multimedia Messaging Service

Dịch vụ nhắn tin đa phương tiện

NAL

Network Abstraction Layer

lớp mạng trừu tượng



LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay truyền hình đã trở thành món ăn không th thiếu trong đời sống giải trí
của mỗi gia đình. Sóng truyền hình có mặt ở khắp nơi và tần xuất của nó không còn
bị giới hạn bởi không gian và thời gian nữa, cùng với sự ph t tri n của công nghệ
nghe nhìn, truyền hình cũng có những bước tiến vĩ đại, từ kỹ thuật Analog đã vươn
tới kỹ thuật Digital, Cable và hệ thống truyền hình vệ tinh cũng bắt đầu xuất hiện
ngày càng nhiều. Ngoài việc cải thiện đ ng k về chất lượng âm thanh và hình ảnh,
tư duy sản xuất c c chương trình cũng có những bước thay đổi đ ng k . Từ việc
ph t sóng những chương trình được ghi hình từ trước (offline) dần dần truyền hình
đã xuất hiện những nội dung được ph t sóng trực tiếp, ý nghĩa của việc ph t sóng
trực tiếp là truy n tải đến kh n giả nội dung của một sự kiện đang diễn ra tại một
nơi nào đó, nhằm giúp cho kh n giả có cơ hội tiếp cận thông tin đầy đủ nhất từ sự
kiện đó nhanh chóng và chính x c.
Chính từ ý tưởng, nhu cầu trên nên việc xây dựng một hệ thống, giải ph p truyền
hình lưu động độ nét cao, tri n khai dễ dàng thuận tiện, có th thực hiện c c bản tin
tại bất cứ nơi đâu, bất cứ thời gian nào là thực sự cấp thiết.
Nội dung của luận văn chủ yếu xin được giới thiệu về công nghệ cân bằng tải
Bonding được p dụng trong hệ thống truyền hình lưu động hiện nay của Trung tâm
Phát thanh – Điện ảnh – Truyền hình Công An Nhân Dân. Hệ thống có th đ p ứng
thực hiện c c bản „tin nóng‟ (Breaking News) tại bất cứ đâu, có th là c c vùng sâu
vùng xa ; hay bất cứ khi nào, trong c c điều kiện thời tiết bất lợi (bão gió, lũ lụt…).
Từ đó sản xuất c c chương trình đa dạng về nội dung, phục vụ kh n giả cả nước c c
bản tin trực tiếp nóng hổi, nhanh chóng và chân thực nhất.

1


CHƢƠNG 1: TRUYỀN HÌNH LƢU ĐỘNG ĐỘ PHÂN GIẢI CAO
1. Truyền hình lƣu động

1.1 Giới thiệu chung về truyền hình lƣu động:
Các đài truyền hình hiện nay cùng với sự ph t tri n của công nghệ đều cố gắng
mang tới kh n giả c c chương trình đặc sắc, hấp dẫn nhẫn. Trong đó tỷ lệ c c bản
tin, chương trình trực tiếp đang ngày càng nhiều hơn. Những chương trình truyền
hình trực tiếp này đòi hỏi sự đầu tư công phu, kĩ lưỡng hơn c c chương trình ghi
hình trước rất nhiều.
Chính ý tưởng tăng cao tỷ lệ c c chương trình trực tiếp đã mang đến cho kh n giả
một cảm gi c tươi mới, giàu tính tương t c..Nhưng đ có được những hình ảnh ghi
hình trực tiếp đó, những người làm truyền hình phải nỗ lực rất nhiều, trong đó điều
đ ng k nhất chính là sự đầu tư về hạ tầng kỹ thuật, thiết bị và đào tạo nhân lực.
Truyền hình lưu động tại c c đài truyền hình tại Việt Nam đa phần đều sử dụng
xe màu hay xe vệ tinh đ truyền hình ảnh, tín hiệu từ hiện trường về trường quay, từ
đó đưa lên sóng ph t trên kênh. Đây là c c giải ph p cơ bản, truyền thống của một
hệ thống truyền hình lưu động. Ở phần dưới của chương 1, t c giả s trình bày kĩ
càng hơn về hai hệ thống truyền thống này.
1.2 Truyền hình số độ nét (độ phân giải) cao – HDTV
1.2.1 Số hóa xu hướng tất yếu của nghành truyền hình
Trong tương lai, việc chuy n đổi hoàn toàn sang truyền hình kỹ thuật số là xu
hướng tất yếu của truyền hình Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung. Tính đến
thời đi m hiện tại, đã có trên 30 quốc gia hoàn tất qu trình chuy n đổi từ truyền
hình analog sang truyền hình số (Úc, Bỉ, Đan Mạch, Đức, Thụy Đi n, Anh, Nhật
Bản…). Còn lại đa phần c c nước kh c đều đang trong qu trình chuy n đổi.
Quá trình chuy n đổi sang truyền hình số được đ nh gi là rất phức tạp bởi nó
yêu cầu phải thay đổi toàn bộ nền tảng cơ sở hạ tầng và thiết bị truyền hình. Đối với
người dùng, sự chuy n đổi là phải đầu tư một chiếc TV số hay một bộ giải mã tín
hiệu truyền hình số. Đài truyền hình thì phải thay thế công nghệ ph t sóng, thiết bị
truyền dẫn tín hiệu, sản xuất nội dung chương trình …
Quy mô chuy n đổi có sự kh c nhau giữa c c quốc gia. Có những quốc gia chỉ

2



tiến hành chuy n đổi trên quy mô nhỏ với c c đài truyền hình nhỏ. Nhưng cũng có
quốc gia đặt mục tiêu tiến hành chuy n đổi trên quy mô toàn quốc.
Ngoài ra còn có một số quốc gia thực hiện chuy n đổi từng bước, cho phép sự
tồn tại song song cùng một lúc của cả truyền hình analog và truyền hình số. Tương
lai khi mà truyền hình số ngày càng trở nên phổ biến hơn thì chắc chắn khi đó c c
dịch vụ truyền hình analog s bị “khai tử”.
Luxembourg là quốc gia đầu tiên trên thế giới hoàn tất thành công qu trình
chuy n đổi thành công từ truyền hình analog sang truyền hình số. Ngày 01/09/2006
là ngày đ nh dấu kỷ nguyên truyền hình số ở quốc gia. Tiếp theo đó là Hà Lan,
Phần Lan, Thuỵ Đi n, Thuỵ Sỹ, Đức.
Số nước đã chuy n đổi thành công sang truyền hình kỹ thuật số còn ít nhưng
danh s ch c c nước công bố lộ trình chuy n đổi trong thời gian tới ngày càng nhiều.
Việt Nam đặt mục tiêu s chuy n đồng bộ sang truyền hình kỹ thuật số vào năm
2020.
1.2.2

c ưu i m của

.

- Khuôn hình rộng hơn, hình ảnh có độ sắc nét, r dàng gấp mười lần hệ thống truyền hình số tiêu chu n SDTV.
- Âm thanh với chất luợng cao.
- Băng thông sử dụng hẹp.
- Khả năng chống xuyên nhiễu tốt, bỏ qua một số hiện tượng như bóng hình
(ghosting), hoặc muỗi (snow).
- Chất lượng âm thanh tuyệt hảo với hệ thống âm thanh vòng đa kênh.
HDTV


So s nh hình ảnh của HDTV và SDTV:

SDTV

Hình 1.1: So sánh độ phân giải của HDTV và SDTV

3


Truyền hình SDTV ở Việt Nam hiện nay có độ phân giải hình ảnh là CIF(352 x
288), 480p(720 x480) trong khi đó, truyền hình HDTV có độ phân giải hơn h n
tương đương 9CIF, 720p(1280 x 720), 1080i/p(1920 x 1080). Tỷ lệ khung hình
SDTV là 4:3 trong khi HDTV là 16:9. Xử lý hình động của SDTV là 15 frames
(khung hình)/giây trong khi HDTV là 25-30 frames/giây. Audio(tiếng) của tín hiệu
SDTV chỉ là stereo(2.1) trong khi tiếng của HDTV ít nhất phải là 5.1 trở lên. Chính
vì những ưu đi m như vậy mà tín hiệu HDTV có chất lượng hình ảnh thật hơn, sắc
nét hơn và đỡ mỏi mắt hơn cho người xem, chất lượng âm thanh tuyệt hảo với hệ
thống âm thanh vòng đa kênh.
1.2.3

c ti u chu n của

1.2.3.1 Tiêu chuẩn video:
Có ba kh i niệm chủ yếu được hi u khi so s nh c c tiêu chu n video kh c nhau :
- Độ phân giải : Số thành phần ảnh riêng biệt tạo nên hình ảnh của tivi. Độ phân
giải cao, thêm c c chi tiết ảnh làm cho hình ảnh s sắc nét khi xuất hiện. Độ phân
giải được cấu thành bởi hai yếu tố :
• Dòng quét (lines) : số đuờng quét dòng từ tr i qua phải màn hình hiện thị.
• Đi m ảnh (Pixels): số đi m ảnh hiện thị trên màn hình
- Hình thức quét dòng: Có hai hình thức quét dòng được sử dụng :

• Quét xen k (Interlaced scan) : Hình ảnh hoàn chỉnh được tạo ra bởi hai mành
(Field): mành chẵn và mành lẻ. Mành ch n bao gồm phần hình ảnh được quét bởi
c c dòng chẵn. Mành lẻ là phần hình ảnh được quét bởi c c dòng lẻ.
• Quét liên tục (Progressive scan) : Đó là hệ thống tạo hình ảnh bằng c c dòng
quét liên tục từ trên xuống dưới.

Hình 1.2: Chế độ quét xen
4


- Tỷ lệ khuôn hình: Khuôn dạng xuất hiện của hình ảnh. Tỷ lệ khuôn hình là
tương quan về kích thước ảnh theo chiều ngang và chiều dọc của hình ảnh.
- Tiêu chu n video của HDTV: Có hai hệ thống tiêu chu n ph t sóng được sử
dụng đ xây dựng hệ thống HDTV. Bao gồm:
- 720p : Là hệ thống với 720 dòng quét, sử dụng chế độ quét liên tục với tỷ lệ
khuôn hình là 16: 9 cho hệ PAL và NTSC. Hệ thống PAL và NTSC truyền thống có
số dòng quét là 480 tỷ lệ khuôn hình sử dụng là 4:3.
- 1080i : Sử dụng chế độ quét xen k với 1080 dòng quét và tỷ lệ khuôn hình
16:9
Trong thực tế có một tiêu chu n với độ phân giải cao hơn được sử trong hệ thông
tiêu chu n ATSC là 1080p. Tuy nhiên chỉ một vài m y chiếu (40000$ price)
có.thống HDTV thực thụ chỉ có hai hệ thống tiêu chu n chính là 720p và 1080i.
1.2.3.2 Tiêu chuẩn audio:
Trong hệ thống HDTV có sự cải tiến lớn về âm thanh. Bởi vì HDTV sử dụng hệ
thống âm thanh vòng Dolby Digital AC-3. C c hệ thống truyền hình quảng b
truyền thống như PAL, SECAM, NTSC chỉ hỗ trợ hệ thống âm thanh stereo với hai
kênh âm thanh.
Dolby Digital, là hệ thống hỗ trợ (được gọi là 5.1) s u kênh âm thanh kh c nhau
cho nguời nghe cảm gi c được không gian về hình ảnh. S u kênh âm thanh bao gồm :
- Một kênh âm thanh trung tâm mang c c đối thoại của nhân vật trên màn hình

của bạn.
- Hai kênh âm thanh stereo chính nằm phía trước .
- Hai kênh âm thành vòm (surround) cung cấp một cảm gi c về không gian 3D.
- Một kênh âm thanh trầm LEF (A Low-Frequency Effects) hỗ trợ c c âm thanh
ở tần số thấp (deep bass sounds).

5


Hình 1.3: Hệ thống âm thanh số Dolby Digital (5.1)
Hình 1.3 : Hệ thống âm thanh số Dolby Digital
1.2.3.3 Nén MPEG4
1.2.3.3.1 Tổng quan về MPEG4
MPEG 2 có khả năng nén SDTV ở tốc độ từ 3-15Mbps, nhưng hiện nay gần như
không có c ch nào đ cải thiện hơn nữa hiệu quả nén của MPEG 2. Với nguồn tín
hiệu có dung lượng lớn như HDTV, khả năng nén của MPEG 2 không cho kết quả
như mong muốn.
MPEG 4 được bắt đầu nghiên cứu từ năm 1993, đến năm 1998 thì hoàn thành và
được ISO công nhận là chu n quốc tế vài th ng sau đó.
MPEG 4 version 1 được hoàn thành vào năm 1998, version 2 ra đời vào năm
1999. sau 2 version chính đó, rất nhiều công cụ được thêm vào cho c c bản sửa đổi
tiếp theo, đến mức không th phân biệt được c c version. Tuy nhiên việc phân biệt
c c version không quan trọng, điều cần thiết là phải phân biệt được c c profile. C c
công cụ và profile hiện tại trong tất cả c c version không được thay thế trong

6


version tiếp theo. Tất cả c c công nghệ mới luôn luôn được thêm vào MPEG 4 dưới
dạng một profile mới.

MPEG 4 có 6 đặc chưng cơ bản :


Mã hoá các đối tƣợng nghe nhìn

Nếu như MPEG 2 mã ho thực hiện với dòng video bao gồm cả âm thanh, hình
ảnh, c c dữ liệu phụ như Text, văn bản đồ hoạ…thì MPEG 4 lại phân t ch từng
thành phần trong luồng dữ liệu số. Việc mã ho của MPEG 4 được thực hiện trên cơ
sở c c cảnh âm thanh hình ảnh (audiovisual scenes) được kết hợp từ c c đối tượng
nghe nhìn (media objects hay audiovisual object - AVO). MPEG 4 cho phép mỗi
loại đối tượng này được mã ho theo c ch riêng đ tối ưu ho đặc đi m tự nhiên của
chúng, và cho phép chúng được truyền đi đến người dùng như c c dòng căn bản.


Kết hợp các AVO

Hình v sau s giải thích c ch 1 cảnh âm thanh hình ảnh được kết hợp lại từ c c
AVO. Trong đó c c AVO như là c c chiếc l trong cây mô tả và c c AVO kết hợp
s là c c cành cây. Ví dụ đối tượng hình ảnh là hình người đang nói, đối tượng âm
thanh tương ứng s được ghép với đối tượng hình ảnh đ hình thành 1 AVO mới
bao gồm cả âm thanh và hình ảnh của người đang nói.
MPEG 4 cũng cung cấp một c ch chu n ho đ mô tả 1 cảnh âm thanh hình ảnh:
Đặt c c AVO tại bất cứ chỗ nào trong hệ toạ độ đã cho.
Thực hiện phép biến đổi đ chuy n định dạng hình học hoặc âm thanh của AVO
Nhóm c c AVO nguyên bản đ hình thành Avo tổng hợp.
Gắn c c dòng số liệu vào c c AVO đ thay đổi c c thuộc tính của chúng (ví dụ
như âm thanh, chuy n động của một đối tượng, c c thông số làm sinh động 1 hình
ảnh mặt người)
Thay đổi một c ch tương t c đi m nghe nhìn của người xem tại bất cứ nơi đâu trong
cảnh.


7


Hình 1.4 Âm thanh hình ảnh đƣợc ết hợp lại từ các AVO


Mô tả và đồng bộ dòng dữ liệu cho các AVO

C c AVO có th cần tới c c dòng dữ liệu được chia thành c c dòng cơ bản
(Elemetary Stream). Một bộ mô tả đối tượng s nhận dạng tất cả c c dòng dữ liệu
được ghép với 1 AVO. Điều này cho phép kết hợp c c dữ liệu được mã ho phân
cấp như là một liên kết siêu thông tin về nội dung (được gọi là “ Thông tin nội dung
đối tượng”)
Phân phối dòng dữ liệu
Việc phân phối c c dòng dữ liệu thông tin từ phía ph t đến phía thu, khai th c
c c chất lượng dịch vụ (Quality of Service – QoS) sẵn có của mạng, được mô tả
theo c c lớp đồng bộ và phân phối bao gồm ghép kênh 2 lớp như hình v :

8


Hình 1.5: Phân phối các dòng dữ liệu từ phía phát đến phía thu
 Tƣơng tác với các AVO
Nói chung người sử dụng phải đối diện với mức độ cho phép của bản quyền t c
giả. Tuy nhiên người sử dụng hoàn toàn có th tương t c với c c cảnh âm thanh
hình ảnh:
-

Thay đổi đi m nghe nhìn của cảnh, ví dụ có th chuy n bỏ qua cảnh đó.


-

Kéo c c đối tượng của cảnh đó sang vị trí kh c.

-

Khởi sự một chuỗi sự kiện bằng c ch kích vào 1 đối tượng lựa chọn, ví dụ

như bắt đầu hay kết thúc một dòng video.
-

Lựa chọn ngôn ngữ theo ý muốn.



Quản lý và nhận dạng sở hữu trí tuệ

Với MPEG 4, mã ho theo c c đối tượng, một điều rất quan trọng là có khả năng
nhận dạng c c quyền sở hữu trí tuệ. MPEG 4 đã phải làm việc với c c đối t c về sở
hữu trí tuệ đ định nghĩa c c cú ph p và công cụ thực hiện điều này. Hiện nay, bộ
đầy đủ c c điều kiện cho việc nhận dạng quyền sở hữu trí tuệ có th tìm thấy trong
phần „Management and Protection of Intellectual Property „ của MPEG 4.


MPEG 4 Profile

MPEG 4 cung cấp bộ profile rất rộng cho việc mã ho c c AVO. Nhằm tăng hiệu

9



quả cho việc thực hiện chu n, MPEG 4 chia ra thành c c bộ profile riêng sử dụng
cho c c ứng dụng tương ứng.
Visual Profile
Aural Profile
Graphics Profile
Scene Graph Profile
MPEG-J Profile
Object Descritor Profile
Áp dụng MPEG4 cho truyền hình HDTV
Hiện nay, ngoại trừ một số kênh truyền hình đang sử dụng nén MPEG 2, đa phần
c c nước đều đã sử dụng nén MPEG 4 cho HDTV, và c c nhà cung cấp dịch vụ đều
đã lên kế hoạch chuy n sang MPEG 4.
Như đã trình bầy ở trên, nén MPEG 4 Visual có cấu trúc tương thích với MPEG
2, tuy nhiên MPEG 4/H.264 có một số đi m kh c biệt không tương thích với 2
chu n trên, vì vậy khi tri n khai MPEG 4, s phải thiết lập bộ mã ho và giải mã
mới.
C c hình sau đây s cho c i nhìn cụ th về sự ph t tri n của phương ph p nén:

10


Hình 1.6: So sánh chuẩn nén sử dụng trong SDTV và HDTV
Từ so s nh trên thì nén HDTV hiện tại được sử dụng là chu n nén MPEG4 đ
giảm băng thông và tăng số lượng kênh truyền.
Trên đây là một số tiêu chu n quan trọng của một hệ thống truyền hình độ nét
cao (HDTV). Với c c tiêu chu n này, vấn đề cấp thiết nhất là tạo ra một đường
truyền ổn định về băng thông, có th đ p ứng được c c tiêu chu n về băng thông
của truyền hình độ nét cao.

1.3 Các phƣơng pháp truyền thống của truyền hình lƣu động:
1.3.1 Sử dụng xe màu
Xe màu là một loại xe được thiết kế đặc biệt, trông bề ngoài của nó giống như
một chiếc xe tải, trong thùng xe được gắn c c thiết bị kỹ thuật, như thiết bị ph t
sóng, ghi hình. Nó đóng vài trò như một trường quay di động, chuyên dùng đ xử lý
tín hiệu âm thanh và hình ảnh cho một buổi ghi hình và ph t sóng trực tiếp đến kh n
giả.Tín hiệu từ xe màu s được truyền về phòng Tổng khống chế ph t sóng của c c
đài truyền hình, và từ đó s được lên sóng truyền hình, chuy n tải hình ảnh, nội
dung chương trình tới khắp kh n giả toàn quốc.
Hiện nay có c c đơn vị có cho thuê c c đường truyền quang, kết nối khắp c c
tỉnh thành trên toàn quốc nên việc truyền hình ảnh từ xe màu về tổng khống chế
cũng không qu phức tạp. Tuy nhiên gi thành đ thuê một tuyến quang như vậy

11


phục vụ cho một chương trình cũng không phải là rẻ.

Hình 1.7 Một mẫu xe truyền hình lƣu động
Xe màu đƣợc xử dụng trong trƣờng hợp nào?
Trước đây xe màu chỉ được sử dụng trong những sự kiện quan trọng của quốc
gia, hoặc c c chương trình văn hóa lớn. Nhưng với sự ph t tri n như vũ bão của
công nghệ, ngày nay xe màu xuất hiện rất nhiều trong c c chương trình ghi hình
kh c nhau, có th đó là một chương trình Games Show, một chương trình văn hóa
giải trí hay một Show truyền hình thực tế. Xe màu thường được sử dụng trong c c
sự kiện diễn ra qu xa c c trung tâm sản xuất của đài truyền hình.
Cấu tạo của xe màu bao gồm những gì?
Thùng xe được thiết kế rất khoa học, tạo điều kiện thuận lợi cho ekip ghi hình
làm việc, như đạo diễn c c kỹ thuật viên xử lý hình ảnh. Xe màu còn được trang bị
c c thiết bị kỹ thuật hiện đại, như thiết bị ki m so t Âm thanh, Hình ảnh, thiết bị

ph t điện dự phòng… Bây giờ chúng ta cùng nhau đi tìm hi u về những thiết bị đặc
biệt này.

12


Hình 1.8 Không gian làm việc trong xe TH lƣu động
Mix Control
Đây là tr i tim của xe màu, thiệt bị này được gọi là bản Mix trộn hình, nơi xử
lý tất c c tín hiệu Camera được truyền tải từ hiện trường, người đạo diễn s
dựa trên kinh nghiệp của mình, đ đưa ra những quyết định trong việc lựa
chọn góc m y đẹp nhất đ đưa hình ảnh đó lên sóng.

Hình 1.9 Bàn Mix trộn hình
Sound Control

13


Trong xe màu còn có một thiết bị ki m so t âm thanh, với lĩnh vực nghe nhìn, âm
thanh đóng một vai trò rất quan trọng, nó quyết định phần lớn sự thành công của
một chương trình. C c đường tín hiệu âm thanh được lấy từ những âm thanh được
chọn lọc trong hiện trường, có th từ m y quay hoặc từ c c thiết bị quản lý âm
thanh của sự kiện đó.

Hình 1.10 Bàn Mix trộn Âm thanh
Camera.
Một chiếc xe màu tiêu chu n thường s bao gốm 6 thiết bị ghi hình, hay nói
c ch kh c là được trang bị 6 Camera chuyên dụng, những thiết bị này được
tri n khai ghi hình và kết nối trực tiếp với bàn Mix gắn trên xe màu.


14


Hình 1.11. Camera
Monitor Control
Đây là những màn hình Tivi chuyên dụng, nó cho phép đạo diễn quan s t
hình ảnh đang diễn ra tại hiện trường thông qua c p nối với c c m y quay,
những màn hình chuyên dụng này cung cấp những hình ảnh có sắc tố màu
rất trung thực.

Hình 1.12. Màn hình Monitor Control
Đầu phát.
Đây cũng là một nhân tố quan trọng, nó là nơi truyền tải hình ảnh cuối cùng,
hay còn gọi là nơi truyền tải những hình ảnh sau khi được xử lý đến với khản
giả đang theo d i trên sóng truyền hình.

15


Hình 1.13. Đầu phát tín hiệu
Hệ thống máy phát điện
Hệ thống này ít được sử dụng, bởi xe màu thường dùng chung nguồn điện được
kết nối tại chỗ, trong 1 số trường hợp do điều kiện không đảm bảo về nguồn điện,
hệ thống này s được sử dụng đ cung cấp nguồn điện riêng cho xe màu.
Nhằm nâng cao chất lượng chương trình, xe màu được thiết kế đặc biệt và được
c ch âm tối đa vì thế mọi liên lạc và chỉ đạo giữa c c thành viên trong ekip đều
thông qua hệ thống bộ đàm chuyên dụng.
Thông thường một ekip xe màu được biên chế từ 12-15 người, bao gồm đạo diễn,
c c biên tập viên, kỹ thuật viên dựng hình và c c Cameraman. Đ có được một

chương trình ph t sóng trực tiếp hoàn hảo, đòi hỏi những người làm truyền hình
phải có một sự phối hợp rất nhịp nhàng với nhau, bởi chỉ một sơ xuất nhỏ cũng dẫn
đến những sự cố khôn lường, ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng âm thanh, hình
ảnh cũng như nội dung chương trình.
1.3.2 Sử dụng xe vệ tinh:
Truyền dẫn ph t sóng lưu động bằng xe vệ tinh rất tiện lợi, rất cơ động và hiệu quả
cao cho c c cầu truyền hình trực tiếp có nhiều đi m cầu và c c chương trình trực
tiếp. Hệ thống truyền dẫn ph t sóng lưu động bằng xe vệ tinh lưu động của trung

16


tâm kỹ thuật TDPS-Đài THVN luôn đ p ứng được c c cuộc truyền hình trực tiếp từ
mọi miền của Tổ Quốc.
Truyền dẫn ph t sóng lưu động bằng xe vệ tinh rất tiện lợi, rất cơ động và hiệu quả
cao cho c c cầu truyền hình trực tiếp có nhiều đi m cầu và c c chương trình trực
tiếp
Xe ph t vệ tinh lưu động băng C được thiết kế, lắp đặt nhập từ USA . trang thiết bị
hiện đại với m y ph t lên vệ tinh có công suất ph t tối đa được 200W , tín hiệu có
th được nén bằng MPEG 2 hoặc MPEG 4, điều chế được bằng cả 2 chu n DVB S
và DVB-S2 hệ thống được làm việc theo dự phòng 1:1 . Ăng ten 2,4 m được đặt
trên nóc xe tự động mở , gấp chảo và tự động dò tìm quả vệ tinh bằng GPS.
1.3.2.1

Mô tả hệ thống máy phát xe vệ tinh băng C:

Tín hiệu SDI-HD từ xe màu tại hiện trường đưa sang xe ph t vệ tinh băng C được
đưa tới 2 Encoder harmonic, tín hiệu s được mã hóa và nén MPEG4 /AVC H.264 .
Tín hiệu đầu ra Encoder là dòng tín hiệu ASI (Asynchronous serial interface) .Tín
hiệu ASI sau đó được đưa tới bộ modulator SM 6620 điều chế tín hiệu theo tiêu

chu n DVB-S2. tín hiệu IF 140 M từ bộ modulator được đưa tới bộ DEV lựa chọn
dây chuyền 1 hoặc 2 rồi đưa tới bộ chuy n mạch IF cung cấp tín hiệu IF đã điều chế
đến 2 bộ Upconverter đổi tần lên tần số kênh ph t sau đó đưa tới chuy n mạch cung
cấp tín hiệu RF kênh ph t tới 2 bộ SSPA SPCM 6200 R khuyếch đại công suất đưa
qua chuy n mạch chọn đường ra Anten ph t lên vệ tinh. Tại đi m thu s thu tín hiệu
từ vệ tinh ph t xuống .

17


1.3.2.2 Sơ đồ khối và nguyên lý làm việc:
Encoder 1

Mod 1

Antenna 2.4 m

Upconverter 1

HD 1 In

HPA1

S1

2 Port
FEED

Hot standby 1+1 Controler
Local motor

controller
HD 2 In

HPA2

Encoder 2

Mod 2

LNB

Upconverter 2

Spliter

To Spectrum
analyzer

IRD HD 1

Anten Controller

IRD HD 2

Hình 1.14 : Sơ đồ hối máy phát vệ tinh băng C xe lƣu động
Nguyên lý làm việc:
Nguồn tín hiệu đã chu n hóa SDI HD s được đưa vào 2 bộ Encoder HD Tín
hiệu HDTV có tốc độ từ 5,7 - 8Mbps, sau khi qua bộ encoder HD s được nén thành
1 luồng tín hiệu IP có tốc độ 30Mbit/s và được truyền trong dải tần 8 MHz . Độ nén
của mỗi kênh trong bộ encoder có th tăng giảm được tùy thuộc vào việc cài đặt của

người vận hành(đây gọi là nén động). Bộ encoder dùng chu n MPEG-4 AVC/High
Profile@Levecl 4.0 đ nén.
Đầu ra tín hiệu ASI được đưa đến bộ điều chế SM 6620 (Tandberg) điều chế tín
hiệu theo tiêu chu n DVB- S2 ở tần số trung tần IF 140 MHz
Tín hiệu IF 140 M từ bộ modulator được đưa tới bộ DEV lựa chọn dây chuyền 1
hoặc 2 rồi đưa tới bộ chuy n mạch IF cung cấp tín hiệu IF đã điều chế đến 2 bộ
Upconverter SCR600BU (Vertex) đ đổi tần lên tần số RF băng C . Sau đó đưa tới
chuy n mạch cung cấp tín hiệu RF kênh ph t tới 2 bộ HPA SSPA (Solid States
Power Amplifier) PCM 6200 (Vertex),có công suất danh định là 200W khuếch đại
lên mức công suất ph t, sau đó đưa qua chuy n mạch chọn đường ra ăng ten đưa ra
anten ph t đường kính 2,4m ph t lên vệ tinh. Tín hiệu thu về ki m tra qua LNB đ
chuy n xuống băng L sau đó đưa đến đầu thu chuyên dụng Harmonic đ đưa ra
màn hình ki m tra.
Cấu hình hệ thống là 1+1, dự phòng nóng (hot standby)

18


×