Dịch vụ truyền hình cáp

Chia sẻ: Trần Trong Nghia | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

199
lượt xem 64
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Truyền hình cáp là hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình tới thuê bao bằng việc sử dụng cáp hữu tuyến. b. Tình hình phát triển của truyền hình cáp - Trên thế giới và trong khu vực: Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ: Khu vực Bắc Mỹ dẫn đầu trên thế giới về phát triển truyền hình cáp hữu tuyến với gần 100 triệu thuê bao, chiếm hơn 90% tổng số người xem truyền hình trong khu vực. Sự thay đổi nghiêng về truyền hình cáp rất rõ rệt: năm 1978 truyền...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Dịch vụ truyền hình cáp

I. Tông quan về dich vụ truyên hinh cap ̉ ̣ ̀ ̀ ́ 1. Khai niêm về truyên hinh cap và xu thế phat triên ́ ̣ ̀ ̀ ́ ́ ̉ ́ ̣ a. Khai niêm Truyên hinh cap là hệ thông cung câp tin hiêu truyên hinh tới thuê bao băng viêc ̀ ̀ ́ ́ ́́ ̣ ̀ ̀ ̀ ̣ sử dung cap hữu tuyên. ̣ ́ ́ ̀ ̀ ́ ̉ ̉ ̀̀ ́ b. Tinh hinh phat triên cua truyên hinh cap - Trên thế giới và trong khu vực: Truyền hình cáp hữu tuyến tại Bắc Mỹ: Khu vực Bắc Mỹ dẫn đầu trên thế giới về phát triển truyền hình cáp hữu tuyến với gần 100 triệu thuê bao, chiếm hơn 90% tổng số người xem truyền hình trong khu vực. Sự thay đổi nghiêng về truyền hình cáp rất rõ rệt: năm 1978 truyền hình vô tuyến chiếm 93% tổng số người xem thì đến năm 1995 giảm xuống còn 55% để nhường cho truyền hình cáp hữu tuyến. Truyền hình cáp tại khu vực châu Âu: Khu vực châu Âu với thị trường truyền hình cáp ở Đức là 50%, Thụy Điển và Pháp: 36%. Các nước Bỉ, Hà lan, Luxambua, Thụy sĩ, có khoảng 10%. Nước Anh đứng đầu về sản xuất chương trình truyền hình cáp ở châu Âu. Truyền hình cáp tại Châu Á: Cho đến nay, truyền hình cáp tại châu Á phát triển khá nhanh đặc biệt là các nước như Nhật bản, Hàn quốc. Hiện nay, tại Thái Lan có khoảng vài trăm nghìn thuê bao truyền hình cáp, với mức lệ phí hàng tháng 20USD/tháng. Campuchia có khoảng 12.000 thuê bao với lệ phí 10USD/tháng. Các nước khác cũng coi truyền hình cáp hữu tuyến là phương tiện nghe nhìn đại chúng thích hợp sử dụng kinh phí đóng góp của nhân dân mà không phải xin kinh phí của nhà nước. - Tình hình phát triển TH cáp tại Việt Nam: Vài nét về sự tiến bộ của công nghệ TH và dịch vụ truyền hình có thu phí: TH cáp vô tuyến MMDS: Truyền hình cáp vô tuyến MMDS được triển khai từ năm 1997 tại Hà nội và Thành phố Hồ Chí Minh. Dịch vụ MMDS sử dụng hệ thống truyền dẫn vô tuyến siêu cao tần ( 2,5 GHZ – 2,7 GHz), kỹ thuật tương tự, được phát từ 9 đến 12 kênh chương trình chủ yếu là phát chuyển trực tiếp các kênh chương trình quốc tế. Dịch vụ MMDS tại Hà Nội và Tp. HCM đã thu hút được khoảng 30 000 thuê bao, trong đó chủ yếu là thuê bao người nước ngoài sống tại VN, các cơ quan nghiệp vụ, các cán bộ, học sinh , sinh viên nghiên c ứu ngoại ngữ hay văn hoá, khoa học nước ngoài... mang lại hiệu quả rất cao về cả 1
kinh tế, chính trị và khoa học kỹ thuật. Tuy vậy những năm gần đây hệ thống này đã xuống cấp nhiều, chất lượng chương trình bị kém đi, mặt khác vấn đ ề nhà cao tầng theo tốc độ xây dựng tăng rất nhanh đã che khuất, cản trở rất nhiều đến sự thu sóng của các anten thu MMDS. TH cáp hữu tuyến CATV: Truyền hình cáp hữu tuyến hiện đã được triển khai ở Hà nội và một số tỉnh như Hải phòng, Nam Định, Đà Nẵng. Tại Hà Nội, truy ền hình cáp được đưa vào sử dụng từ tháng 5 năm 2001. Mạng tại Hà Nội có cấu trúc kết hợp cáp quang và cáp đồng trục cung cấp 27 kênh truy ền hình tương t ự bao gồm các kênh của đài truyền hình trung ương và một số kênh nước ngoài như Cartoon Network, Discovery Channel, DW, Super Sport với chất lượng tín hiệu tốt và rất ổn định. Tại các tỉnh khác như Nam đinh, Đà Nẵng sử dụng công nghệ cáp đồng trục. Chất lượng tín hiệu ở đây không được tốt và đang có phương án nâng cấp. 2. Cac ưu thế cua hệ thông truyên hinh cap ́ ̉ ́ ̀ ̀ ́ - Chât lượng đam bao : Không bị anh hưởng cua phan xạ song, hinh anh rõ net.. ́ ̉ ̉ ̉ ̉ ̉ ́ ̀ ̉ ́ - Nôi dung Chương trinh phong phu, số lượng kênh lớn (40 ÷ 200 kênh). ̣ ̀ ́ - Cac dich vụ gia tăng trên mang cap : VOD, Voice IP, Internet, IPTV, truyên hinh ̣́ ̣ ́ ̀ ̀ tương tac. ́ - Không phụ thuôc vao đia hinh và thời tiêt ̣ ̣̀̀ ́ - Giá thanh lăp đăt thuê bao rẻ và thuân tiên cho sử dung. ̀ ́ ̣ ̣ ̣ ̣ II Hệ thông mang cap HFC ́ ̣ ́ 1. Sơ đồ tông quan ̉ 2
2. Câu hinh hệ thông ́ ̀ ́ Hệ thông ́́ H ̣ ̣ thông ́́ Hệ thông ́́ Hêêthông Hệ thông Hệ thông ̣ ̣ phân phôi ́ trung Tâm mang phân phôí thuê bao trung Tâm mang thuê bao Hệ thống thiết bị trung tâm (Master Headend) a) • Hệ thống cung cấp và quản lý các chương trình truyền hình trên mạng cáp: Hệ thống thu tín hiệu các chương trình truyền hình sau đó qua quá trình xử lý tín hiệu: chèn quảng cáo, key chữ, mã hoá, điều chế tín hiệu... và chuyển sang mạng phân phối tín hiệu. Các chương trình có thể thu trực tiếp từ vệ tinh, truyền hình mặt đất, chương trình radio FM hoặc các chương trình tự sản xuất. • Hệ thống kiểm tra, giám sát: Bao gồm hệ thống monitor để kiểm tra chất lượng cũng như nội dung các chương trình truyền trên mạng cáp, hệ thống chuyển đổi nguồn tín hiệu (matrix), hệ thống điều hành toàn bộ hoạt động của trung tâm thu phát và mạng phân phối tín hiệu... • Hệ thống cung cấp các dịch vụ gia tăng: Hệ thống cung cấp các dịch vụ internet, truyền số liệu, truyền hình theo yêu cầu.... Hệ thống mạng phân phối tín hiệu b) Hệ thống mạng phân phối tín hiệu có chức năng truyền dẫn các tín hiệu truyền hình cũng như các dữ liệu từ trung tâm tới các thuê bao và ngược lại. Hệ thống phân phối tín hiệu được chia thành 2 phần chính là truyền dẫn bằng phương thức cáp quang và cáp đồng trục, có thể truyền dẫn đồng thời hai dạng tín hiệu là analog và digital trên hệ thống. • Hệ thống truyền dẫn cáp quang: Được thiết kế dưới dạng mạch vòng hoặc mạch hình sao tuỳ thuộc vào yêu cầu độ an toàn của hệ thống cũng như phạm vi truyền dẫn tín hiệu. Nguồn tín hiệu cần truyền dẫn tại trung tâm sẽ được chuyển đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu quang nhờ máy phát quang, sau đó được truyền dẫn trên mạng cáp quang tới các khu vực có nhu cầu. Tại đây, nguồn tín hiệu quang được chuyển đổi sang tín hiệu điện nhờ các bộ chuyển đổi quang điện hay gọi là Node quang sau đó truyền dẫn trên mạng cáp đồng trục tới các thuê bao. 3
• Hệ thống truyền dẫn cáp đồng trục: Tín hiệu từ các Node quang sẽ được phân phối tới các điểm thuê bao nhờ hệ thống cáp đồng trục, các bộ kNinh Bìnhch đại tín hiệu RF và các bộ chia tín hiệu để phân phối cho các khách hàng. Hệ thống truyền dẫn cáp đồng trục sẽ được thiết kế với dung lượng cung cấp tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng dịch vụ của các thuê bao truy ền hình cáp. c) Thuê bao Tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng dịch vụ của các thuê bao mà thiết bị đ ầu cuối có thể là: • Dịch vụ truyền hình thông thường: Sử dụng cáp đồng trục để truyền dẫn tín hiệu từ các bộ chia trên mạng cáp đồng trục tới máy thu hình. • Dịch vụ truyền hình gia tăng: Tuỳ thuộc vào các loại hình dịch vụ mà sử dụng các thiết bị đầu cuối khác nhau: xem truyền hình các kênh mã hoá sử dụng đầu thu giải mã của nhà cung cấp chương trình hoặc sử dụng các dịch vụ internet, truyền dữ liệu, VOD... sử dụng cable modem của nhà cung cấp dịch vụ. 3.Môt số tiêu chuân cho mang truyên hinh cap ̣ ̉ ̣ ̀ ̀ ́ Để đảm bảo chất lượng kỹ thuật các nguồn tín hiệu truyền dẫn trên mạng cáp cũng như để thống nhất về tiêu chuẩn kỹ thuật của hệ thống HFC, các tiêu chuẩn kỹ thuần cần đáp ứng là: - Dải tần 5 ÷ 862MHz: + 5 ÷ 65 MHz: Truyền từ thuê bao về trung tâm (Return Path). + 87 ÷ 550 MHz: Truyền dẫn tín hiệu tương tự từ trung tâm tới thuê bao. + 550 ÷ 862 MHz: Truyền dẫn tín hiệu số từ trung tâm tới thuê bao. - Tiêu chuẩn TH tương tự: + Hệ truyền hình màu PAL-B/G, băng tần 7/8MHz, hệ tiếng 5,5MHz. + Mức tín hiệu tại đầu cuối: 5 dBmV ÷ 20 dBmV. + Tỷ số tín hiệu/ tạp nhiễu C/N ≥ 45 dB. - Tiêu chuẩn TH số DVB: + Tốc độ dòng bít mỗi chương trình 2 ÷ 5 Mbps. + Điều chế tín hiệu: 64QAM 4
+ Mức tín hiệu tại đầu cuối: -15 dBmV ÷ 5 dBmV. + Tỷ số tín hiệu/ tạp nhiễu C/N ≥ 35 dB. 4. Chi tiêt về hệ thông thiêt bị trên mang HFC ́ ́ ́ ̣ a. Thiêt bị trung tâm ́ - Sơ đồ thiêt bị : ́ Decoder Modulator Decoder Modulator Decoder Modulator Decoder Modulator Decoder Modulator Mea sa t 1 Decoder Modulator Transmitter Decoder Modulator Combiner Decoder Modulator . Modulator Mea sa t 2 . . . Modulator Modulator uhf Decoder Modulator Converter Converter uhf + Hệ thông chao và đâu thu : ́ ̉ ̀ ● Hệ thông chao thu tin hiêu bao gôm : ́ ̉ ́ ̣ ̀ - Chảo thu vệ tinh băng C 3m : C-band Gain at 4.2 Ghz 40.3 dB F/D Ratio: 0.38 Pole Size 89 mm - Chảo thu vệ tinh băng KU 0.9 m : C-band Gain at 10.7 - 12.75Ghz 38.7 dB 2° Half power beam width: - Anten băng tân VHF – UHF : Dung anten YAGI thu cac kênh ch ương trinh cua ̀ ̀ ́ ̀ ̉ đai đia phương. ̣̀ - Khối thu tín hiệu LNB (Low noise Block): Là thiêt bi ̣ tâp trung song, khuêch đai ́ ̣ ́ ́ ̣ tin hiêu và chuyên về băng tân 950 MHz -1450 MHz. ́ ̣ ̀ ̀ ̀ ́ ̣ ● Đâu thu tin hiêu : - Sơ đồ khôi : ́ 5
SMART CARD IEE1284 for CA modul IEE1284 for CA modul Telephone Line SDRAM MODEM RS232 TV Tín hi?u t? LNB CPU A/V QPSK-FEC DAC TUNER SOURCE DECODER RF RF MODULATOR BUS SMPS Power Supply ST7 FRONT-END FLASH DRAM PANEL MICRO - Chức năng : Nhân tin hiêu từ LNB, giai điêu chế QPSK và giai mã nen Mpeg2 ̣́ ̣ ̉ ̀ ̉ ́ ̉ ̉ ̀ ̣ ́ ̣ ́ chuyên đôi thanh dang tin hiêu mong muôn (SDI, RF, A/V..). + Hệ thông điêu chế và giai điêu chế : ́ ̀ ̉ ̀ ● Môt số phương thức điêu chế sử dung trong hệ thông truyên hinh cap : ̣ ̀ ̣ ́ ̀̀ ́ - Điêu chế tương tự : ̀ AM : Điêu chế song mang theo biên đô. ̀ ́ ̣ FM : Điêu chế song mang theo tân sô. ̀ ́ ̀ ́ PM : Điêu chế song mang theo pha. ̀ ́ - Điêu chế số ̀ Điều biên ASK: Khi đó tín hiệu điều biến được truyền đi có dạng y(t) = X(t) cos(ωt + ϕ) T rong đó: y(t): tín hiệu điều biến X(t): biên độ của tín hiệu tin tức x(t) cần truyền tải. Trong 1 chu kì bít biên độ X(t) mang thông tin bằng cách lấy 2 giá trị “0” hoặc “1” (ASK 2mức). Điều pha PSK: Khi đó tín hiệu điều biến được truyền đi có dạng y(t) = A cos(ωt + (ϕ+∆ t)). trong đó: y(t): tín hiệu điều biến 6
A: là biên độ không đổi của tín hiệu tin tức cần truyền tải. Trong 1 chu kì bít pha ϕ(t) mang thông tin bằng cách lấy 2 giá trị “0” hoặc “Π”. Ứng với bit”0” hoặc bit”1” . Điều tần FSK: Khi đó tín hiệu điều biến được truyền đi có dạng y(t) = A cos((ωt+∆ t)+ϕ). trong đó: y(t): tín hiệu điều biến trong phép điều tần Biên độ A, pha ϕ của tín tức không đổi còn tần số của tin tức thay đổi theo ∆ , tăng hợc giảm ứng với bit “0” hoặc bit”1”. ● Chức năng bộ điêu chế : ̀ Lây tin hiêu a/v từ đâu thu, điêu chế song mang ở cac tân số khac nhau ́́ ̣ ̀ ̀ ́ ́̀ ́ ̉́ ̣ ̀ ̣ chuyên tin hiêu thanh dang RF. Môt số chỉ tiêu kỹ thuât cua điêu chế : ̣ ̣̉ ̀ Frequency range: 75 ... 862 MHz Frequency grid: 31,25 kHz 52 … 90 dBµV AGC level range: 68 dBµV Nominal input level: 75 Ω Impedance: Noise figure: 10 dB Input TV standard: PAL D/K 1Vpp ( 75 Ω connector BNC) Video output: Audio ouput Balanced analog audio + Bộ công tin hiêu (combiner) ̣ ́ ̣ Cac tân số khac nhau cua tin hiêu được ghep kênh qua bộ công. Sự kêt hợp ́̀ ́ ̉ ́ ̣ ́ ́ giữa điêu chế và bộ công tao thanh hệ thông ghep kênh phân chia theo tân sô. ̀ ̣ ̣ ̀ ́ ́ ̀ ́ Bộ ̣ công ́ ́ + May phat quang : - Sơ đồ khối Nguồn phát Điều biến Sợi cáp Xung điện quang quang 7
- Nguyên lí: Tín hiệu vào là tin tức cần truyền đi và tin tức đó được biểu diễn dưới dạng tín hiệu điện ( xung điện). Xung điện sẽ qua khối nguồn phát quang để chuyển tín hiệu điện thành tín hiệu quang (ánh sáng). Muốn đưa thông tin cần truyền tải thì cần phải có sóng mang (bằng cách thực hiện quá trình điều biến). Sau đó tín hiệu quang được đưa vào sơi quang để truyền đi Trong hệ thông truyên hinh cap bước song được sử dung cho viêc truyên tin hiêu ́ ̀ ̀ ́ ́ ̣ ̣ ̀́ ̣ đường đi là 1550 nm và đường về là 1310 nm. b. Thiêt bị mang HFC ́ ̣ - Sơ đồ mang HFC : ̣ 8
̀ ̣ ̀ ̃ - Phân mang truyên dân : ́ * Cap quang Cáp quang là cáp có cấu tạo từ nhiều sợi cáp quang. Số l ượng sợi cáp quang trong một cáp tối thiểu là 1 đến tối đa là hàng nghìn sợi tùy vào mục đích sử dụng, thiết kế của tuyến cáp. Cáp quang bao gồm các phần: sợi cáp quang, ống nhựa đựng sợi cáp, sợi chịu lực, vỏ cáp, dây tăng cường. Nếu là cáp treo ngoài trời thì có thêm dây chịu l ực, có thể là dây kim loại hoặc dây phi kim loại. Vỏ bọc cáp thường làm bằng các vật liệu PVC, có khả năng chịu ăn mòn hóa chất, chịu được tác động nhiệt, bào mòn môi trường... ống chịu lực làm bằng nhựa PVC, bên trong ống có một lớp dầu đặc biệt để tránh khi vận chuyển sợi cáp va vào ống gây ra xước lớp bề mặt bảo vệ của sợi cáp quang. ống này còn được gọi là ống lỏng vì nó không ôm chặt l ấy s ợi cáp quang mà còn có một khoảng thừa nhất định. Mục đích là khi thi công ta có thể căng cáp nhưng sợi cáp bên trong hầu như không chịu tác động của lực căng này. Bên cạnh đó, ta có thể uốn cong cáp với một góc nhất định cũng không làm ảnh hưởng đến sợi cáp bên trong. Sợi cáp quang được làm bằng thủy tinh hữu cơ như hình vẽ phần lõi phần vỏ Sợi cáp quang Sợi cáp gồm 2 phần là phần lõi và phần vỏ. Kích thước của phần lõi
Sợi cáp quang có nhiều chủng loại khác nhau được phân chia là đơn mode và đa mode. Sợi cáp dùng cho truyền hình và viễn thông nói chung là sợi đơn mode. Mức độ suy hao của sợi cáp quang là khoảng 0,2 - 0,5 dB/km. Nếu so với cáp đồng trục thì giá trị suy hao tín hiệu trên cáp quang là rất nhỏ. Nhờ vậy, người ta có thể truyền đi được những đoạn xa đáng kể mới phải có các thiết bị bù đắp công suất tín hiệu hoặc khôi phục lại tín hiệu, mở rộng phạm vi phục vục của mạng cáp hữu tuyến. Do bản chất điện từ của tín hiệu quang nên khi truy ền trong sợi quang nó vẫn có các hiện tượng của sóng điện từ là suy hao, trễ tần số, hiện tượng tán xạ, phản xạ. Như ta biết, sợi cáp quang không thể kéo dài vô hạn mà chỉ có chiều dài nhất định. Với công nghệ hiện tại, có thể kéo dài nhất là khoảng 5 km. Đ ể có những tuyến cáp quang xa, người ta phải có các thiết bị ghép nối. Khi ghép nối, do đặc tính là vật liệu thủy tinh hữu cơ ta có thể tiến hành hàn 2 sợi quang lại với nhau. Tại điểm hàn sẽ có các vấn đề suy hao mối hàn (0,02 - 0,05 dB), tán xạ, phản xạ. Tán xạ là do tại mối hàn có thể có các hạt tạp chất, nó là những hạt bụi trong môi trường có thể xâm nhập vào mỗi hàn khi hàn. Hiện tượng phản xạ do bản chất vật liệu tại điểm hàn bị biến dạng do nhiệt độ, dẫn đến hệ số khúc xạ thay đổi. Giữa hai lớp có hệ số khúc xạ khác nhau thì một phần nhất định ánh sáng sẽ bị phản xạ trở lại. Hiện tượng phản xạ và khúc xạ sẽ ảnh hưởng nhất định đến tín hiệu tại điểm thu. Đối với tín hiệu ánh sáng truyền dẫn, người ta cố gắng lọc để có được ánh áng đơn sắc, là ánh sáng chỉ có 1 bước sóng duy nhất. Tuy nhiên điều này chỉ là lý thuyết. Trên thực tế, ánh sáng truyền trong cáp quang là ánh sáng nằm trong một dải bước sóng rất hẹp. Khi truyền trong cáp sẽ có hiện tượng trễ bước sóng. Có nghĩa là xung ánh sáng ở đầu vào cáp là 1 xung vuông, nhưng ở đầu ra của cáp sẽ có dạng chuông. Nếu tuyến cáp quá xa có thể làm méo dạng tín hiệu. Đối với cáp quang, người ta phải có những thiết bị khôi phục tín hiệu tại những khoảng cách nhất định. Trong hệ thống truyền hình, đặc thù của nó là truyền tín hiệu từ 1 điểm đ ến nhiều điểm, do vậy, người ta đã chế tạo ra những thiết bị phân chia đối với cáp quang. Bản chất của thiết bị này là sử dụng tính chất phản xạ của lăng kính đ ể phân bố công suất tín hiệu quang đi theo nhiều hướng khác nhau với tỷ lệ nhất định. Tỷ lệ phân chia là do nhà sản xuất xác định. 10
Khi thi công mạng cáp quang phải có những thiết bị chuyên dụng đ ể hàn nối cáp, đo xác định tuyến cáp. Tại các điểm hàn nối ta phải có thiết bị bao bọc mối hàn, chống lại các tác động hóa lý từ bên ngoài gọi là các măng xông cáp. Với bản chất là sợi thủy tinh hữu cơ, kích thước rất nhỏ nên sợi cáp quang rất dễ bị đứt gẫy. Lực căng tối đa của cáp, góc bẻ nhỏ nhất của cáp phải nằm trong giá trị tiêu chuẩn được cho bởi nhà cung cấp. Nếu vượt quá giá trị này, sợi cáp quang sẽ bị đứt ngầm bên trong, dẫn đến không thể cung cấp tín hiệu đến điểm thu. Mỗi điểm hàn nối cáp, ta phải hàn lại tất cả các sợi trong cáp. Đây chính là một phần nhược điểm của cáp quang, nó dẫn đến giá thành thi công hệ thống cáp quang thường rất cao. Bù lại, hệ thống cáp quang cung cấp được đ ường truy ền băng thông rộng hơn rất nhiều so với cáp kim loại. Thông thường, mỗi đoạn cáp quang có chiều dài từ 1000 đến 3000 m. Tương đương với 1 cuộn cáp. ́ ̣ * Cap đông truc - Cáp đồng trục: Trong quá trình nghiên cứu về việc truyền dẫn tín hiệu điện từ trên các hệ thống hữu tuyến, có 2 loại dây chính là : cáp song hành, cáp đồng trục và ống dẫn sóng. Tùy vào tần số, công suất tín hiệu mà ta lựa chọn loại cáp thích hợp đ ể đáp ứng 2 yêu cầu là chất lượng tín hiệu và giá thành hệ thống. Dải tần số dùng cho truyền hình thì cáp đồng trục là loại dây dẫn tối ưu nhất. Cấu tạo cáp đồng trục như sau: Dây thép chịu lực Lớp vỏ phi kim Lớp chống nhiễu kim loại Lõi cáp, dây hợp kim mạ đồng Lớp điện môi Đặc tính truyền dẫn của cáp đồng trục: 11
• Truyền được tín hiệu điện từ ở tất cả các dải tần số. Tín hiệu truyền trên bề mặt của lõi cáp. • Hệ số suy hao tín hiệu phục thuộc vào các yếu tố: tần số tín hiệu, vật liệu làm dây cáp, kích thước lõi cáp, hình dạng của lõi cáp, lớp vỏ kim loại. Tần số càng cao thì suy hao càng lớn trên cùng 1 khoảng cách dây dẫn. Vật liệu có điện trở xuất càng nhỏ thì suy hao của cáp nhỏ (ví dụ đồng, bạc...). Lõi cáp càng nhỏ thì suy hao càng lớn. Lõi cáp càng nhẵn thì suy hao càng ít. Nếu lõi cáp gồ ghề thì suy hao càng nhiều và khó xác định giữa các tần số. Vỏ bọc kim phải có tiết diện là hình tròn, nếu tại 1 điểm nào đó, vỏ bọc kim bị biến dạng thì sẽ có hiện tượng suy hao do tán xạ và phản xạ. • Điện trở đặc tính đối với tín hiệu cao tần là 75 Ω . • Có khả năng chống nhiễu điện từ ở môi trường cao, tín hiệu cao tần truyền trong lõi cáp phát xạ ra bên ngoài ở mức độ rất thấp. Khả năng chống nhiễu và chống phát xạ phụ thuộc vào lớp vỏ kim loại. Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến hệ số suy hao tín hiệu là kích thước của lõi cáp. Lõi cáp càng lớn thì hệ số suy hao càng nhỏ vì tín hiệu cao tần truy ền dẫn trên bề mặt của lõi cáp, nên đường kính lõi càng lớn thì diện tích bề mặt tăng theo, điện trở suất sẽ giảm đi. Tuy nhiên, để có thể đảm bảo điện trở đặc tính là 75 Ω thì đường kính lớp vỏ kim loại chống nhiễu phải tăng theo. Tùy vào vị trí lắp đặt mà người ta sử dụng loại cáp phù hợp, như thế phạm vi phục vụ c ủa mạng cáp sẽ là tối ưu trong khả năng cho phép. Cáp càng lớn suy hao càng nhỏ thì chiều dài tuyến cáp càng được tăng lên, bù lại giá thành cũng tăng theo. Cac loai cap được sử dung trên mang HFC : ́ ̣́ ̣ ̣ ́ ̀ ̣ - Cap đông truc QR 540 Đây là loai cap lớn dung đẻ truyên dân tin hiêu trên cac mang truc chinh. ̣́ ̀ ̀ ̃́ ̣ ́ ̣ ̣ ́ Đăc điêm cua loai cap nay là mức suy hao thâp 0.0565dB/m (860MHz) ̣ ̉ ̉ ̣́ ̀ ́ 12
́ ̀ ̣ - Cap đông truc RG11 Loai cap nay thường được sử dung để truyên tin hiêu từ cac khuêch đai tới ̣́ ̀ ̣ ̀́ ̣ ́ ́ ̣ cac hôp thuê bao. Thông số suy hao như sau : 0,13 dB/m (860MHz). ́ ̣ ́ - Cap RG6 : Là loai cap thuê bao cung câp tin hiêu từ cac hôp thuê Tap tới thiêt bị đâu ̣́ ́́ ̣ ́ ̣ ́ ̀ cuôi thuê bao. Độ suy hao cua cap RG6 là : 0.2dB/m (860MHz). ́ ̉ ́ 13
- Cac thiêt bị mang ́ ́ ̣ * Node quang : Sơ đồ khôi : ́ Tín hiệu quang Khối thu tín Bộ tiền Khối cân hiệu quang khuếch đại chỉnh tín hiệu Duy trì chế Bộ khuếch độ làm việc đại công ổn định suất Khối phân chia tín hiệu Diplex Filter Diplex Filter Mạng cáp Mạng cáp đồng trục đồng trục Phần quan trọng nhất và có giá trị nhất trong node quang là khối thu tín hiệu quang (còn gọi là receiver). Thiết bị chính trong bộ này là photodiot, nó có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu quang từ cáp quang truyền đến và biến đổi thành tín hiệu điện từ ở dải tần số truyền hình. Đây là thiết bị rất nhậy cảm về nhiệt độ, đ ộ ẩm, điện áp nên nó có một hệ thống giám sát chặt chẽ chế độ làm việc như vậy tín hiệu đầu ra cúa nó mới đáp ứng được yêu cầu về chất l ượng, độ ổn đ ịnh và tỷ số S/N. Tín hiệu đầu ra của khối thu quang được đưa đến bộ tiền khuếch đại. Do tín hiệu quang đến thiết bị thu quang có công suất rất nhỏ, nên sau khi giải điều chế quang, tín hiệu cũng sẽ có công suất rất nhỏ. Bộ tiền khuếch đại là thiết bị có 14
độ nhậy đầu vào rất cao, hệ số khuếch đại vừa phải để nâng công suất tín hiệu đến mức có thể tiến hành cân chỉnh và đáp ứng được độ nhậy của thiết bị khuếch đại công suất. Khối cân chỉnh tín hiệu thường là các mạch lọc thụ động, bộ suy hao tín hiệu thụ động. Nhiệm vụ là điều chỉnh đáp tuyến tần số để cân đối công suất tín hiệu các kênh trên hệ thống sao cho khi đưa vào mạng cáp đồng trục, công suất tín hiệu giữa các dải tần số đến TV của khách hàng là đồng đều. Tín hiệu ra của khối cân chỉnh tín hiệu là tín hiệu truyền hình cáp nhiều kênh có độ dốc tần số đúng theo yêu cầu kỹ thuật, công suất tín hiệu đúng với độ nhậy đầu vào c ủa khối khuếch đại cống suất. Khối khuếch đại công suất nhận tín hiệu đã được cân chỉnh, có mức tín hiệu thích hợp để nâng cống suất lên mức đủ để có thể truyền trong cáp đến một khoảng cách tương đổi lớn. Thông thường công suất tín hiệu ra đạt được từ 105 - 110 dBµV. Tùy vào thiết kế, tín hiệu đạt tiêu chuẩn truyền dẫn có thể đ ược phân chia thành 2 hoặc 3 hoặc chỉ để 1 đầu ra. Tín hiệu này được đ ưa vào bộ diplexfilter. Đây là thiết bị lọc thụ động, nó cho tín hiệu cao tần đi theo chiều từ khuếch đại ra mạng cáp và cho tín hiệu tần số thấp đi theo chiều từ mạng cáp vào hệ thống truyền ngược về trung tâm. Điều này cho phép mạng cáp từ mạng truy ền hình đơn hướng thành mạng hai chiều, có thể cung cấp được nhiều dịch vụ viễn thông. Tín hiệu đầu ra của mạng cáp quang là tín hiệu đa tần trong dải của truyền hình cáp, có công suất đỉnh của mỗi kênh tín hiệu năm trong dải từ 105 - 110 dBµV, có độ nghiêng từ dải V đến dải U là
Sơ đồ nguyên lý của thiết bị khuếch đại như sau: Tín hiệu vào Khối chỉnh Khối chỉnh Khối tiền diplex filter độ nghiêng khuếch đại suy hao Khối cân Khối chỉnh bổ khuếch đại xung cs Tín hiệu ra Diplex filter Tín hiệu truyền hình nhiều kênh được đưa đến đầu vào của bộ khuếch đại. Bộ diplex filter là bộ lọc chỉ cho phép tần số trong dải truyền hình đi qua theo chiều mũi tên. Tín hiệu cao tần đã được lọc đưa đến khối chỉnh độ nghiêng. Khối này có đáp tuyến tần số có thể thay đổi, mức độ thay đổi và cách thay đ ổi tùy thuộc vào nhà sản xuất. ở khối này, tín hiệu tần số thấp sẽ được suy hao nhiều hơn tín hiệu ở tần số cao, như vậy sẽ bù đắp được việc suy hao không đều trên đoạn cáp dẫn tín hiệu. Thông thường người ta có thể điều chỉnh độ chênh lệch đến 18 dB. Có hai hình thức là thay đổi liên tục (vặn) và thay đổi theo bậc (lắp jump). Sau đó tín hiệu được đưa đến bộ chỉnh suy hao. Bộ này có nhiệm vụ làm suy hao mức tín hiệu trước khi đưa vào khuếch đại. Giá trị này sẽ làm thay đổi mức tín hiệu ở đầu ra tương ứng. Cũng có 2 hình thức là liên tục và từng bước. Thông thường giá trị suy hao tối đa có thể đến 18 dB. Khối tiền khuếch đại là khối có độ nhậy đầu vào rất cao. Nó tiếp nhận tín hiệu đã đ ược cân chỉnh để bù đắp công suất đảm bảo đáp ứng được độ nhậy của bộ khuếch đại công suất. Sau đó tín hiệu được qua bộ cân chỉnh bổ xung. Đây có thể là khối suy hao hoặc khối chỉnh đáp tuyến hoặc cả hai. Thông thường là 1 giá trị cố định để đảm bảo độ ổn định của hệ thống. Tín hiệu chuẩn được đưa đến bộ khuếch đại công suất đầu ra. Do yêu cầu làm việc liên tục, ngoài trời nên người ta thiết 16
kế các bộ khuếch đại trong mạng cáp có hệ số khuếch đại cố định. Ta chỉ việc chỉnh mức tín hiệu đầu vào nằm trong dải cho phép sẽ được mức tín hiệu đầu ra tương ứng. Mức tín hiệu đầu vào của bộ khuếch đại dao động từ 72 - 80 dB µV. Nếu quá nhỏ sẽ không đáp ứng được độ nhậy đầu vào thì tín hiệu ra không đồng đều và bị nhiễu. Nếu quá lớn thì tín hiệu bị cắt trên và trên màn hình có hiện tượng vạch ngang mầu trắng. Đầu ra cũng có bộ diplex filter để ngăn cản tín hiệu tần số thấp đi vào mạch khuếch đại và tín hiệu cao tần đi vào mạch xử lý tín hiệu truyền về trung tâm. Thiết bị khuếch đại là thiết bị tích cực, sử dụng các mạch khuếch đại bán dẫn, trong quá trình làm việc cần tiêu thụ nguồn điện một chiều. Đối với mạng cáp, nếu ta xây dựng một đường dây riêng để cấp nguồn thì sẽ rất phức tạp. Chính vì vậy, người ta đã cấp nguồn cho những thiết bị này thông qua mạng cáp. Nguồn cấp qua mạng cáp là nguồn xoay chiều 60 v, tần số 60 Hz. Tại khuếch đại, sử dụng nguồn switching để chuyển từ điện áp xoay chiều sang điện áp một chiều, giá trị điện áp nguồn là 24 V. Điện áp vào khuếch đại truyền trên cáp đồng trục thường là cáp có điện trở lớn, tổn hao điện áp là đáng kể. Với nguồn switching, điện áp vào có thể giảm đến 30 V vẫn đảm bảo điện áp ra ổn định. Tuy nhiên, mỗi vị trí cấp nguồn cũng chỉ có thể cấp được một số lượng hạn chế khuếch đại. Mạch bán dẫn của thiết bị khuếch đại trong quá trình làm việc gây ra can nhiễu. Mức độ nhiễu phụ thuộc vào nhiệt độ làm việc, chất lượng của thiết bị. Khi nối nhiều tầng khuếch đại, nhiễu này cũng sẽ được khuếch đại lên theo. Vì vậy, tính từ node quang đến điểm thu tín hiệu, không cho phép vượt quá 5 tầng khuếch đại. Có 3 loại khuếch đại: + Khuếch đại trục chính: có hệ số khuếch đại không lớn, có nền nhiễu tối thiểu. + Khuếch đại nhánh: có hệ số khuếch đại lớn, nền nhiễu cho phép + Khuếch đại mở rộng: hệ số khuếch đại tối đa cho phép. 17
* Biên ap và bộ chen nguôn : ́́ ̀ ̀ Biên ap có chức năng chuyên đôi nguôn 220V xuông nguôn 60 xoay chiêu. ́́ ̉ ̉ ̀ ́ ̀ ̀ Bộ chen nguôn có chức năng công tin hiêu cao tân và nguôn điên trên cung ̀ ̀ ̣ ́ ̣ ̀ ̀ ̣ ̀ môt đường truyên để câp nguôn nuôi cac thiêt bị tich cực. ̣ ̀ ́ ̀ ́ ́ ́ Nguồn điện áp chuẩn cung cấp cho khuếch đại là 60V, 50Hz. Cáp đồng trục có giá trị điện trở nhất định, giá trị này được cung cấp bởi nhà sản xuất. Tuy giá trị không lớn, nhưng do dòng điện tiêu thụ trên mạng cáp khá lớn và đi ện áp nguồn nhỏ nên giá trị điện trở này có ảnh hưởng đáng kể. Quá trình tính toán điện áp nguồn là khá phức tạp vì nguồn switching không phải là nguồn tuyến tính mà là nguồn phi tuyến, khi có biến động về điện áp nguồn và thay đổi thiết bị trên hệ thống, nguồn điện cung cấp đến từng khuếch đại sẽ biến động theo cho đến khi hệ thống đạt giá trị ổn định. Đây là một quá trình khá phức tạp. Thông thường môt bộ nguôn thường câp cho 15 đên 20 thiêt bị tich cực. ̣ ̀ ́ ́ ́ ́ 18
* Thiết bị phân chia thụ động: Trong quá trình truyền dẫn sóng điện từ, yêu cầu quan trọng nhất đối với các thiết bị nối ghép và phân chia tín hiệu là đảm bảo phối hợp về trở kháng đ ặc tính. Khi được phối hợp tốt sẽ không có phần tín hiệu phản xạ ngược tr ở l ại đầu phát tín hiệu gây can nhiễu. Trong các mạch ghép nối, chỉ có mạch ghép biến áp là đáp ứng được yêu cầu này. Các mạch này sử dụng biến áp cho tần số cao tần là biến áp xuyến. Hệ số phân chia phụ thuộc vào số vòng dây của từng đầu ra. Trong thiết bị phân chia còn có thể có các mạch hỗ trợ như lọc thông thấp, thông cao để chống can nhiễu. Bộ phân chia tín hiệu phải được bọc kim chắc chắn toàn bộ phần mạch điện để đáp ứng các yêu cầu: chống lại sự ăn mòn của môi trường, chống can nhiễu điện từ, chống phát xạ điện từ. Đặc tính đầu tiên của bộ phân chia là suy hao tín hiệu giữa đầu ra so với đầu vào. Từ 1 đường tín hiệu ta sẽ có nhiều đường tín hiệu với cùng một nội dung nhưng mức tín hiệu thì sẽ suy hao hơn so với đầu vào. Giá trị suy hao ở đây được tính bằng A dB. * Xét theo hệ số phân chia, các bộ phân chia tín hiệu gồm 2 loại: + Bộ phân chia tín hiệu đều nhau ở các đầu ra (splitter): gọi tắt là bộ chia Bộ chia 1/2: 1 đầu vào 2 đầu ra, mức suy hao chuẩn 3,5 dB Bộ chia 1/3: 1 đầu vào 3 đầu ra, mức suy hao chuẩn 4,5 dB Bộ chia 1/4: 1 đầu vào 4 đầu ra, mức suy hao chuẩn 6,5 dB Bộ chia 1/6: 1 đầu vào 6 đầu ra, mức suy hao chuẩn 8,5 dB Bộ chia 1/8: 1 đầu vào 3 đầu ra, mức suy hao chuẩn 11 dB Ngoài ra, trong một số trường hợp đặc biệt ta có những bộ chia được chế tạo riêng. Trong mạng cáp, khi các tuyến cáp đồng đều nhau về khoảng cách cáp đến điểm tiếp thu tín hiệu thì người ta sử dụng các bộ phân chia, như vậy mức tín hiệu đến các điểm thu sẽ tương đối đồng đều nhau. 19
+ Bộ phân chia tín hiệu không đều giữa các đầu ra (tap off hay direct coupler). Với loại phân chia này, bao giờ cũng có 1 đầu ra tín hiệu ưu tiên, có mức suy hao nhỏ (gọi tắt là đường out), còn những đường kia là đầu ra không ưu tiên, có mức suy lớn hơn (gọi là đường tap). Giống như bộ chia ta cũng có các loại bộ phân chia không đều có 1,2,4,8 đường tap. Bên cạnh đó, mỗi loại tap l ại có các giá trị suy hao đường tap khác nhau, biến động trong một dải khá lớn từ 8 đến 24 dB, có bước nhảy thông thường là 3 dB. * Cac đâu nôi(connector) được sử dung trên mang cap ́ ̀ ́ ̣ ̣ ́ ́ - Jăc KS QR 540 20