MéT Sè M¤ H×NH §Ó C¸C §µI PTTH
TRIÓN KHAI C¤NG NGHÖ PH¸T H×NH Sè DVB-T
KS. Lª Träng B»ng, KS. §Æng TrÇn Kiªn
Tõ 5/1/2003 THVN ®· tõ bá c«ng nghÖ kü thuËt analog trong lÜnh vùc truyÒn qua vÖ tinh,
thay vµo ®ã lµ c«ng nghÖ kü thuËt sè, c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh cña THVN ph¸t qua vÖ
tinh ®· lµ c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh sè.
Sau khi ng−êi d©n sèng t¹i Hµ Néi cïng c¸c tØnh l©n cËn cña ®ång b»ng B¾c Bé, néi ngo¹i
thµnh tp. H¶i Phßng, t¹i c¸c vïng cña tØnh Th¸i Nguyªn, H¹ Long (Qu¶ng Ninh), Th¸i B×nh vµ
khu vùc B×nh D−¬ng, tp. Hå ChÝ Minh, TiÒn Giang thu ®−îc truyÒn h×nh sè DVB-T, nhiÒu §µi
PTTH ®· trao ®æi víi chóng t«i vÒ gi¶i ph¸p triÓn khai m¸y ph¸t sè t¹i ®Þa ph−¬ng m×nh.
Chóng t«i xin nªu mét sè m« h×nh (hay ph−¬ng ¸n) triÓn khai m¸y ph¸t sè ®· vµ ®ang thùc
hiÖn ®Ó c¸c §µi PTTH cïng tham kh¶o. Chóng t«i xuÊt ph¸t tõ nguyªn t¾c tËn dông tèi ®a vµ
tèi −u c¬ së h¹ tÇng: nhµ ®Æt m¸y, hÖ thèng ®iÖn n¨ng, hÖ thèng ®iÒu hoµ kh«ng khÝ, ®Æc biÖt
lµ hÖ thèng c¸p vµ anten hiÖn cã vµ thùc hiÖn ®Çu t− kinh tÕ nhÊt.
L−u ý, khi nãi ®Õn tÇn sè (hay kªnh sãng) m¸y ph¸t sè chØ cã kh¸i niÖm tÇn sè trung t©m.
TÇn sè trung t©m cña c¸c kªnh ph¸t h×nh sè (d¶i th«ng 8MHz) b¨ng tÇn UHF ®−îc tÝnh b»ng
c«ng thøc: 474MHz + [KD-21]x8MHz. B¾t ®Çu b»ng kªnh 21D (K=kªnh; D=Digital=Sè) cã
tÇn sè trung t©m lµ 474MHz. Kªnh 26D cã tÇn sè trung t©m 474MHz + [26-21] x8MHz=
514MHz, Kªnh 29D cã tÇn sè trung t©m lµ 474MHz + [29-21] x 8MHz = 546MHz.
1. M¸y ph¸t h×nh sè céng víi m¸y ph¸t analog.
§Ó ®Çu t− víi møc kinh phÝ thÊp nhÊt, ®ì phøc t¹p nhÊt, tr−íc hÕt, chóng t«i lu«n nghÜ tíi
viÖc tËn dông hÖ thèng c¸p vµ anten d¶i réng hiÖn cã. HÖ thèng thiÕt bÞ c«ng nghÖ kü thuËt sè
gän kh«ng chiÕm nhiÒu diÖn tÝch, tiªu tèn Ýt ®iÖn n¨ng nhÊt. Sù t¸c ®éng vµo hÖ thèng thiÕt bÞ
(cô thÓ lµ m¸y ph¸t h×nh) ®ang khai th¸c thÊp nhÊt, thêi gian triÓn khai nhanh nhÊt.
1.1. M« h×nh cã sö dông bé ®iÒu chÕ sè DVB-T.
§©y lµ m« h×nh ®· thùc hiÖn cho m¸y ph¸t chuyÓn tiÕp t¹i Th¸i Nguyªn, Th¸i B×nh vµ TiÒn
Giang. Chóng t«i sö dông hai bé ®iÒu chÕ sè DVB-T cã tÝn hiÖu ra cao tÇn trªn hai kªnh liÒn
kÒ b¨ng tÇn UHF, cô thÓ kªnh 29 vµ kªnh 30. C¸c khuÕch ®¹i b¸n dÉn cña m¸y ph¸t h×nh sè cã
d¶i réng 16MHz cho c¶ hai kªnh liÒn kÒ [29+30] hoÆc [40+41]. TÝn hiÖu ph¸t sè d¶i réng
16MHz (sau khi qua bé läc th«ng d¶i 16MHz) ®−îc céng víi tÝn hiÖu analog, th«ng qua bé
céng kªnh (Combiner) ®Ó sö dông chung hÖ thèng c¸p vµ anten UHF. H×nh 1 m« t¶ s¬ ®å khèi
cña hÖ thèng.
ViÖc ph¸t trªn hai kªnh liÒn kÒ 29+30 ch−a hÒ vµ kh«ng bao giê thùc hiÖn ®−îc víi c«ng
nghÖ ph¸t h×nh analog. §©y còng lµ mét lîi thÕ rÊt m¹nh cña c«ng nghÖ ph¸t h×nh sè mÆt ®Êt
DVB-T, mµ lÇn ®Çu tiªn c«ng ty VTC thùc hiÖn thµnh c«ng t¹i ViÖt Nam.
¦u ®iÓm cña m« h×nh nµy: mét lµ, söa mÐo tuyÕn tÝnh vµ kh«ng tuyÕn tÝnh cña toµn hÖ
thèng chuyÓn tiÕp c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh sè rÊt dÔ dµng, v× cã sö dông c¸c bé ®iÒu chÕ
sè (cã phÇn mÒm hiÖu chØnh ®Ó bï söa mÐo). HiÖn nay, nhiÒu bé ®iÒu chÕ sè DVB-T th−êng
cã phÇn mÒm hiÖu chØnh b¸n kÌm. Hai lµ, tÝn hiÖu ®−a vµo m¸y ph¸t h×nh sè lµ dßng truyÒn t¶i
(tiÕng Anh gäi lµ Transport Stream) chøa c¸c ch−¬ng tr×nh ®· nÐn vµ ghÐp. Dßng truyÒn t¶i cã
thÓ lµ tÝn hiÖu nèi tiÕp kh«ng ®ång bé ASI (Asynchronous Serial Interface), hoÆc cã thÓ lµ tÝn
hiÖu song song (gäi lµ tÝn hiÖu LVDS, Low Voltage Difference Signal). TÝn hiÖu dßng truyÒn
t¶i nµy ®· ®−îc ®Çu thu sè thùc hiÖn söa lçi nhê m· söa sai.
NÕu sö dông tÝn hiÖu dßng truyÒn t¶i, th× cã thªm mét lîi thÕ n÷a, ®ã lµ bá ®i mét ch−¬ng
tr×nh nµo ®ã vµ thay vµo b»ng mét ch−¬ng tr×nh kh¸c (cña ®Þa ph−¬ng) thËt dÔ dµng. TÊt nhiªn
ph¶i cÇn ®Õn bé nÐn MPEG-2 (4:2:0 Main Profile @ Main Level) ®Ó nÐn ch−¬ng tr×nh cña ®Þa
ph−¬ng vµ hÖ thèng t¸ch ghÐp l¹i nhãm ch−¬ng tr×nh. H×nh 2 m« t¶ s¬ ®å khèi cña toµn bé hÖ
Tạp chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ thông tin Tháng 8/2004
thèng. ThiÕt bÞ trong « cã viÒn bãng lµ ®Çu t− thªm. M« h×nh nµy thÓ hiÖn ch−a ghÐp ch−¬ng
tr×nh cña tØnh Th¸i Nguyªn vµo.
Anten thu
K26
§Çu thu
sè DVB-T §iÒu chÕ
sè DVB-T K§ kÝch vµ
K§c«ng suÊt,
bé läc16MHz
M¸y
ph¸t
Analog
(kªnh32)
®ang
khai th¸c
Bé céng
kªnh
RF kªnh 29
§iÒu chÕ
sè DVB-T
§Çu thu
sè DVB-T
K34
RF kªnh 32
analog
Anten
ph#t
RF
RF kªnh 30
H×nh 1. M« h×nh thùc hiÖn 2/2003: m¸y ph¸t sè DVB-T
céng víi m¸y ph¸t h×nh analog kªnh 32 t¹i Th¸i Nguyªn
Tạp chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ thông tin Tháng 8/2004
RF k#nh
§Çu thu sè
DVB-T
NÐn MPEG-2
ra ASI
Bé
t¸ch
ghÐp
§iÒu chÕ sè
M¸y tÝnh vµ
phÇn mÒm
®iÒu khiÓn HUB
KhuÕch ®¹i vµ läc
d¶i th«ng 16MHz
M¸y ph¸t
h×nh analog
®ang khai
th¸c
§iÒu chÕ sè
RF kªnh sè n
§Çu thu sè
DVB-T
Bé céng
Combiner
RF kªnh 32
Anten thu
RF kªnh sè n+1
ASI-2
Anten
p
h¸t
RF kªnh sè n v
µ
n
±
1
ASI-3
ASI-1
LVDS
H×nh 2. M« h×nh sö dông hai bé ®iÒu chÕ sè DVB-T
vµ cã thªm hÖ thèng t¸ch ghÐp ch−¬ng tr×nh ®Ó ph¸t ch−¬ng tr×nh ®Þa
h
Trªn h×nh 2 cã 4 dßng truyÒn t¶i: LVDS còng lµ mét dßng truyÒn t¶i do ®Çu thu sè mÆt ®Êt cho
ra, ®©y lµ dßng song song chøa 8 ch−¬ng tr×nh. Dßng ASI-1 lµ dßng do ®Çu thu sè DVB-T
(lo¹i chuyªn dông) cho ra, ®©y lµ dßng nèi tiÕp chøa 8 ch−¬ng tr×nh. Dßng ASI-2 lµ dßng do
bé nÐn MPEG-2 t¹o ra, ®©y lµ dßng chøa mét ch−¬ng tr×nh cña Th¸i Nguyªn (thùc hiÖn tõ
15/3/2003). Dßng ASI-3 lµ dßng sau bé t¸ch ghÐp ch−¬ng tr×nh chøa 8 ch−¬ng tr×nh (®Æc biÖt
lµ trong dßng nµy cã thªm ch−¬ng tr×nh ®Þa ph−¬ng ®· thay thÕ mét ch−¬ng tr×nh nµo ®ã trong
8 ch−¬ng tr×nh cã trong dßng ASI-1.
Nh−îc ®iÓm cña m« h×nh nµy lµ ph¶i ®Çu t− hai bé ®iÒu chÕ sè DVB-T, bé nÐn ghÐp ch−¬ng
tr×nh. Tuy vËy, ®©y lµ m« h×nh rÊt h÷u Ých cho ®Þa ph−¬ng (nÕu muèn tiÕp ph¸t c¸c ch−¬ng
tr×nh truyÒn h×nh sè do VTC hay B×nh D−¬ng ph¸t). V× kh«ng nh÷ng ch−¬ng tr×nh cña ®Þa
ph−¬ng ®−îc ph¸t víi c«ng nghÖ kü thuËt sè, mµ ng−êi d©n sÏ thu ®−îc rÊt nhiÒu ch−¬ng tr×nh
truyÒn h×nh sè qua hÖ thèng ph¸t h×nh sè DVB-T nµy.
1.2. M« h×nh chuyÓn tiÕp qua trung tÇn 36,15MHz.
M« h×nh nµy theo c¸c tµi liÖu quèc tÕ, th−êng sö dông cho m¸y ph¸t chuyÓn tiÕp, th«ng
qua trung tÇn 36,15MHz, phï hîp cÊu h×nh “Gapfile” cã c«ng suÊt rÊt nhá (20-30W) cho c¸c
vïng lâm sãng. H×nh 3 m« t¶ s¬ ®å khèi. Bé dao ®éng néi LO sÏ trén víi trung tÇn 36,15MHz
cho ra tÝn hiÖu cao tÇn ë kªnh ph¸t sè (Digital=D).
¦u ®iÓm cña m« h×nh nµy lµ kh«ng ph¶i ®Çu t− c¸c bé ®iÒu chÕ sè, gi¸ thµnh ®Çu t− thÊp.
RF k#nh D
§Çu thu sè
DVB-T
LO
M¸y ph¸t
h×nh analog
(A) hiÖn cã
Bé céng
kªnh sè D
vµ kªnh A
IF
KhuÕch ®¹i
kÝch vµ K§
c«n
g
suÊt
RF kªnh A
H×nh 3. M« h×nh chu
y
Ón tiÕ
p
q
ua trun
g
tÇn 31,15MHz
Nh−îc ®iÓm lµ biÖn ph¸p hiÖu chØnh bï söa mÐo do c¸c khuÕch ®¹i g©y ra ph¶i thùc hiÖn
b»ng phÇn cøng vµ hiÖu qu¶ kh«ng cao nh− thùc hiÖn b»ng phÇn mÒm. Kh¶ n¨ng söa lçi bit
sÏ kÐm hiÖu qu¶ h¬n lµ chuyÓn tiÕp tÝn hiÖu c¬ b¶n (dßng truyÒn t¶i). H¬n n÷a, ph¶i mua lo¹i
®Çu thu sè DVB-T cã cho ra trung tÇn 36,15MHz (víi møc -15dBm). Th«ng th−êng t¹i ®Çu thu
sè cã hai gi¸ trÞ tÇn sè trung tÇn: 36,15MHz vµ 4,57MHz; ë ®©y chän 36,15MHz. Gapfile lµ
m¸y chuyÓn tiÕp trªn cïng kªnh sãng vµ th−êng cã c«ng suÊt rÊt thÊp. Nh−îc ®iÓm n÷a, v×
chuyÓn tiÕp trung tÇn, nªn kh«ng thÓ ®−a ch−¬ng tr×nh cña ®Þa ph−¬ng vµo ®Ó ph¸t sè ®−îc.
2. Bæ sung thªm phÇn ph¸t sè vµo m¸y ph¸t h×nh analog hiÖn cã.
§Æc biÖt cã mét m« h×nh mµ mét sè tµi liÖu quèc tÕ ®· ®Ò cËp, ®ã lµ bæ sung thªm phÇn
ph¸t sè vµo m¸y ph¸t h×nh analog h×nh tiÕng chung. Gäi lµ phÇn ph¸t sè v× nã kh«ng ph¶i lµ
mét m¸y ph¸t sè hoµn chØnh, mµ chØ tËn dông c¸c khuÕch ®¹i cña m¸y ph¸t h×nh analog hiÖn
cã ®Ó vÉn ph¸t analog b×nh th−êng vµ ph¸t lu«n c¶ c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh sè, t¹m gäi lµ
m¸y “hai trong mét” xem h×nh 4.
Tạp chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ thông tin Tháng 8/2004
A/V
Ch−¬n
tr×nh
®Þa ph−¬ng
§Çu thu sè
DVB-
T
§iÒu chÕ s
è
RF sè kªnh n±1
Anten thu LVDS/ASI
ChuyÓn IF
lªn RF
KhuÕch ®¹i
kÝch vµ c«ng
suÊt
Bé läc
(16 MHz)
Bé ®iÒu
chÕ analog
I
RF analog kªnh n
Anten
H×nh 4. M« h×nh bæ sung phÇn ph¸t sè vµo m¸y ph¸t h×nh analog hiÖn cã
- m« h×nh “hai tron
g
m
é
t”
C¨n cø s¬ ®å nµy, chØ cÇn ®Çu t− thªm (trªn h×nh vÏ thÓ hiÖn b»ng « cã viÒn bãng):
- Mét ®Çu thu h×nh sè.
- Mét bé ®iÒu chÕ sè DVB-T cã ra cao tÇn;
- Mét bé céng hai kªnh (céng cao tÇn);
- HiÖu chØnh më réng d¶i th«ng cña bé läc tõ 8MHz lªn 16MHz. NÕu kh«ng më réng
®−îc, th× ph¶i ®Çu t− mua bé läc míi cã d¶i th«ng 16MHz.
Kªnh ph¸t sè sÏ lµ kªnh liÒn kÒ víi kªnh ph¸t h×nh hiÖn cã; vÝ dô, ®Þa ph−¬ng ®ang ph¸t
kªnh 7 cã thÓ ph¸t sè trªn kªnh 8 hoÆc kªnh 6. Tuy nhiªn, chän kªnh ph¸t sè kªnh liÒn kÒ trªn
víi kªnh analog sÏ cã nhiÒu −u ®iÓm h¬n, hÇu nh− kh«ng g©y can nhiÔu sang nhau, v× phæ
ph¸t sè n»m gÇn víi phæ mang tiÕng (thÊp h¬n phæ mang h×nh 10dB).
¦u ®iÓm cña “hai trong mét” chÝnh lµ kinh phÝ ®Çu t− thÊp vµ triÓn khai nhanh. Kh«ng
cÇn mua m¸y ph¸t sè DVB-T hoµn chØnh, tËn dông c¸c khuÕch ®¹i cña m¸y ph¸t h×nh analog
hiÖn cã. M¸y ph¸t “hai trong mét” lµm nhiÖm vô ®ång thêi ph¸t mét ch−¬ng tr×nh analog vµ
ph¸t c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh sè.
§èi víi c¸c §µi ë xa kh«ng thu ®−îc truyÒn h×nh sè mÆt ®Êt, chóng t«i xin nªu gi¶i ph¸p
®Ó triÓn khai (theo h×nh 5). M« h×nh trªn h×nh 5 vÉn lµ “hai trong mét” víi gi¶i ph¸p ghÐp
kªnh ®Þa ph−¬ng vµo (®· m« t¶ ë h×nh 2). S¬ ®å h×nh 5 sÏ rÊt thÝch hîp víi c¸c thiÕt bÞ m¸y
ph¸t h×nh tiÕng chung ®· ®Çu t− nhiÒu n¨m qua t¹i vïng lâm vµ ë mét sè tØnh.
Trªn h×nh 5 cã 3 dßng ASI kh¸c nhau: vÝ dô dßng ASI-1 chøa c¸c ch−¬ng tr×nh
[VTV1+VTV2+VTV3]; dßng ASI-2 cã mét ch−¬ng tr×nh ®Þa ph−¬ng (§P); dßng ASI-3 sÏ
chøa c¶ 4 ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh ®· nÐn vµ sè ho¸.
H×nh 4 vµ h×nh 5 c¬ b¶n lµ gièng nhau. ChØ kh¸c ë ®Çu thu ®Ó cho dßng ASI-1: s¬ ®å h×nh
4 lµ ®Çu thu sè mÆt ®Êt DVB-T (®Ó thu c¸c ch−¬ng tr×nh ph¸t sè mÆt ®Êt tõ L¹c Trung- Hµ Néi
hay tõ B×nh D−¬ng), trªn h×nh 5 lµ ®Çu thu sè vÖ tinh (®Ó thu c¸c ch−¬ng tr×nh cña THVN).
Nhãm th«ng sè ph¸t h×nh sè trong m¸y “hai trong mét” cã thÓ chän: 2k; 16-QAM; kho¶ng
b¶o vÖ 1/32, tû lÖ m· söa lçi 3/4; khi ®ã vËn tèc dßng truyÒn t¶i sÏ ®¹t 18 Mbit/s (®ñ ®Ó ph¸t 4
ch−¬ng tr×nh). HiÖn nay 3 ch−¬ng tr×nh VTV1+VTV2+VTV3 truyÒn qua b¨ng C chiÕm
13,5Mbit/s, nh− vËy, cßn 4,5Mbit/s dµnh cho ch−¬ng tr×nh cña ®Þa ph−¬ng. Thùc tÕ cho thÊy
®Ó thu sè tèt, møc tr−êng cña sè cÇn thÊp h¬n cña thu analog kho¶ng 15-18dB. NÕu ph¸t víi
nhãm th«ng sè nªu trªn, anten ph¸t lµ anten d¶i réng, ®Ó ®¶m b¶o vïng phñ sãng sè vµ analog
t−¬ng ®−¬ng nhau, th× c«ng suÊt ph¸t sè sÏ thÊp h¬n c«ng suÊt ph¸t analog rÊt nhiÒu, vÝ dô
c«ng suÊt ph¸t analog 2kW, th× c«ng suÊt ph¸t sè chØ cÇn kho¶ng 350-400W, c«ng suÊt ph¸t
analog 5kW th× c«ng suÊt m¸y ph¸t h×nh sè kho¶ng 500-600W. Møc c«ng suÊt ph¸t sè sÏ x¸c
®Þnh th«ng qua ®iÒu chØnh møc cao tÇn ra cña bé ®iÒu chÕ sè DVB-T.
Tạp chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ thông tin Tháng 8/2004
V× ph¸t sè kh«ng cÇn c«ng suÊt lín, nªn ®iÖn n¨ng dµnh cho m¸y ph¸t sè sÏ kh«ng t¨ng
thªm nhiÒu, mÆt b»ng kh«ng thªm bao nhiªu (bé nÐn vµ ghÐp rÊt bÐ), nh−ng ph¸t ®−îc thªm
c¸c ch−¬ng tr×nh truyÒn h×nh sè bªn c¹nh 1 ch−¬ng tr×nh analog.
VËn tèc dßng truyÒn t¶i vµ gi¸ trÞ tû sè C/N (liªn quan tíi c«ng suÊt ph¸t sè) thay ®æi theo
nhãm th«ng sè ph¸t cã thÓ t×m thÊy trong tµi liÖu [2].
A/V
®Þa ph−¬ng
§Çu thu vÖ tinh ra
dßng ASI
§iÒu chÕ s
è
ChuyÓn IF
lªn RF
KhuÕch ®¹i
kÝch vµ
c«n
g
suÊt
§iÒu chÕ
Analog
Bé läc
(16 MHz)
NÐn
MPEG-2
ra ASI
Bé ghÐp
ASI
-
2
RF kªnh sè n ± 1
RF kªnh analog n
A/V
®Þa ph−¬ng
ASI
-
3
ASI
-
1
Anten thu vÖ tinh
H×nh 5. M« h×nh m¸y ph¸t “hai trong mé
t
”
3. Phæ ph¸t sè DVB-T vµ ph¸t analog
Trong bµi “C¸c ®Æc ®iÓm c¬ b¶n cña m¸y ph¸t sè DVB-T” ®· ®Ò cËp tíi phæ cña m¸y
ph¸t sè DVB-T. Trong phÇn nµy, chóng t«i chØ nªu phæ ph¸t sè trªn hai kªnh liÒn kÒ, cô thÓ lµ
phæ ph¸t sè trªn hai kªnh 29+30. H×nh bªn tr¸i (chôp t¹i H¶i Phßng) cho thÊy phæ ph¸t analog
kªnh 28 bªn c¹nh phæ ph¸t sè kªnh 29+30. H×nh bªn ph¶i (chôp t¹i H¹ Long-Qu¶ng Ninh)
cho thÊy phæ ph¸t analog kªnh 31 bªn c¹nh phæ ph¸t sè hai kªnh liÒn kÒ 29+30. Nh×n vµo hai
h×nh chôp ¶nh phæ cho thÊy, phæ ph¸t analog chØ cã 3 thµnh phÇn: thµnh phÇn t¹i sãng mang
h×nh, mang mµu vµ mang ©m thanh; trong khi ®ã ph¸t sè c¸c thµnh phÇn phæ dµy ®Æc trong
toµn bé d¶i th«ng 16 MHz (khi ph¸t trªn hai kªnh liÒn kÒ).
H×nh 6. Phæ ph¸t sè trªn kªnh liÒn kÓ
Tạp chí Bưu chính Viễn thông & Công nghệ thông tin Tháng 8/2004