GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN HÌNH
Khái niệm
Truyền hình là hệ thống cho phép truyền hình ảnh và âm thanh tương ứng từ trạm phát đến người xem ở một khoảng cách nhất định
Phương thức truyền dẫn sử dụng khả năng lan truyền của sóng điện từ trong các môi trường nhất định như không gian hoặc bề mặt kim loại Khi sóng điện từ lan tỏa trong không gian, chúng được gọi là sóng vô tuyến, trong khi truyền trên bề mặt dây dẫn kim loại được gọi là sóng hữu tuyến Tín hiệu truyền dẫn có hai loại chính: tín hiệu tương tự, biến đổi liên tục theo thời gian, và tín hiệu số, không liên tục theo thời gian Tín hiệu số chỉ ghi nhận những giá trị tại những thời điểm nhất định, trong khi các thời điểm khác sẽ bị loại bỏ.
Hình ảnh mà mắt người cảm nhận được là tín hiệu điện từ ở tần số cao trong dải sóng ánh sáng, không thể thu trực tiếp để truyền đi Do đó, cần chuyển đổi ánh sáng sang tín hiệu điện từ ở tần số thấp hơn để lưu trữ và truyền tải Trong quá trình truyền dẫn, tín hiệu phải được điều chế lên dải tần từ 65 - 860 MHz, phù hợp cho việc truyền dẫn trên mặt đất và trong mạng cáp, giúp tín hiệu truyền xa và ít bị can nhiễu Đối với tín hiệu tương tự, tín hiệu hình ảnh được điều chế vào sóng mang hình và tín hiệu âm thanh vào sóng mang tiếng, với phương thức điều chế sóng mang hình là điều biên và sóng mang tiếng là điều tần Khoảng cách giữa hai sóng mang hình được gọi là 1 kênh Đối với truyền hình số, phương pháp điều chế PSK hoặc QAM được sử dụng, tạo ra tín hiệu phát đi dưới dạng xung ở tần số sóng mang với các giá trị cố định về biên độ và góc pha, giúp khôi phục tín hiệu khi đường truyền bị can nhiễu.
Truyền hình hiện đại đã phát triển các tiêu chuẩn khung tín hiệu để chuyển đổi hình ảnh thành tín hiệu điện, với ba tiêu chuẩn chính trên thế giới là PAL, SECAM và NTSC Tại Việt Nam, hệ thống truyền hình sử dụng tiêu chuẩn màu PAL Về âm thanh, tất cả các hệ thống truyền hình toàn cầu đều áp dụng phương pháp điều chế FM, nhưng được phân chia thành bốn tiêu chuẩn khác nhau: I, M, D/K, và B/G, tùy thuộc vào tần số giữa sóng mang tiếng và sóng mang hình Đài THVN sử dụng hệ tiếng D/K (sóng mang tiếng cách sóng mang hình 6,5 MHz), trong khi hệ thống truyền hình cáp áp dụng hệ tiếng B/G (sóng mang tiếng cách sóng mang hình 5,5 MHz).
Hệ truyền hình mầu PAL
Hệ PAL, được nghiên cứu tại CHLB Đức, là tiêu chuẩn truyền hình màu chính thức từ năm 1966 Hệ thống này truyền tải các tín hiệu thành phần bao gồm tín hiệu chói Y và hai tín hiệu màu U và V.
Hệ thống tín hiệu màu U,V trong PAL có bề rộng dải tần 1,3 MHz, tương đương với NTSC Để khắc phục hiện tượng sai pha, tín hiệu V trong hệ PAL được điều chỉnh pha theo từng dòng Khác với NTSC, nơi sai pha gây ra sai sắc màu, hệ PAL chỉ gặp phải vấn đề sai bão hòa màu.
Tần số sóng mang phụ trong hệ PAL bằng:
- Tần số sóng mang phụ phải ở miền tần số cao của phổ tần tín hiệu
- Thuận tiện cho việc biến đổi tín hiệu của hệ PAL thành tín hiệu của hệ NTSC, và ngược lại
- Dễ thực hiện chia tần để tạo ra các tần số f H, 2 f H, f Vnhằm làm cho chúng có mối liên hệ mật thiết với nhau
Với những yêu cầu trên, ở hệ PAL 625 dòng, chọn n = 284, f H =
15625Hz, f V = 50Hz, tần số sóng mang phụ f SC được chọn: f SC =
CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN
Sóng điện từ
Tín hiệu điện từ là sự chuyển đổi liên tục giữa điện và từ, cho phép tín hiệu này lan truyền trong không gian giống như sóng trên mặt nước Chính vì vậy, tín hiệu điện từ còn được gọi là sóng điện từ.
Khi sóng điện từ truyền lan trong không gian, nó thể hiện bản chất sóng với các hiện tượng như phản xạ, giao thoa, khúc xạ, hấp thụ và suy hao khi gặp vật cản.
Tất cả các vật thể dẫn điện đều có khả năng hoạt động như anten thu hoặc phát sóng vô tuyến, với cường độ sóng phụ thuộc vào tần số tín hiệu, hình dạng và điện trở suất của vật thể Anten phát sóng mặt đất và vệ tinh của Đài THVN được thiết kế tối ưu để đạt công suất phát lớn nhất so với tín hiệu sau tầng khuếch đại Các anten thu mặt đất và vệ tinh có sẵn trên thị trường cũng được tối ưu hóa để thu tín hiệu lớn nhất so với tín hiệu truyền trong không gian Ngoài ra, trong các hệ thống hữu tuyến, khi cáp dẫn tín hiệu bị hở mạch hoặc mất phần bọc kim chống can nhiễu, nó sẽ hoạt động như một anten, vừa thu vừa phát, dẫn đến tán xạ tín hiệu và gây ra can nhiễu.
Truyền hình quảng bá tương tự mặt đất: (truyền hình vô tuyến)
Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình quảng bá tương tự mặt đất
Hệ thống điều chế và khuếch đại công suất
Anten phát sóng Không gian
Phương thức truyền dẫn vô tuyến tương tự, mặc dù không phải là phương thức đầu tiên trong truyền hình, đã phát triển mạnh mẽ trong thế kỷ trước nhờ vào giá thành rẻ và phạm vi phủ sóng lớn.
Trong phương thức truyền hình quảng bá mặt đất, tín hiệu hình ảnh được điều chế từ dải tần video (0 - 6,5 MHz) lên dải tần truyền hình (65 - 860 MHz) và sau đó được khuếch đại lên công suất lớn, từ hàng trăm đến hàng chục nghìn watt, trước khi phát ra không gian qua anten Phạm vi phủ sóng của anten phụ thuộc vào chiều cao cột, công suất máy phát và khả năng định hướng của anten Chẳng hạn, với kênh VTV1, cột anten cao 125m và công suất máy phát 20.000w cho phép tín hiệu có thể được thu cách cột anten khoảng 60 km bằng anten thông thường Ưu điểm của phương thức truyền dẫn này là khả năng phủ sóng rộng và mạnh mẽ.
- Triển khai xây dựng nhanh chóng
- Phạm vi phủ sóng nhỏ, bán kính vài trục km
- Thời gian sử dụng của máy phát hạn chế do công suất phát sóng lớn
- Phát được ít kênh, không có khả năng cung cấp các dịch vụ gia tăng
- Hiện tại trên thế giới không phát triển công nghệ này nữa
- Trong thành phố có nhiều toà nhà cao tầng, tín hiệu thu xấu do các hiện tượng phản xạ, hấp thụ, ngăn cản sóng điện từ.
Truyền hình quảng bá số mặt đất: (truyền hình vô tuyến)
Hình 2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình quảng bá số mặt đất
Hệ thống điều chế và khuếch đại công suất
Với sự phát triển của kỹ thuật điện tử, kỹ thuật số đã được ứng dụng vào các hệ thống truyền dẫn vô tuyến, trong đó truyền hình số mặt đất là một phần quan trọng Các thiết bị như khuếch đại công suất, anten và cột phát sóng vẫn được sử dụng tương tự như trước, nhưng tín hiệu phát đi hiện nay là tín hiệu số, được điều chế bằng các phương thức như PSK và QAM Ưu điểm của công nghệ này mang lại nhiều lợi ích cho người dùng.
- Tín hiệu số cho phép sửa các lỗi đường truyền như phản xạ, giao thoa sóng Cho phép hỗ trợ thu tín hiệu di động
- Giảm bớt công suất phát sóng mà vẫn đảm bảo phạm vi phủ sóng
Công nghệ cho phép truyền tải nhiều kênh truyền hình trên cùng một tần số sóng, tuy nhiên, số lượng kênh tăng lên sẽ làm giảm chất lượng hình ảnh Bên cạnh đó, hệ thống còn cung cấp một số dịch vụ gia tăng khác như tin nhắn và nhiều tiện ích khác.
- Có khả năng khoá mã tín hiệu để quản lý số lượng người xem
- Công nghệ mới nên các nhà sản xuất tivi chưa thích ứng được, cần thiết bị hỗ trợ
- Chưa giải quyết triệt để vấn đề truyền dẫn đối với thành thị, trong các nhà cao tầng, tầng hầm vẫn là những điểm khuất, không xem được
- Vẫn là hệ thống 1 chiều, khả năng phát triển các dịch vụ gia tăng kém.
Truyền hình vệ tinh tương tự và số
Hình 3: Sơ đồ khối truyền hình vệ tinh
Hệ thống điều chế và khuếch đại công suất
Đối với truyền hình vệ tinh, tín hiệu được điều chế để phát lên vệ tinh, sau đó khuếch đại và gửi đến anten Tại vệ tinh, tín hiệu được chuyển đổi về tần số phát xuống để truyền về mặt đất Hệ thống thu tín hiệu vệ tinh bao gồm anten parabol, LNB và đầu thu vệ tinh, giúp chuyển đổi tín hiệu thành dạng Video để hiển thị trên màn hình TV.
Truyền hình vệ tinh cũng có 2 hình thức là truyền hình tương tự và truyền hình số
Truyền hình tương tự hiện nay không còn phát triển do nhiều nhược điểm, trong đó chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào vị trí và kích thước của anten Chỉ cần một sai lệch nhỏ trong việc điều chỉnh anten cũng có thể làm giảm chất lượng hình ảnh đáng kể Ngoài ra, anten có kích thước không đủ lớn sẽ dẫn đến tín hiệu thu kém, ảnh hưởng đến chất lượng video Hiện tại, truyền hình vệ tinh chủ yếu là truyền hình số, bao gồm hai dải tần băng C và băng Ku Băng C có tần số phát lên từ 5 - 6,5 GHz và tần số phát xuống từ 2 - 3,5 GHz, trong khi băng Ku có dải tần phát lên từ 13 - 15 GHz và phát xuống từ 10 - 12 GHz Truyền hình số vệ tinh mang lại nhiều ưu điểm vượt trội.
- Phạm vi phủ sóng rộng, một anten vệ tinh có thể phủ sóng tối đa 1/3 trái đất
- Cho phép truyền được nhiều kênh truyền hình trên cùng 1 tần số
- Giá thành đầu tư ban đầu lớn
- Người xem cần phải đầu tư thiết bị để thu tín hiệu
- Phụ thuộc nhiều vào thời tiết, bức xạ mặt trời
- Vệ tinh có tuổi thọ giới hạn, khoảng 20 năm Mỗi lần thay thế đòi hỏi giá thành cao
- Không gian để phát triển hạn chế Các quốc gia nhỏ rất khó khăn trong việc xây dựng vệ tinh của riêng mình
So sánh giữa hai băng tần:
- Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết (mưa ), đường truyền ổn định
- Anten có kích thước đòi hỏi cao, đường kính tổi thiểu 2,4 m, giá thành hệ thống thu tín hiệu lớn
- Phù hợp cho các hệ thống truyền hình chuyên nghiệp, trạm phát lại
- Số lượng kênh truyền không lớn
- Chịu nhiều ảnh hưởng của thời tiết (mưa ), đường truyền không ổn định
- Truyền được nhiều kênh trên cùng một băng tần
- Kích thước anten nhỏ, đường kính từ 60 đến 90 cm, giá thành hệ thống thu tín hiệu không cao, dễ dàng triển khai tại các hộ gia đình.
Truyền hình viba
Hình 4: Sơ đồ khối hệ thống hệ thống truyền hình viba
Tín hiệu truyền hình được điều chế lên dải sóng truyền hình và sau đó tiếp tục điều chế lên dải tần số viba (2,5 - 2,7 GHz) Để thu tín hiệu, người dùng cần sử dụng anten chuyên dụng cho dải tần số viba và thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ tần số viba về tần số truyền hình, giúp xem được trên tivi Ưu điểm của phương pháp này là cải thiện chất lượng tín hiệu và khả năng truyền tải.
Công suất phát sóng nhỏ giúp truyền tải nhiều kênh truyền hình hiệu quả Theo quy định dải viba, hệ thống có khả năng truyền tối đa 16 kênh với băng thông 8MHz cho mỗi kênh.
- Can nhiễu trên đường truyền nhỏ, chất lượng tín hiệu thu tốt
Hệ thống điều chế và khuếch đại công suất
Antten phát sóng Không gian
- Có khả năng quản lý tín hiệu để thu thuê bao
- Phạm vi phủ sóng khá rộng, có thể thu ở xa bằng các anten chuyên dụng
- Là sóng truyền thằng, 2 anten phải nhìn thấy nhau Do vậy trong đô thị có nhiều nhà cao tầng, khả năng thu tín hiệu kém
Hiện nay, công nghệ này không được phát triển trên toàn cầu vì dải tần số đã được chuyển mục đích sử dụng, dẫn đến việc không còn nhà sản xuất nào cung cấp thiết bị liên quan.
Truyền hình cáp tương tự và số
Hệ thống truyền hình cáp, được minh họa trong hình 5, là hình thức đầu tiên của truyền hình, sử dụng cáp để truyền dẫn sóng điện từ Tín hiệu truyền hình trong dải tần số được gửi đến từng thuê bao thông qua hệ thống cáp quang và cáp đồng trục, do đó hệ thống này còn được gọi là hệ thống hữu tuyến Một trong những ưu điểm nổi bật của hệ thống này là khả năng cung cấp tín hiệu ổn định và chất lượng cao.
Chất lượng đường truyền ổn định và khả năng truyền tải nhiều kênh là ưu điểm nổi bật của truyền hình số Trong khi hệ thống truyền hình cáp tương tự chỉ có thể cung cấp khoảng 40 kênh, thì truyền hình số có thể truyền tải lên đến 200 kênh, mang lại trải nghiệm phong phú cho người xem.
- Có khả năng tương tác hai chiều, có thể cung cấp hầu hết các dịch vụ gia tăng về viễn thông (điện thoại, internet, truyền số liệu )
- Giá thành lắp đặt đối với thuê bao rẻ, thuận tiện khi sử dụng
- Không phụ thuộc vào thời tiết, điều kiện về địa lý
Hệ thống điều chế và khuếch đại công suất
Thuê bao sử dụng tín hiệu
- Cơ sở hạ tầng đầu tư lớn, lâu dài
- Quản lý cơ sở hạ tầng khó khăn, thiết bị phân bố trên một địa bàn rộng, hay xảy ra sự cố
Phạm vi phục vụ của dịch vụ này bị giới hạn với khoảng cách tối đa 1 km từ node quang đến thuê bao Dịch vụ này chỉ phù hợp cho các đô thị có mật độ dân cư cao.
HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP
Mạng HFC
Mạng cáp HFC (Hybrid Fiber Cable) kết hợp cáp quang và cáp đồng trục, giúp xây dựng hệ thống truyền hình cáp hiệu quả về mặt kinh tế Sự kết hợp này không chỉ đảm bảo chất lượng đường truyền mà còn mở rộng phạm vi phục vụ và rút ngắn thời gian xây dựng mạng.
Sơ đồ khối một mạng cáp HFC như sau:
Hình 7: Sơ đồ khối mạng HFC
Sơ đồ mô tả một mạng cáp hoàn chỉnh, bao gồm trung tâm phát tín hiệu, nơi tạo ra và xử lý tín hiệu từ khách hàng Thiết bị truyền dẫn, bao gồm mạng cáp quang và cáp đồng trục, đảm nhiệm việc truyền tín hiệu từ trung tâm đến khách hàng và ngược lại Hệ thống này đảm bảo tín hiệu từ trung tâm và thiết bị thu của khách hàng đồng nhất, không thay đổi nội dung tín hiệu Khách hàng sử dụng dịch vụ thông qua các thiết bị thu, chuyển đổi tín hiệu cáp thành dạng mà con người có thể cảm nhận và tiếp nhận thông tin từ nhà sản xuất.
Nó phải tương thích với tín hiệu của mạng cáp để đảm bảo chất lượng thông tin truyền tải được đầy đủ và chính xác đến người xem
Trung tâm thu phát tín hiệu
Thiết bị truyền dẫn (mạng cáp)
Khách hàng sử dụng dịch vụ b) Tiêu chuẩn truyền dẫn:
Các tiêu chuẩn chính đối với truyền hình cáp tương tự trong hệ thống Truyền hình Cáp của Đài truyền hình Việt Nam:
Hệ truyền hình mầu: PAL
Hệ tiếng: B/G, sóng mang tiếng cách sóng mang hình 5,5 MHz
Băng thông cho 1 kênh 8 MHz
Dải tần phát sóng truyền hình tương tự: 170 MHz đến 700 MHz
Bảng kênh: được tính từ kênh đầu tiên có tần số sóng mang là 90,25 MHz
Tần số cao nhất 860 MHz
Công suất tín hiệu đến đầu vào của TV 65 - 70 dBV
Hệ thống sử dụng các thiết bị 2 chiều Chiều truyền về có dải thông 8 -
Tần số các kênh nằm trong các dải V,S,U c) Trung tâm thu phát tín hiệu
Hình 8: Sơ đồ khối phần phát tín hiệu VTV Cab
Thiết bị phát tín hiệu
Thiết bị xử lý tín hiệu Video, Audio
Bộ điều chế tương tự
Kiểm tra tín hiệu sau điều chế
Bộ phân chia tín hiệu Điều chế quang
Mạng cáp quang Mạng cáp gần trung tâm
Phần thu phát phục vụ hệ thống internet được trình bày trong phần Internet
Thiết bị phát video bao gồm dây truyền phát sóng, thiết bị phát sóng tự động và đầu thu vệ tinh, với đầu ra là tín hiệu video hệ Pal và âm thanh Thiết bị xử lý tín hiệu video bao gồm các hệ thống khuếch đại, điều chỉnh mức tín hiệu audio và video, cùng chuyển mạch điện tử, nhằm cho phép phát sóng nhiều hệ thống, theo dõi nội dung và ghi băng tư liệu Mỗi kênh trong hệ thống cáp có một bộ điều chế riêng, chuyển đổi tín hiệu video và audio lên tần số sóng mang theo tiêu chuẩn truyền hình, với đầu ra là tín hiệu cao tần có công suất đỉnh dao động từ 105 dBμV đến 110 dBμV, tùy thuộc vào từng kênh.
Bộ Combiner kết hợp tín hiệu cao tần từ các bộ điều chế thành một đường cáp duy nhất, tạo ra tín hiệu cao tần cho các kênh phát sóng trong mạng cáp Tín hiệu này sau đó được đưa vào mạng cáp để cung cấp đến tay khách hàng.
Bộ phân chia tín hiệu cáp đảm nhận vai trò quan trọng trong việc phân phối tín hiệu đến các bộ điều chế quang, đảm bảo mức công suất phù hợp với tiêu chuẩn truyền dẫn của thiết bị này.
Bộ điều chế quang chuyển đổi tín hiệu từ tần số truyền hình sang dạng tín hiệu quang bằng phương pháp điều biên, với bước sóng phát là 1550 nm Tùy thuộc vào thiết kế mạng cáp, công suất tín hiệu ra có thể đạt tới 16 mW Sau đó, tín hiệu quang được khuếch đại và phân chia vào mạng cáp quang để truyền đến các node quang.
Cáp quang được cấu tạo từ nhiều sợi quang, với số lượng sợi trong mỗi cáp dao động từ 1 đến hàng nghìn, tùy thuộc vào mục đích sử dụng và thiết kế của tuyến cáp.
Cáp quang bao gồm các thành phần chính như sợi cáp quang, ống nhựa chứa sợi cáp, sợi chịu lực, vỏ cáp và dây tăng cường Đối với cáp treo ngoài trời, còn có thêm dây chịu lực, có thể là dây kim loại hoặc phi kim loại.
Vỏ bọc cáp thường được làm từ vật liệu PVC, có khả năng chống ăn mòn hóa chất và chịu được nhiệt độ cao, cũng như bào mòn môi trường Ống chịu lực bằng nhựa PVC có lớp dầu đặc biệt bên trong, giúp bảo vệ sợi cáp quang khỏi va chạm và xước trong quá trình vận chuyển Ống này được gọi là ống lỏng, vì không ôm chặt sợi cáp, tạo khoảng trống để dễ dàng kéo căng mà không gây áp lực lên sợi cáp bên trong Ngoài ra, khả năng uốn cong cáp với một góc nhất định cũng không ảnh hưởng đến sợi cáp quang.
Sợi cáp quang được làm bằng thủy tinh hữu cơ như hình vẽ sau:
Hình 9: Cấu tạo sợi cáp quang
Sợi cáp gồm 2 phần là phần lõi và phần vỏ Kích thước của phần lõi
Cáp quang có cấu trúc với phần lõi được làm từ thủy tinh hữu cơ, cho phép truyền ánh sáng trong dải ánh sáng nhìn thấy Phần vỏ cáp rất mỏng, giúp ngăn chặn ánh sáng bức xạ ra bên ngoài lõi Qua nghiên cứu, các chuyên gia đã xác định rằng vật liệu này truyền dẫn tốt nhất ở một số bước sóng nhất định, được gọi là các cửa sổ sóng, với các bước sóng phổ biến là 850 nm, 1130 nm và 1550 nm.
Sợi cáp quang được chia thành hai loại chính là đơn mode và đa mode, trong đó sợi đơn mode thường được sử dụng cho truyền hình và viễn thông Mức suy hao của sợi cáp quang dao động từ 0,2 đến 0,5 dB/km, cho thấy giá trị suy hao tín hiệu trên cáp quang rất thấp so với cáp đồng trục Nhờ vào đặc điểm này, cáp quang có khả năng truyền tín hiệu đi xa mà không cần nhiều thiết bị bù đắp công suất, mở rộng phạm vi phục vụ của mạng cáp hữu tuyến Tuy nhiên, trong quá trình truyền tải, tín hiệu quang vẫn gặp phải các hiện tượng như suy hao, trễ tần số, tán xạ và phản xạ do bản chất điện từ của nó.
Sợi cáp quang chỉ có chiều dài nhất định, tối đa khoảng 5 km với công nghệ hiện tại, và để kéo dài tuyến cáp, cần sử dụng thiết bị ghép nối Quá trình ghép nối có thể gây suy hao mối hàn (0,02 - 0,05 dB), tán xạ và phản xạ do sự hiện diện của tạp chất và biến dạng vật liệu tại điểm hàn Hiện tượng phản xạ và khúc xạ ảnh hưởng đến tín hiệu ánh sáng, khiến ánh sáng truyền dẫn không hoàn toàn là đơn sắc mà nằm trong dải bước sóng hẹp Khi truyền trong cáp quang, hiện tượng trễ bước sóng có thể làm méo dạng tín hiệu, do đó cần thiết bị khôi phục tín hiệu tại những khoảng cách nhất định.
Trong hệ thống truyền hình, tín hiệu được truyền từ một điểm đến nhiều điểm, dẫn đến việc phát triển các thiết bị phân chia cho cáp quang Những thiết bị này hoạt động dựa trên tính chất phản xạ của lăng kính, giúp phân bố công suất tín hiệu quang theo nhiều hướng khác nhau với tỷ lệ nhất định Tỷ lệ phân chia này được xác định bởi nhà sản xuất.
Khi thi công mạng cáp quang, cần sử dụng thiết bị chuyên dụng để hàn nối cáp và xác định tuyến cáp Tại các điểm hàn nối, thiết bị bao bọc mối hàn, gọi là măng xông cáp, giúp chống lại các tác động hóa lý từ bên ngoài Sợi cáp quang, được làm từ thủy tinh hữu cơ với kích thước nhỏ, rất dễ bị đứt gẫy Do đó, lực căng tối đa và góc bẻ tối thiểu của cáp phải tuân theo tiêu chuẩn của nhà cung cấp; nếu không, sợi cáp có thể bị đứt ngầm, gây mất tín hiệu Mỗi điểm hàn nối yêu cầu hàn lại tất cả các sợi trong cáp, dẫn đến chi phí thi công cao Tuy nhiên, cáp quang cung cấp băng thông rộng hơn nhiều so với cáp kim loại Thông thường, chiều dài mỗi đoạn cáp quang dao động từ 1000 đến 3000 m, tương đương với một cuộn cáp.
Phần nối ghép giữa cáp quang và cáp đồng trục gọi là node quang
Sơ đồ khối node quang như sau:
Hình 10: Sơ đồ khối node quang
Khối thu tín hiệu quang, hay còn gọi là receiver, là phần quan trọng và giá trị nhất trong node quang Thiết bị chính của khối này là photodiot, có nhiệm vụ tiếp nhận tín hiệu quang từ cáp quang và chuyển đổi thành tín hiệu điện ở dải tần số truyền hình Photodiot rất nhạy cảm với nhiệt độ, độ ẩm và điện áp, do đó cần có hệ thống giám sát chặt chẽ để đảm bảo tín hiệu đầu ra đạt yêu cầu về chất lượng, độ ổn định và tỷ số S/N.
Tín hiệu quang Khối thu tín hiệu quang
Duy trì chế độ làm việc ổn định
Khối cân chỉnh tín hiệu
Bộ khuếch đại công suất
Khối phân chia tín hiệu
Thông số kỹ thuật của thiết bị sử dụng trên mạng
Connector at In/Out Ports
Operational Gain (minimum), dB (Note 1)
Refecence Output Tilt, dB (86 - 862 MHz)
Composite Tripe Beat, dB (Note 2)
Composite Second Order, dB (Note 3)
AC Power, Watts (incl return path)
Group Delay in 1.5 MHz Bandwidth
Connector at In/Out Ports
Operational Gain (minimum), dB (Note 1)
Refecence Output Tilt, dB (86 - 862 MHz)
Composite Tripe Beat, dB (Note 2)
Composite Second Order, dB (Note 3)
AC Power, Watts (incl return path)
Group Delay in 1.5 MHz Bandwidth
Khuếch đại mở rộng nhánh
Connector at In/Out Ports
Operational Gain (minimum), dB (Note 1)
Refecence Output Tilt, dB (86 - 862 MHz)
Composite Tripe Beat, dB (Note 2)
Composite Second Order, dB (Note 3)
AC Power, Watts (incl return path)
Group Delay in 1.5 MHz Bandwidth
19 b)Thiết bị chia thụ động out door (2 way, 3 way, 3 way unbalance và Power Inserter)
Waterproof Condition: 1.0kg/cm 2 60 sec
Each Leg AC Current Capability: 10 A
Total AC Powering Capability: 15 A (PI), 10A (2 Way, 3 Way, 3 Way Unblance)
HUM Modulation at 10 A : < -60 dB max
Connectors: In - Out 5/8" - 24 NEF Female
3 Way In - Out 17 30 28 22 19 21 23 c) Thiết bị phân chia định tuyến DC 1 way outdoor suy hao đường tap
Waterproof Condition: 1.0kg/cm 2 60 sec
Each Leg AC Current Capability: 10 A
HUM Modulation at 10 A : < -60 dB max
Connectors: In - Out 5/8" - 24 NEF Female
Insertion Loss (dB) Frequency (MHz) Tap loss (dB) Port 5-15 75-40 40-250 250-550 550-750 750-860 860-1000
Frequency (MHz) Tap loss (dB) 5-15 75-40 40-250 250-550 550-750 750-860 860-1000
In — Tap 21 23 22 21 26 20 21 d) Thiết bị phân chia không đều Tap 4 way outdoor
Powered Paint over Chromate Trealment
Input port, output port: Non-Corrosive Brass
Power Passing 6 A AC/DC (In- Out)
Connectors: In - Out 5/8" - 24 NEF Female
Insertion Loss (dB) Frequency ( MHz) Tap loss(dB)
Isolation (dB) Frequency (MHz) Tap loss(dB)
Return Loss (dB) Frequency (MHz) Tap loss(dB)
In — Tap 26 31 20 21 21 22 25 e) Cáp đồng trục QR 540
Thông số kỹ thuật của sản phẩm bao gồm: Đường kính lõi kim loại là 3,15 mm, đường kính lớp điện môi đạt 13,03 mm, và đường kính lớp vỏ bọc kim loại là 13,72 mm Độ dày lớp vỏ kim loại là 0,343 mm, trong khi đường kính lớp vỏ bảo vệ phi kim loại là 15,49 mm và độ dày lớp vỏ bọc phi kim loại là 0,89 mm.
Dây chịu lực kim loại mm 2,77
Bán kính cong tối thiểu cm 10,2
Lực kéo căng tối đa kgf 100
Lực kéo tối thiểu làm gãy dây chịu lực kgf 816 Điện dung nf/km 50
Trở kháng sóng 75 Điện trở thuần phần lõi cáp /km 3,34 Điện trở thuần phần vỏ kim loại /km 1,94 Điện trở thuần tổng thể /km 5,28
Hệ số suy hao đối với tín hiệu cao tần:
Tần số (MHz) Giá trị suy hao (dB/100m)
Thông số kỹ thuật của sản phẩm bao gồm: Đường kính lõi kim loại là 1,63 mm, đường kính lớp điện môi đạt 7,11 mm, và đường kính lớp vỏ bọc kim loại là 7,29 mm Độ dày lớp vỏ kim loại không được chỉ định Đường kính lớp vỏ bảo vệ phi kim loại là 10,03 mm, trong khi độ dày lớp vỏ bọc phi kim loại là 1,07 mm Cuối cùng, đường kính dây chịu lực kim loại là 1,83 mm.
Bán kính cong tối thiểu cm
Lực kéo căng tối đa kgf
Lực kéo tối thiểu làm gãy dây chịu lực kgf 166 Điện dung nf/km
Trở kháng sóng 75 Điện trở thuần phần lõi cáp /km Điện trở thuần phần vỏ kim loại /km Điện trở thuần tổng thể /km 60
Hệ số suy hao đối với tín hiệu cao tần:
Tần số (MHz) Giá trị suy hao (dB/100m)
Thông số kỹ thuật của sản phẩm bao gồm các giá trị sau: Đường kính lõi kim loại là 1,02 mm, trong khi đường kính lớp điện môi đạt 4,57 mm Đường kính lớp vỏ bọc kim loại là 4,75 mm, và độ dày lớp vỏ kim loại chưa được xác định Đường kính lớp vỏ bảo vệ phi kim loại là 6,91 mm, với độ dày lớp vỏ bọc phi kim loại là 0,76 mm Cuối cùng, đường kính dây chịu lực kim loại là 1,30 mm.
Bán kính cong tối thiểu cm
Lực kéo căng tối đa kgf
Lực kéo tối thiểu làm gãy dây chịu lực kgf 82 Điện dung nf/km
Trở kháng sóng 75 Điện trở thuần phần lõi cáp /km Điện trở thuần phần vỏ kim loại /km Điện trở thuần tổng thể /km
Hệ số suy hao đối với tín hiệu cao tần:
Tần số (MHz) Giá trị suy hao (dB/100m)
Nhiễu trong mạng cáp và cách đo tín hiệu
a) Các hình thức nhiễu đối với tín hiệu truyền hình trong mạng cáp:
Nhiễu là hiện tượng hình ảnh trên tivi không khớp với hình ảnh từ trung tâm phát sóng, và nguyên nhân chính gây ra nhiễu được chia thành hai loại: nhiễu do công suất tín hiệu yếu và nhiễu từ tần số ngoại lai Khi tín hiệu yếu, có thể sử dụng khuếch đại để tăng cường công suất Tần số ngoại lai, hay còn gọi là nền nhiễu, luôn hiện hữu trong các hệ thống điện từ với công suất rất nhỏ, nhưng tại thiết bị thu, tín hiệu này thường không đủ mạnh để gây ảnh hưởng lên màn hình.
Trùng tần số giữa hai kênh truyền hình xảy ra khi hai kênh có tần số sóng mang giống nhau Nếu công suất của hai kênh tương đương, tín hiệu hình ảnh sẽ không được thu, và có thể xuất hiện vạch sọc trên màn hình Khi một kênh có công suất nhỏ hơn 5% so với kênh kia, hiện tượng nhiễu sẽ xảy ra, dẫn đến hình ảnh thu được chủ yếu từ kênh có công suất lớn hơn nhưng kèm theo các vằn ngang Hiện tượng này thường không xảy ra ở mạng cáp thông thường, mà chỉ xuất hiện khi có kênh truyền hình vô tuyến phát trùng tần số với kênh trong mạng cáp Do công suất phát sóng của kênh vô tuyến rất lớn, nếu mạng cáp bị hở vỏ bọc kim, tín hiệu vô tuyến có thể xuyên vào lõi cáp và được khuếch đại qua các tầng khuếch đại.
- Trùng tần số với kênh truyền dẫn số: Hiện tượng tín hiệu nhiễu giống như tín hiệu có công suất thấp Nguyên nhân giống như trên
Khi tín hiệu qua các tầng khuếch đại, ngoài tín hiệu chính ở tần số làm việc, còn xuất hiện các tín hiệu nhiễu ở tần số nhân và chia, với công suất giảm dần theo hệ số n Trong hệ thống nhiều kênh, số lượng xung nhiễu này sẽ cộng dồn và gây ra sự xuyên nhiễu sang các tần số khác Mỗi tầng khuếch đại đều làm gia tăng mức độ nhiễu, phụ thuộc vào chất lượng của thiết bị khuếch đại Một số mạch khuếch đại hiện nay có khả năng triệt tiêu đáng kể nhiễu, nhưng đồng thời làm giảm hệ số khuếch đại Hiện tượng nhiễu này thường thể hiện trên màn hình dưới dạng các vạch xước và điểm trắng.
Nhiễu nguồn điện cung cấp từ mạng cáp 60V có thể gây ra hiện tượng vạch ngang trên màn hình tivi nếu các mạch chặn hoạt động không hiệu quả Để đo tín hiệu truyền hình tương tự, công suất đỉnh của tín hiệu là yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến chất lượng hình ảnh, được đo trên điện trở 75Ω và có thể tính bằng dBμV hoặc dBmV (1 dBmV = 1 dBμV + 60) Thiết bị đo tín hiệu truyền hình sử dụng bộ tách sóng điều biên, cho phép thu được giá trị công suất đỉnh và hiển thị trên màn hình.
Tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N) được tính bằng dB, là tỷ số giữa công suất đỉnh của sóng mang hình và công suất trung bình của nền nhiễu trong băng thông kênh, với giá trị tối thiểu cần đạt là 45 dB Để đo S/N, người ta thường so sánh công suất đỉnh sóng mang với công suất trung bình của nhiễu lân cận Ngoài ra, có thể đo công suất đỉnh của sóng mang và sau đó tắt điều chế để đo nhiễu tại tần số tương ứng Đo phổ công suất tần số là một phương pháp cho phép hiển thị đồng thời giá trị biên độ trong dải tần số rộng, giúp đánh giá tính chất truyền dẫn của hệ thống Cân chỉnh đáp tuyến tần số là cần thiết để đảm bảo biên độ giữa các kênh trong hệ thống nằm trong khoảng cho phép Mặc dù thiết bị phân tích phổ thường đắt tiền và cồng kềnh, hiện nay có đồng hồ hiển thị dải phổ gọn nhẹ và dễ sử dụng cho mạng cáp Cuối cùng, để đo độ méo tín hiệu video, người ta sử dụng các tín hiệu chuẩn trong khung tín hiệu video tương tự và so sánh với tín hiệu thu được để đánh giá ảnh hưởng của đường truyền đến tín hiệu video.
Trong tín hiệu số, tỷ lệ lỗi bit là giá trị quan trọng cần được chú ý Nhờ vào đặc điểm của tín hiệu số, thiết bị thu có khả năng xác định tương đối chính xác tỷ lệ này Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả, việc xác định chính xác tỷ lệ lỗi bit là cần thiết, nhằm điều chỉnh hệ thống sao cho giá trị này ở mức thấp nhất có thể.
Nguồn điện trong mạng cáp
Trong mạng cáp, các thiết bị tích cực như khuếch đại và node quang đóng vai trò quan trọng nhưng cũng tiêu thụ nguồn điện Nguồn điện cho những thiết bị này được cung cấp qua cáp đồng trục.
Thiết bị mạng sử dụng nguồn switching, có khả năng tự động điều chỉnh để ổn định điện áp ra khi điện áp vào thay đổi Phương pháp điều chỉnh này thông qua việc thay đổi độ rộng xung điều khiển bộ chuyển mạch, dẫn đến dòng điện xoay chiều tiêu thụ biến động ngược với điện áp đầu vào Khi điện áp đầu vào tăng, dòng điện tiêu thụ sẽ giảm và ngược lại, với khoảng điều chỉnh lớn Một yếu tố không thay đổi trong mạng cáp là công suất tiêu thụ, đây là yếu tố chính để tính toán dòng điện tiêu thụ trên mạng cáp Việc tính toán này giúp người vận hành đánh giá và sửa chữa kịp thời các sự cố trên mạng.
Nguồn điện áp chuẩn cho khuếch đại là 60V, 50Hz, và cáp đồng trục có điện trở nhất định do nhà sản xuất cung cấp Mặc dù giá trị điện trở không lớn, nhưng do dòng điện tiêu thụ cao và điện áp nguồn thấp, nó ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất Tính toán điện áp nguồn là một quá trình phức tạp, vì nguồn switching không phải là nguồn tuyến tính mà là nguồn phi tuyến Khi điện áp nguồn biến động và thiết bị trong hệ thống thay đổi, điện áp cung cấp đến từng khuếch đại sẽ dao động cho đến khi hệ thống đạt trạng thái ổn định.
Để đánh giá sơ bộ, ta có thể xem các khuếch đại tiêu thụ dòng điện 0,5 A với điện áp 60V, nhằm đơn giản hóa quá trình tính toán.
Khi hệ thống hoạt động ổn định, sự cố về nguồn điện cung cấp cho khuếch đại có thể gây ra hiện tượng nhấp nháy Hiện tượng này xảy ra khi điện áp nguồn hoặc điện trở trên mạng thay đổi, làm cho điện áp cáp tại các khuếch đại cũng thay đổi Do khuếch đại sử dụng nguồn switching, dòng điện tiêu thụ sẽ tăng, dẫn đến điện áp rơi trên cáp tăng theo và làm giảm điện áp cấp cho khuếch đại Nếu đạt được điểm cân bằng, hệ thống sẽ hoạt động bình thường Tuy nhiên, nếu điện áp tại một khuếch đại nào đó giảm xuống dưới ngưỡng làm việc, nguồn điện sẽ ngắt, khiến khuếch đại không tiêu thụ dòng điện và tín hiệu bị ngắt Điều này cũng dẫn đến việc dòng điện tiêu thụ trên mạng giảm, làm cho điện áp đầu vào của khuếch đại phục hồi đủ để hoạt động Tuy nhiên, dòng điện tiêu thụ tiếp tục gây ra điện áp rơi, khiến điện áp cấp nguồn cho khuếch đại lại giảm xuống dưới ngưỡng làm việc, dẫn đến việc nguồn lại bị ngắt.
Internet trong mạng cáp
Hiện nay, chúng ta chỉ cung cấp tín hiệu các kênh truyền hình cáp theo hình thức một chiều, thiếu các dịch vụ tương tác hai chiều cho khách hàng Để nâng cao trải nghiệm, cần thiết phải có khả năng gửi yêu cầu và truy cập internet băng thông rộng Điều này đòi hỏi các thiết bị trong mạng truyền hình cáp phải hỗ trợ truyền thông hai chiều, bao gồm Node quang và bộ khuếch đại, cùng với modem cáp tại đầu thuê bao.
DOCSIS) và tại trung tâm thu phát phải có bộ CMTS để kết nối các modem cáp và kết nối với nhà cung cấp dịch vụ Internet
Hình 14: Sơ đồ kết nối tổng thể a) Nguyên lý hoạt động 2 chiều của các thiết bị trên mạng truyền hình cáp
Vì chiều đi và về đều cùng trên 1 đường truyền nên phải phân chia dải tần
Dải tần truyền tín hiệu từ khách hàng đến nhà cung cấp dịch vụ TH cáp :
Dải tần truyền tín hiệu từ nhà cung cấp dịch vụ TH cáp đến khách hàng:
Hình 15: Phân chia dải tần truyền hình cáp b) Bộ chia, tapoff
Các thiết bị chia và tap trên mạng là những thiết bị thụ động, hoạt động hiệu quả trong dải tần từ 5-1000 MHz, cho phép tín hiệu hai chiều đi qua mà không gặp trở ngại.
Dưới đây là bảng tính suy hao theo chiều ngược (5-65 MHz) của các thiết bị trên mạng:
Thiết bị In-Out In-Tap
Cáp 6 6 dB/100m c) Bộ khuếch đại
Hiện nay trên mạng truyền hình cáp Việt Nam dùng các bộ khuếch đại của các hãng : Scientific Atlanta, Danlab, Maiwei
Các bộ khuếch đại này đều hoạt động theo nguyên lý chung:
Tín hiệu vào khuếch đại được xử lý qua bộ lọc lai ghép (diplex filter), có chức năng tách dải tần cao từ 87 đến 860 MHz Bộ lọc này cho phép điều chỉnh mức tín hiệu và độ dốc của dải tín hiệu trước khi đưa vào bộ khuếch đại, đảm bảo nằm trong khoảng cho phép của nhà sản xuất Tín hiệu sau đó được khuếch đại trong toàn bộ dải tần từ 87 đến 860 MHz.
860 MHz, sau đó tín hiệu được đưa qua bộ lọc lai ghép ở đầu ra và được tiếp tục truyền trên mạng cáp
Tín hiệu Internet sẽ di chuyển ngược chiều, với tín hiệu từ thuê bao phát ở dải tần thấp từ 5-65 MHz Tại đầu ra của khuếch đại, tín hiệu được lọc thông thấp, chỉ giữ lại dải tần 5-65 MHz Sau khi được khuếch đại, tín hiệu có thể điều chỉnh độ nghiêng và độ suy hao đầu ra Cuối cùng, tín hiệu được đưa qua bộ lọc lai ghép trước khi chuyển tiếp lên bộ khuếch đại tầng trên hoặc node quang để gửi về CMTS.
Hình 16 : Sơ đồ khối của khuếch đại
- Compact Amplifier: 93228 series (2 đầu ra)
Hình 17: Sơ đồ khuếch đại Atlanta
Bộ khuếch đại chỉnh được equalizer đầu ra đường ngược trong khoảng 0-
15 dB Và chỉnh được suy hao trong khoảng 0-18 dB
Với loại khuếch đại này tất cả phần khuếch đại chiều ngược được đóng trong 1 modul nên rất tiện lợi cho việc thay thế
Hình 18: Sơ đồ khuếch đại Danlab
Hình 19: Sơ đồ khuếch đại Mainei
Tất cả các thiết bị khuếch đại này đều đã đảm bảo truyền dẫn theo 2 chiều:
Chiều đi khuếch đại trong dải tần từ : 87-860 MHz
Chiều về khuếch đại trong dải tần từ : 5-65 MHz (gain : 20-23 dB) d) Node quang
Hiện nay trên mạng truyền hình cáp Việt Nam lắp các Node quang của các hãng Scientific Atlanta, FOX và GAMMA
Hình 20: Sơ đồ khối của Node quang
Nguyên lý hoạt động của node quang:
Tín hiệu quang được đưa vào node quang, sau đó được chuyển đổi thành tín hiệu RF nhờ bộ biến đổi quang sang điện Tín hiệu RF này sau đó được khuếch đại và gửi đến thuê bao.
Tín hiệu từ thuê bao được truyền qua các tầng khuếch đại và đến đầu ra RF của node quang, chính là đầu vào chiều ngược của node quang Tại đây, tín hiệu được khuếch đại, chuyển đổi từ dạng điện sang dạng quang, và sau đó được gửi tới trung tâm thu phát.
Hình 21: Sơ đồ node quang Atlanta
Mức tớn hiệu RF ra 2x 98-114 dBàV (TB 106 dBàV)
Mức RF vào bộ phỏt ngược : 60-70 dBàV
Công suất ra: 0 dBm (bộ 90080), 3dBm (bộ 90083)
Hình 22: Sơ đồ node quang Fox
Mức tớn hiệu RF ra 2x 107 dBàV
Mức RF vào bộ phỏt ngược : 70 dBàV
Công suất ra: 0 dBm (1mW)
Hình 23: Sơ đồ node quang Gamma
Mức tớn hiệu RF ra 2x 117 dBàV (+/-1 dB)
Mức RF vào bộ phỏt ngược : 70 dBàV
Công suất ra: 0 dBm e) Thiết bị kết nối thuê bao ( Modem cáp)
Modem cáp giúp máy tính kết nối Internet qua mạng truyền hình cáp, sử dụng phương thức truyền thông tin hai chiều Để đảm bảo hiệu suất, mạng cáp quang và đồng trục cần có khả năng truyền tải tín hiệu theo cả hai chiều và được phân chia theo dải tần.
Upstream: Dữ liệu truyền từ CM tới CMTS và hoạt động ở dải tần 5-65 MHz
Downstream: Dữ liệu truyền từ CMTS tới CM hoạt động từ 88-862MHz
Giải điều chế đường up
Rate :3Mbps Điều chế đường up
QPSK/16QAM F:5-65MHz BW:2MHz Rate :3Mbps
Giải điều chế đường up
64QAM/256QAM F:88-862MHz BW:8MHz Rate :27-56Mbps Điều chế đường down
CMTS Head end) Cable Modem
Hình 24: Sơ đồ khối của modem cáp
Bộ Tuner kết nối trực tiếp với nguồn tín hiệu CATV và thường được trang bị thêm bộ ghép tần số (diplexer) để cho phép tín hiệu đường đi và đường về cùng đi qua bộ Tuner.
Bộ tuner làm nhiệm vụ chuyển các kênh TV xuống tần số thấp (5- 65MHz)
Bộ giải điều chế (Demod) thực hiện các chức năng quan trọng như biến đổi A/D, giải điều chế, sửa lỗi và đồng bộ Tại hướng thu, các tín hiệu trung tần (IF) được đưa vào bộ giải điều chế để xử lý hiệu quả.
Bộ điều chế xung (Burst Modulator) thực hiện các chức năng quan trọng như mã hóa R-S, điều chế và chuyển đổi tần số cũng như biến đổi D/A Tại hướng phát, tín hiệu sau khi điều chế sẽ được chuyển đến bộ tuner Bộ điều chế xung mã hóa R-S cho mỗi xung, điều chế QPSK/QAM-16 tại các tần số đã chọn, và thực hiện biến đổi D/A, với các tín hiệu đầu ra được điều chỉnh để đạt mức thay đổi đầu ra mong muốn.
- MAC (Media Access Control) được đặt giữa đường thu và đường phát
Nó có thể được thực hiện bởi phần cứng hay phân chia cho cả phần cứng và phần mềm MAC khá linh hoạt để so sánh với MAC ethernet
Nhiệm vụ của bộ MAC là trích xuất dữ liệu từ các khung MPEG, nhằm lọc thông tin cho các CM, thực hiện các thủ tục cần thiết và truyền tải thời gian cho các xung đường đi (up).
- Interface: Dữ liệu mà đi qua MAC đi thẳng vào máy tính qua giao tiếp USB, Ethernet hoặc PCI
Quy trình làm việc của CM
Hình 25: Quy trình làm việc của CM
Khi bật CM, nó sẽ thiết lập kết nối với HE trước khi nó truy nhập vào mạng
Sơ đồ trên đây là các bước thiết lập CM
Trước tiên CM sẽ quét đường DS để nhận ra tín hiệu DOCSIS đúng với điều chế 64 QAM hay 256 QAM.Bước này sẽ mất nhiều thời gian nhất
CM giải điều chế tín hiệu DOCSIS và tìm ra xung đồng bộ
CM đã tìm UCD, nơi cung cấp hướng dẫn về cách thiết lập tần số, điều chế và các tham số xung Đồng thời, CM cũng thu thập thông tin liên quan đến MAP.
Xung US đầu tiên mà CM gửi đi sẽ được duy trì ban đầu, trong khi CMTS sẽ phản hồi thông tin RGN-RSP (range-response) liên quan đến tần số, công suất và thời gian thiết lập.
Sau khi CM nhận địa chỉ IP, nó tiếp nhận các tham số cấu hình mạng như QoS và BPI thông qua file cấu hình TFTP mà CMTS gửi đi.
Sau khi TOD được thiết lập, CM có tất cả các thông tin cần thiết để đăng ký với CMTS
Nhiệm vụ cuối cùng để xác định bảo mật cho DS và dữ liệu mã hoá
US Nếu bảo mật bật ON, CMTS gửi khoá cho CM Bây giờ CM bắt đầu hoạt động
Tiêu chuẩn kỹ thuật Modem cáp
Đường downstream: o Mức tín hiệu vào: -15, +15 dBmV o Trở kháng vào : 75 Ω o Băng thông 8 MHz, điều chế : 64 QAM, 256 QAM
Đường upstream: o Công suất ra: 8 đến 58 dBmV o Khoảng tần số hoạt động: 5 đến 65 MHz o Điều chế: QPSK, 8 QAM, 16 QAM, 32 QAM, 64 QAM and 128 QAM o Kênh truy nhập: TDMA, A-TDMA, S-CDMA
Kết nối giữa modem cáp và CMTS
Mô hình kết nối tổng thể:
Hình 26: Mô hình kết nối tổng thể
Tốc độ giữa modem cáp và CMTS thông thường trong khoảng 3-50 Mbps và khoảng cách có thể lên tới 100 km CMTS có thể giao tiếp với các
CM, nhưng CM chỉ có thể giao tiếp với CMTS Nếu 2 CM cần nói chuyện với nhau, CMTS sẽ chuyển tiếp các thông tin
CMTS có thể đồng thời kiểm soát được tới 2000 CM trên 1 kênh tivi Nếu tăng số CM thì số kênh tivi cho CMTS cần phải tăng lên
Băng tần sử dụng truyền dẫn 2 chiều được chia ra làm 2 phần:
SYNC MPEG Đường truyền xuống được dùng để truyền dữ liệu từ HE đến CM
Bộ điều chế trong CMTS dùng 64 QAM, 128 QAM và 256 QAM
Các đặc tính kỹ thuật theo bảng sau:
Tần số 65-860 MHz ( chuẩn châu Âu)
Băng thông 8 MHz (châu Âu) Điều chế 64 QAM (6 bit/symbol)
Tốc độ tuỳ thuộc vào loại điều chế và băng thông, theo bảng sau:
Tổng băng thông đường downstream được phân chia cho tất cả các CM đang hoạt động, tương tự như cách hoạt động của Ethernet Tuy nhiên, băng thông của Ethernet thường bị lãng phí nhiều hơn Mỗi CM sẽ lọc và lấy dữ liệu của riêng mình từ dòng dữ liệu tổng.
Dạng dữ liệu format đường down
Quy định khi thi công mạng cáp
a) Yêu cầu lắp đặt hộp đựng thiết bị
* Hộp Node quang, khuếch đại, nguồn AC
- Hộp lắp ở độ cao: 2,5m (min)
- Lắp hộp ngay ngắn, bắt chặt gông tránh làm nghiêng hộp
Bắt kẹp tiếp đất là việc sử dụng hệ thống tiếp đất có sẵn của cột điện Nếu không có hệ thống tiếp mát hiện có, cần phải đóng cọc tiếp đất theo quy định.
Hộp bắt nên được đặt ở vị trí thoáng đãng để thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị, đồng thời tránh tình trạng các thiết bị của đơn vị khác che chắn các lỗ ra vào cáp.
Hình 30: Lắp đặt hộp đựng thiết bị khuếch đại
Hộp đựng thiết bị chia và Tap - off
- Hộp lắp ở độ cao: 2m (min)
- Lắp hộp ngay ngắn, bắt chặt gông tránh làm nghiêng hộp
Bắt kẹp tiếp đất chỉ được thực hiện với những hộp thiết bị có yêu cầu tiếp đất theo hồ sơ thiết kế Việc này cần sử dụng hệ thống tiếp đất hiện có của cột điện.
Hộp bắt nên được đặt ở vị trí thoáng đãng để thuận tiện cho việc lắp đặt thiết bị Điều này giúp tránh tình trạng các thiết bị của đơn vị khác che khuất các lỗ ra vào cáp, từ đó tạo điều kiện dễ dàng hơn khi lắp đặt thuê bao.
- Không được lắp ngược hộp tránh nước chảy theo cáp vào trong hộp
Hình 30: Lắp đặt hộp đựng thiết bị Tap b) Yêu cầu thi công cáp đồng trục
- Vận chuyển cáp bằng xe cơ giới
- Không làm rơi bô-bin từ xe xuống đất
- Lăn bô-bin cáp theo chiều mũi tên in trên bô-bin
- Đặt bô-bin trên kích cáp có mũi tên chỉ chiều lăn ngược hướng với
2 Ra kéo, căng hãm cáp đồng trục
- Các yêu cầu kỹ thuật khi lắp đặt: Cáp RG-11 QR-540
+ Tốc độ kéo tối đa: 20m/phút 20m/phút
+ Lực kéo căng tối đa: 50kg 100kg
+ Bán kính uốn cong tối thiểu: 5cm 10.2cm
- Ru-lô ra đặt cách máng cáp khoảng 15m và tạo góc 45 0 để cáp được an toàn khi treo
- Khi ra cáp phải bắt đầu một cách chậm chạp, êm và lực kéo không đổi
- Kiểm tra xử lý cáp để không bị xoắn cáp
- Cáp được treo cao tối thiểu 2,5m, cách đường điện trung thế tối thiểu 1,5m và tuỳ theo điều kiện cụ thể để lựa chọn điểm treo thích hợp
- Độ võng tối đa với khoảng cột 30m: 45cm
Sau khi hoàn tất việc kéo cáp, cần cắt bỏ phần đầu cáp bị hư hỏng và điều chỉnh độ dài cáp sao cho hợp lý để lắp đặt thiết bị Độ dài cáp nên được tính toán khoảng cách từ đáy hộp đựng thiết bị.
- Các đầu cáp cần phải được đánh dấu để tạo điều kiện thuân lợi khi lắp đặt thiết bị, tránh nhầm đầu cáp
Mỗi sợi cáp cần có cung mở tại mỗi cột để bù đắp cho sự giãn nở do nhiệt Cung mở này có thể được đặt ngay tại cột hoặc ở một bên cột.
Khi cáp được kết nối với thiết bị treo trên dây căng, cần có cung mở ở mỗi bên của thiết bị Nếu có nhiều sợi cáp, chỉ sợi cáp kết nối với thiết bị cần có cung mở ở cả hai bên Ngoài ra, cần chú ý đến yêu cầu lắp đặt khuếch đại.
Khuếch đại cần được lắp đặt trong hộp đựng chuyên dụng để bảo vệ khỏi tác động xấu từ môi trường Việc cố định khuếch đại phải thực hiện chặt chẽ vào tấm bắt thiết bị của hộp đựng trước khi lắp vào hộp, và không được sử dụng dây thép để gắn khuếch đại.
- Khi thi công lắp đặt connector phải cắt cáp vừa đủ, dùng dây buộc cáp ép sát cáp vào thân cột, tránh để thừa cáp làm xấu mỹ quan
- Không được uốn cong cáp quá giới hạn quy định, tránh làm hư hỏng cáp
- Các đầu cáp phải được lắp đặt theo đúng bản vẽ thiết kế
- Các đầu kim của connector phải được vít chặt, tránh gây đánh lửa tại đầu kim làm hỏng khuếch đại
- Các cầu chì của khuếch đại phải được lắp đặt theo đúng bản vẽ thiết kế
2 Yêu cầu cân chỉnh tín hiệu khuếch đại
- Khi thông nguồn qua khuếch đại cần kiểm tra điện áp nguồn, tránh để khuếch đại hoạt động ở chế độ quá tải làm hỏng thiết bị
- Mức ra của tín hiệu cần được cân chỉnh theo các yêu cầu sau:
Mức tín hiệu ra tại kênh cao nhất (639.25 MHz): 46 dBm
Mức tín hiệu ta tại kênh thấp nhất (90.25 MHz): 40 dBm d) Yêu cầu lắp đặt thiết bị Passive
Các thiết bị cần được gắn chặt vào tấm đệm của hộp và sau đó cố định vào hộp để đảm bảo sự ổn định Việc sử dụng các phương pháp gắn khác có thể gây hỏng cáp và connector, do đó cần tuân thủ quy trình này để bảo vệ thiết bị.
- Khi thi công lắp đặt connector phải cắt cáp vừa đủ, dùng dây buộc cáp ép sát cáp vào thân cột, tránh để thừa cáp làm xấu mỹ quan
- Không được uốn cong cáp quá giới hạn quy định, tránh làm hư hỏng cáp
- Các đầu kim của connector phải được vít chặt, tránh gây đánh lửa tại đầu kim làm hỏng thiết bị
- Các đầu cáp phải đấu nối theo đúng bản vẽ thiết kế
- Đối với các thiết bị dẫn nguồn AC các cầu chì phải được lắp đặt theo đúng bản vẽ thiết kế g) Yêu cầu lắp đặt connector
- Các đầu cáp phải được thi công bằng dao gọt cáp chuyên dụng, tránh làm hư cáp và tạo thuận lợi khi lắp đặt connector
- Khi lắp đặt connector phải ấn mạnh cáp để cáp tiếp xúc tốt với connector
Các đầu kim của connector cần được cắt vừa đủ, không để thừa quá 5mm tại đầu ốc vít kim để tránh phát xạ tín hiệu và đảm bảo an toàn.
- Đối với các connector F5-RG11, F5-RG6 khi thi công phải sử dụng kìm bóp jắc, không được sử dụng kìm điện tránh làm hỏng connector
Khi thi công các connector ngoài trời, việc sử dụng ống co nhiệt đúng kỹ thuật là rất cần thiết để bảo vệ connector khỏi tác động của môi trường Đồng thời, cần phải lắp đặt hệ thống tiếp địa để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho toàn bộ hệ thống.
Các hộp đựng thiết bị khuếch đại cần được kết nối với hệ thống tiếp địa hiện có của cột điện hoặc phải được lắp đặt cọc tiếp địa theo đúng quy định.
- Các hộp tap được gắn tiếp địa bằng hệ thống tiếp địa sẵn có của cột điện
- Cọc tiếp địa sử dụng thép chữ V (50x50x5mm) dài 1,7m sử dụng phương pháp đóng hoặc đào hố chôn làm cọc tiếp địa
- Sử dụng thép F 4mm để làm dây tiếp địa gắn từ hộp vào cọc tiếp địa, hoặc hệ thống tiếp địa có sẵn
- Sử dụng ống nước F 21mm để luồn dây tiếp địa qua tránh gây tai nạn do hở điện từ hệ thống tiếp địa.
