Các Đơn Vị Thường Dùng Trong ngành Viễn thông (dB, dBm, dBw dBd, dBi, dBc)

1. dBm, dBw

dBm là đơn vị công suất thuần túy (không so sánh). Cách tính 1dBm=10log(PmW/1mW)
Ví dụ: Công suất phát của thiết bị là 10W, biểu diễn dạng dBm là 10lg(10000/1)=40dBm.
Tương tự, dBW cũng là đơn vị công suất thuần túy, nhưng được chuyển đổi từ W sang. Vd: 1W –> 10lg(1) = 0dBW; 2W = 3dBW.
2. dBi, dBd
dBi và dBd đều là các đơn vị biểu diễn độ lợi công suất (power gain) của antenna, nhưng có tham chiếu khác nhau.
dBi so sánh power gain của antenna với antenna đẳng hướng (omni-antenna/isotropic antenna: antenna điểm có công suất phát đi các hướng bằng nhau)
dBd so sánh power gain của antenna với antenna lưỡng cực đối xứng (half-wave dipole)
0dBd = 2.15dBi
XdBd = (X + 2.15)dBi

Anten 3G (UMTS) thường có độ lợi khoảng 18dBi (dual: 2 x 18dBi)

3. dB
dB là đơn vị so sánh về độ mạnh (intensity), công suất (power).
Đối với điện áp (V), dòng (I) và trường E (điện trường, từ trường), công thức tính là 20lgX (dB)
Đối với công suất (P), độ lợi (G), công thức tính là 10lgX (dB)
Vd: Công suất A là XW tương đương X’dBm, Công suất B là YW tương đương Y’dBm. Khi đó so sánh A lớn hơn (nhỏ hơn) B bao nhiêu dB, tính bằng 10g(X/Y)dB hoặc (X’-Y’)dB.
Antenna A có độ lợi 20dBd, B là 14dBd, vậy A có độ lợi lớn hơn B 6dB
4. dBc
dBc  có phương pháp tính giống với dB và cũng là một đơn vị tương đối, có liên hệ đến một đại lượng khác. dBc thường được dùng mô tả khả năng của các RF components, vd: carrier power được mô tả bởi mức interference, coupling, scattering…
Ở đâu dùng dBc, ở đó có thể thay bằng dB. dBc ít được dùng đến.
----------------------------------
+ dB là deci Bell (với Bell là tên người do đó nó được viết hoa)
+ dB thì nó là 10lg(P₂/P₁).
+ dBm thì lúc này là 10lg(P/1mW).
mối quan hệ giữa dB và dBm là như sau:

X[dB] +Y [dB] = Z[dB]
X[dB]- Y[dB] = Z[dB]
X[dBm] + Y[dB] = Z[dBm]
X[dBm] - Y[dB] = Z[dBm]
X[dBm]- Y[dBm] = Z[dB]
X[dBm] + Y[dBm] = Z []

+ Với dBi thì i là viết tắt của từ đẳng hướng (isotropic). Nó là đơn vị của hệ số tăng ích của anten phát xạ đẳng hướng. Ngoài ra với anten phát xạ có hướng thì đơn vị của hệ số tăng ích là dBd. Và trong lúc tính toán thì dBi được coi như dB.
------------------------------------------------
Để chuyển giữa các đại lượng tính theo dB, dBm, ... bạn nên chú ý là các giá trị đó đều là giá trị so sánh theo 1 đại lượng chuẩn (reference), ví dụ dB lấy chuẩn là 1W, dBm lấy chuẩn là 1mW. Vì vậy để chuyển đổi qua lại thì cách dễ dàng nhất là chuyển về dạng tuyến tính rồi đổi ngược lại. Ví dụ 1.5dB = ? dBm. Ta chuyển 1.5dB sang W bằng 10^(1.5/10) = 1.4125W, đổi sang mW được 1412.5 mW, đổi ngược lại dBm 10*log(1412.5) = 31.5 dBm

Cách làm như vậy tuy dài nhưng không sợ sai, điều cốt yếu là bạn hiểu được những cái reference khác nhau (tuỳ mỗi lĩnh vực người ta sẽ chọn ra reference tương ứng)

Nhưng bạn cũng có thể làm cách khác nhanh hơn là dựa vào tương quan của các reference và tính chất của việc lấy logarithm, các bài toán nhân chia trong hệ tuyến tính trở thành bài toán cộng trừ trong hệ logarithm. Ví dụ A = B*1000 trong hệ tuyến tính thì trong hệ logarithm log(A) = log(B) + log(1000) nếu tính theo dB thì 10log(A) = 10log(B) + 10log(1000) = 10log(B) + 30.
Trở lại bài toán trên reference của dB là 1W, của dBm là 1mW cho ta thấy khi muốn chuyển từ dB sang dBm bạn chỉ cần cộng thêm 30.
Vì vậy khi bạn đã hiểu tương quan giữa các reference thì không cần đổi sang hệ tuyến tính nữa mà có thể trực tiếp làm trên hệ log.

1 chú ý nhỏ là dB còn được dùng để thể hiện tương quan giữa 2 đại lượng công suất A, B chứ không nhất thiết giữa A với 1. Lúc này nó chỉ thể hiện tương quan tỉ lệ chứ không có đơn vị. Ví dụ A = 4mW, B = 2mW -> ta nói công suất A gấp 2 lần B hoặc A lớn hơn B 3dB -> 3dB không có thứ nguyên.

Kết luận: chỉ cần hiểu đại lượng chuẩn là có thể đổi qua lại dễ dàng.

Bài viết này có rất nhiều trên mạng, không rõ nguồn gốc thực sự ở đâu, mình lấy nó ở trang :
http://yume.vn/mfc14082004/article/cac-don-vi-thuong-dung-trong-nganh-vien-thong-db-dbm-dbw-dbd-dbi-dbc.35CF3FD4.htm

Sau đây là một số nhận xét và bổ xung về bài viết đơn vị dB này :

• dB là một đại lượng so sánh tương đối (so sánh giữa 2 đối tượng), lý do mà mình thấy nó được sử dụng phổ biến trong viễn thông vì nó có thể mô tả các đại lượng biến thiên cực lớn (rất hay gặp trong viễn thông) thành các đại lượng gần gũi nhau hơn, dễ quan sát hơn nhiều, có thể coi nó như là một loại đại lượng nén độ biến thiên lại. Như 1 trích dẫn ở diễn đàn vntelecom
  

  - dB là giá trị tỉ lệ, nó biểu hiện sự so sánh hai giá trị với nhau xem nó tăng hay giảm bao nhiêu lần. VD: suy hao chính là sự so sánh giữa công suất phát và công suất thu xem nó giảm bao nhiêu lần. Theo mình người ta nghĩ ra các dB này vì tỉ lệ thực tế rất lớn, dẫn đến ko thể vẽ trên đồ thị được nếu dùng đơn vị công suất. Giả sử mộ hệ thống có công suất phát là 0dBm, thu là -27dBm, dễ dàng vẽ đựoc trên đồ thị, nhưng nếu quy đổi ra mW thì nó là 1mW và thu là 1/512mW.
  Nếu bạn vẽ đồ thị cái trên vẫn nhìn rõ sự biến đổi các giá trị thấp, và cả giá trị

• từ cái gốc dB, để dùng cho tiện, người ta có các đại lượng dBm, dBw ... (so sánh với 1 cái xác định - giá trị tuyệt đối : 1mW, 1W ...)
• Cái công thức chuyển dB, dBm ở trên có thể làm cách sau để dễ nhớ hơn rất nhiều :
  Coi đại lượng dBm là 1, dB là 0, dBm luôn đứng trước dB trong phép toán, ta có như sau :
  X[dB] +Y [dB] = Z[dB]         (0+0=0)
  X[dB]- Y[dB] = Z[dB]           (0-0=0)
  X[dBm] + Y[dB] = Z[dBm]   (1+0=1)
  X[dBm] - Y[dB] = Z[dBm]   (1-0=1)
  X[dBm]- Y[dBm] = Z[dB]     (1-1=0)
  X[dBm] + Y[dBm] = Z []       (1+1=2, loại)
  Bạn chỉ cần nhớ quy ước ở trên thì cách suy đơn vị chỉ còn là các phép tính cộng trừ cho trẻ con lớp 1

Read more »

Giao thức IP (Internet Protocol - Giao thức Liên mạng)

Giao thức IP (tiếng Anh: Internet Protocol - Giao thức Liên mạng) là một giao thức hướng dữ liệu được sử dụng bởi các máy chủ nguồn và đích để truyền dữ liệu trong một liên mạng chuyển mạch gói.

Dữ liệu trong một liên mạng IP được gửi theo các khối được gọi là các gói (packet hoặc datagram). Cụ thể, IP không cần thiết lập các đường truyền trước khi một máy chủ gửi các gói tin cho một máy khác mà trước đó nó chưa từng liên lạc với.

Giao thức IP cung cấp một dịch vụ gửi dữ liệu không đảm bảo (còn gọi là cố gắng cao nhất), nghĩa là nó hầu như không đảm bảo gì về gói dữ liệu. Gói dữ liệu có thể đến nơi mà không còn nguyên vẹn, nó có thể đến không theo thứ tự (so với các gói khác được gửi giữa hai máy nguồn và đích đó), nó có thể bị trùng lặp hoặc bị mất hoàn toàn. Nếu một phần mềm ứng dụng cần được bảo đảm, nó có thể được cung cấp từ nơi khác, thường từ các giao thức giao vận nằm phía trên IP.

Các thiết bị định tuyến liên mạng chuyển tiếp các gói tin IP qua các mạng tầng liên kết dữ liệu được kết nối với nhau. Việc không có đảm bảo về gửi dữ liệu có nghĩa rằng các chuyển mạch gói có thiết kế đơn giản hơn. (Lưu ý rằng nếu mạng bỏ gói tin, làm đổi thứ tự hoặc làm hỏng nhiều gói tin, người dùng sẽ thấy hoạt động mạng trở nên kém đi. Hầu hết các thành phần của mạng đều cố gắng tránh để xảy ra tình trạng đó. Đó là lý do giao thức này còn được gọi là cố gắng cao nhất. Tuy nhiên, khi lỗi xảy ra không thường xuyên sẽ không có hiệu quả đủ xấu đến mức người dùng nhận thấy được.)

Giao thức IP rất thông dụng trong mạng Internet công cộng ngày nay. Giao thức tầng mạng thông dụng nhất ngày nay là IPv4; đây là giao thức IP phiên bản 4. IPv6 được đề nghị sẽ kế tiếp IPv4: Internet đang hết dần địa chỉ IPv4, do IPv4 sử dụng 32 bit để đánh địa chỉ (tạo được khoảng 4 tỷ địa chỉ); IPv6 dùng địa chỉ 128 bit, cung cấp tối đa khoảng 3.4×10³⁸ địa chỉ (xem bài về IPv6 để biết thêm chi tiết). Các phiên bản từ 0 đến 3 hoặc bị hạn chế, hoặc không được sử dụng. Phiên bản 5 được dùng làm giao thức dòng (stream) thử nghiệm. Còn có các phiên bản khác, nhưng chúng thường dành là các giao thức thử nghiệm và không được sử dụng rộng rãi.

Địa chỉ IP được chia thành 4 số giới hạn từ 0 - 255. Mỗi số được lưu bởi 1 byte - > IP có kích thước là 4byte, được chia thành các lớp địa chỉ. Có 3 lớp là A, B, và C. Nếu ở lớp A, ta sẽ có thể có 16 triệu địa chỉ, ở lớp B có 65536 địa chỉ. Ví dụ: Ở lớp B với 132.25,chúng ta có tất cả các địa chỉ từ 132.25.0.0 đến 132.25.255.255. Phần lớn các địa chỉ ở lớp A llà sở hữu của các công ty hay của tổ chức. Một ISP thường sở hữu một vài địa chỉ lớp B hoặc C. Ví dụ: Nếu địa chỉ IP của bạn là 132.25.23.24 thì bạn có thể xác định ISP của bạn là ai. (có IP là 132.25.x.)

Trên Internet thì địa chỉ IP của mỗI người là duy nhất và nó sẽ đạI diện cho chính ngườI đó, địa chỉ IP được sử dụng bởi các máy tính khác nhau để nhận biết các máy tính kết nối giữa chúng. Đây là lí do tại sao bạn lại bị IRC cấm, và là cách người ta tìm ra IP của bạn. Địa chỉ IP có thể dễ dàng phát hiện ra, người ta có thể lấy được qua các cách sau:

• Bạn lướt qua một trang web, IP của bạn bị ghi lại
• Trên IRC, bất kì ai cũng có thể có IP của bạn
• Trên ICQ, mọi người có thể biết IP của bạn, thậm chí bạn chọn ``do not show IP`` người ta vẫn lấy được nó
• Nếu bạn kết nối với một ai đó, họ có thế gõ ``netstat –n ``, và biết được ai đang kết nối đên họ
• Nếu ai đó gửi cho bạn một email với một đoạn mã java tóm IP, họ cũng có thể tóm được IP của bạn

Định tuyến và địa chỉ IP

Có lẽ các khía cạnh phức tạp nhất của IP là việc đánh địa chỉ và định tuyến. Đánh địa chỉ là công việc cấp địa chỉ IP cho các máy đầu cuối, cùng với việc phân chia và lập nhóm các mạng con của các địa chỉ IP. Việc định tuyến IP được thực hiện bởi tất cả các máy chủ, nhưng đóng vai trò quan trọng nhất là các thiết bị định tuyến liên mạng. Các thiết bị đó thường sử dụng các giao thức cổng trong (interior gateway protocol, viết tắt là IGP) hoặc các giao thức cổng ngoài (external gateway protocol, viết tắt là EGP) để hỗ trợ việc đưa ra các quyết định chuyển tiếp các gói tin IP (IP datagram) qua các mạng kết nối với nhau bằng giao thức IP. Giao thức này hiện nay là rất phổ biến: internet protocol, song hành với PCI, hiện nay ở Việt Nam có công ty Ebiz đang rất thành công trong lĩnh vực này cùng với sự liên kết với tập đoàn FPT.

Nguồn http://vi.wikipedia.org/wiki/IP

Read more »

Điều chế số

Bài tổng hợp http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/ly-do-can-ieu-che-va-cac-loai-ieu-che.html

ASK (Amplitude Shift Keying), tiếng Việt gọi là điều chế số theo biên độ tín hiệu. Tín hiệu ASK có dạng sóng dao động có tần số f, mỗi bit đặc trưng bởi biên độ khác nhau của tín hiệu.
Ví dụ: tín hiệu ASK có tần số 100 KHz, biên độ tín hiệu = 1 cho bit 0 và biên độ tín hiệu = -1 cho bit 1.

FSK (Frequency Shift Keying), tiếng Việt gọi là điều chế số theo tần số tín hiệu. Tín hiệu FSK có dạng sóng dao động có tần số khác nhau, mỗi bit đặc trưng bởi tần số khác nhau này của tín hiệu. ưu điểm của điều chế này là dễ chế tạo nhưng lại hay mắc lỗi khi truyến
Ví dụ: f = 100Khz cho bit 0 và f' = 200Khz cho bit 1.

PSK (Phase Shift Keying), tiếng Việt gọi là điều chế số theo pha tín hiệu. Tín hiệu PSK có dạng sóng dao động có tần số f, mỗi bit đặc trưng bởi góc pha khác nhau của tín hiệu.
Ví dụ: pha= 90° cho bit 0 và pha = -90° cho bit 1.

QPSK viết tắt của từ Quadrature Phase Shift Keying, tiếng Việt gọi là điều chế pha cầu phương (điều chế pha vuông góc). QPSK là 1 kỹ thuật điều chế tín hiệu số, mã hóa 2 bit thành 1 symbol.

Nguồn http://vi.wikipedia.org

bổ xung thêm Quadrature amplitude modulation (QAM) :

Dạng điều chế này có thể coi như là sự kết hợp của ASK và PSK tức là tín hiệu được phân định mức theo cả biên độ và pha, người ta coi biên độ và pha như 2 trục của một hệ tọa độ và biểu diễn mức tín hiệu nào ở vị trí nào như các đồ thị phẳng mà ngày xưa thi đai học vẫn vẽ đồ thị hàm số ấy, và người ta gọi đó là "chòm sao tín hiệu" (gọi là chòm sao vì các tín hiệu qua kênh truyền tín hiệu không giữ được 100% phẩm chất mà sẽ ra dạng 1 đống các điểm như chòm sao).
ASK hay PSK có thể biểu diễn nhiều mức chứ không phải chỉ 0 với 1 và ta có các cái gọi là 16-QAM (4*4), 64-QAM ... gọi chung lại là m-QAM.
QAM được nhắc tới rất nhiều trong viễn thông, nhất là kênh truyền đòi hỏi tốc độ cao vì nhiều mức hơn, thay vì mỗi tín hiệu (được truyền bằng 1 khoảng thời gian phát - nhỏ nhất là 1 chu kỳ sóng) đến chỉ có 2 mức (1 bit), 16-QAM chẳng hạn (tương đương 4 bit vì 2^4=16), vậy là truyền nhanh gấp 4 lần tuy nhiên vì năng lượng tín hiệu phát có hạn, mà nhiều mức thì tín hiệu các mức nó sít nhau => tỉ lệ lỗi sẽ tăng quá mức cho phép => thường thấy trong thông tin di động tùy tình trạng kênh truyền mà sẽ có điều chế thích hợp.

Còn 1 loại nữa là CW, các bạn vào link sau và search chữ CW :
http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/ieu-che-bien-o.html

Read more »

Điều chế tần số

Bài tổng hợp http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/ly-do-can-ieu-che-va-cac-loai-ieu-che.html

sóng cực ngắn điều tần được áp dụng trong kỹ thuật vô tuyến điện và kỹ thuật xử lý tín hiệu. Người ta truyền thông tin trên một sóng mang cao tần bằng hai cách. Thay đổi tần số sóng mang theo tín hiệu cần truyền, trong khi biên độ của sóng mang cao tần không thay đổi, đó là kỹ thuật điều chế tần số . Và điều chế biên độ của sóng mang theo tín hiệu cần truyền mà tần số sóng mang vẫn giữ nguyên. Ngoài ra còn nhiều phương pháp điều chế khác, như điều chế pha, điều chế mạch xung, điều chế biên mã, điều chế đơn biên...
Về phạm vi băng sóng điều tần có những tiêu chuẩn khác nhau: Tiêu chuẩn OIRT (tổ chức quốc tế về truyền thanh và truyền hình) có dải sóng từ 65,8 MHz đến 73 MHz. Tiêu chuẩn CCIR (hội đồng tư vấn quốc tế về vô tuyến điện) có giải tần 87,5 MHz đến 104 MHz. Mỹ và Nhật lại dùng dải rộng hơn là từ 87,5 MHz đến 108 MHz
Người ta đã biết phương pháp điều tần từ lâu, nhưng ít chú ý, vì cho rằng không có ưu điểm gì nổi bật so với điều biên. Khoảng năm 1940 thì mới dùng rộng rãi kỹ thuật điều tần, vì phát hiện thấy ưu điểm chống can nhiễu của nó. Hiện nay kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi trong phát thanh, hệ thống vô tuyến hai chiều (hữu tuyến), hệ thống ghi băng từ và hệ thống truyền dẫn video. Trong hệ thống vô tuyến, điều tần với băng thông đủ cung cấp một lợi thế trong việc triệt tạp âm tự nhiên. Ma-níp dịch tần (FM số) được sử dụng rộng rãi trong các modem dữ liệu và fax.

 Một tín hiệu âm thanh (phía trên) có thể được mang bởi một sóng vô tuyến AM hoặc FM (điều biên màu đỏ, điều tần màu xanh)

Nguồn http://vi.wikipedia.org

Read more »

Điều chế biên độ

Bài tổng hợp http://tongquanvienthong.blogspot.com/2012/02/ly-do-can-ieu-che-va-cac-loai-ieu-che.htm
 
Điều chế biên độ hay còn gọi là điều biên là một kỹ thuật được sử dụng trong điện tử viễn thông, phổ biến nhất là dùng để truyền thông tin qua một sóng mang vô tuyến. Kỹ thuật này là thay đổi biên độ của tín hiệu sóng mang theo biên độ của tín hiệu thông tin cần gửi đi, hay nói cách khác là điều chế sóng mang bằng biên độ theo tín hiệu mang tin. Ví dụ, thay đổi cường độ tín hiệu có thể được dùng để phản ánh các âm thanh được tái tạo lại bởi một người nói, hoặc để xác định độ chói của các điểm ảnh truyền hình. (Trái ngược với điều biên là điều tần, cũng thường được sử dụng để truyền âm thanh, trong đó tần số truyền được thay đổi; và điều pha thường được sử dụng trong điều khiển từ xa, trong đó pha của tín hiệu sóng mang được thay đổi)

Vào giữa những năm 1870, một dạng điều biên—ban đầu được gọi là "những dòng gợn"—là phương pháp đầu tiên thành công tạo âm thanh chất lượng tốt qua các đường dây điện thoại. Bắt đầu với các thuyết minh âm thanh của Reginald Fessenden vào năm 1906, nó cũng là phương pháp đầu tiên được sử dụng cho đài phát thanh, và ngày nay vẫn được sử dụng cho nhiều hình thức viễn thông—"AM" thường được dùng để chỉ dải sóng quảng bá là dải sóng trung (xem vô tuyến AM).

Các dạng điều biên

Từ lúc bắt đầu được phát triển cho điện thoại, điều biên đã được sử dụng để thêm thông tin âm thanh vào dòng điện một chiều công suất thấp chảy từ một điện thoại phát đến điện thoại thu. Với giải thích đơn giản là, tại đầu cuối phía phát, micro điện thoại được sử dụng để biến đổi cường độ của dòng điện được truyền, theo tần số và âm sắc của âm thanh nhận được. Sau đó, tại đầu cuối phía thu của đường dây điện thoại, dòng điện tác động vào một nam châm điện, được tăng và giảm để phù hợp cường độ của dòng điện. Lần lượt, các nam châm điện tạo ra rung động trong màng rung của máy thu, vì thế tái tạo gần chính xác tần số và âm sắc của các âm thanh gốc nghe thấy ở phía phát.

Trái ngược với điện thoại, trong thông tin vô tuyến cái được điều chế là một tín hiệu vô truyến sóng liên tục (sóng mang) được tạo ra bởi một máy phát vô tuyến. Trong dạng cơ bản của nó, điều chế biến độ tao ra một tín hiệu với công suất tập trung ở tần số sóng mang và ở hai dải biên liền kề. Quá trình này được gọi là tạo phách. Điều chế biên độ mà kết quả là hai dải biên và một sóng mang thường được gọi là điều chế biên độ biên kép (DSB-AM). Điều biên kiểu này không có hiệu quả do năng lượng tập trung ít nhất 2 phần 3 ở tần số sóng mang nhưng lại không mang thông tin hữu ích, còn hai biên mang thông tin hữu ích thì chỉ có năng lượng thấp, mặc dù chỉ cần một trong hai dải biên là có thể truyền tin do hai dải biên chứa thông tin giống hệt nhau.

Để tăng hiệu quả máy phát, sóng mang có thể được loại bỏ (hay triệt bỏ một phần) khỏi tín hiệu AM. Kiểu điều biên này tạo ra tín hiệu giảm sóng mang hay tín hiệu biên kép triệt sóng mang (DSBSC). Giải pháp điều chế biên độ triệt sóng mang có hiệu quả về năng lượng gấp 3 lần so với DSB-AM thông thường. Nếu sóng mang chỉ bị triệt một phần, một tín hiệu biên kép triệt một phần sóng mang (DSBRC) được tạo ra. Các tín hiệu DSBSC và DSBRC cần sóng mang của chúng phải được khôi phục (ví dụ bằng một bộ dao động phách) để giải điều chế sử dụng các kỹ thuật thông thường.

Thậm chí hiệu quả cao hơn sẽ đạt được bằng cách triệt hoàn toàn cả sóng mang và một trong hai dải biên. Tương ứng với hiệu quả cao là độ phức tạp của máy thu và máy phát cũng tăng lên dẫn đến chi phí tăng. Đây là kiểu điều chế đơn biên, được sử dụng rộng rãi trong vô tuyến nghiệp dư do hiệu quả sử dụng năng lượng và dải tần.

Một dạng AM đơn giản thường được sử dụng cho truyền dẫn số là khóa bật tắt (on-off keying), một kiểu của ASK (amplitude-shift keying - khóa dịch biên), trong đó dữ liệu nhị phân được biểu diễn như việc có hoặc không có một sóng mang. Điều này thường được sử dụng trong các tần số vô tuyến để truyền mã Morse, được gọi hoạt động sóng liên tục (CW).

Năm 1982, Liên minh Viễn thông Quốc tế (ITU) phân loại các kiểu điều chế biên độ như sau:

Tên gọi	Miêu tả
A3E	hai dải biên và sóng mang đầy đủ - kiểu điều chế AM cơ bản
R3E	đơn biên và giảm một phần sóng mang
H3E	đơn biên và sóng mang đầy đủ
J3E	đơn biên triệt sóng mang
B8E	phát dải biên độc lập
C3F	dải biên còn sót
Lincompex	kết hợp bộ nén và bộ giãn

 Một tín hiệu âm thanh (phía trên) có thể được mang bởi một sóng vô tuyến AM hoặc FM (điều biên màu đỏ, điều tần màu xanh)

 Nguồn http://vi.wikipedia.org

Read more »

Lý do cần điều chế và các loại điều chế tín hiệu

Điều chế tín hiệu là quá trình biến đổi một hay nhiều thông số của một tín hiệu tuần hoàn theo sự thay đổi một tín hiệu mang thông tin cần truyền đi xa. Tín hiệu tuần hoàn gọi là sóng mang. Tín hiệu mang thông tin gọi là tín hiệu được điều chế. Ở đầu thu bộ giải điều chế sẽ dựa vào sự thay đổi thông số đó của sóng mang tái tạo lại tín hiệu mang thông tin ban đầu. Các thông số của sóng mang được dùng trong quá trình điều chế có thể là biên độ, pha, tần số.
Ví dụ: tín hiệu tiếng nói có tần số thấp, không thể truyền đi xa được. Người ta dùng một tín hiệu hình sin có tần số cao (để có thể truyền đi xa được) làm sóng mang. Biến đổi biên độ của tần số sin đó theo tín hiệu tiếng nói. Ở đầu thu người ta dựa vào sự thay đổi biên độ của tín hiệu thu được để tái tạo lại tín hiệu tiếng nói ban đầu.

Điều chế tương tự

Trong điều chế tương tự, việc điều chế được thực hiện liên tục theo tín hiệu thông tin tương tự.
Các phương pháp điều chế tương tự thông dụng là:

• Điều biên (Amplitude modulation)
  • Điều chế hai băng (DSB-Double-sideband modulation)
    • Điều chế hai băng không triệt sóng mang (DSB-WC) (dùng trong radio băng AM)
    • Điều chế hai băng triệt sóng mang (DSB-SC)
    • Điều chế hai băng nén sóng mang (DSB-RC)
  • Điều chế đơn băng
    • Điều chế đơn băng (SSB hoặc SSB-AM), rất giống với
    • Điều chế đơn băng triệt sóng mang (SSB-SC)
  • Điều chế Vestigial sideband (VSB hoặc VSB-AM)
  • Quadrature amplitude modulation (QAM)
• Angle modulation
  • Điều tần-Frequency modulation (FM)
  • Điều pha-Phase modulation (PM)

Điều chế số

Trong điều chế số, một sóng mang tương tự sẽ được biến đổi theo một chuỗi bit có chiều dài cố định hoặc thay đổi. Đây cũng có thể được coi là một dạng biến đổi tương tự-số. Hình dạng của sóng mang được lấy từ một tập hợp hữu hạn các symbol.
Sau đây là những phương pháp cơ bản:

• Trong CW, người ta dùng on-off keying của tín hiệu có chiều dài thay đổi.
• Trong PSK, người ta dùng một số hữu hạn pha.
• Trong FSK, người ta dùng một số hữu hạn tần số.
• Trong ASK, người ta dùng một số hữu hạn biên độ.
• Trong QAM, tín hiệu đồng pha (tín hiệu I, ví dụ tín hiệu cos) và tín hiệu trực pha (tín hiệu Q, ví dụ tín hiệu sin) được điều biên. Nó cũng có thể được coi là hai kênh riêng. Tín hiệu thu được là sự kết hợp của PSK và ASK với tối thiểu là hai pha và tối thiểu hai biên độ.

Nguồn http://vi.wikipedia.org

Sự khác biệt giữa điều chế tương tự và số là tín hiệu tương tự vô hạn mức, người ta dùng tín hiệu nguồn làm biến đổi sóng mang để truyền đi. Còn điều chế số thì khác, có hữu hạn mức, tín hiệu nguồn được gán vào các mức (biên độ, tần số, pha) rồi truyền, qua đường truyền, mức tín hiệu đó có thể không còn nguyên vẹn ở mức đó nhưng nếu nó chưa nhiễu quá (nhảy sang mức khác) mà vẫn ở gần mức gốc thì người ta vẫn nhận được và khôi phục lại được còn tín hiệu tương tự thì chịu.

Tại sao phải điều chế tín hiệu ?

Hẳn đã học viễn thông thì chắc hầu hết mọi người đều biết truyền tín hiệu tần số càng cao, suy hao càng nhiều mà không hiểu sao để truyền đi xa thì người ta cứ điều chế cao thế nhỉ (di động đến hàng Ghz).

Lấy từ 1 topic của bên forum vntelecom, xin trích dẫn những comment quan trọng:

Mình đưa ra một số lí do sau (tổng hợp lại)
-Lí do thứ nhất là như ims nói, để phù hợp với kênh truyền.
-Thứ hai, trong thông tin vô tuyến, yêu cầu đối với anten thu là, độ dài phải ít nhất bằng một phần 10 bước sóng mà nó cần thu. Vậy nếu truyền ở 1MHz, thì bước sóng là 3*10^8/10^6=300m, tương đương với độ dài anten là 30m tối thiểu.
-Thứ ba, theo mình cũng là quan trọng nhất, đó là sự hạn chế về tài nguyên băng tần.
Có lẽ vẫn còn nữa.

Cái này tổng hợp đầy đủ hơn

Theo mình
1.Tần số là tài nguyên còn hữu hạn do con người còn chưa khai thác được hết nguồn tài nguyên này, thế nên để sử dụng sao cho có hiệu quả thì các hệ thống sẽ được cấp cho 1 dải tần làm việc nhất định (do cục tần số quy định). 1 hệ thống A được cấp cho 1 dải tần là B thì khi truyền tín hiệu tất nhiên cần phải điều chế để đưa lên đúng băng tần B dành cho nó. Cũng giống như xe đạp thì đi trong làn đường dành cho xe đạp, ô tô xe máy thì đi trên làn đường dành cho ô tô xe máy, như chỗ đường đê Yên Phụ bác nào ngồi bình bịch mà léng phéng vào làn đường dành cho xe đạp thì được mấy anh CSGT hỏi thăm ngay.
2.Có nhiều kênh truyền dẫn được đặc trưng bởi dải thông hạn chế, chúng chỉ cho đi qua những dải tần số nhất định mà không làm suy hao, nhiễu 1 cách đáng kể. VD trong sợi quang với bước sóng 1,55 um thì suy hao là nhỏ nhất, 1,3 um thì tán sắc là nhỏ nhất. Nên người ta cần dịch chuyển tín hiệu lên băng tần này để truyền đi trong sợi quang.
3.Phương thức truyền lan sóng điện từ trong môi trường vô tuyến thì kích thước anten thường tỷ lệ thuận vói bước sóng, và tỷ nghịch với tần số. Nên tần số càng nhỏ thì kích thước anten sẽ càng lớn. Giả như kênh truyền có thể đảm bảo được truyền dẫn trực tiếp tín hiệu tiếng nói f=3KHz thì kích thước đường kính anten cũng cỡ vài chục km chứ chẳng chơi.

...

Theo kiến thức hạn hẹp của cá nhân thì di động người ta thích tăng tần số lên ngoài việc các phổ tần nhỏ bị thằng đi trước lấy hết thì còn vì phổ tần cao thì băng thông rộng (giống như 1 làn đường rộng vậy), nếu muốn truy cập internet tốc độ cao mà lại dùng tần số có cỡ KHz thì tính từ 0 đến KHz đó làm sao mà có băng thông mấy MHz được, và thêm các lý do trên.

Read more »

Tổng quát về truyền hình cáp dây dẫn CATV (analog)

Đây là mạng cáp mà Việt Nam đang sử dụng hiện nay.
Khái niệm truyền hình cáp dây dẫn gồm 2 yếu tố: là truyền hình trả tiền và cung cấp tín hiệu qua dây dẫn.
Truyền hình cáp dây dẫn, viết tắt là CATV, do cụm từ tiếng Anh Collective Antenna Television hay Community Antenna Television, đều có thể hiểu là anten tập thể, anten cộng đồng, anten chung. Tuy tiếng Anh vẫn còn cụm từ “antenna” dù đây là thuật ngữ chỉ truyền hình không anten, vì giai đoạn đầu CATV chỉ là phương thức nối dài kỹ thuật truyền hình phát sóng trong không gian, sử dụng anten phát và anten thu.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CATV
Những buổi truyền hình đầu tiên trên thế giới đều “truyền” qua dây dẫn, có nghĩa là hình ảnh từ địa điểm này được đưa đến một địa điểm khác bằng dây cáp. Lúc đó, đầu thập niên 30 của thế kỷ XX, chưa thể truyền hình bằng sóng bức xạ ra không gian. Nhưng loại truyền hình bằng dây này chưa phải là công nghệ truyền hình cáp dây dẫn đang nói đến.
Truyền hình cáp dây dẫn có thể coi là được khai sinh vào cuối những năm 50 ở Hoa Kỳ. Trong quá trình xây dựng mạng truyền hình quảng bá phát sóng VHF, các nhà kỹ thuật truyền hình mỹ đã vấp phải một vấn đề khó giải quyết là vùng tối ở những khu vực có nhiều núi non. Giải pháp được tìm ra lúc đó là nền tảng của công nghệ CATV hiện đại: Thu sóng truyền hình tại một điểm thu tốt rồi dẫn tín hiệu đến vùng tối gần đó bằng dây dẫn và cũng trên những tần số dùng cho truyền hình.
Sau khi triển khai CATV để đáp ứng nhu cầu nói trên, người ta nhận thấy CATV có ưu điểm hết sức lớn lao là giải quyết được vấn đề mà truyền hình Hoa Kỳ vấp phải trên đường phát triển. Đó là mâu thuẫn giữa việc gia tăng kênh phát sóng với tình trạng cạn kiệt quỹ tần số và vấn đề can nhiễu. Những kênh truyền hình mới phát qua dây dẫn không làm nhiễu sóng các kênh truyền hình đã có và truyền hình dây dẫn đã là một vùng đất mới để xây dựng các đài truyền hình cỡ nhỏ với một số lượng khá lý tưởng. Từ đây, các nhà kỹ thuật truyền hình Mỹ đã làm được điều mà trước đây họ rất lúng túng.
Nhiều kênh truyền hình chỉ phát qua dây dẫn đã được xây dựng và hoạt động rất hiệu quả. Mạng dây dẫn không còn chỉ ở những vùng tối, mà nó dần dần mở rộng ra những vùng thu tốt sóng truyền hình. Và rồi người ta “khám phá” một công năng lợi hại của truyền hình dây dẫn: Truyền hình trả tiền! Từ đó CATV đồng nghĩa với truyền hình trả tiền.
Thập niên 70, công nghệ CATV đã phát triển ở nhiều quốc gia, đặc biệt là châu Âu và Bắc Mỹ. Mãnh đất màu mỡ để CATV phát triển không phải là những vùng tối khu vực núi non như ở Mỹ những năm trước, mà là những thành phố lớn đông đúc dân cư, nơi mà người ta dễ dàng thi công mạng cáp với giá thành thấp nhất và là thị trường thuê bao tiềm năng.
Ngày nay, truyền hình cáp dây dẫn không còn là một thứ xa xỉ phẩm của các nước công nghệ truyền hình phát triển. Mạng truyền hình dây dẫn là mạng không thể thiếu bên cạnh mạng điện và điện thoại ở các thành phố, thị trấn, thậm chí huyện lỵ, xóm làng. Từ năm 1993, mạng CATV đã được xây dựng ở TPHCM và không lâu sau đó ở Hà Nội. Từ năm 2003, Trung tâm Truyền hình Cáp Đài Truyền hình TPHCM đã triển khai mạng truyền hình cáp CATV ở TPHCM.
Hiện nay, nhiều địa phương ở Việt Nam đã có mạng CATV ( Hải Phòng, Nghệ An, Đà Nẵng, Qui Nhơn…).
Trong quá trình số hoá công nghệ truyền hình, tiêu chuẩn truyền hình số cho CATV đã được giới thiệu với tên gọi DVB-C vào giữa thập niên 90 và đã được khai thác thương mại.
ƯU ĐIỂM CỦA CATV
So với truyền hình phát sóng trong không gian, CATV có nhiều ưu điểm:
- Không bị ảnh hưởng bởi địa hình là ưu điểm phải kể đến trước tiên. Người ta đã khai sinh ra CATV cũng chính từ khả năng này. CATV đặc biệt thích hợp cho đô thị nhiều nhà cao tầng, nơi không thể thu được sóng truyền hình phát từ các tháp anten vô tuyến.
- Không cần sử dụng anten, dù là anten trong nhà. Thay vào đó là đường dây nối vào nhà và một ổ cắm tín hiệu. Chỉ cần nối với ổ cắm anten ở TV và ổ cấp tín hiệu là sẽ có hàng vài chục, thậm chí vài trăm chương trình truyền hình để xem. Hệ quả của ưu điểm này không chỉ là sự tiện lợi mà nó còn giá trị ở nhiều mặt. Trong thực tế, có nhiều nơi không thể lắp đặt anten do điều kiện kiến trúc, yêu cầu thẩm mỹ đô thị hoặc do điều kiện thời tiết (như ở Canada có những vùng băng giá gió rét, rất khó lắp đặt và bảo trì anten xương cá). CATV giúp khán giả vẫn có thể xem truyền hình trong những hoàn cảnh thu sóng truyền hình phức tạp nhất. Không có anten, cũng có nghĩa là, không có nhiều vấn đề phiền toái, như chống sét, bảo trì anten…
- Không bị ảnh hưởng bởi thời tiết: chịu sự tác động lớn của thời tiết là một trong những nhược điểm của truyền hình vô tuyến. Khi trời ẩm, không khí nhiều hơi nước, việc truyền sóng truyền hình VHF, UHF có phần thuận lợi hơn so với khi trời nắng ráo khô hanh. Thời điểm lúc trời vừa mưa xong là thời gian vàng để thu các đài truyền hình ở xa tín hiệu yếu: Hình ảnh rõ hơn, số kênh xem được nhiều lên hẳn…Ban đêm thu sóng được dễ hơn ban ngày, lúc trời sương gió thì thu sóng khó hơn những ngày quang đãng…
Ở vùng nhiệt đới như nước ta, áp lực thời tiết đối với việc xem chương trình truyền hình có thể nói nhẹ hơn nhiều so với những xứ lạnh, nơi mà băng tuyết tác động mạnh đến việc thu tín hiệu qua anten ngoài trời.
CATV đã giúp cho việc thu xem chương trình truyền hình thoát khỏi sự “quậy phá” của thời tiết. Ở một hệ thống CATV hoàn hảo, chất lượng chương trình truyền hình là như nhau 24/24 giờ, 7 ngày/tuần và 365 ngày/năm (tuy vậy, nếu thi công không hoàn hảo, tín hiệu truyền hình qua dây dẫn vẫn giảm sút nghiêm trọng trong khi trời mưa, vì có thể các tiếp điểm trong hệ thống dây không tiếp xúc tốt, hình ành thu được sẽ phủ hạt).
- Khả năng tăng số kênh sóng ở CATV lớn hơn nhiều so với truyền hình vô tuyến VHF-UHF. 12 kênh VHF và gần 50 kênh UHF đã là giới hạn cuối cùng cho việc phát sóng truyền hình vô tuyến mặt đất (analog). Tuy nhiên, trong thực tế, số kênh khai thác chỉ khoảng 1/3 số lượng trên. Để tránh nguy cơ can nhiễu, theo kỹ thuật trước đây, người ta không thể sử dụng những kênh sóng lân cận nhau tại cùng một địa điểm (thí dụ Đài Truyền hình TPHCM không thể phát trên 2 kênh kế tiếp nhau như 7, 8 mà phải cách quảng một kênh). Khi một kênh sóng đã sử dụng thì trong một bán kính nhất định không thể sử dụng kênh sóng đó, tuỳ thuộc vào địa hình, công suất phát, độ cao anten phát… (thí dụ Đài truyền hình TPHCM phát kênh 9 công suất 20kW từ tháp 120m thì trong điều kiện đồng bằng, không thể sử dụng kênh 9 trong bán kính 200km cách TPHCM). Thực tế cho thấy, tại khu vực đã sử dụng cạn kiệt quỹ tần số phát sóng truyền hình mặt đất như Nam bộ, số đài thu được tại những điểm trung tâm cũng khoảng 20 kênh. Trong giới hạn ít ỏi như vậy, việc nhiễu sóng cũng đã xảy ra, nói chi đến tình huống gia tăng hơn nữa số kênh sóng.
Từ thập niên 70, tại các nước công nghiệp phát triển ở châu Âu, Bắc Mỹ, đây là một vấn đề kỹ thuật lớn. Nhu cầu xem được nhiều kênh sóng của khán giả là nhu cầu tăng lên không ngừng và tần số phát hình đã trở thành đối tượng giành giật giữa các đài truyền hình. Cường độ của mâu thuẫn càng tăng trong điều kiện khoa học công nghệ truyền hình ngày càng phát triển, trang bị cho đài truyền hình đã trở nên rẻ tiền và phổ thông. Để có một đài truyền hình, vốn, thiết bị không còn là vấn đề, mà vấn đề có tần số phát hay không.
CATV và lối thoát của “bi kịch” kỹ thuật đó. Khán giả truyền hình Mỹ là những khán giả truyền hình đầu tiên trên thế giới lợi ích mà CATV đem lại đối với việc gia tăng kênh sóng. Những đường dây cáp ban đầu chỉ là phương tiện nối dài truyền hình phát sóng mặt đất VHF, UHF đã là “sân chơi” của các đài truyền hình địa phương, truyền hình tư nhân với qui mô nhỏ. Lý do để CATV có mặt ở những nơi vẫn thu tốt sóng truyền hình VHF, UHF chính là ưu điểm này. Khán giả cần có CATV để có thể xem thêm nhiều kênh. Khả năng tăng kênh của CATV được khai thác đến nỗi 60 kênh truyền hình VHF UHF của TV trở nên thiếu hụt và các hãng điện tử phải sản xuất thên loại TV có băng tần truyền hình cáp, bổ sung thêm dải tần số cho truyền hình qua dây dẫn (những tần số dùng riêng cho CATV không được sử dụng để phát sóng trong không gian cho truyền hình vì nó đã được sử dụng cho mục đích khác trong truyền sóng).
Tiêu chuẩn truyền hình số dây dẫn DVB-C được thiết kế cũng trên cơ sở khai thác thế mạnh tăng kênh của CATV. Truyền hình cáp qua dây dẫn có thể phục vụ hàng ngàn kênh truyền hình và nhiều chức năng tương tác.
- CATV có chất lượng hình ảnh hơn hẳn truyền hình phát sóng vô tuyến analog: Chúng ta đều biết rằng tín hiệu truyền hình chỉ cho hình ảnh tối ưu nếu nó không quá mạnh và cũng không quá yếu. Nếu tín hiệu truyền hình đến được TV quá yếu, hình ảnh trên TV sẽ bị hạt, âm thanh sôi…Nếu tín hiệu truyền hình đến TV quá mạnh, hình ảnh sẽ bị uốn éo, nhảy giật, xé ngang xé dọc, âm thanh ù. Trong điều kiện thu được nhiều đài lý tưởng nhất, sự khác biệt cường độ trường trước hết sẽ loại trừ một số kênh nếu dùng cùng một loại anten. Nếu dùng anten có độ lợi cao, tín hiệu những đài truyền hình có công suất lớn và ở gần sẽ mạnh quá, có thể đến mức không xem được. Nếu điều chỉnh sử dụng anten độ lợi thấp, thì tín hiệu thu được từ những đài xa, công suất phát thấp sẽ yếu đi, và có thể cũng không xem được. Cân đối tín hiệu các kênh sóng thu được ở mức độ tối ưu để có được chất lượng hình ảnh tốt nhất cho các kênh là một bài toán khó và rất nhiều trường hợp không thể giải được một cách trọn vẹn. Thường thì kỹ thuật viên phải “hy sinh” chất lượng một số kênh nếu muốn bảo đảm chất lượng tối ưu một số kênh hoặc muốn bảo đảm số kênh tối đa.
Vấn đề trên được giải quyết bằng CATV. Với một mạng dây dẫn hoàn chỉnh, người ta có thể đảm bảo cường độ tín hiệu tất cả các kênh tại điểm thu trong mức độ tối ưu cho TV, hình ảnh mọi kênh rõ đẹp hầu như đồng đều.
Tín hiệu truyền qua CATV đạt chất lượng cao còn vì nó không có tín hiệu phản xạ do sóng điện từ trên đường lan truyền gặp chướng ngại vật như ở truyền hình vô tuyến mặt đất analog. Xem truyền hình CATV, khán giả hầu như không bực mình vì hiện tượng bóng ma như ở truyền hình vô tuyến mặt đất analog (trừ một số trường hợp thu phát lại kênh truyền hình phát sóng mặt đất trong điều kiện khó khăn, khiến tín hiệu có bóng ma ngay tại trung tâm CATV). Ưu điểm này có ý nghĩa rất lớn trong bối cảnh sóng truyền hình thu ở trung tâm các thành phố lớn hầu như đều bị hiện tượng sóng phản xạ, gây bóng ma phá nát hình ảnh.
Ưu thế chất lượng hình ảnh của CATV còn là khả năng hạn chế nhiễu rất tốt khi tín hiệu truyền trong dây dẫn. So với truyền hình phát sóng vệ tinh mặt đất VHF – UHF, tỷ lệ và mức độ nhiễu xâm nhập được vào đùơng dây CATV là thấp hơn rất nhiều. Các nguồn phát sóng vô tuyến, tia lửa điện ở bugi, môtơ…không dễ vượt qua lớp vỏ bọc của cáp đồng trục của CATV để tạo nên những màng vân đen, hay những chấm trắng như truyền hình phát sóng vô tuyến mặt đất.
- CATV rất thuận lợi để khai thác truyền hình trả tiền.Ưu điểm này thể hiện ở những điểm đã được phân tích là đơn giản, rẻ tiền, nhiều kênh và chất lượng cao.
Các nhà kỹ thuật vẫn có thể khai thác truyền hình trả tiền qua sóng truyền hình vô tuyến mặt đất VHF-UHF bằng cách mã hoá tín hiệu analog và giải mã cho thuê bao bằng thiết bị giải mã đặt cạnh TV. Tuy nhiên, chi phí khai thác sẽ tăng, vì cần đến thiết bị giải mã với bộ thu sóng độc lập. Bên cạnh đó, nhà kinh doanh truyền hình trả tiền chỉ có thể bán được một số ít chương trình truyền hình, vì không còn tần số đề truyền kênh sóng (dẫn đến giá thuê bao cho mỗi kênh sẽ vọt lên). Ngoài ra, các chương trình được bán không thể có chất lượng tốt trong một số điều kiện phát sóng vô tuyến mặt đất (có thể bị bóng, bị hạt, bị nhiễu). Bảo trì hệ thống anten thu của khách hàng luôn ở mức hoàn hảo để đảm bảo chất lượng của các chương trình truyền hình cũng là một vấn đề khi khai thác. Trước đây, ở Mỹ và châu Âu, người ta chỉ có thể mã hoá để bán một phần chương trình truyền hình (vài giờ/ngày) do không có kênh sóng. Các chương trình bán theo kiểu này phải là chương trình hấp dẫn “đặc biệt”. Các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền theo phương thức phát sóng vô tuyến mặt đất phần lớn cũng chính là các đài truyền hình. Giá cao, sản phẩm nghèo nàn, khách hàng chắc chắn hạn chế.
Đối với CATV, việc khai thác truyền hình trả tiền sẽ đơn giản như bán điện, nước, điện thoại. Công ty truyền hình cáp câu dây tín hiệu vào nhà khán giả thuê bao và cắt đường dây đó nếu họ không thu được tiền. Do đó giá thành sẽ hạ. CATV có thể truyền rất nhiều kênh truyền hình chất lượng ổn định, đồng đều nên giá thành cho mỗi kênh hạ hơn nữa. Với CATV, nhà cung cấp dịch vụ không còn phải chính là đài truyền hình , mà chỉ là các công ty trung gian, mua đi bán lại các chương trình. Các công ty truyền hình cáp sẽ mua tín hiệu từ nhiều đài truyền hình và nhiều nguồn (vệ tinh, từ các đài phát mặt đất, từ băng đĩa hình), cũng có thề tự sản xuất , tập hợp lại , phát qua đường day dẫn.
Nếu như trong các thập niên 50,60 thế kỷ XX, mạng CATV được xây dựng chủ yếu do các ưu điểm đáp ứng việc truyền tín hiệu không phụ thuộc vào địa hình thời tiết, mối dài hệ thống truyền hình vô tuyến mặt đất, thì trong các thập niên gần đây, nhu cầu CATV phát sinh do ưu điểm thuận lợi để khai thác truyền hình trả tiền, chất lượng cao, số lượng kênh phong phú…
NHƯỢC ĐIỂM CỦA CATV (ANALOG)
Bên cạnh nhũng ưu điểm vừa điểm qua, CATV có một số nhược điểm. Những nhược điểm này ngày càng làm chậm đi bước phat triển CATV. Đó là:

• Việc triển khai CATV tốn rất nhiều chi phí đầu tư, công sức và thời gian. Để có một mạng CATV hoàn chỉnh cho một thành phố vài triệu dân, từ khi xây dựng đến khi hoàn tất có thể mất hàng chục năm.
• Mạng CATV chỉ thích hợp cho các thành phố nơi có mật độ dân cư cao, không thích hợp với đại đa số lãnh thổ (vùng đồng ruộng, rừng núi, dân cư thưa thớt). Mật độ dân cư cáng thấp, chi phí triển khai CATV càng cao, vì dây dẫn, thiết bị khuếch đại…phải dùng nhiều, nhưng số người sử dụng lại không nhiều. Từ đó, CATV tỏ ra bất lợi so với các công nghệ khác.
• Triển khai mạng CATV ở thành phố cũng có nhiều khó khăn, dây cáp chằng chịt sẽ làm mất mỹ quan thành phố (nếu đi nổi mà không đi ngầm dưới đất), việc bảo trì sửa chữa cũng rất phức tạp. Ở Mỹ, nơi CATV phát triển đầu tiên và mạnh hơn cả, người ta cũng phải lúng túng khi giải quyết vấn đề này. Thường có tình trạng nhiều công ty truyền hình cáp cùng muốn khai thác CATV ở một địa phương, nhưng vì khó khăn kể trên, thông thường chính quyền chỉ cho phép một đơn vị truyền hình cáp CATV hoạt động mà thôi. Do đó, việc đấu thầu rất căng thằng. Mạng cáp cũng không phải giăng mắc ở đâu cũng được, quá trình thi công phải qua rất nhiều va chạm, vướng mắc. Chi phí đầu tư càng trở nên nặng nề hơn.
• So với truyền hình cáp vô tuyến, CATV có phạm vi phục vụ hoạt động hẹp hơn, số lượng thuê bao giới hạn hơn, tốc độ phát triển thuê bao chậm hơn. Do vậy chi phí cho việc mua bản quyền truyền hình tính trên mỗi thuê bao sẽ lớn hơn. Nhược điểm này có thể làm CATV trở nên đắt đỏ hơn so với các phương tiện truyền hình cap vô tuyến (có khả năng lớn hơn trong mở rộng thuê bao). Trong khi đó, thuê bao càng nhiều, lợi nhuận công ty truyền hình cáp càng cao, giá thuê bao càng hạ. Ở Mỹ, nhiều hãng CATV đã lao đao vì nhược điểm này. Họ bị các công ty truyền hình vệ tinh lấy đi khá nhiều khán giả, vì với số lượng thuê bao đông hơn, các công ty truyền hình cáp vệ tinh sẵn sàng mua độc quyền phát sóng nhiều kênh truyền hình với giá rất cao. Từ đó, các chương trình CATV trở nên nghèo nàn và đắt tiền hơn so với truyền hình cap vệ tinh DTH.
• Chất lượng hình ảnh của công nghệ CATV analog tuy cao, nhưng vẫn kém hơn so với công nghệ truyền hình số đang được sử dụng ở truyền hình vệ tinh. Từ cuối thập niên 90, CATV analog dần dần mất đi ưu thế về chất lượng trước các công nghệ truyền hình vệ tinh kỹ thuật số. Khán giả truyền hình có thể dễ dàng nhận ra bằng mắt thường sự yếu kém chất lượng hình ảnh của CATV analog so với công nghệ số.
• Ưu điểm đơn giản của CATV chỉ cần kết nối là có tín hiệu, trong nhiều trường hợp, lại là nhược điểm của công nghệ này. CATV rất dễ bị lấy “trộm” tín hiệu. Công ty truyền hình cáp rất dễ bị thất thu vì nạn xem “trộm”. Đây là vấn đề thường xảy ra trong giai đoạn triển khai CATV ở các nước đang phát triển. Tại Trung Quốc, Thái lan, Campuchia…tín hiệu một thuê bao có thể cung cấp nối dài cho hàng trăm TV xem “chùa”. Chìo cần kết nối đúng kỹ thuật vào đầu nối đến TV của một thuê bao, lắp thiết bị khuếch đại nếu cần thiết và chi phí ít ỏi cho bộ chia, là đã có thể hình thành một mạng cáp mối dài ngoài sự kiểm soát của công ty truyền hình cáp. Chẳng hạn như trường hợp chúng tôi đã từng gặp ở Quảng Châu, Trung Quốc, một nhà tập thể dùng chung tín hiệu truyền hình cáp từ một thuê bao và mấy chục TV chỉ trả chung chi phí một thuê bao (tính ra chỉ hơn 20.000đ VN/tháng, mỗi TV chỉ trả chưa đến 500đ VN/tháng). Còn ở Phnômpênh, Campuchia, công ty truyền hình cáp thường xuyên phải nhờ đến công an để giải quyết tình trạng xem lậu, nhưng xem ra không hiệu quả. Tín hiệu bị câu ngoài kiểm soát không gây tổn hại như câu trộm điện, nên rất khó phát hiện. Hơn nữa, tín hiệu có thể lấy bất kỳ nơi đâu từ đường dây trong nhà, như câu điện thoại song song, thời gian thực hiện chỉ vài chục phút, thiết bị sử dụng rẻ tiền, có sẵn trên thị trường. Để đối phó, các công ty truyền hình cáp phải mã hoá tín hiệu. Như vậy sẽ tốn thêm cho mỗi thuê bao một bộ giải mã. Do đó, CATV không còn rẻ tiền và đơn giản nữa.

Do những nhược điểm trên, đến cuối thế kỷ trước, sự phát triển của CATV tại các nước công nghệ truyền hình phát triển (Bắc Mỹ, châu Âu) đã chậm lại. Ở Mỹ, Direct TV, một hãng truyền hình vệ tinh, đã vượt qua các hãng truyền hình CATV, đọat ngôi vị dẫn đầu số lượng thuê bao. Các công ty truyền hình vệ tinh châu Âu trở thành tập đoàn khổng lồ xuyên quốc gia, trong khi các hãng truyền hình CATV chỉ có vai trò khiêm tốn ở từng thành phố, thị trấn. Còn ở Thái Lan, một nước đang phát triển, CATV phút chốc trở nên lép vế trước DTH do Công ty UBC triển khai, thủ đô Bangkok nằm giữa một rừng chảo. Ở Hongkong, nơi đã có mạng CATV hoàn chỉnh, khán giả đã lại bắt đầu sử dụng phương tiện truyền hình vệ tinh nhỏ gọn. Ở Nga, mạng truyền hình vệ tinh DTH Bonum thắng lớn trong cuộc đua với CATV …

Nguồn http://khuechdaitruyenhinhcap.com/news/detail/11.html

Read more »

IPTV - Internet Protocol TV

IPTV - Internet Protocol TV - là mạng truyền hình kết hợp chặt chẽ với mạng viễn thông. Nói rộng hơn IPTV là dịch vụ giá trị gia tăng sử dụng mạng băng rộng IP phục vụ cho nhiều người dùng (user). Các user có thể thông qua máy vi tính PC hoặc máy thu hình phổ thông cộng với hộp phối ghép set topbox để sử dụng dịch vụ IPTV.

IPTV có 2 đặc điểm cơ bản là: dựa trên nền công nghệ IP và phục vụ theo nhu cầu. Tính tương tác là ưu điểm của IPTV so với hệ thống truyền hình cáp CATV hiện nay, vì truyền hình CATV tương tự cũng như CATV số đều theo phương thức phân chia tần số, định trước thời gian và quảng bá đơn hướng (truyền từ một trung tâm đến các máy tivi thuê bao). Mạng CATV hiện nay chủ yếu dùng cáp đồng trục hoặc lai ghép cáp đồng trục với cáp quang (HFC) đều phải chiếm dụng tài nguyên băng tần rất rộng. Hơn nữa kỹ thuật ghép nối modem cáp hiện nay đều sản sinh ra tạp âm. So với mạng truyền hình số DTV thì IPTV có nhiều đổi mới về dạng tín hiệu cũng như phương thức truyền bá nội dung. Trong khi truyền hình số thông qua các menu đã định trước (thậm chí đã định trước hàng tuần, hoặc hàng tháng) để các user lựa chọn, thì IPTV có thể đề cao chất lượng phục vụ có tính tương tác và tính tức thời. Người sử dụng (user hoặc viewer) có thể tự do lựa chọn chương trình TV của mạng IP băng rộng. Với ý nghĩa đúng của phương tiện truyền thông (media) giữa server và user.

So với VOD (video theo yêu cầu) IPTV có ưu thế là:

1. Sử dùng dễ dàng, hiển thị trên tivi hiệu quả cao hơn màn máy vi tính, thao tác trên hộp ghép nối + bàn phím đơn giản, thực hiện chuyển đổi nhanh luồng cao tốc/chương trình.

2. Dễ quản lý, dễ khống chế, sử dụng hộp kết nối làm đầu cuối nhà cung cấp dịch vụ để tiến hành định chế đối với hộp kết nối không cần đến nghiệp vụ an toàn và kiểm tra chất lượng. Đây cũng là cơ sở kỹ thuật để dễ thu phí.

IPTV có thể thực hiện các dịch vụ multimedia. Căn cứ vào sự lựa chọn của người dùng, IPTV cung cấp rất nhiều loại hình dịch vụ. Sử dụng hộp kết nối với tivi, chủ nhân ngồi trước máy ấn phím điều khiển có thể xem các tiết mục video đang hoạt động, thực hiện đàm thoại IP có hình, nghe âm nhạc, tra tìm tin tức du lịch trên mạng, gửi và nhận e-mail, thực hiện mua sắm gia đình, giao dịch trái phiếu... Nhờ IPTV chất lượng sinh hoạt gia đình được cải thiện rất nhiều.

Phương thức phát truyền tín hiệu của IPTV

Nói một cách giản đơn, trong hệ thống IPTV hình ảnh video do các phần cứng thu thập theo thời gian thực (real time), thông qua phương thức mã hóa (như MPEG 2/4...) tạo thành các luồng tín hiệu số. Sau đó, thông qua hệ thống phần mềm, IPTV phát truyền vào mạng cáp. Đầu cuối của các user tiếp nhận, lựa chọn, giải mã và khuếch đại.

Trong hệ thống IPTV có 2 phương thức truyền đa tín hiệu đã được dự định trước (scheduled programs). Đó là:

- Phát quảng bá (broadcasting), truyền phát tới mọi nơi

- Phát đến địa điểm theo yêu cầu (on demand).

Nguyên lý hoạt động của hệ thống quảng bá, các chương trình được vẽ trên hình 1. Trong đó MBone (mạng xương sống của hệ thống đa điểm) chính là đường trục Internet. Tuy nhiên người sử dụng chỉ theo lệnh của bộ quản lý nội dung (content manager) để được giới thiệu nội dung chương trình hữu quan. Chương trình cụ thể do rất nhiều bộ IPTV server thu thập được hoặc cùng do các server của mạng MBone cung cấp

Hình 1

Hình 2 minh họa sự hoạt động của hệ thống IPTV phục vụ theo yêu cầu (VOD) được gọi là IPTV đơn điểm. Trong đó các server của bộ quản lý nội dung được tổ chức thành cụm server (server cluster) tổng hợp kho dữ liệu (database) của các chương trình.

Cách bố trí cụm server để phục vụ được các user được hiệu quả sẽ được nói rõ trên sơ đồ tổng thể ở dưới đây. Các bước thực hiện VOD như sau:

1. Một thuê bao được chứng nhận nhập mạng và chịu sự quản lý của bộ quản lý EPG

2. Thuê bao muốn yêu cầu một nội dung nào đó. Thuê bao gửi yêu cầu đến EGP

3. EGP cho biết địa chỉ của server cần tìm

4. Thuê bao gửi yêu cầu tới server đó.

5. Server dựa theo yêu cầu của thuê bao mà cung cấp nội dung.

Trên đây chỉ là một thí dụ đơn giản nhất. Hiện nay các nhu cầu nghiệp vụ của IPTV rất đa dạng nên cấu trúc mạng phức tạp hơn nhiều. Tiếp theo chúng ta phân tích sự hoạt động tổng thể của mạng IPTV.

Hình 2.

Mạng tổng thể IPTV

Sơ đồ khối biểu thị các chức năng của nghiệp vụ IPTV như hình 3. Từ nguồn nội dung tới đầu cuối người dùng có hể chia làm: nghiệp vụ cung cấp và giới thiệu các nội dung, nghiệp vụ chuyển tải, nghiệp vụ tiếp nối đầu cuối và nghiệp vụ quản trị.

1. Mạng nội dung: Mạng này cung cấp và giới thiệu nội dung gồm xử lý nội dung truyền hình trực tiếp/truyền hình VOD (theo điểm) và xử lý, giới thiệu các ứng dụng gia tăng (phục vụ tin tức, điện thoại có hình, email, nhắn tin...). Nguồn nội dung truyền hình trực tiếp/truyền hình VOD không qua hệ thống xử lý nội dung được mã hóa để phù hợp với luồng media theo yêu cầu qua mạng chuyển tải đưa các luồng này cung cấp tới các người dùng đầu cuối.

2. Mạng truyền tải: Đây là mạng cáp IP. Đối với luồng media có hình thức nghiệp vụ không giống nhau có thể dùng phương thức chuyển đa hướng (multicast) cũng có thể chuyển theo phương thức đơn kênh. Thông thường, truyền hình quảng bá BTV truyền đa hướng tới user đầu cuối, truyền hình theo yêu cầu VOD thông qua mạng cáp phân phát nội dung CDN (Content Distribution Network) tới địa điểm người dùng đầu cuối.

3. Mạng đầu cuối (còn gọi là mạng cáp gia đình). Theo các nhà khai thác viễn thông, thì mạng này là mạng tiếp nối băng rộng xDSL, FTTx+LAN hoặc WLAN.

4. Bộ quản trị bao gồm quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính cước phí, quản lý các thuê bao, quản lý các hộp ghép nối STB.

Ta thấy trong mạng IPTV có 3 dạng luồng tín hiệu: luồng quảng bá BTV, luồng truyền đến địa điểm theo yêu cầu VOD và luồng nghiệp vụ giá trị gia tăng. Như biểu diễn trên hình 3. Ta xét các phương thức truyền tín hiệu thị tần. Có 3 phương thức truyền trực tiếp hiện trường, truyền quảng bá có định thời gian và truyền tới điểm VOD. Khi truyền hình trực tiếp đồng thời ta lấy nội dung này lưu vào bộ nhớ để phát lại vào truyền hình quảng bá định thời gian hoặc làm nguồn các tiết mục cho truyền hình VOD. Đối với tiết mục quảng bá có định thời IPTV dùng phương pháp truyền phát đa điểm IP có tiết kiệm băng tần tức là phương thức multicast. Phương thức này thực hiện "nhất phát, đa thu". Dùng phương thức này, mỗi tiết mục mạng cáp chỉ phát một luồng số liệu thời gian thực (real time) không liên quan tới số người xem tiết mục này. Phương thức này có thể truyền phát cho hàng nghìn thuê bao.

Hình 3

IPTV cung cấp đồng thời hình ảnh (video) và âm thanh (audio) trên mạng cáp. Để đảm bảo chất lượng của 2 loại tín hiệu trên IPTV dùng phương pháp đồng bộ A/V thông qua một server duy nhất thu thập các dữ liệu tại hiện trường, văn bản sử dụng theo khuyến nghị truyền dẫn thời gian thực RTP. IPTV dùng kỹ thuật nén thị tần có hiệu suất cao nên băng tần truyền dẫn tại 800kbit/s có thể tiếp cận với băng tần thu DVD nên tạo điều kiện cho các nhà khai thác dễ dàng phát triển các dịch vụ video. Mạng chuyển tải CDN gồm nhiều server cache phân bố tại các khu vực tập trung thuê bao, Khi có yêu cầu của thuê bao, cache server chuyển lên VOD server trong mạng nguồn cung cấp, tìm nội dung phù hợp và chuyển tải cho thuê bao sự hoạt động của các server trong mạng chuyển tải dựa trên kỹ thuật cân bằng phụ tải toàn cục (GSLB). Trong quá trình truyền đưa multimedia IPTV có thể dùng khóa mật mã đảm bảo độ an toàn của nội dung truyền dẫn.

IPTV áp dụng các khuyến nghị quốc tế về tiêu chuẩn, như khuyến nghị về truyền dẫn thời gian thực (RTP), khuyến nghị về khống chế thời gian thực (RTCP)...

IPTV cũng cùng làm việc với máy tính dùng hệ điều hành UNIX, VIC/VAT, Apple và Quick Time.

Hiện nay cách thức mã hóa video của luồng chủ của IPTV theo MPEG-2, MPEG-4, H.264/AVC; Real Microsoft UWMV-9. Trong đó, MPEG-2 và MPEG-4 được phát triển mạnh. H.264 là luật mã hóa thị tần của ITU-T đề xuất thích hợp cho các hệ thống công cộng. Do đó H.264 có khả năng thành cách mã hóa chính của IPTV.

Như đã nêu ở trên, nghiệp vụ IPTV chính là phục vụ cho các hộ gia đình. Phương thức tiếp nhập băng rộng tới gia đình thường dùng phương pháp truy nhập ADSL, nhưng vì IPTV thiết lập tới user nghiệp vụ multimedia thời gian thực và tương tác nên ADSL không thỏa mãn các yêu cầu của IPTV. Cáp quang truyền dẫn tới tận nhà FTTH được công nhận là phương thức chuyển tải tối ưu. Cáp quang có băng tần rất rộng và có khả năng truyền dẫn hai hướng đối xứng đảm bảo được yêu cầu truyền hình ảnh động theo hai hướng với chất lượng cao.

Thiết bị đầu cuối IPTV trong gia đình có 2 loại: một là máy vi tính PC, hai là máy TV + hộp kết nối STB.

Hộp STB thực hiện 3 chức năng sau:

1. Nối tiếp vào mạng băng tần rộng, thu phát và xử lý số liệu IP và luồng video.

2. Tiến hành giải mã luồng video MPEG-2, MPEG-4, WMV, Real... đảm bảo video VOD hiển thị lên màn hình ti vi các số liệu...

3. Phối hợp với bàn phím đảm bảo HTML du lịch trên mạng, tiến hành gửi nhận email. Hộp STB đảm nhiệm các nhiệm vụ trên chủ yếu dựa vào bộ vi xử lý.

Để kết luận ta thấy IPTV ứng dụng kỹ thuật streaming media, thông qua mạng băng rộng truyền dẫn tín hiệu truyền hình digital đến các thuê bao. Các thuê bao chỉ cần có thiết bị đầu cuối là máy tính PC hoặc TV+STB là có thể thưởng thức được các chương trình truyền hình phong phú. Hoạt động của IPTV là hoạt động tương tác trên mạng không chỉ có các chương trình truyền hình quảng bá mà còn thực hiện truyền hình đến địa điểm theo yêu cầu (VOD). IPTV còn có các dịch vụ tương tác khác như truyền thoại có hình, email, du lịch trên mạng, học tập từ xa...

IPTV cùng các hoạt động thông tin trên băng tần rộng đã kết hợp được 3 mạng (máy tính + viễn thông + truyền hình) biểu thị xu thế phát triển của mạng truyền thông tương lai. Các nhà kinh doanh dịch vụ viễn thông băng rộng không chỉ ở các nước tiên tiến như Mỹ, Nhật... mà ở các nước trong khu vực như Trung Quốc, Hàn Quốc, Hồng Kông... đang phát triển mạnh dịch vụ IPTV./.

Theo http://tapchibcvt.gov.vn

Read more »

DVB-T2 - Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất cho truyền hình có độ phân giải cao

1. DVB-T2 - Những tiêu chí cơ bản.

Những tiêu chí cơ bản của tiêu chuẩn DVB-T2 có thể tóm tắt như sau:

- DVB-T2 phải tuân thủ tiêu chí đầu tiên có tính nguyên tắc là tính tương quan giữa các chuẩn trong họ DVB. Điều đó có nghĩa là sự chuyển đổi giữa các tiêu chuẩn DVB phải thuận tiện cao nhất đến mức có thể, ví dụ giữa DVB-S2 (tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh thế hệ thứ 2 vẫn lấy) và DVB-T2.

- DVB-T2 phải kế thừa những giải pháp đã tồn tại trong các tiêu chuẩn DVB khác. DVB-T2 phải chấp nhận 2 giải pháp kỹ thuật có tính then chốt của DVB-S2, cụ thể:

+ Cấu trúc phân cấp trong DVB-S2, đóng gói dữ liệu trong khung BB (Base Band Frame).

+ Sử dụng mã sửa sai LDPC (Low Density Parity Check).

- Mục tiêu chủ yếu của DVB-T2 là dành cho các đầu thu cố định  và di chuyển được, do vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng được các anten thu hiện đang tồn tại ở mỗi gia đình và sử dụng lại các cơ sở anten phát hiện có.

- Trong cùng một điều kiện truyền sóng, DVB-T2 phải đạt được dung lượng cao hơn thế hệ đầu (DVB-T) ít nhất 30%.

- DVB-T2 phải đạt được hiệu quả cao hơn DVB-T trong mạng đơn tần SFN (Single Frequency Network)

- DVB-T2 phải có cơ chế nâng cao độ tin cậy đối với từng loại hình dịch vụ cụ thể. Điều đó có nghĩa là DVB-T2 phải có khả năng đạt được độ tin cậy cao hơn đối với một vài dịch vụ so với các dịch vụ khác.

- DVB-T2 phải có tính linh hoạt đối với băng thông và tần số.

- Nếu có thể, phải giảm tỷ số công suất đỉnh/ công suất trung bình của tín hiệu để giảm thiểu giá thành truyền sóng.

Trên cơ sở những tiêu chí trên, từ tháng 6/2007 đến tháng 3/2008, trên 40 tổ chức đã tập trung nghiên cứu tiêu chuẩn DVB-T2, thông qua nhiều buổi hội thảo, hội nghị qua mạng và Email. Cuối cùng cuối năm 2008, những nội dung cơ bản của tiêu chuẩn DVB-T2 đã được ban hành.

Với những công nghệ sử dụng trong DVB-T2, dung lượng dữ liệu đạt được tại UK lớn hơn khoảng 50% so với DVB-T, ngoài ra DVB-T2 còn có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường (Multipaths) và can nhiễu đột biến tốt hơn nhiều so với DVB-T.

DVB-T2 thậm chí còn đạt được dung lượng cao hơn so với DVB-T trong mạng đơn tần (SFN) với cùng giá trị tuyệt đối của khoảng bảo vệ (67%). DVB-T2 còn cho phép sử dụng khoảng bảo vệ lớn hơn 20% so với DVB-T, điều này cũng đồng nghĩa với việc mở rộng vùng phủ sóng của các máy phát trong mạng SFN.

2. Một số nội dung chính trong tiêu chuẩn DVB-T2.

2.1. Mô hình cấu trúc DVB-T2.

Hệ thống DVB-T2 được chia thành 3 khối chính ở phía phát (SS1, SS2, SS3) và 2 khối chính ở phía thu (SS4, SS5) như trình bày trong hình 1.

SS1: Mã hoá và ghép kênh.

Khối SS1 có chức năng mã hoá tín hiệu video/audio cùng các tín hiệu phụ trợ kèm theo như PSI/SI hoặc tín hiệu báo hiệu lớp 2 (L2 Signalling) với công cụ điều khiển chung nhằm đảm bảo tốc độ bit không đổi đối với tất cả các dòng bit. Khối này có chức năng hoàn toàn giống nhau đối với tất cả các tiêu chuẩn của DVB. Đầu ra của khối là dòng truyền tải MPEG-2TS (MPEG - 2 Transport Stream).

SS2: Basic T2 - Gateway

Đầu vào của SS1 được định nghĩa trong [1], đầu ra là dòng T2 - MI. Mỗi gói T2-MI bao gồm Baseband Frame, IQ Vector hoặc thông tin báo hiệu  (LI hoặc SFN). Dòng T2-MI chứa mọi thông tin liên quan đến T2-FRAME. Mỗi dòng T2-MI có thể được cung cấp cho một hoặc một vài bộ điều chế trong hệ thống DVB-T2. Dạng thức giao diện của T2-MI được định nghĩa trong [2].

SS3: Bộ điều chế DVB-T2 (DVB-T2 Modulator)

Bộ điều chế DVB-T2 sử dụng Baseband Frame và T2- Frame mang trong dòng T2-MI đầu vào để tạo ra DVB-T2 Frame.

SS4: Giải điều chế DVB-T2 (DVB-T2 Demodulator)

Bộ giải điều chế SS4 nhận tín hiệu cao tần (RF Signal) từ một hoặc nhiều máy phát (SFN Network) và cho một dòng truyền tải (MPEG-TS) duy nhất tại đầu ra.

SS5: Giải mã dòng truyền tải (Stream Decoder)

Bộ giải mã SS5 nhận dòng truyền tải (MPEG-TS) tại đầu vào và cho tín hiệu video/audio tại đầu ra.

2.2. Lớp vật lý DVB-T2.

Mô hình lớp vật lý của DVB-T2 được trình bày trong hình 2. Đầu vào hệ thống có thể bao gồm một hoặc nhiều dòng truyền tải MPEG-TS hoặc dòng GS (Generic Stream).

Đầu vào của lớp vật lý là tín hiệu cao tần RF. Tín hiệu đầu ra cũng có thể được chia thành hai đường để cung cấp cho anten thứ 2, thường là 1 máy phát khác.

Việc xử lý dòng dữ liệu vào và FEC phải được lựa chọn sao cho có khả năng tương thích với cơ chế sử dụng trong DVB-S2. Điều đó có nghĩa, DVB-T2 phải có cùng cấu trúc baseband-frame, baseband-header, gói "0' (Null packet) LDPC/BCH FEC và đồng bộ dòng dữ liệu như DVB-S2.

Các thông số COFDM của DVB-T cũng được mở rộng so với DVB-T, trong đó bao gồm:

- FFT: 1K, 2K, 4K, 8K, 16K, 32K

- Khoảng bảo vệ: 1/128, 1/32, 1/16, 19/256, 1/8, 19/128, 1/4

- Pilot phân tán : 8 biến thể khác nhau phù hợp với các khoảng bảo vệ khác nhau

- Pilot liên tục: tương tự như DVB-T, tuy nhiên tối ưu hơn

- Tráo: bao gồm tráo bit, tráo tế bào, tráo thời gian và tráo tần số

Việc có một khoảng lựa chọn rộng hơn các thông số COFDM cùng với mã sửa sai mạnh hơn, cho phép DVB-T2 đạt được dung lượng cao hơn DVB-T gần 50% đối với mạng MFN và thậm chí còn lớn hơn đối với mạng SFN.

DVB-T2 còn có một số tính chất mới góp phần cải thiện chất lượng hệ thống.

- Cấu trúc khung (Frame Structure), trong đó có chứa symbol nhận diện đặc biệt được sử dụng để quét kênh (channel scanning) và nhận biết tín hiệu nhanh hơn.

- Chòm sao xoay, nhằm tạo nên tính đa dạng trong điều chế tín hiệu, hỗ trợ việc thu tín hiệu có tỷ lệ mã sửa sai lớn.

- Các giải pháp kỹ thuật đặc biệt nhằm giảm tỷ số giữa mức đỉnh và mức trung bình của tín hiệu phát.

- Tuỳ chọn đối với khả năng mở rộng khung dữ liệu trong tương lai (future extension frame).

2.3. Những giải pháp kỹ thuật cơ bản.

2.3.1. Ống lớp vật lý (Physical Layer Pipes - PLPs).

Đòi hỏi của thị trường đối với độ tin cậy của các dịch vụ và sự cần thiết phải có các loại dòng dữ liệu khác nhau đã dẫn tới khái niệm "ống" lớp vật lý hoàn toàn trong suốt có khả năng truyền tải dữ liệu độc lập với cấu trúc và các thông số PLP khác nhau. Cả dung lượng và độ tin cậy đều có khả năng điều chỉnh cho phù hợp với từng nhà cung cấp nội dung/dịch vụ, tuỳ thuộc vào loại đầu thu, môi trường.

DVB-T2 còn cho phép "gán" các giá trị: đồ thị chòm sao, tỷ lệ mã và tráo thời gian cho từng PLP, ngoài ra còn "dạng thức hoá" nội dung theo cùng một cấu trúc khung "baseband frame" như được áp dụng trong DVB-S2.

Đặc biệt, một nhóm dịch vụ có thể cùng chia sẻ một thông tin chung, ví dụ bảng PSI/SI hoặc CA. Để tránh phải truyền "đúp" các thông tin này đối với từng PLP, DVB-T2 có chứa "PLP chung" được chia sẻ bởi một nhóm PLP. Như vậy, máy thu phải giải mã 2 PLP tại cùng 1 thời điểm khi thu một dịch vụ: PLP dữ liệu và PLP chung đi kèm. Hai mode đầu vào, do đó được định nghĩa: đầu vào mode A sử dụng duy nhất một PLP và đầu vào mode B sử dụng nhiều PLP.

2.3.1.1. Đầu vào mode A.

Đầu vào mode A là mode đơn giản nhất. Ở đây chỉ có duy nhất một PLP được sử dụng, truyền tải duy nhất một dòng dữ liệu. Hệ quả độ tin cậy của các nội dung thông tin giống nhau như đối với DVB-T.

2.3.1.2. Đầu vào mode B.

Đầu vào mode B là mode tiên tiến được sử dụng cho nhiều PLP (hình 4). Ngoài độ tin cậy cao đối với các dịch vụ nhất định, mode B còn cho phép khoảng tráo thời gian dài hơn và tiết kiệm năng lượng hơn đối với đầu thu.

2.3.2. Băng tần phụ (1.7 Mhz và 10 Mhz).

Để đáp ứng các dịch vụ chuyên dụng, ví dụ truyền tín hiệu từ camera về một studio lưu động, DVB-T2 còn bao gồm tuỳ chọn băng tần 10Mhz. Các máy thu dân dụng không hỗ trợ băng tần này. DVB-T2 còn sử dụng cả băng tần 1.712 Mhz cho các dịch vụ thu di động  (trong băng III và băng L)

2.3.3. Các mode sóng mang mở rộng (đối với 8K, 16K, 32K).

Do phần đỉnh xung vuông trong đồ thị phổ công suất suy giảm nhanh hơn đối với kích thước FFT lớn. Điểm ngoài cùng của phổ tín hiệu OFDM có thể trải rộng hơn, điều này cũng đồng nghĩa với việc nhiều sóng mang phụ trên một symbol được sử dụng để truyền tải dữ liệu. Độ lợi (gain) đạt được ở giữa 1.4% (8Kmode) và 2.1% (32Kmode). Hình 5 so sánh phổ của 2K so với 32K ở điều kiện bình thường và 32K trong mode sóng mang mở rộng. Sóng mang mở rộng là 1 đặc tính tuỳ chọn, bởi lẽ với đặc tính này khó có có thể đạt được mặt nạ phổ (spectrum mask) cũng như tỷ số bảo vệ.

2.3.4. MISO dựa trên Alamouti (trên trục tần số).

Do DVB-T hỗ trợ mạng đơn tần (SFN), sự hiện diện của tín hiệu có cường độ mạnh tương tự nhau từ 2 máy phát có thể tạo nên điểm "lõm" (deep notches). Để khắc phục hiện tượng này, máy phát đòi hỏi phải có công suất cao hơn.

DVB-T2 có tuỳ chọn sử dụng kỹ thuật Alamouti: [3] với một cặp máy phát [hình 6]. Alamouti là một ví dụ của MISO (Multiple Input, Single Output), trong đó mỗi điểm của đồ thị chòm sao được truyền bởi một máy, còn máy phát thứ 2 truyền phiên bản có chỉnh sửa một chút của từng cặp của chòm sao với thứ tự ngược lại trên trục tần số.

Kỹ thuật Alamouti cho kết quả tương đương với phương thức thu phân tập trên phương diện đạt được sự kết hợp tối ưu giữa hai tín hiệu, tỷ số tín/tạp cuối cùng, đó là công suất tổng hợp của hai tín hiệu trong không gian.

2.3.5. Symbol khởi đầu (P1 và P2).

Những symbol đầu tiên của khung DVB-T2 ở lớp vật lý là các symbol khởi đầu (preamble symbols). Các symbol này truyền một số lượng hạn chế các thông tin báo hiệu bằng phương thức truyền có độ tin cậy. Khung đầu tiên được bắt đầu bằng symbol P1, điều chế BPSK với độ tin cậy cao. Với khoảng bảo vệ ở cả hai đầu, symbol P1 mang 7 bit thông tin (bao gồm kích thước FFT của symbol dữ liệu). Các symbol P2, số lượng được cố định cho mỗi kích thước FFT, cung cấp thông tin báo hiệu lớp 1 kể cả tĩnh, động và khả năng cấu trúc.

Các bit đầu tiên của thông tin báo hiệu (L1 - Pre-signalling) có phương thức điều chế và mã hoá cố định, các bit còn lại (L1 - Post-signalling) tỷ lệ mã được xác định là 1/2 nhưng phương thức điều chế có thể được lựa chọn giữa QPSK, 16-QAM và 64-QAM. Symbol P2 nói chung, còn chứa dữ liệu PLP chung và/hoặc PLP dữ liệu.

2.3.6. Mẫu hình tín hiệu Pilot (Pilot Pattern).

Pilot phân tán ((Scattered Pilots) được xác định từ trước cả về biên độ và pha, và được "cấy" vào tín hiệu với khoảng cách đều nhau trên cả hai trục thời gian và tần số. Pilot phân tán được sử dụng để đánh giá sự thay đổi trên đường truyền.

Trong khi DVB-T áp dụng mẫu hình tĩnh (static pattern) độc lập với kích thước FFT và khoảng bảo vệ, DVB-T2 tiếp cận một cách linh hoạt hơn, bằng cách định nghĩa 8 mẫu hình khác nhau để có thể lựa chọn, tuỳ thuộc vào kích thước FFT và khoảng bảo vệ đối với mỗi đường truyền riêng biệt.

Pilot phân tán cho phép giảm thiểu độ "vượt mức" (overhead) từ 4  8% khi sử dụng mẫu hình PP3 và khoảng bảo vệ 1/8. Đối với Pilot liên tục, tỷ lệ phần trăm của DVB-T2 phụ thuộc vào kích thước FFT và đạt khoảng từ 0.7  2.5% đối với 8K, 16K và 32K.

2.3.7. Phương thức điều chế 256-QAM.

Trong hệ thống DVB-T, phương thức điều chế cao nhất là 64-QAM cho phép truyền tải 6bit/symbol/sóng mang (có nghĩa là 6bit/tế bào OFDM). Ở DVB-T2, phương thức điều chế 256QAM (hình 8) cho phép tăng lên 8bit/tế bào OFDM, tăng 33% hiệu xuất sử dụng phổ và dung lượng dữ liệu đối với một tỷ lệ mã cho trước. Thông thường, tăng dung lượng dữ liệu thường đòi hỏi một tỷ số công suất sóng mang trên tạp nhiễu cao hơn (4 hoặc 5dB, tuỳ thuộc vào kênh truyền và  tỷ lệ mã sửa sai), bởi lẽ khoảng cách Euclide giữa hai điểm cạnh nhau trên đồ thị chòm sao chỉ bằng khoảng 1/2 so với 64-QAM và do vậy đầu thu sẽ nhậy cảm hơn đối với tạp nhiễu. Tuy nhiên, mã LDPC tốt hơn nhiều so với mã cuốn (Convolution code) và nếu chọn tỷ lệ mã mạnh hơn một chút cho 256QAM so với tỷ lệ mã sử dụng trong 64-QAM của DVB-T, tỷ số công suất sóng mang trên tạp nhiễu C/N sẽ không thay đổi trong khi vẫn đạt được một độ tăng trưởng tốc độ bit đáng kể. 256-QAM do vậy sẽ là một sự lựa chọn đầy hứa hẹn trên thực tế.

2.3.8. Chòm sao xoay (Rotated Constellation).

Một trong số các kỹ thuật mới được sử dụng trong DVB-T2 là chòm sao xoay (Rotated Constellation) và trễ Q (Q-delay). Sau khi đã định vị, chòm sao được "xoay" một góc trên mặt phẳng I-Q như mô tả trên hình 9.

Các thành phần I và Q được tách bởi quá trình tráo sao cho chúng được truyền trên miền tần số và thời gian khác nhau. Nếu có một thành phần bị huỷ hoại trên kênh truyền, thành phần còn lại có thể được sử dụng để tái tạo lại thông tin. Kỹ thuật này tránh được mất mát trên kênh Gauss và tạo được độ lợi 0.7dB trên kênh có phađing. Độ lợi này còn lớn hơn trên kênh 0dB phản xạ (SFN) và kênh xoá (nhiễu đột biến, phađing có chọn lọc) (Hình 10). Điều này cũng đồng nghĩa với việc có thể sử dụng tỷ lệ mã, tốc độ bit cao hơn.

2.3.9. 16K, 32K FFT và tỷ lệ khoảng bảo vệ 1/128.

Tăng kích thước FFT đồng nghĩa với việc làm hẹp khoảng cách giữa các sóng mang và làm tăng chu kỳ symbol. Việc này, một mặt làm tăng can nhiễu giữa các symbol và làm giảm giới hạn tần số cho phép đối với hiệu ứng Doppler. Mặt khác, chu kỳ symbol dài hơn, cũng có nghĩa là tỷ lệ khoảng bảo vệ nhỏ hơn đối với cùng giá trị tuyệt đối của khoảng bảo vệ trên trục thời gian. Tỷ lệ khoảng bảo vệ bằng 1/128 trong DVB-T2, cho phép 32K sử dụng khoảng bảo vệ có cùng giá trị tuyệt đối như 8K 1/32 như hình 11.

2.3.10. Mã sửa sai LDPC/BCH.

Trong khi DVB-T sử dụng mã sửa sai trong và ngoài là mã cuốn và mã R-S (Convolutional and Reed-Solomon Codes), DVB-T2 và DVB-S2 sử dụng LDPC/BCH. Các mã này cho phép khả năng bảo vệ tốt hơn, truyền nhiều dữ liệu hơn trên cùng một kênh thông tin.

2.3.11. Tráo bit, tế bào, thời gian và tần số.

Mục đích của tráo là trải nội dung thông tin trên miền thời gian và/hoặc tần số sao cho kể cả nhiễu đột biến lẫn phađing đều không có khả năng xoá đi một chuỗi bit dài của dòng dữ liệu gốc. Tráo còn được thiết kế sao cho các bit thông tin được truyền tải bởi một điểm xác định trên đồ thị chòm sao không tương ứng với chuỗi bit liên tục trong dòng dữ liệu gốc.

2.3.12. Kỹ thuật giảm thiểu tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình (Peak - to - average Power Ratio - PAPR).

PAPR trong hệ thống OFDM cao có thể làm giảm hiệu xuất bộ khuếch đại công suất RF. Cả hai kỹ thuật làm giảm PAPR được sử dụng trong hệ thống DVB-T2: mở rộng chòm sao tích cực (Active Constellation Extension - ACE) và hạn chế âm sắc (Tone Reservation - TR).

Kỹ thuật ACE làm giảm PAPR bằng cách mở rộng các điểm ngoài của đồ thị chòm sao trên miền tần số, còn TR làm giảm PAPR bằng cách trực tiếp loại bỏ các giá trị đỉnh của tín hiệu trên miền thời gian.

Hai kỹ thuật bổ sung cho nhau, ACE hiệu quả hơn TR ở mức điều chế thấp còn TR hiệu quả hơn ACE ở mức điều chế cao. Hai kỹ thuật không loại trừ nhau và có khả năng sử dụng đồng thời. Tuy nhiên ACE không được sử dụng với chuẩn xoay.

3. Kết luận.

Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ 2 (DVB-T2) được công bố tháng 2-2009 (sau DVB-S2 và DVB-C2 cho truyền hình số trên vệ tinh và truyền hình cáp). DVB-T2 sử dụng nhiều giải pháp kỹ thuật mới như: ống vật lý, băng tần phụ, các mode sóng mang mở rộng, MISO dựa trên Alamouti, symbol khởi đầu (P1,P2), mẫu hình tín hiệu Pilot, chòm sao xoay,… mục đích là làm tăng độ tin cậy của kênh truyền và tăng dung lượng bit. Trên thực tế, DVB-T2 có khả năng truyền tải dung lượng bit lớn hơn DVB-T gần 50% đối với mạng MFN và thậm chí cao hơn đối với SFN.

DVB-T2 là hệ thống truyền hình số mặt đất lý tưởng cho truyền hình có độ phân giải cao HDTV (High Defination Televition).

Read more »

Giới thiệu công nghệ truyền hình số mặt đất DVB-T

Tại Việt Nam việc thử nghiệm truyền hình số ở nhiều quy mô khác nhau được tiến hành khẩn trương trong nhiều năm qua và đã thu được những kết quả rất quan trọng. Những kết quả thử nghiệm đã giúp Chính phủ quyết định ứng dụng rộng rãi công nghệ truyền hình số mặt đất DVB-T theo tiêu chuẩn Châu Âu tại Việt nam từ tháng 3 năm 2005.

Truyền hình số mặt đất có những ưu điểm vượt trội so với truyền hình analog như: khả năng chống nhiễu cao, có khả năng phát hiện và sửa lỗi, chất lượng chương trình trung thực, ít bị ảnh hưởng nhiễu đường truyền, tránh được hiện tượng bóng hình thường gặp ở truyền hình analog; truyền được nhiều chương trình đồng thời trên một kênh sóng, điều này giúp cho việc nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần và tiết kiệm kinh phí đầu tư, chi phí vận hành...

Một số đặc điểm của truyền hình số mặt đất như sau:

1. Một máy phát số mặt đất có thể phát sóng đồng thời nhiều chương trình truyền hình: Đây là đặc điểm kỹ thuật ưu việt nhất của truyền hình số, mang lại hiệu quả cao trên nhiều phương diện: Tiết kiệm kinh phí đầu tư: một máy phát phát được đến 13 chương trình truyền hình – thay việc phải đầu tư nhiều máy phát – chỉ cần đầu tư 1 máy, tiết kiệm cả kinh phí đầu tư các thiết bị phụ trợ và các hệ thống anten, tiết kiệm nhà đặt máy, Tiết kiệm kinh phí vận hành: tiền điện, nhân công, bảo dưỡng. Tiết kiệm phổ tần số - Một kênh tần số 8MHz phát được đến 14 chương trình thay vì 1 chương trình như TH tương tự.

2. Chất lượng hình ảnh và âm thanh trung thực: Tín hiệu thu từ truyền hình số mặt đất DVB-T cho ra chất lượng hình ảnh có độ sắc nét cao, màu sắc đẹp, âm thanh trong trẻo như nghe đĩa nhạc CD. Đặc biệt hình ảnh của truyền hình số mặt đất không có các hiện tượng bóng ma và can nhiễu công nghiệp như trong truyền hình tương tự.

3. Điều kiện thu xem thuận lợi: Với công nghệ truyền hình số mặt đất DVB-T, chỉ cần sử dụng TV và anten thông thường cùng với bộ chuyển đổi Digital/Analog (đầu thu số).

4. Cho phép thu di động, tích hợp các chương trình phát thanh, dữ liệu: Truyền hình số DVB-T cho phép truyền đồng thời cả tín hiệu truyền hình, phát thanh và các dịch vụ truyền dữ liệu khác.

5. Cho phép tách / ghép chương trình trên cùng một hạ tầng truyền dẫn phát sóng: Khả năng này của truyền hình số vừa phù hợp với nhu cầu phủ sóng toàn quốc vừa đáp ứng nhu cầu ghép chương trình truyền hình truyền hình địa phương để phủ sóng trên địa bàn tỉnh.

6. Khả năng thiết lập mạng đơn tần: Với truyền hình số DVB-T có thể thiết lập mạng phát hình gồm nhiều máy phát trên cùng một kênh sóng. Các máy phát cách nhau một khoảng cách cho phép nhất định để hình thành một mạng, gọi là mạng đơn tần.

Nguồn http://truyenhinhso.vn/th-so-mat-dat

Thêm 1 tí thông tin giới thiệu (lấy từ báo cáo thực tập về mạng đơn tần dvb-t2 của mình), cái này chép ở sách truyền hình ra :

  
DVB-T là tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất chính thức được tổ chức ETSI công nhận (European Telecommunications Standards Institute) vào tháng 2 năm 1997.

DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing). COFDM là kỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình phức tạp, có nhu cầu sử dụng mạng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có khả năng thu di động.

DVB-T là thành viên của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh, mặt đất, cáp. Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau:

- Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II.
- Mã hoá Video chuẩn MP @ ML.
- Ðộ phân giải ảnh tối đa 720 x 576 điểm ảnh.

Dự án DVB không tiêu chuẩn hoá dạng thức HDTV nhưng hệ thống truyền tải chương trình có khả năng vận dụng với dữ liệu HDTV.

Hệ thống truyền hình có thể cung cấp các cỡ ảnh 4:3; 16: 9 và 20: 9 với tốc độ khung 50 Mhz.

Read more »