i

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNGKHOA VIỄN THÔNG I

------o0o-------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúc

-------o0o--------

ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Họ và tên : Phạm Thị ThủyLớp : D99VTKhoá: 1999 - 2003Ngành: Viễn thông

Tên đề tài : Modem cáp và dịch vụ băng rộng trên mạng truyền hình cáp hữu tuyến

Nội dung đồ án :

I: Tổng quan các phương thức truy nhập băng rộng .

II: Truy nhập băng rộng qua mạng truyền hình cáp hữu tuyến.

Sự phát triển của mạng CATV.

Kiến trúc và hoạt động mạng CATV hai chiều.

Dịch vụ băng rộng trên mạng CATV hai chiều.

III: Modem cáp

Một số khái niệm liên quan.

Cấu trúc và hoạt động của modem cáp và CMTS.

Một số vấn đề liên quan đến hoạt động của modem.

So sánh với modem ADSL.

Một số nghiên cứu phát triển tương lai cho modem cáp.

IV: Truy nhập băng rộng qua mạng CATV ở Việt Nam

Tình hình phát triển các mạng truyền hình ở Việt Nam.

Các mạng truyền hình cáp hữu tuyến ở Việt Nam:

( hiện trạng và dự án phát triển truy nhập băng rộng hai chiều )

Ngày giao đề tài : 11/8/2003

Ngày nộp đồ án : 31/10/2003

Ngày.......... tháng............ năm .........Giáo viên hướng dẫn

ii

MỤC LỤC

Mục lục.................................................................................................................i

Danh sách các hình và bảng ...............................................................................iv

Mở đầu.................................................................................................................1

Chương I: TỔNG QUAN TRUY NHẬP BĂNG RỘNG

1.1. Nhu cầu về dịch vụ băng rộng .......................................................................3

1.2. Các giải pháp truy nhập băng rộng .....................................................................4

1.2.1 Mạng truy nhập đôi dây đồng xoắn.................................................................4

1.2.2 Mạng truy nhập đường dây điện lực...............................................................5

1.2.3 Mạng truy nhập vô tuyến ................................................................................6

1.2.4 Mạng truy nhập quang.....................................................................................7

1.2.5 Mạng truy nhập băng rộng truyền hình cáp....................................................8

1.3. Tình hình phát triển và ứng dụng các giải pháp này............................................9

Chương II: TRUY NHẬP BĂNG RỘNG QUA MẠNG CATV HAI

CHIỀU2.1 Sự phát triển của mạng CATV .....................................................................10

2.2 Kiến trúc và hoạt động của mạng CATV hai chiều ......................................12

2.2.1 Sơ đồ khối và hoạt động của mạng CATV hai chiều....................................12

2.2.2 Các thành phần cơ bản mạng CATV hai chiều...........................................14

* Bộ khuếch đại hai chiều ..............................................................................15

* Cáp quang và cáp đồng trục trong mạng .....................................................16

* Cầu rẽ ( Tap).................................................................................................16

* Node quang...................................................................................................17

* Thiết bị kết cuối truyền hình-STB................................................................18

* Modem cáp-CM............................................................................................19

* Hệ thống kết cuối modem cáp- CMTS.........................................................19

* Một số server trong mạng modem cáp..........................................................20

* Hệ thống IP phone:......................................................................................21

* Hệ thống quản lý thuê bao và tính cước dịch vụ .........................................21

2.3 Các dịch vụ băng rộng trên mạng CATV hai chiều................................23

2.3.1. Các ứng dụng băng rộng trên cơ sở truyền hình .........................................23

a) PPV và IPPV.................................................................................................23

b) VOD và NVOD ...........................................................................................23

i

2.3.2 Các ứng dụng băng rộng trên cơ sở Internet ................................................24

a) Web Browser trên STB.................................................................................24

b) Email.............................................................................................................25

c) Thương mại điện tử......................................................................................25

d) Các dịch vụ tại nhà: Ngân hàng, giáo dục, game.........................................26

2.3.3 Ứng dụng truyền thoại trên mạng cáp...........................................................27

2.4 Tiêu chuẩn hoá modem cáp.............................................................................28

Chương III: MODEM CÁP

3.1 Một số khái niệm liên quan................................................................................31

3.1.1 Tiêu chuẩn DOCSIS ...................................................................................31

3.1.2 Lớp giao thức DOCSIS MAC .....................................................................34

3.1.3 Mã khoá liên kết dữ liệu...............................................................................39

3.1.4 Kĩ thuật nén ảnh động MPEG.......................................................................39

3.1.5 Kĩ thuật điều chế ..........................................................................................44

3.1.6 Kĩ thuật xử lý lỗi...........................................................................................41

3.2 Cấu trúc và hoạt động của modem cáp và CMTS...............................................44

3.2.1 Cấu trúc của modem cáp ..............................................................................44

3.2.2 Cấu trúc của CMTS.......................................................................................46

3.2.3 Hoạt động của modem cáp và CMTS...........................................................47

* Giai đoạn khởi động modem..........................................................................47

* Truyền tải lưu lượng đường lên.....................................................................49

* Truyền tải lưu lượng đường xuống................................................................50

3.3 Một số vấn đề liên quan đến hoạt động modem.................................................51

3.3.1 Nhiễu và biện pháp xử lý..............................................................................51

* Nhận xét chung về nhiễu trong môi trường cáp.............................................51

* Tạp âm nhiệt..................................................................................................52

* Tạp âm tích luỹ quang...................................................................................53

* Nhiễu đầu vào................................................................................................54

* Méo đường chung..........................................................................................54

* Nhiễu xung, nhiễu cụm..................................................................................55

* Điều chế Hum................................................................................................56

3.3.2 Quản lý modem.............................................................................................57

3.3.3 An toàn thông tin ..........................................................................................58

3.4 So sánh với modem ADSL ..........................................................................60

3.5 Một số nghiên cứu phát triển tương lai cho modem cáp ...................................63

ii

Chương IV: TRUY NHẬP BĂNG RỘNG VỚI MẠNG CATV Ở

VIỆT NAM

4.1 Tình hình phát triển các mạng truyền hình ở Việt Nam .............................65

4.2 Các mạng truyền hình cáp hữu tuyến ở Việt Nam.........................................68

4.2.1 Mạng truyền hình cáp hữu tuyến Đài truyền hình Việt Nam......................68

4.2.2 Mạng truyền hình cáp hữu tuyến Đài truyền hình Hà Nội..........................70

Kết luận..............................................................................................................78

Phụ lục................................................................................................................79

Phụ lục A-1 Ví dụ danh mục cho dịch vụ IPPV....................................................79

Phụ lục A-2 Các hình thức thanh toán trong giao dịch điện tử........................80

Phụ lục A-3 So sánh Euro-DOCSIS và DVB-RCC......................................81

Phụ lục B-1: Mô hình các phần tử nhiễu...................................................82

Phụ lục B-2: Tạp âm nền tương ứng băng tần tạp âm đường lên.....................82

Phụ lục C: Danh sách khu vực đã có truyền hình cáp........................................83

Các thuật ngữ viết tắt.........................................................................................87

Tài liệu tham khảo .............................................................................................91

iii

Danh sách các hình và bảngHình 1-1 Cấu trúc hệ thống ADSL Trang 4

Hình 1-2 Mạng truy nhập PLC Trang 6

Hình 1-3 Mạng truy nhập quang kiểu FTTC Trang 7

Hình 1-4 Mạng truy nhập HFC hai chiều băng rộng Trang 8

Hình 2-1 Mạng CATV một chiều đồng trục Trang 10

Hình 2-2 Sơ đồ phân bố phổ tần trên cáp Trang 11

Hình 2-3 Cấu trúc HFC dạng sao Trang 11

Hình 2-4 Cấu trúc HFC dạng vòng Trang 12

Hình 2-5 Sơ đồ khối hoạt động mạng CATV hai chiều Trang 13

Hình 2-6 Sơ đồ khối mô tả thành phần mạng CATV hai chiều Trang 14

Hình 2-7 Sơ đồ khối mô tả bộ khuếch đại hai chiều Trang 15

Hình 2-8 Đáp ứng tần số của bộ duplexer Trang 15

Hình 2-9 Đáp ứng đầu ra của bộ khuếch đại theo tần số Trang 16

Hình 2-10 Sơ đồ khối của cầu rẽ 4 cổng 20 dB Trang 17

Hình 2-11 Sơ đồ khối của node quang Trang 18

Hình 2-12 Vị trí của Modem tại nhà thuê bao Trang 19

Hình 2-13 Các loại modem cáp Trang 19

Hình 2-14 Vị trí CMTS trong mạng Trang 20

Hình 2-15 Một số các server trong mạng modem cáp Trang 20

Hình 2-16 Hệ thống quản lý truy nhập có điều kiện Trang 22

Hình 2-17 Ví dụ truyền hình tương tác AOL Trang 23

Hình 2-18 Trình duyệt web trên TV Trang 24

Hình 2-19 Tiêu chuẩn hoá cho các hệ thống cáp Trang 29

Hình 3-1 Định nghĩa ngăn giao thức DOCSIS trên giao diện

RF

Trang 31

Hình 3-2 Cấu trúc của gói MPEG chứa dữ liệu DOCSIS Trang 32

Hình 3-3 Cấu trúc khung MAC theo giao thức DOCSIS Trang 34

Hình 3-4 Tìm kiếm kênh đồng bộ Trang 35

Hình 3-5 Bản tin đồng bộ Trang 36

Hình 3-6 Bản tin UCD Trang 36

Hình 3-7 Bản tin MAP Trang 36

Hình 3-8 Quá trình điều chỉnh phạm vi Trang 36

Hình 3-9 Yêu cầu kết nối IP Trang 38

Hình 3-10 Yêu cầu đáp ứng ToD Trang 38

Hình 3-11 Truyền các tham số hoạt động Trang 38

iv

Hình 3-12 Bản tin yêu cầu đăng kí Trang 38

Hình 3-13 Bản tin đáp ứng REG-RSP Trang 39

Hình 3-14 Sơ đồ khối 4 lớp mã hóa sửa lỗi FEC Trang 42

Hình 3-15 Cấu trúc khung FEC đối với điều chế 64-QAM Trang 43

Hình 3-16 Sơ đồ khối đơn giản một modem cáp Trang 44

Hình 3-17 Cấu trúc của CMTS Trang 46

Hình 3-18 Quá trình khởi động modem cáp Trang 47

Hình 3-19a) Ánh xạ ký hiệu QPSK Trang 50

Hình 3-19b) Ánh xạ ký hiệu 16 QAM Trang 50

Hình 3-20 Mô hình ảnh hưởng của nhiễu với đường xuống Trang 52

Hình 3-21 Mô hình ảnh hưởng của nhiễu với đường lên Trang 52

Hình 3-22 Ảnh hưởng của yếu tố tạp âm tích luỹ quang Trang 53

Hình 3-23 Một số nguồn nhiễu đầu vào phổ biến Trang 54

Hình 3-24 Một số điểm tiếp xúc gây méo đường chung Trang 55

Hình 3-25 Nhiễu corona và nhiễu khe do đường điện cao thế Trang 56

Hình 3-26 Cấu trúc truy nhập Internet từ HFC Trang 61

Hình 3-27 Cấu trúc truy nhập Internet từ mạng ADSL Trang 62

Hình 4-1 Cấu trúc mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội Trang 76

Hình 4-2 Cấu trúc mạng HFC hai chiều Hà Nội Trang 76

Hình A-1 Ví dụ mô tả danh sách lựa chọn chương trình Trang 79

Bảng 1.1 Mô tả chung các công nghệ trong họ xDSL Trang 4

Bảng 2.1 So sánh kĩ thuật giữa các tiêu chuẩn Trang 30

Bảng 3.1 Các tốc độ ký hiệu với độ rộng băng tương ứng Trang 31

Bảng 3.2 Quá trình nhận các tham số đường lên Trang 36

Bảng 3.3 Quá trình thiết lập kết nối IP Trang 38

Bảng 3.4 Các thông số đường xuống 64/256-QAM theo chuẩn J.83B ITU-T và J.83A ITU-T

Trang 38

Bảng 3.5 Các giá trị chuẩn Nnền ứng với (Bd) đường xuống Trang 41

Bảng 3.6 So sánh giữa modem cáp và modem ADSL Trang 53

Bảng 4.1 Các thông số kĩ thuật chính của mạng truyền hình cáp Hà Nội do Đài truyền hình Việt Nam thực hiện

Trang 63

Bảng B-1 Mô hình toán học các phần tử nhiễu Trang 82

Bảng B-2 Các giá trị Nnền ứng với (Bu) đường lên Trang 82

v

Mở đầu Sự phát triển của các dịch vụ băng rộng ngày nay được đánh giá là bùng

nổ trên toàn cầu: mạnh về quy mô và đa dạng về hình thức. Các phương thức

truy nhập băng rộng ngày càng được giới thiệu nhiều hơn với những ưu nhược

điểm riêng. Sự lựa chọn giải pháp nào là vấn đề quyết định đến khả năng cạnh

tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ về chất lượng phục vụ, mở rộng mạng lưới

và đa dạng hoá dịch vụ. Do đó sự phát triển của mỗi công nghệ phụ thuộc vào

từng khu vực, địa hình phân bố, mức sống người sử dụng, cơ sở hạ tầng mạng

lưới sẵn có và tiềm lực kinh tế của từng nhà khai thác và cung cấp dịch vụ viễn

thông.

Trước đây, thuật ngữ CATV được hiểu là Cable TV ( năm 1948, Mỹ thực

hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến). Sau 1949, Mỹ lắp đặt

thành công hệ thống truyền hình cộng đồng sử dụng anten( gọi là Community

Antenna Television), từ đó thuật ngữ CATV được dùng để chỉ chung cho hệ

thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu tuyến. Nhưng trong giới hạn đồ án này,

thuật ngữ CATV chỉ được sử dụng với nghĩa mạng truyền hình cáp hữu tuyến.

Phương thức truy nhập băng rộng qua mạng CATV hai chiều đang có

nhiều hứa hẹn lợi ích trong tương lai cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình.

Đây cũng đang là ưu thế cạnh tranh lớn của các công ty cung cấp dịch vụ truyền

hình cáp ở Việt Nam: Trung Tâm DVKTTH Cáp( thuộc Đài truyền hình Việt

Nam ) và công ty BTS ( thuộc Đài truyền hình Hà Nội) đối với các nhà cung cấp

truy nhập băng rộng hiện có ở Việt Nam.

Do đó, với mục tiêu mô tả phương thức truy nhập này, đề tài “Modem

Cáp và dịch vụ băng rộng” trình bày các vấn đề: về truy nhập băng rộng, về

mạng CATV( HFC) hai chiều, về thiết bị modem cáp.

Cụ thể các nội dung này được phân tích theo các chương :

Chương 1: Trình bày tổng quan về các phương thức truy nhập băng rộng:

nhu cầu phát triển dịch vụ băng rộng, một số giải pháp truy nhập băng rộng phổ

biến hiện nay và tình hình ứng dụng các giải pháp đó.

Chương 2: Trình bày các vấn đề cơ bản trong phương thức truy nhập băng

rộng thông qua mạng truyền hình cáp HFC: sự phát triển của mạng truyền hình

cáp, kiến trúc hoạt động của mạng CATV hai chiều, các thành phần cơ bản của

mạng, các dịch vụ băng rộng trên mạng, các vấn đề tiêu chuẩn hoá cho truyền số

liệu trên mạng này.

1

Chương 3: Mô tả modem cáp và CMTS với: mô hình phân lớp, kĩ thuật

nén ảnh MPEG, điều chế,... ,cấu trúc, hoạt động, vấn đề nhiễu, an ninh, quản

lý....Và một số ưu điểm của modem cáp so với modem ADSL hiện đang cạnh

tranh trên thị trường.

Chương 4: Trình bày về các mạng truyền hình cáp ở Việt Nam: hiện trạng

và các dự án triển khai phương thức truy nhập băng rộng qua modem cáp cho

các mạng này.

Nội dung đồ án tốt nghiệp này là một vấn đề khá mới ở Việt Nam và được

tham khảo rất hạn chế về tài liệu trong nước. Do vậy, đồ án không tránh khỏi

những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý để nội dung của đồ án được hoàn

thiện hơn.

Em xin gửi lời cám ơn tới THS. Lê Duy Tiến đã tận tình hướng dẫn và

giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.

Em xin gửi lời cám ơn tới TS. Bùi Thiên Hà- Bưu Điện Hà Nội và anh

Phạm Anh Đức – Đài truyền hình Hà Nội, đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên

cứu và thực hiện đồ án.

Em xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo, nhà trường đã tạo điều kiện

cho chúng em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.

Sinh viên

Phạm Thị Thuỷ

2

Chương I: TỔNG QUAN VỀ TRUY NHẬP BĂNG RỘNG

1.1. Nhu cầu về dịch vụ băng rộng

Các dịch vụ băng rộng ngày càng phát triển mạnh về quy mô và xuất hiện dưới

nhiều hình thức: truy nhập Internet tốc độ cao, dịch vụ truyền hình VOD và NVOD,

dịch vụ giải trí game trực tuyến nhiều người cùng chơi, dịch vụ thương mại điện tử,....

Sự phát triển của Internet băng rộng ngày nay được đánh giá là bùng nổ trên toàn cầu:

Theo một dự báo mới của eMarketer: Cuối năm 2003, có khoảng 23,3

triệu gia đình ở Mỹ sử dụng Internet băng rộng( tăng 38% so với con số trong năm là

16,8 triệu ). Tốc độ phát triển này đủ hấp dẫn để các doanh nghiệp giải trí và truyền

thông ở Mỹ đầu tư mạnh vào các dịch vụ trực tuyến: Cuối năm 2002, Công ty giải trí

Disney đã tung ra Game trực tuyến Toontown nhằm vào các thuê bao băng rộng. AOL

Timer Wanner cũng đưa lên mạng các dịch vụ truy nhập nội dung video và audio theo

hình thức thuê bao hàng tháng. Điều này sẽ là một nhân tố thu hút số lượng thuê bao

băng rộng tham gia vào mạng.

Tại Châu Á, thị trường Internet băng rộng cũng phát triển rất nhanh( nếu

con số của năm 1999 mới chỉ là 500 nghìn thuê bao thì con số dự báo của năm 2004 đã

là 35 triệu thuê bao) và tập trung chủ yếu ở những nước phát triển, đứng đầu là Hàn

Quốc: 3/2001 chỉ có 5,5 triệu thuê bao nhưng đến 10/2002 có tới 10 triệu thuê bao trên

tổng số dân là 48 triệu người;

Số lượng thuê bao băng rộng ở Châu Âu cũng đã tăng gần gấp đôi chỉ

trong năm 2002 và trong một nghiên cứu mới công bố vào tháng 7/2003, Forrester dự

đoán năm 2008 có khoảng 30% hộ gia đình ở Châu Âu sẽ kết nối Internet băng rộng

trong đó sẽ có 71% thuê bao ADSL còn lại chủ yếu là thuê bao cáp.

Triển khai truy cập Internet băng thông rộng tại Việt Nam cũng đang

diễn ra rất thuận lợi. Theo mục điểm báo tin ngày 7 tháng 6 năm 2003 của trang tin

www.saigonnet.vn: Tại diễn đàn viễn thông và công nghệ thông tin- ITC 2003( ngày 5

và 6 tháng 6 tại Hà Nội), việc sử dụng công nghệ truy cập Internet băng rộng ADSL

được quan tâm nhiều nhất. Mới đầu dịch vụ này được triển khai thử nghiệm tại Hà

Nội, TP HCM và Hải Phòng. Đến đầu tháng 7-2003 dịch vụ này chính thức khai thác

tại ba thành phố trên và đến tháng 9 mở rộng phạm vi khai thác đến các tỉnh Hải

Dương, Quảng Ninh, Đồng Nai, Bình Dương. Đến cuối năm 2003, 10 tỉnh khác sẽ

được sử dụng dịch vụ VNN-ADSL và trong hai năm 2004-2005 sẽ triển khai tại các

tỉnh còn lại.

Thực tế cho thấy, ở những nơi mà việc truy nhập qua đường dây điện thoại

quay số phải chịu rất nhiều hạn chế về băng thông, tốc độ và chất lượng dịch vụ.

Người sử dụng phải mất nhiều thời gian chờ đợi để duyệt web, load một bản nhạc, một

3

file ảnh... thậm chí còn có thể bị đứt liên kết khi mạng bị ùn tắc vào những giờ cao

điểm. Để nâng cao chất lượng phục vụ và đáp ứng nhu cầu gia tăng về dịch vụ băng

rộng, nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đang nỗ lực cố gắng tìm kiếm các giải

pháp nâng cấp, thay thế phần mạng truy nhập áp dụng công nghệ mới phù hợp với

những thế mạnh của mình. Trong đó việc tận dụng cơ sở hạ tầng có sẵn của mình để

có mức giá mới được thuê bao dễ chấp nhận đang là giải pháp mà các công ty độc

quyền sử dụng để phát triển, mở rộng mạng lưới và đa dạng hoá dịch vụ của mình.

1.2. Các giải pháp truy nhập băng rộng

1.2.1 Mạng truy nhập đôi dây đồng xoắn

Đường dây điện thoại trong mạng PSTN hiện dùng mới chỉ khai thác băng tần ở

đoạn 0,3 –3,4 KHz và chỉ cung cấp dịch vụ thoại, truyền số liệu tốc độ thấp( 56

Kb/s ). Khi áp dụng công nghệ xDSL trên đôi dây đồng xoắn ( hình 1-1 minh hoạ) đã

cho phép khai thác băng tần ở vùng cao hơn, lớn hơn và cung cấp đồng thời dịch vụ

POTS truyền thống với các dịch vụ mới như: Internet tốc độ cao, các dịch vụ đa

phương tiện, mạng riêng ảo....

Hình 1-1: Cấu trúc hệ thống ADSL

Họ công nghệ xDSL có thể được chia thành 3 nhóm chính theo hướng ứng

dụng và được mô tả chung theo bảng 1.1 như sau :

+Truyền dẫn hai chiều đối xứng: HDSL/HDSL2, SDSL, IDSL

+Truyền dẫn hai chiều không đối xứng: ADSL/ADSL2, CDSL

+Truyền dẫn hai chiều đối xứng hoặc không đối xứng : VDSL

Công

nghệTốc độ

Khoảng cách

truyền dẫn

Cùng tồn

tại với

POTS

Số đôi dây

đồng sử dụng

IDSL 144 Kb/s đối xứng 5km Không 1 đôi

HDSL1,544(2,048)Mb/s

đối xứng3,6 - 4,5 km Không

2 đôi

(3 đôi)

HDSL21,544(2,048)Mb/s

đối xứng3,6 - 4,5 km Không 1 đôi

SDSL

768kb/s đối xứng

1,544(2,048)Mb/s

một chiều

7 km

3 kmCó

1 đôi

ADSL 1,5- 8 Mb/s 5km (tốc độ cao Có 1 đôi4

đường xuống

1,544 Mb/s

đường lên

thì khoảng cách

ngắn )

VDSL

26 Mb/s đối xứng

13-52 Mb/s

đường xuống

1,5-2,3 Mb/s

đường lên

300 m - 1,5 km

(tuỳ tốc độ)Có 1 đôi

Bảng 1.1: Mô tả chung các công nghệ trong họ xDSL

Trong các công nghệ này thì hiện nay ADSL đang tỏ ra nổi trội hơn các công

nghệ khác về các ưu điểm truyền dẫn, tính kinh tế khi triển khai, tính phù hợp với nhu

cầu sử dụng không đối xứng của đa số người sử dụng. Hiện nay các vi mạch cho

ADSL đã được các nhà sản xuất lớn tung ra thị trường với giá cả dễ chấp nhận.

1.2.2 Mạng truy nhập đường dây điện lực

Sự ra đời của công nghệ PLC( Power Line Communication) cho phép thực hiện

truyền số liệu tốc độ cao trên mạng lưới đường dây điện đang có sẵn khắp mọi nơi.

Trước đây việc truyền tín hiệu trên đường dây điện đã được thực hiện ở tốc độ

thấp( chỉ tải các thông tin phục vụ ngành điện). Đến nay, trên nền phát triển của công

nghệ phần cứng nói chung, PLC có điều kiện phát triển để trở thành một công nghệ

truy nhập đầy hứa hẹn. Sự chuẩn hoá công nghệ này đang được diễn ra riêng lẻ ở từng

nước, từng khu vực và từng bước trở thành sản phẩm thương mại đưa ra thị trường.

Hai lĩnh vực ứng dụng hiện nay của PLC là truy nhập nội hạt và kết nối mạng

trong nhà với mô hình mô tả khái quát như sau:

Hình 1-2 Mạng truy nhập PLCTrong mô hình trên, các hộ gia đình chỉ cần một modem PLC có thể tạo ra một

mạng LAN nhờ hệ thống điện trong nhà, trên mạng LAN này thuê bao có thể chia sẻ

tài nguyên, truy nhập Internet, gọi điện, xem truyền hình thông qua ổ cắm điện với tốc

độ, băng thông, chất lượng dịch vụ cao hơn nhiều so với chất lượng dịch vụ truyền

thống.

Mạng truy nhập PLC kết nối tới mạng đường trục viễn thông thông qua các

trạm biến áp( hạ áp hoặc trung áp). Cấu trúc hình học của mạng điện hạ áp phụ thuộc

vào một số yếu tố như : vị trí địa lý mạng (nông thôn, đô thị, khu công nghiệp, khu

thương mại...), mật độ người sử dụng, bán kính phục vụ của mạng.

5

1.2.3 Mạng truy nhập vô tuyến

a) WLLMạng này phục vụ các thuê bao vô tuyến cố định( hoặc di động trong phạm vi

hẹp) có thiết bị đầu cuối (thường là máy điện thoại, máy fax, máy PC ...) có thể xách

tay hoặc đặt cố định trong nhà/ ngoài trời. WLL có nhiều ưu điểm như: tổ chức mạng

linh hoạt, lắp đặt bảo dưỡng đơn giản, triển khai nhanh, chi phí thấp.

Nếu như WLL băng hẹp thường được triển khai tại các vùng nông thôn và

ngoại thành thì WLL băng rộng lại tập trung tại các đô thị và cung cấp các dịch vụ:

video theo yêu cầu, truyền hình quảng bá, Internet tốc độ cao, video hội nghị...

b) LMDS và MMDSLMDS là hệ thống phân bố đa điểm nội hạt cung cấp dịch vụ đa phương tiện

hai chiều tốc độ cao giúp cho những nhà cung cấp dịch vụ ở xa có thể cung cấp đến

thuê bao có hiệu quả và kinh tế. LMDS sử dụng dải tần 1GHz từ 27,5 Ghz đến 28,35

Ghz với phạm vi bán kính phục vụ từ 3 đến 6 km.

MMDS là hệ thống phân bố đa điểm đa kênh, cũng thuộc loại mạng truy nhập

băng rộng tương tự LMDS nhưng hoạt động ở dải tần thấp hơn( từ 2 Ghz đến 2,7

Ghz). Kiến trúc cơ bản MMDS bao gồm các khối phát vô tuyến đặt tại các tháp radio

cùng với anten, anten của thuê bao, bộ hạ tần, bộ STB. Mỗi vùng phục vụ được chia

thành các ô (cell) có phần giao nhau, mỗi ô có bán kính khoảng 40 km.

Vì yêu cầu tầm nhìn thẳng của anten cho cả LMDS và MMDS nên nhân tố ảnh

hưởng chủ yếu tới chất lượng là tín hiệu fading nhiều đường.

c) DBSLà hệ thống vệ tinh quảng bá trực tiếp dựa trên các vệ tinh đồng bộ địa tĩnh

cung cấp các chương trình video số đa kênh cho các thuê bao có trang bị các bộ thu

DBS.

Truyền hình trực tiếp chiếm ưu thế ngay từ khi được triển khai năm 1994 gồm

một đĩa anten vệ tinh và một bộ IRD tích hợp khối thực hiện và giải mã, thực hiện dò

sóng, giải mã kênh số được chọn.

Nhược điểm chung của truy nhập vô tuyến gặp phải là khó khăn khi triển khai

vùng đô thị, chịu ảnh hưởng lớn của thời tiết, khó khăn khi muốn tăng vùng phủ sóng

với DBS( phải tăng thêm vệ tinh).

1.2.4 Mạng truy nhập quang

Một số kiểu kiến trúc mạng thuộc loại công nghệ truy nhập FITL ( Fiber In The

Loop) này là :

+FTTN -Fiber To The Node: cáp quang tới node

+FTTC -Fiber To The Curb: cáp quang tới cụm thuê bao

+FTTH -Fiber To The Home: cáp quang tới hộ thuê bao

6

Dạng kiến trúc sơ khai của FITL là kiểu FTTC được minh hoạ hình 1-3 :

Hình 1-3 Mạng truy nhập quang kiểu FTTCTrong kiến trúc trên khối ONU được đặt gần thuê bao và phục vụ một nhóm

thuê bao. Tín hiệu sau ONU sẽ được đưa đến từng thuê bao qua đoạn cáp đồng trục

hoặc đôi dây đồng xoắn . Đối với kiến trúc FTTH, vị trí của ONU sẽ nằm tận nhà thuê

bao và không còn đoạn dây đồng phía ngoài nhà thuê bao. Nhược điểm chính hiện nay

của FITL vẫn là vấn đề chi phí đầu tư lớn và giá thành cao đối với nhà thuê bao.

1.2.5 Mạng truy nhập băng rộng truyền hình cáp

Mạng truyền hình cáp( CATV) hiện nay phổ biến là mạng HFC( mạng lai ghép

cáp quang và cáp đồng trục). Cấu hình mạng CATV tương tác băng rộng có dạng minh

hoạ sau:

Hình 1-4 Mạng HFC hai chiều băng rộngCác hệ thống HFC hiện đại có thể hoạt động ở tần số lên đến 750 MHz với

phổ tần cho mỗi kênh ở Bắc Mỹ là 6 MHz (7 hoặc 8 MHz tiêu chuẩn Châu Âu). Như

vậy hệ thống này có thể cung cấp khoảng 100 kênh đường xuống cho truyền hình. Khi

cung cấp dịch vụ số liệu trên mạng cáp, một kênh băng tần truyền hình đường xuống

sẽ được dùng làm đường truyền số liệu xuống hộ gia đình còn đường lên sẽ là một hay

nhiều kênh ở phổ tần đường lên.

Việc trưng dụng các kênh khác cho truyền số liệu tuỳ vào sự sẵn có và mức độ

hoạt động kinh doanh của các kênh khác mà số lượng người sử dụng modem cáp mà

một Headend phục vụ có thể tăng lên. Thị trường modem cáp dự báo sẽ tăng đột biến

trong vài năm tới do nhu cầu ngày càng cao của khách hàng đối với các dịch vụ và

những tính năng đầy hứa hẹn của công nghệ này.

1.3. Tình hình phát triển và ứng dụng các giải pháp này

Mỗi giải pháp có những ưu thế riêng và được lựa chọn ưu tiên phát triển riêng

với mỗi nhà khai thác dịch vụ viễn thông. Do đó, sự phát triển của mỗi công nghệ ở

những khu vực khác nhau là phụ thuộc vào một số yếu tố cơ bản như: đặc điểm phát

triển cơ sở hạ tầng viễn thông, đặc điểm địa hình phân bố và mức sống tiêu thụ của

người dân, tiềm lực kinh tế của các nhà khai thác và cung cấp dịch vụ viễn thông.

Tuy nhiên, theo Thống kê của Yankee Group 2003, ta cũng có thể có được một

tỉ lệ thị phần tương đối của các công nghệ truy nhập Internet băng rộng như biểu đồ

sau:

7

8

Chương II : TRUY NHẬP BĂNG RỘNG QUA MẠNG CATV

HAI CHIỀU

2.1 Sự phát triển của mạng CATV

Mạng truyền hình khi mới triển khai chỉ có những nhiệm vụ đơn giản, chất

lượng tín hiệu truyền hình thu được rất kém( nhất là ở những vùng ngoại ô).

Sau đó, công nghệ của những năm 1960 cho phép hình thành các mạng cung

cấp dịch vụ quảng bá được xây dựng độc lập, phục vụ cho các khu cộng đồng riêng

với kiến trúc cây nhánh như hình 2-1:

Hình 2-1: Mạng CATV một chiều đồng trục

Đặc điểm chính của kiến trúc này là: mạng lưới cáp là hoàn toàn đồng trục, các

kênh truyền hình 6 MHz (7 hoặc 8 MHz tiêu chuẩn Châu Âu)được điều chế FDM và

được sắp xếp vào băng thông của cáp như hình 2-2, các bộ khuếch đại được sử dụng

trong mạng này là các bộ khuếch đại một chiều( đường xuống đến thuê bao ).

Để phủ hết địa bàn một khu vực, mạng cáp chia thành nhiều đoạn:

+ Đoạn trung kế có dạng cấu hình sao gồm các loại cáp có chất lượng cao,

chiều dài khoảng 24 km

+ Đoạn phân phối tín hiệu thường có cấu hình dạng bus gồm các loại cáp

các chất lượng kém hơn và ngắn hơn (từ 1,5 đến 3 km)

+ Đoạn nối từ Drop đến cửa nhà thuê bao rất ngắn và chất lượng thấp

Hạn chế của cấu hình này là khoảng cách phục vụ thuê bao quá ngắn và việc sử

dụng các bộ khuếch đại điện dẫn đến yêu cầu phải có nguồn nuôi xoay chiều nên độ

tin cậy phục vụ sẽ bị ảnh hưởng khi nguồn nuôi gặp sự cố. Và nếu đoạn đường kéo cáp

càng dài thì số lượng các bộ khuếch đại được sử dụng càng lớn sẽ làm cho mạng phức

tạp và tốn kém chi phí đầu tư, bảo dưỡng hơn.

Vì những hạn chế này, các đoạn trung kế đồng trục đã được thay bằng các sợi

quang làm tăng khoảng cách từ Headend đến mạng phân phối lên đến 80 km, số thuê

bao từ 500 thuê bao lên đến 2000 thuê bao.

Sự kết hợp cả sợi quang và cáp đồng trục tạo nên mạng truyền dẫn HFC với hai

kiểu cấu trúc: dạng sao và dạng vòng( ring)

- Dạng cấu trúc sao ở mạng

đường trục là sự lựa chọn của các

nhà khai thác cho các hệ thống

được xây dựng mới hoặc là được

nâng cấp từ mạng đồng trục

cũ.Hình 2-3: Cấu trúc HFC dạng

sao

9

- Dạng cấu trúc vòng ở mạng đường trục sử dụng công nghệ truyền dẫn

SONET/SDH hoặc là một công nghệ truyền dẫn nào đó. Đây là dạng được lựa

chọn cho các cấu hình mạng đi nhờ trên các vòng Ring đường trục của cơ sở hạ

tầng mạng sẵn có.

Cả hai cấu hình này đều có ưu điểm là kéo dài bán kính phục vụ mà không phải

tăng thêm số lượng bộ khuếch đại và có khả năng dự phòng tốt của cấu hình ring. Tuy

nhiên, phần truy nhập vẫn là cáp đồng trục với các bộ khuếch đại cao tần do vậy một

xu hướng phát triển khác của đoạn này là kiểu mạng thụ động không dùng các bộ

khuếch đại nữa nhưng điều đó sẽ làm giảm bán kính phục vụ và số lượng thuê bao

được phục vụ của một node, phải kéo cáp nhiều hơn nên chi phí đầu tư nhiều hơn song

cũng có ưu điểm là giảm chi phí cấp nguồn, bảo dưỡng, sự cố mạng và tăng chất

lượng, dung lượng phục vụ.

2.2 Kiến trúc và hoạt động của mạng CATV hai chiều

2.2.1 Sơ đồ khối chức năng và hoạt động của mạng CATV hai chiều:

a) Hoạt động phía Headend:

* Tín hiệu từ vệ tinh hay sóng vi ba ở dạng tương tự được giải điều chế ( hạ tần

xuống dạng số băng gốc), giải mã, giải ghép kênh thành các chương trình số riêng lẻ.

Từ đó chuyển sang dạng tín hiệu truyền hình audio+video băng gốc và tiếp tục

được ngẫu nhiên hoá trong bộ xử lý điều chế ảnh cho ra tín hiệu kết hợp video+audio ở

tần số trung tần tiêu chuẩn ( ví dụ với sóng mang ảnh cho NTSC là 45,7 MHz cho

Trung Quốc là 38,0 MHz).

Sau đó, tín hiệu IF này được gán cho kênh truyền dẫn tần số vô tuyến RF trong

bộ UP-converter.

* Tín hiệu cần thu ở dạng số và đã ghép kênh thì được thu ở bộ thu IRT-

Integrated Receiver/Transcoder- giải điều chế, giải mã, điều chế QAM trên sóng mang

trung tần để tín hiệu số đó phù hợp với hệ thống đổi tần( chuyển từ tín hiệu IF sang tín

hiệu RF).

* Các tín hiệu vô tuyến khác cũng được đưa đến các bộ xử lý hạ tần sóng mang

tới và nâng tần vào tần số vô tuyến cáp.

Các đầu ra từ các bộ nâng tần và các bộ điều chế kết hợp nhau tạo thành tín

hiệu bù hoàn toàn và gửi đến các thiết bị kế tiếp. Các thiết bị này sẽ khuếch đại và gửi

cho bộ phát quang( có kết hợp kèm Laser bán dẫn được thiết kế riêng cho truyền dẫn

tương tự).

10

Sau đó, tín hiệu điện tần số vô tuyến RF sẽ điều chế công suất quang đầu ra của

Laser( tức là có sự chuyển đổi tín hiệu điện điều biên sang tín hiệu quang điều chế trực

tiếp).

Hình 2-5: Sơ đồ khối chức năng hoạt động của mạng CATV hai chiều

b) Hoạt động phía mạng cáp:

Tín hiệu quang được đưa vào vòng Ring sơ cấp( khoảng từ 4 đến 5 hub sơ cấp,

mỗi hub phục vụ khoảng 150 nghìn thuê bao), tiếp đến là các vòng hub thứ cấp,( mỗi

hub phục vụ khoảng 25 nghìn thuê bao )và các Headend nội hạt.

Tốc độ bit tiêu chuẩn trong mạng SONET( Bắc Mỹ) đường trục là khoảng từ

51,84 Mb/s ( hoặc OC1) đến nguyên lần các tốc độ này.

Sau đó, tín hiệu quang sẽ qua node quang chuyển thành tín hiệu video tương

tự /số và được phân phối đi xa thông qua mạng cây nhánh đồng trục.

Kích cỡ của mỗi node quang có thể nhỏ( khoảng 100 thuê bao) hoặc có thể lớn

khoảng 2000 thuê bao.

Để tiếp cận đến từng thuê bao các tín hiệu sẽ phải qua các cầu rẽ( tap) và cuối

cùng là theo đoạn cáp Drop cable vào từng nhà thuê bao.

Tương tự với đường lên cũng sử dụng cáp giống như vậy: tín hiệu đường lên từ

thiết bị thuê bao qua mạng cáp đồng trục đến node quang( chuyển sang dạng quang),

rồi qua các vòng Ring đến Headend( chuyển sang dạng điện và gửi vào các bộ thu cho

các ứng dụng đường lên).

Trong quá trình truyền, có sự tham gia của các bộ khuếch đại nên phải kể đến

sự tham gia của dòng điện xoay chiều nguồn nuôi cho các bộ khuếch đại này. Nguồn

nuôi được cung cấp trên mạng cáp đồng trục: tại mỗi node/mỗi bộ khuếch đại, dòng

xoay chiều được tách ra từ tín hiệu RF bằng bộ lọc thông thấp và gửi đến khối nguồn

trên bản mạch. Khối này có nhiệm vụ chuyển nó sang dạng một chiều +24V ( mức

điện áp chuẩn công nghiệp cho các phần tử khuếch đại lai ghép). Sau đó, nguồn xoay

chiều này lại được chèn vào như cũ trước khi ra ngoài để tiếp tục cấp nguồn cho các

phần tử khác.

2.2.2 Các thành phần cơ bản mạng CATV hai chiều:

Mạng CATV băng rộng tương tác được mô tả khái quát như sơ đồ sau:

Hình 2-6: Sơ đồ mô tả một số thành phần mạng CATV hai chiều

11

* Bộ khuếch đại

Trong phần mạng cáp đồng trục các bộ khuếch đại được sử dụng là hai chiều và

có dạng sơ đồ khối được mô tả trên cơ sở so sánh với bộ khuếch đại một chiều như

hình 2-7.

Bộ khuếch đại được chia thành hai loại:

+ Bộ khuếch đại phân phối ( khuếch đại tín hiệu RF và đặt vào 2 hoặc 4 đầu cáp

ra khác).

+ Bộ khuếch đại đường dây mở rộng-Line Extender Amplifier.

Hình 2-7: Sơ đồ khối mô tả bộ khuếch đại hai chiều

Trong đó, bộ diplexer có đặc tuyến tần số được mô tả như hình 2-8:

Hình 2-8: Đáp ứng tần số của bộ duplexer

Một hệ thống HFC hiện đại thường có từ 4 đến 6 bộ khuếch đại cho tầng

khuếch đại RF sau mỗi node. Đa số các bộ khuếch đại đó có hệ số khuếch đại tự điều

chỉnh để bù đắp những thay đổi khác nhau theo nhiệt độ của suy hao và đáp ứng tần

số.

Do cáp có suy hao lớn ở dải tần cao hơn trong khi mong muốn đầu ra của các

bộ khuếch đại trong một tầng là giống nhau, nên đầu ra của bộ khuếch đại sẽ bị dốc lên

khoảng từ 8 đến 12 dB như hình 2-9:

Hình 2-9: Đáp ứng đầu ra của bộ khuếch đại theo tần số

Vì các dịch vụ số được bổ sung sau các dịch vụ tương tự nên nó được đặt ở

vùng tần số cao hơn. Tỉ số C/N yêu cầu cho truyền dẫn số là thấp hơn so với tương tự

nên công suất cho dịch vụ số thấp hơn so với tương tự khoảng từ 6 đến 10 dB. Do vậy

công suất phải thêm vào ở các bộ khuếch đại sẽ được giảm bớt.

* Cáp quang và cáp đồng trục trong mạng

Mỗi cáp quang có chứa từ 12 đến 144 sợi quang tuỳ theo kích cỡ mỗi loại cáp.

Loại sợi quang được sử dụng ở đây thường là sợi đơn mode-SM có suy hao khoảng

0,4 dB/km ở bước sóng hoạt động l=1310 nm hoặc là suy hao 0,25 dB/km ở l=1550

nm ( mức suy hao này ổn định trong dải nhiệt độ thường và độc lập với dải tần số vô

tuyến) .

Loại cáp đồng trục được chia tuỳ theo vị trí trong mạng ví dụ:

12

+ Đoạn xuất phát từ node quang toả ra có đường kính lớn nhất( từ 0,78 đến

1,09 cm ) chất lượng tốt nhất, mức suy hao 45 dB/km ở 750 MHz hoặc 9 dB/km ở 40

MHz( mức suy hao này phụ thuộc vào nhiệt độ: tăng khoảng 0,11%/ 0F( = 0,2%/0C)

tuỳ chiều dài của cáp).

+ Đoạn cuối gần sát nhà thuê bao dài khoảng 25 cm- 50 cm, đường kính nhỏ,

suy hao khoảng 114 dB/km ở 750 MHz và 24 dB/km ở 40 MHz(mức suy hao này phụ

thuộc vào nhiệt độ và chiều dài của cáp).

* Cầu rẽ ( Tap):

Mỗi cầu rẽ có hai phần tử chức năng chính là: Khối ghép định hướng và bộ chia

công suất. Trong đó, bộ chia công suất chia tín hiệu tuỳ theo số lượng cổng của cầu rẽ(

có thể là 2, 4, 8...) còn khối ghép định hướng có nhiệm vụ đổi hướng một số tín hiệu

đầu vào xác định như hình 2-10.

Hình 2-10: Sơ đồ khối của cầu rẽ 4 cổng 20 dB .

Mỗi cầu rẽ được đặc trưng bởi một giá trị rẽ( Tap Value). Giá trị rẽ là tỉ số ( dB)

giữa tín hiệu ở đầu ra rẽ của Tap với tín hiệu đầu vào. Thường thì giá trị này vào

khoảng 4- 29 dB( 3 dB/1 nấc).

Có ba tham số suy hao quan trọng trong Tap là:

+ Suy hao xen( Insertion Loss): là công suất tổn hao giữa cổng vào và

cổng ra. Suy hao này thường không phụ thuộc vào nhiệt độ và tần số.

+ Suy hao cách ly( Isolation Loss) là suy hao giữa cổng vào và cổng

rẽ( cổng ra khác). Độ lớn của suy hao này có ý nghĩa quan trọng đối với các hệ thống

CATV hai chiều để ngăn tín hiệu đường lên của một thuê bao này lọt vào tín hiệu

đường xuống của thuê bao khác. Thường thì suy hao này vào khoảng 20 dB giữa dải

tần lên và xuống.

+ Suy hao rẽ ( Tap loss) thường không phụ thuộc vào tần số và nhiệt độ,

nó biểu hiện cho sự thất thoát công suất ra ngoài và suy hao nội tại( từ 1 đến 2 dB).

* Node quang:

Là phần tử nằm trên đường ranh giới giữa vùng cáp đồng trục và cáp quang, có

nhiệm vụ cơ bản là: chuyển đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện cho đường

xuống( ngược lại cho đường lên), sau đó khuếch đại và phân phối trên mạng cáp đồng

trục với 3 hoặc 4 đầu ra ở mỗi node như hình 2-11:

Hình 2-11: Sơ đồ khối của node quang

13

* Thiết bị kết cuối truyền hình-STB( Set-Top-Box) :

Là một thiết bị thu tín hiệu truyền hình với hai loại: STB tương tự và STB số.

Trong đó, STB tương tự (ra đời trong thập niên 1970-1980) cho thuê bao thu

các kênh truyền hình tương tự qua mạng HFC thay vì các kênh phát quảng bá vô tuyến

mặt đất trước đây. Thông qua nó, các nhà điều hành cáp cung cấp dịch vụ xem phim

và một số dịch vụ đặc biệt khác theo hình thức thanh toán ngay IPPV và sử dụng điện

thoại làm đường lên cho các hoạt động tương tác.

Đến 1996, STB số được giới thiệu với một số chức năng cơ bản:

- Dò tìm kênh số và các dịch vụ video tương tự trong các dải tần đường xuống.

- Giải điều chế kênh số thu được/ Điều chế kênh số phát lên.

- Giải mã / Mã hoá các kênh đã chọn.

- Quản lý báo hiệu thuê bao từ Headend.

- Cung cấp giao diện thuê bao người sử dụng.

Gần đây, các STB cải tiến được triển khai bởi Motorola/ General Instrument.

Các STB này có chứa các bộ dò sóng kép và modem cáp tích hợp bên trong, cho phép

thuê bao sử dụng cả dịch vụ truyền hình và cả dịch vụ mạng Internet băng rộng như:

IP telephony, IP video phone, Interactive games.

Lúc này STB cải tiến hoạt động như một cổng gia đình-RGW:

+ Phân phát các gói giao thức IP đến các thiết bị bên ngoài như là IP voice, IP

video phone.

+ Truyền tải, xử lý, giải mã các tín hiệu truyền hình có độ phân giải cao HDTV.

* Modem cáp-CM( Cable Modem):

Là thiết bị nằm trong nhà thuê bao, cho phép truy nhập đến mạng máy

tính( thường là mạng Internet )trên phương tiện vật lý dùng cho truyền hình.

Có ba loại modem cáp được mô tả như hình 2-13 :

Hình 2-12 : Vị trí của Modem Hình 2-13: Các loại modem cáp

+ Loại khối cắm ngoài: kết nối với máy tính thông qua kết nối Ethernet( có

thể có nhiều máy tính cùng kết nối vào mạng Ethernet, lúc này modem cáp còn có chức

năng của một bộ định tuyến) hoặc giao diện kết nối USB .

+ Loại card cắm trong: thường là dạng cắm thêm PCI cho máy tính. Loại

này có giá thành rẻ nhất song chỉ dùng được cho máy tính để bàn còn sẽ phải có sự

thiết kế khác cho dạng máy tính MAC và máy tính xách tay.

+ Loại thứ ba của modem cáp là dạng được tích hợp bên trong các STB

cải tiến tương tác như đã trình bày ở trên.

14

* Hệ thống kết cuối modem cáp- CMTS:

Hệ thống này nằm trong Headend, thuộc về phía bên kia của mạng so với

modem cáp. Là thiết bị kết cuối cho đường lên từ phía thuê bao đến đích là các

Headend của các công ty cáp, do đó CMTS cũng được coi là giao diện giữa các

modem cáp và mạng Internet IP như hình 2-14.

CMTS có nhiều chức năng giống như một DSLAM trong hệ thống DSL, CMTS

đón lưu lượng đường lên từ một nhóm thuê bao trên một kênh đơn và định tuyến nó

đến ISP để kết nối vào mạng Internet.

Mỗi CMTS chứa một hoặc nhiều card đường dây modem cáp ( CMLC). Các

CMLC chuyển các dòng số liệu IP thành các tín hiệu RF đường xuống( đến nhà thuê

bao) sau đó đưa qua bộ nâng tần để đưa các kênh tín hiệu đó vào một kênh xác định

và ghép chung với các tín hiệu truyền hình và trình tự ngược lại với đường lên.

Hình 2-14: Vị trí của CMTS trong mạng

* Một số server trong mạng modem cáp - Máy chủ DHCP( Dynamic Host Configuration Protocol) được xác định bởi

RFC 2181. Server này cung cấp các địa chỉ IP theo nhu cầu cho cả modem cáp và các

thiết bị PC theo sau nó.

- Máy chủ ToD( Time of Day) được xác định bởi RFC 868, có nhiệm vụ là gán

các tem thời gian cho các sự kiện điều hành hệ thống.

- Máy chủ TFTP( Trivial File Transfer Protocol) được xác định bởi RFC 1350

để đăng kí và tải về các file cấu hình modem cáp cho các dịch vụ thuê bao riêng lẻ.

Các server này được mô tả như trong hình 2-15:

Hình 2-15 Một số các server trong mạng modem cáp

* Hệ thống IP phone:

Đây là hệ thống sử dụng giao thức IP để truyền tín hiệu thoại qua mạng viễn

thông, trong đó giao thức IP là giao thức chuẩn cho lớp chuyển mạch gói trong mạng

LAN, WAN,... Mạng IP mang số liệu độc lập với lớp vật lý.

Việc tích hợp được hệ thống truyền tải thoại vào mạng băng rộng HFC có ý

nghĩa lớn trong việc tạo thuận lợi để HFC thực hiện một xa lộ thông tin thực sự-truyền

mọi loại tín hiệu : voice, data, video.

Hệ thống VoIP này sử dụng thiết bị kết cuối là máy điện thoại IP phone hoặc

máy điện thoại truyền thống-POTS phone kết nối với một modem cáp/ một STB số.

Trong đó, máy IP phone là một thiết bị khá mới. Nó không kết nối đến một tổng

đài sở hữu nào mà kết nối đến cổng Ethernet chuẩn trong một modem cáp/ một STB 15

số/ một PC trong nhà. Máy IP phone hoạt động như một thiết bị IP tiêu chuẩn và có

địa chỉ IP riêng của nó.

Còn để kết nối một POTS phone đến một modem cáp/ STB số thì phải có các

môdun giao diện mới được phát triển và gắn vào trong các modem cáp/ STB số để

cung cấp chức năng này.

* Hệ thống thiết bị quản lý thuê bao và tính cước dịch vụ

Điều cốt yếu nhất với các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình trả tiền là có thể

quản lý truy nhập dịch vụ thuê bao và tính cước cho thuê bao theo dịch vụ. Một

phương pháp phổ thông và hiệu quả nhất là sử dụng các thuật toán mã khoá tín

hiệu( chỉ các thuê bao được phép của nhà cung cấp dịch vụ mới có khả năng giải mã

tín hiệu để xem). Hệ thống thiết bị quản lý truy nhập của thuê bao và tính cước được

gọi là hệ thống truy nhập có điều kiện.

Trong các hệ thống truy nhập có điều kiện, phương pháp mã hoá tín hiệu để

chống xem trộm là xáo trộn tín hiệu (Scrambling). Thực chất của sự xáo trộn này là

sắp xếp tín hiệu video theo một qui tắc đặc biệt, chỉ có các thuê bao được cung cấp quy

tắc sắp xếp lại thì mới có khả năng giải trộn tín hiệu để xem.

Việc trộn tín hiệu được thực hiện tại nơi cung cấp dịch vụ. Tín hiệu truyền hình

đã trộn sẽ được truyền đến mọi thuê bao và được thu bởi các bộ thu STB. Thông

thường, qui tắc giải trộn tín hiệu nằm ngay trong bộ thu STB của thuê bao hoặc được

cài trong một bản mạch có thể cắm vào bộ thu( Bản mạch này được gọi là bản mạch

thông minh- Smart Card). Sau đó tín hiệu cho phép bộ giải trộn thực hiện nhiệm vụ

giải trộn tín hiệu được nhà cung cấp dịch vụ gửi đến thuê bao kèm theo tín hiệu đã

được trộn.

Các hệ thống truyền hình trả tiền có thể là các hệ thống không đánh địa chỉ

hoặc đánh địa chỉ.

+ Trong hệ thống không đánh địa chỉ, các thuê bao khác nhau đều được cung

cấp một mức dịch vụ, số lượng các chương trình dịch vụ giống nhau. Các hệ thống này

không cho phép các nhà cung cấp dịch vụ quản lý đến tận thuê bao, không thể cắt dịch

vụ đến một hoặc vài nhà thuê bao ngay tại trung tâm điều hành và cũng không thể

cung cấp các chương trình khác nhau theo sở thích của từng thuê bao.

+ Trong hệ thống đánh địa chỉ, mỗi thuê bao được cung cấp một địa chỉ duy

nhất trong hệ thống mạng, tín hiệu quản lý thuê bao, quản lý dịch vụ cũng như là các

thông tin tính phí dịch vụ có thể được truy nhập chính xác đến từng thuê bao.

Ngoài ra, việc đánh địa chỉ cho các thuê bao còn cho phép các nhà cung cấp

dịch vụ quản lý mạng theo từng khu vực địa lý, rất ích lợi cho việc thống kê và phát

triển mạng, chiến lược tiếp thị và quảng cáo chương trình với khách hàng. Hệ thống

quản lý theo địa chỉ cho phép các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các dịch vụ truyền số

16

liệu hai chiều, các dịch vụ truyền hình trả tiền Pay-per-View và dịch vụ tương tác như

truyền hình theo yêu cầu VoD.

Hình vẽ sau mô tả sơ đồ tổng quát cho một hệ thống quản lý truy nhập có điều

kiện và có khả năng đánh địa chỉ đến từng thuê bao.

Hình 2-16: Hệ thống quản lý truy nhập có điều kiện

2.3 Các dịch vụ băng rộng trên mạng CATV hai chiều

2.3.1. Các ứng dụng băng rộng trên cơ sở truyền hình

a) PPV và IPPVPPV-Pay Per View: Đây là kiểu ứng dụng cho phép người sử dụng có thể xem

một chương trình quảng bá yêu thích( ví dụ: một bộ phim, một sự kiện thể thao...)

bằng cách đặt mua từ nhiều tuần trước khi thời điểm bắt đầu chiếu hoặc chậm nhất là

15 phút sau khi chương trình bắt đầu phát. Có nhiều kiểu giao diện danh sách( menu)

khác nhau trên màn hình của thuê bao: có thể là liệt kê theo tiêu đề bộ phim, theo thời

điểm chiếu, theo thể loại chương trình, theo đối tượng xem.... Trên menu đó nhà khai

thác cáp cũng có thể chèn các biểu tượng-logo của mình vào để quảng cáo. Hình A-

1( phụ lục A) là một ví dụ minh hoạ cho những chi tiết trên.

IPPV là kiểu PPV thanh toán ngay cho phép người xem thanh toán các chương

trình xem bằng thẻ tín dụng.

Khi chọn mua: thông tin thanh toán( thời điểm, ngày, tiêu đề, giá tiền...) được

phát đi không cần thời gian thực và tốc độ thấp đến hệ thống Server tích cước ( được

đặt tại HE) thông qua kênh đường lên ngoài băng. Thông tin thanh toán của thuê bao

cũng được lưu lại trong một bộ nhớ ổn định( ví dụ: bộ nhớ Flash) trong STB của thuê

bao.

b) VOD và NVOD VOD là một trong các ứng dụng cơ

bản của truyền hình số. Trong hệ thống

VOD, khách hàng có thể sử dụng điều

khiển từ xa STB để đặt một chương trình

theo yêu cầu và xem khi nào muốn. Kiểu

dịch vụ này cũng có danh sách liệt kê các

chương trình để thuê bao có thể tìm kiếm,

lựa chọn mua và xem bộ phim mong

muốn từ danh sách sẵn có. Hiện nay có

một số nhà đầu tư đề xuất các giải pháp

hệ thống VOD thương mại như: DIVA,

SeaChange International, ViViD

Technologies...

Hình 2-17: Ví dụ truyền hình tương tác AOL

17

Kiến trúc hệ thống VOD chứa các Video Server hiệu năng cao ( chứa một thư

viện lớn các bộ phim). Chúng được kết nối tới một hệ thống quản lý mạng và một hệ

thống tính cước ở Headend. Ví dụ : Video Server DVS 5000 của DIVA chứa nhiều

môdun xử lý, một bộ nhớ RAID 12 đĩa, một chuyển mạch MPEG ( không nghẽn) 34

Gb/s được cấu hình tới 16 cổng liên kết các môdun Server để hình thành nên các

Video Server Cluster. Một Cluster này có thể phân phát mọi nơi từ 500 đến hơn 20

nghìn luồng 3.4 Mb/s.

Trên thực tế, sự phát triển của loại hình dịch vụ này được đánh giá trong trang

tin của Vnexpress ( Ngày 20 tháng8 năm 2003, theo nguồn tin từ CNet): VoD là một

ngành kinh doanh đang phát đạt của các công ty truyền hình cáp. Giới nghiên cứu thị

trường dự báo đến năm 2007, trên thế giới sẽ có khoảng 15 triệu thuê bao đăng kí dịch

vụ này. Hiện nay đã có khoảng 40% số thuê bao truyền hình cáp trên thế giới có thể

truy nhập dịch vụ này( khoảng 5 triệu người đã đăng kí sử dụng dịch vụ ). Một trong

những thách thức lớn nhất của các nhà cung cấp dịch vụ là thói quen sử dụng thiết bị

playback tiện dụng như đầu VCR và DVD thông thường. Ngoài ra họ còn phải đối đầu

với một số loại dịch vụ cạnh tranh như: dịch vụ thu hình video kĩ thuật số TiVo- công

cụ này cho phép khách hàng lập trình những nội dung mà họ muốn thu và điều khiển

máy khi thu những chương trình phát trực tiếp.

Trong hệ thống NVOD, điểm khác cơ bản với VOD là không có khả năng điều

khiển VCR: với NVOD, chỉ có số giới hạn các chương trình xuất hiện trên các kênh số

khác nhau với một khoảng thời gian cố định ( ví dụ : khoảng 30 phút ) và người sử

dụng vẫn có thể dễ dàng chọn ngày/ giờ muốn xem những chương trình đã chọn.

Việc cung cấp dịch vụ NVOD thì rẻ và đơn giản hơn dịch vụ VOD vì hệ thống

NVOD có thể thực hiện bằng cách sử dụng các Server phương tiện số ( Digital Media

Server) trên cơ sở các PC rẻ tiền và không cần giải mã hay chuyển mạch luồng lưu

lượng lớn thời gian thực MPEG 2.

2.3.2 Các ứng dụng băng rộng trên cơ sở Internet

a) Web Browser trên STB

Về cơ bản, giống như các trình duyệt Web thông thường trên

PC là: cho phép thuê bao nhận nội dung Web đa phương tiện và biểu

diễn trên màn hình tivi của họ. Tuy nhiên, trong môi trường STB, các

trình duyệt gặp nhiều khó khăn hơn như là: Giới hạn kích thước bộ

nhớ, khả năng xử lý của CPU. Vì vậy, nó không thể hỗ trợ tất cả các

dạng khác nhau của nội dung Web như là đồ hoạ 3D ...

Việc truy cập Internet của STB diễn

ra bởi việc kết nối đến một File

18

Server( đặt ở HeadEnd) thông qua mạng

CATV. File Server này sử dụng giao thức

HTTP truyền file siêu văn bản, nhận và

đáp ứng các yêu cầu từ thuê bao.

Ngoài ra Web Server còn đáp ứng cho các

nhiệm vụ khác như: bảo vệ nội dung trang

Web với những đối tượng không được

phép xem và gửi các yêu cầu đến các Web

Server khác trên mạng Internet.

Hình 2-18: Trình duyệt web trên TV

Để phục vụ cho duyệt Web, STB số thường kết hợp bên trong phần mềm Proxy

Server bảo mật giữa mạng CATV và mạng Internet công cộng, đồng thời cung cấp các

tính năng quản lý dễ sử dụng. Một số Proxy Server cho phép các nhà điều hành cáp và

các thuê bao ngăn cấm sự truy nhập đến một số website chứa nội dung kích động hay

những nội dung không phù hợp.

Sự bảo mật giữa STB số và Proxy Server thường được thiết lập bằng sử dụng

giao thức SSL( Secure Sockets Layer). Tính năng kiểm tra của SSL cho phép người

dùng nhận dạng một Server và ngược lại: khi chạy trên STB, nó cũng cho phép một

Server xác nhận nhận dạng của người sử dụng. Sự nhận dạng này rất quan trọng nhất

là khi một ngân hàng gửi thông tin tài chính đến một khách hàng của họ.

Một tính năng khác của Web Browser là web casting. Thiết bị kết cuối ( Set-

Top web casting) xử lý việc phân phối nội dung đa phương tiện bởi Web Server đến

STB thuê bao qua mạng CATV. Nếu như VOD được ví như là công nghệ kéo-“pull”

Technology thì web casting lại được ví như là công nghệ đẩy-“push” Technology ( tức

là phía cung cấp chủ động đưa nội dung đa phương tiện đến thuê bao chứ không chờ

đợi các yêu cầu từ thuê bao). Trong thực tế, việc đẩy này là xuất phát từ cả người sử

dụng và nhà điều hành cáp, sự thu nhận được coi như là kết quả yêu cầu từ người sử

dụng.

b) Email:

Email là sự truyền thông không thời gian thực giữa các máy tính nối mạng.

Việc sử dụng Email đã trở thành phổ biến cùng với sự bùng nổ Internet hiện nay. Dự

báo sự phát triển của Email cho rằng: nhờ Email thuận tiện, nhanh và rẻ hơn là thực

hiện một cuộc gọi, 1 bản fax nên người sử dụng Email sẽ có đến hơn 1 tỷ người sử

dụng trên thế giới trong vòng 3 năm tới.

Trong ứng dụng Email, mỗi thuê bao có một địa chỉ thư duy nhất và một hộp

thư để lưu trữ và quản lý cước ở Email Server. Email Server hoạt động như một cổng

gateway kết nối đến Internet, sử dụng các tiêu chuẩn giao thức phổ biến như là SMTP

và S/MIME.19

c) Thương mại điện tử

Là một ứng dụng Internet, thường được hiểu là sự mua bán hàng hoá trên

Internet. Theo nghiên cứu của Forrester : Thương mại điện tử B2C trực tuyến

(Business to Customer) được dự đoán là đạt đến 200 tỉ đôla trong sức mua của khách

hàng đến năm 2004. Sự phát triển của loại hình này là bùng nổ không chỉ do dễ sử

dụng, phạm vi hiện diện rộng lớn của nhiều sản phẩm mà còn bởi vì nó điều chỉnh giá

cả giảm xuống và các hàng hoá, dịch vụ được mua trên mạng không bị đánh thuế .

Các nhà cung cấp dịch vụ phải nắm bắt các cơ hội kinh doanh điện tử hấp dẫn

để triển khai các ứng dụng thương mại điện tử mới và trở thành những đối tác được

chia phần lợi nhuận với những nhà kinh doanh tham gia trên mạng.

Ví dụ một số dịch vụ thương mại điện tử phổ biến trên mạng cáp :

+ Mua sắm tại nhà.

+ Dịch vụ về du lịch (đặt vé máy bay, thuê khách sạn, thuê ôtô...).

+ Dịch vụ bán đấu giá( đồ cổ, trang sức, sản phẩm nghệ thuật...).

+ Các dịch vụ giải trí...

Khâu quan trọng của loại dịch vụ này là việc thanh toán cho những hàng hoá

dịch vụ đã được mua bán qua mạng. Có hai hình thức thanh toán cho những cuộc giao

dịch đó là : dùng e-cash( ngân phiếu điện tử) hoặc credit card ( thẻ tín dụng). ( chi tiết

các hình thức thanh toán xem thêm phụ lục A-2).

d) Các dịch vụ tại nhà: Ngân hàng, giáo dục, game:

Những ứng dụng này cũng giống như thương mại điện tử: yêu cầu thiết lập các

phương tiện bảo mật để phát thông tin về thuê bao trên mạng cáp.

* Ngân hàng:

Là một ứng dụng mới và khá quan trọng, đưa ra những cơ hội tin cậy và

tiết kiệm thời gian đến các thuê bao. Ví dụ: cho phép thuê bao cập nhật thông tin trong

việc kiểm tra và gửi tiền tiết kiệm, chuyển tiền dư giữa tài khoản tiết kiệm và tiền

thanh toán trả phiếu trong suốt 24 giờ trong ngày và suốt 7 ngày trong tuần....

Ứng dụng này đem lại thuận lợi cho cả tổ chức tài chính và nhà cung cấp

dịch vụ: Từ quan điểm của các tổ chức tài chính, nó giảm chi phí hoạt động và cho

phép đưa ra các dịch vụ tài chính mới cho khách hàng. Từ quan điểm của các nhà cung

cấp dịch vụ, nó sẽ thu hút và làm tăng số lượng thuê bao mới, tăng thu nhập thông qua

các chiến dịch quảng cáo.

* Giáo dục:

Cũng là một ứng dụng mới đầy hứa hẹn và được mong đợi là sẽ phát

triển bùng nổ trong tương lai. STB Education là một hệ thống phân phát tài liệu giáo

dục đến các thuê bao. Nó tạo ra một lớp học ảo, ở đó sinh viên ở mọi địa điểm cùng

20

nhận nội dung video/audio quảng bá riêng từ trung tâm, họ có thể tương tác với sinh

viên khác hay thầy giáo giống như là họ đang trong một lớp học thực sự. Tài liệu giáo

dục bao gồm những chương trình giảng dạy cho các khoá đào tạo. Các bài giảng, bài

luận được đưa ra bởi các chuyên gia trong các lĩnh vực môn học.

Để cung cấp dịch vụ này, nhà cung cấp dịch vụ phải cung cấp cho thuê bao các

ứng dụng tải xuống tại nhà thuê bao và phải có một số loại server cơ sở dữ liệu để lưu

trữ, quản lý các tài nguyên giáo dục.

* Game tương tác:

Loại dịch vụ này đang trở nên phổ biến và phát triển thành trò chơi tương tác

nhiều người chơi. Với hiện trạng thực tế của các nhà cung cấp dịch vụ , kiểu ứng dụng

này được coi là dễ thực hiện hơn các ứng dụng thương mại điện tử, ngân hàng tại nhà.

Các nhà khai thác có thể tải về rất đơn giản một hay nhiều ứng dụng tại nhà cho các

chương trình game đến thuê bao qua kênh game thuê riêng khi thuê bao tham gia vào.

Ứng dụng này có thể được lưu trong STB nếu như STB có bộ nhớ Flash/ RAM

đủ lớn. Khi đó danh sách các game có thể tham gia được biểu diễn trên màn hình tivi

của thuê bao để lựa chọn một trò chơi tuỳ ý từ chiếc điều khiển từ xa. Sau đó những

yêu cầu về trò chơi sẽ được đưa đến Game Server ở Headend. Tại đây sẽ có sự kiểm

tra quyền tham gia và khởi động phiên chơi đồng thời quản lý sự tương tác giữa những

người cùng chơi.

2.3.3 Ứng dụng truyền thoại trên mạng cáp

Đây là chủ đề rất được quan tâm gần đây bởi những tiềm năng mà nó có thể

mang lại. Dịch vụ này được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ Internet, các công

ty cáp, hoặc các công ty điện thoại. Dịch vụ này rất có ý nghĩa về mặt triển khai xa lộ

thông tin thực sự trên mạng cáp, tạo ra môi trường thân thiện tiện lợi nhất cho khách

hàng và tạo ra lợi thế cạnh tranh trên thị trường.

Vấn đề truyền thoại trên mạng cáp không phải là vấn đề lớn khi tích hợp mà

chủ yếu là phải giải quyết độ tin cậy, tính cá nhân và mặc dù nó không yêu cầu nhiều

băng tần ở mạng cáp song nó lại yêu cầu phải tối thiểu hoá độ trễ, tránh gây tích luỹ

tạo tiếng dội ảnh hưởng đến cuộc đàm thoại.

Lợi ích mà ứng dụng này mang lại là giảm chi phí vì chỉ phải bảo dưỡng một

mạng và tất cả các cuộc truyền thông chỉ thực hiện thanh toán trên một phiếu thanh

toán cho người sử dụng.

CableLabs đã phát triển một tiêu chuẩn gọi là PacketCable, là một kiến trúc hệ

thống đa phương tiện chồng phủ lên mạng modem cáp đang tồn tại sẵn. Nó có thể

phục vụ các luồng dịch vụ như thoại , video hội nghị và trò chơi trực tuyến. Tại phía

người sử dụng. có một khối trên modem cáp gọi là MTA( Multimedia Terminal

Adapter) làm nhiệm vụ chuyển đổi giao thức và báo hiệu. Tại phía Headend, có một

21

thiết bị để xử lý thiết lập cuộc gọi, băng tần, tài khoản, an ninh mạng và giao diện

PSTN. Giao diện PSTN này là rất quan trọng vì nó cho phép các cuộc gọi đến và đi từ

các đường dây điện thoại thông thường và có thể sử dụng các dịch vụ như là đợi cuộc

gọi. PacketCable sử dụng các biện pháp An toàn như là IPSec, Kerberos, mã

khoá( encryption)...

2.4 Tiêu chuẩn hoá modem cápCác modem cáp thế hệ đầu tiên sử dụng nhiều các giao thức độc quyền khác

nhau nên các nhà vận hành mạng CATV không thể sử dụng các modem cáp của nhiều

nhà đầu tư trên cùng một hệ thống. Đến 1997, có 3 tiêu chuẩn nổi trội là IEEE 802.14,

DAVIC/DVB đại diện cho Châu Âu và MCSN đại diện cho Bắc Mỹ với bộ giao thức

DOCSIS. Hình 2-19 mô tả chung các tổ chức và các hoạt động tiêu chuẩn hoá cho các

hệ thống cáp tương tác.

* IEEE 802.14 mặc dù không được lựa chọn ngay vòng đầu bình chọn song

một nhóm IEEE 802.14 vẫn đang làm việc với Broadcom và Teray trong các nghiên

cứu lớp vật lý thế hệ tiếp theo( thế hệ 3) và tăng tốc độ bit đường lên ( 30 Mb/s ) với hi

vọng sẽ trở thành tiêu chuẩn của hệ thống tương lai( G3).

* DAVIC/DVB:

DAVIC( Digital Audio Visual Council) là một tổ chức phi lợi nhuận được thành lập

năm 1994 với mục đích thúc đẩy sự phát triển các ứng dụng dịch vụ âm thanh-hiển thị

số. Bản thân DAVIC có một số phiên bản tiêu chuẩn sau: DAVIC 1.0( 12/1995);

DAVIC 1.1( 9/1996); DAVIC 1.2( 12/1996) chủ yếu hỗ trợ cho các ứng dụng âm

thanh, hiển thị và các dịch vụ số liệu; còn DAVIC 1.3; 1.4; 1.5 chủ yếu là hỗ trợ cho

các dịch vụ quảng bá số tăng cường, tương tác và các dịch vụ truyền thông.

Hình 2-19 Tiêu chuẩn hoá cho các hệ thống cáp

DVB( Digital Video Broadcasting Project) là một tổ chức phát triển các tiêu

chuẩn cho truyền hình số. Nó đã đạt được những thành công lớn trong việc phát triển

các tiêu chuẩn quảng bá số: DVB-S, DVB-C, DVB-T.... Vào năm 1997, DAVIC và

DVB phối hợp cho ra phiên bản mới ETS 300 800, DAVIC 1.5 cho các modem cáp.

Tiêu chuẩn DVB-RC dựa trên cơ sở công nghệ ATM và rất phù hợp cho dạng số liệu (

AAL5) và thoại là thuần ATM còn VoIP qua modem cáp lúc này không được coi là

giải pháp tốt nhất mặc dù về mặt kĩ thuật là có thể thực hiện được. Ban đầu tiêu chuẩn

này thiếu sự mã khoá bảo mật nhưng sau đó đã được bổ sung trong phiên bản 1.4.

* MCSN( Multimedia Cable Network Systems Partners Ltd) là một tập đoàn

bao gồm Comcas, Time Warner, TCI, Cox Communications. MCSN cộng tác với

Media One( Continental Cablevision), Rogers Cable Systems( Canada) và

CableLabs( với vai trò quản lý).

22

Ban đầu, tiêu chuẩn DOCSIS( Data Over Cable Service Interface Specification)

không hỗ trợ QoS cho ứng dụng thoại ( VoIP) và một số ứng dụng khác nhưng đến

phiên bản 1.1 đã được bổ sung. Và lúc đầu cũng chỉ hỗ trợ cho các giải pháp khối cắm

ngoài với giao diện Ethernet còn bây giờ đã cho phép dạng dạng USB và modem cắm

trong.

Đối tượng đầu tiên là thị trường nội địa nước Mỹ sau đó để thâm nhập vào thị

trường Châu Âu, Euro-DOCSIS đã ra đời và tạo ra sự cạnh tranh rất lớn với tiêu chuẩn

DVB/ DAVIC. {chi tiết so sánh xin xem ở phần phụ lục A-3}.

PacketCable là một trong những phiên bản khởi đầu của CableLabs, xây dựng

trên cơ sở cơ sở hạ tầng modem cáp DOCSIS, mạng PacketCable là các mạng gói dựa

trên cáp hai chiều, sử dụng giao thức IP để phân phát một dải rộng các dịch vụ đa

phương tiện như là : IP telephony, video hội nghị và một số các ứng dụng đa phương

tiện khác. Nhờ dịch vụ IP telephony mà một số các vấn đề như báo hiệu; kết nối mạng

hiện tại PSTN, Internet và mạng cáp. Vào tháng 12 năm 1999, CableLabs đã hoàn

thành phiên bản PacketCable 1.0.

Gần đây, CableLabs đã tung ra phiên bản DOCSIS 2.0 nhằm mục đích tăng

dung lượng và khả năng chống chịu cho kênh đường lên trong mạng cáp. Phiên bản

này không thay đổi gì ở đường xuống và cũng không ảnh hưởng gì tới các chức năng

MAC ngoại trừ một số sự thay đổi yêu cầu để phù hợp với lớp vật lý mới. Nếu như cơ

chế đa truy nhập được sử dụng trong các phiên bản trước đây là TDMA thì đến tháng

8 năm 2001, DOCSIS 2.0 đã được quyết định bao gồm cả hai cơ chế TDMA và S-

CDMA( là phương pháp được sử dụng trong các modem độc quyền trước đây).

Sự khác nhau về mặt kĩ thuật giữa các tiêu chuẩn được tóm tắt

theo bảng 2.1:

Đặc điểm DOCSIS 1.x Euro-DOCSIS DVB-RC

Tốc độ

đường

xuống

64-QAM: 27 Mbps

256-QAM: 42 Mbps

Kênh 6 MHz

64-QAM: 38 Mbps

256-QAM: 52 Mbps

Kênh 8Mhz

64-QAM:38Mbps

256-QAM:52Mbps

Kênh 8Mhz

Tốc độ

đường lên

.320, .640, 1.280,

2.560 và 5.120 Mbps

QPSK

và .640, 1.280, 2.560,

5.120, 10.24 Mbps

16-QAM

5-42Mhz

.320, .640, 1.280, 2.560

và 5.120 Mbps QPSK

và .640, 1.280, 2.560,

5.120, 10.24 Mbps 16-

QAM

5-65Mhz

1.544 Mbps; 3.088

Mbps

Differential QPSK

5-65Mhz

Các dịch

vụ

Truy nhập Internet,

STB tương tác, VoIP.

Truy nhập Internet,

STB tương tác, VoIP.

Truy nhập Internet,

STB tương tác.

23

Bảng 2.1 So sánh kĩ thuật giữa các tiêu chuẩn

24

Chương III: MODEM CÁP

3.1 Một số khái niệm liên quan

3.1.1 Tiêu chuẩn DOCSIS

a) Khái niệm

DOCSIS là tiêu chuẩn giao diện dịch vụ truyền số liệu trên mạng cáp. Mục đích

của DOCSIS là xác định các tiêu chuẩn cho modem cáp và CMTS, cho phép phát triển

và triển khai các hệ thống truyền số liệu trên mạng cáp không độc quyền, nhiều nhà

đầu tư, hoạt động hợp tác trên cơ sở chuyển giao lưu lượng IP hai chiều trong suốt

giữa Headend của hệ thống cáp và các điểm thuê bao.

Hình 3-1 Định nghĩa các ngăn giao thức DOCSIS trên giao diện

RF.

Các lớp phía trên DOCSIS Các lớp cao

Lớp vận chuyển

Lớp mạng

Bốn lớp thuộc DOCSIS Lớp liên kết dữ liệu

Lớp vật lý

Hình 3-1: Các ngăn giao thức DOCSIS với mô hình tham chiếu OSI

Mạng truy nhập modem cáp hoạt động ở lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu của

mô hình OSI. Do đó các giao thức lớp 3 như dòng IP sẽ được gửi đi trong suốt đến

người sử dụng đầu cuối trên nền tảng modem cáp .

b) Lớp vật lý :

- Phân lớp phụ thuộc phương tiện vật lý PMD( Physical Media Dependent)

đường xuống xác định các tham số truyền dẫn vô tuyến cho cả CM và CMTS. Các

tham số này được định nghĩa phù hợp với khuyến nghị ITU-J83 phụ lục B dành cho

các ứng dụng video độ trễ thấp.

- Phân lớp PMD đường lên xác định sử dụng các phương pháp truy nhập

FDMA và TDMA với 2 kiểu điều chế QPSK và 16 QAM làm việc ở các tốc độ ký

hiệu và băng tần kênh khác nhau như Bảng 3.1:

Tốc độ ký hiệu đường lên Độ rộng băng tần kênh đường lên

160 kbaud 200 kHz

320 kbaud 400 kHz

640 kbaud 800 kHz

1,28 Mbaud 1,6 MHz

2,56 Mbaud 3,2 MHz

Bảng 3.1: Các tốc độ ký hiệu khác nhau cùng với độ rộng băng tương ứng

Khác với lớp vật lý trong STB số, khối mã hóa FEC lớp vật lý đường lên đối

với modem cáp gồm mã hóa R-S, đổi bít-ký hiệu và ngẫu nhiên hóa.

- Phân lớp hội tụ truyền dẫn TC:

Là phân lớp chỉ dành cho hướng xuống, nó cung cấp một giao diện chung giữa

lớp PMD và MAC, cho phép ghép/ tách kênh các luồng số liệu và các luồng MPEG

trên cùng một kênh. Số liệu từ CM được bao gói trong một khung MPEG và được xác

định bởi việc sử dụng Header.

Do vậy luồng bít xuống lúc này được định nghĩa là luồng liên tục các gói

MPEG. Ví dụ khuôn dạng của gói MPEG 188 byte mang dữ liệu DOCSIS được trình

bày như trong hình 3-2:

MPEG TC header Trường con trỏ Tải DOCSIS

4 byte 1 byte 183 hoặc 184 byte

Hình 3-2: Cấu trúc của gói MPEG chứa dữ liệu DOCSIS

+4 byte MPEG TC header xác định nội dung tải MPEG là chứa tải DOCSIS

MAC hay tải Video số.

+Trường hợp phần tải MPEG của các gói MPEG chứa các khung DOCSIS

MAC. Byte đầu tiên sau MPEG header được gọi là trường con trỏ sẽ xuất hiện nếu bít

chỉ thị khối bắt đầu tải- PUSI (Payload-Unit-Start-Indicator) trong MPEG header

được lập. Trường con trỏ chỉ ra số byte trong gói được phát mà khối giải mã trong CM

không xử lý ngay sau trường con trỏ, để bắt đầu khung DOCSIS MAC. Trường con trỏ

cũng chỉ rõ các byte độn theo sau khung MAC đó. Các byte độn được dùng trong phần

tải DOCSIS để điền đầy những khoảng trống giữa các khung DOCSIS MAC kề nhau.(

Chú ý rằng khung MAC có thể bắt đầu bất kỳ vị trí nào trong gói MPEG và nhiều

khung MAC có thể trong một gói MPEG. Các khung MAC có thể liên tiếp nhau hoặc

có thể bị ngăn cách bởi các byte độn. Nếu dùng một khung MAC dài thì nó có thể

được chứa trong nhiều gói MPEG).

c) Lớp MAC ( điều khiển truy nhập phương tiện):

Lớp MAC định nghĩa các thủ tục và thông số trong đó CM có thể tương tác với

CMTS để hỗ trợ các dịch vụ khác nhau cho cả đường lên và đường xuống. Lớp này

được thực hiện trong phần cứng hoặc kết hợp giữa phần cứng và phần mềm.

Ý nghĩa của lớp MAC: mục đích chính là cho phép chia sẻ phương tiện theo một

cách thức hợp lý:

Vì chỉ có một nguồn dữ liệu đơn đường xuống nên dữ liệu được phát theo chế

độ quảng bá từ Headend tới một hoặc nhiều thuê bao. Đường lên thường có nhiều

khách hàng yêu cầu sử dụng băng tần đường lên đồng thời do đó cần có phương pháp

phân định băng tần đường lên.

Giả sử nếu có 2 thuê bao quyết định phát cùng một lúc, luồng bit của họ sẽ

xung đột làm cho cả 2 luồng truyền dẫn sẽ không thể được giải mã khi chúng tới

Headend. Phải có phương pháp quyết định thuê bao nào được phát trước và phát bao

nhiêu lâu rồi nhường truyền dẫn đường lên cho những thuê bao khác.

Mục đích của giao thức MAC:

Hỗ trợ nhiều nhất số thuê bao có thể được

Giảm thiểu độ kém tin cậy khi truyền dữ liệu

Tạo quyền bình đẳng để tất cả các thuê bao có quyền truy nhập

Đạt được hiệu suất sử dụng băng tần đường lên cao nhất.

Hỗ trợ nhiều lớp dịch vụ.

Cả CMTS và CM đều sử dụng các giao thức lớp này để tiến hành:

- Gán các khe thời gian cho đường lên,

- Gán các tần số cho modem cáp. Các CM trước tiên sẽ “nghe” đường xuống

để thu thập các thông tin về nơi và cách thức để “trả lời”. Sau đó nó sẽ đánh dấu đăng

kí sử dụng lên các tần số đã được gán

- Điều chỉnh để bù các độ trễ cáp khác nhau, vì mạng cáp CATV rất rộng khi ấy

độ trễ có thể lên đến hàng mili giây.

- Điều chỉnh để bù các suy hao cáp khác nhau. Mức công suất của các cụm

đường lên được thu ở phía Headend phải có cùng một mức là cần thiết vì nếu hai CM

cùng phát tại một thời điểm mà có một cái yếu hơn thì Headend sẽ chỉ nhận ra tín hiệu

khoẻ hơn và coi như không có gì xảy ra. Còn nếu hai tín hiệu mạnh bằng nhau thì

Headend sẽ nhận ra là đang xảy ra va chạm và xử lý kịp thời.

Để có thể mô tả được chi tiết lớp MAC thì phải đặt nó vào trong một chuẩn xác

định nào đó. Lớp này gần như có thể coi là thuộc riêng về một chuẩn nào đó.

d) Lớp mã khoá kiên kết dữ liệu:

Lớp bảo vệ dữ liệu người sử dụng này rất quan trọng vì môi trường mạng cáp là

chia sẻ cho nhiều thuê bao. Tiêu chuẩn DOCSIS có định nghĩa khái BPI( Baseline

Privacy Interface) cho chức năng này. BPI mô tả một chức năng bảo mật số liệu đơn

giản với mục đích hỗ trợ mã khoá ở mức độ tối thiểu cần thiết để bảo vệ số liệu của

người sử dụng không bị ăn trộm.

3.1.2 Lớp giao thức DOCSIS MAC :

CMTS điều khiển cấp phát băng tần đường lên

CMTS cấp phát các khe mini đến CM cho đường lên

Kết hợp động giữa tranh chấp và hạn chế trên cơ sở các cơ hội phát

đường lên .

Sử dụng hiệu quả băng tần thông qua việc hỗ trợ các gói độ dài thay đổi

Mở rộng cung cấp bảo an tại lớp liên kết dữ liệu .

Hỗ trợ một dải rộng các loại tốc độ dữ liệu

Mở rộng hỗ trợ cho các gói ATM PDU

Cấu trúc khung MAC:

Khung MAC là các gói có độ dài thay đổi, là đơn vị cơ bản để trao đổi dữ liệu

tại lớp liên kết dữ liệu giữa CM và CMTS trong mạng HFC.

- Phần đầu khung MAC có thể là :

+ PMD header: Dùng cho truyền dẫn

đường lên

+ MPEG TC header: Dùng cho truyền

dẫn đường xuống.

- Phần khung MAC gồm :

+ MAC header.

+Gói PDU: độ dài thay đổi tùy chọn.

PMD

headerMAC

header

Dữ liệu PDU

(tùy chọn)

Khung MAC

MPEG

TC

header

Hình 3-3: Cấu trúc khung MAC theo

giao thức DOCSIS

Có 4 loại gói PDU được hỗ trợ: A. Các gói có độ dài thay đổi (18-1518 byte ).

Các gói ATM (nx53 byte ).

MAC header đặc biệt (Không chứa PDU nào).

PDU dự phòng sử dụng cho tương lai.

b ) Các đặc điểm cơ bản của DOCSIS MAC

+ Dữ liệu người dùng và các yêu cầu đòi quyền phát dữ liệu được gửi trong các

khe thời gian.

+ Các gói có độ dài thay đổi có thể được gửi bằng cách nhận nhiều khe thời

gian cho một yêu cầu.

+ Dùng mã CRC phát hiện các gói lỗi nhưng không sửa lỗi tại lớp MAC .

+ Các yêu cầu phát chứa trong các gói đặc biệt hoặc trong các gói dữ liệu người

dùng, bằng cách này giảm nhu cầu đối với các gói đặc biệt và giảm băng tần sử dụng.

+ Các token phải đảm bảo rằng CMTS phải cung cấp quyền truy nhập cho thuê

bao đủ nhanh để giữ cho băng tần được dùng hiệu suất cao. Nếu quá chậm, modem

thuê bao sẽ dừng truyền, kết quả là đường lên được dùng không đúng mức.

+ Khi các thuê bao xung đột, họ không tự nhận biết được trừ khi được headend

thông báo. Khi được thông báo, CM thực hiện thoát (backoff) và thử vào lại.

+ MAC có một số chức năng quản lý sau:

- Điều khiển công suất: Headend liên tục giám sát mức công suất của mỗi CM

và ra lệnh cho chúng tăng hoặc giảm mức phát khi cần thiết.

- Thay đổi các kênh đường lên: Nếu xuất hiện mức nhiễu băng hẹp cao trong

đường lên, headend sẽ ra lệnh các CM đang dùng đường lên kém chất lượng đó để

chuyển sang tần số khác. Thông tin này được gửi trong mô tả kênh đường lên

- Thay đổi các thông số đường lên: Nếu đường lên hoạt động tốt, headend có

thể tăng sử dụng đường lên ( ví dụ ra lệnh cho CM tăng tốc độ ký hiệu).

c ) Một số hoạt động tiêu biểu của lớp MAC:

Tìm kiếm kênh:

Khi mới khởi động, CM sẽ quét tìm

kênh đường xuống, đồng bộ tín hiệu

QAM, đồng bộ khung MPEG 2 với

PID phổ biến của DOCSIS, giải mã

các khung MPEG 2, tháo bỏ khuôn

dạng MPEG trả về dạng khung

MAC đưa đến lớp MAC xử lý tiếp.

Hình 3-4 Tìm kiếm kênh đồng bộ

Nhận các tham số đường lên:

CM tìm kiếm theo thứ tự ba bản tin MAC được gửi lặp đi lặp lại bởi CMTS

trên tất cả các kênh đường xuống DOCSIS như mô tả ở bảng 3.2 :

Thứ tự Mô tả

1 Bản tin đồng bộ hoá thời gian

Hình 3-5 Bản tin đồng bộ Được gửi từ CMTS

Cung cấp một tham chiếu thời gian

chung cho tất cả các CM

2

Hình 3-6 Bản tin UCD

Bản tin mô tả kênh

Được phát định kì bởi CMTS

Mô tả :

+ Cỡ khe mini

+ ID kênh đường lên

+ ID kênh đường xuống

+ Mô tả cụm( Burst descriptors)

3Hình 3-7 Bản tin MAP

Bản tin sơ đồ cấp phát băng tần đường

lên mà UCD mô tả

Được phát định kì bởi CMTS

Chứa các thông tin chỉ thị điểm bắt đầu

và điểm kết thúc của cơ hội kết nối

Bảng 3.2 Quá trình nhận các tham số đường lên

Điều chỉnh phạm vi:

Quá trình này gồm có ba công đoạn xử lý mà CM phải tuân theo:

+ Điều chỉnh tham chiếu thời gian.

+ Điều chỉnh tần số phát.

+ Điều chỉnh công suất phát.

Vì mỗi CM có một khoảng cách khác

nhau đến CMTS nên mỗi CM sẽ có sự

thiết lập cho các tham số trên là khác

nhau.

Hình 3-8 Quá trình điều chỉnh phạm vi

Bắt đầu quá trình điều chỉnh phạm vi, CM phát bản tin yêu cầu điều chỉnh phạm vi

đến CMTS trong khoảng “ cơ hội duy trì khởi tạo”( được mô tả bởi bản tin MAP) trên

một kênh đường lên. Khi nhận được bản tin này CMTS gửi một bản tin đáp ứng yêu

cầu đến CM đó.

Để soạn thảo bản tin đáp ứng, CMTS phải quan tâm đến các thông tin sau: Độ

dịch thời giữa thời điểm nhận và thời điểm bắt đầu phát, tần số truyền dẫn chính xác,

mức độ công suất đầu vào. Dựa vào những thông tin này CMTS sẽ quyết định các giá

trị tham số cần điều chỉnh và gửi trả về cho CM.

Khi nhận được, CM sẽ dựa vào đó điều chỉnh theo, rồi phát bản tin yêu cầu điều

chỉnh thứ hai đến CMTS với các tham số đã tự điều chỉnh. CMTS lại phát bản tin đáp

ứng có các thông số đã sửa ban đầu. Quá trình này lặp lại cho đến khi CMTS thấy hài

lòng với kết quả tự điều chỉnh của CM ( tức là sai số trong khoảng 1ms với thời gian

đồng bộ, 10 Hz với tần số phát và 1/4 dB với công suất phát).

Nếu CM không nhận được bản tin đáp ứng từ CMTS trong một khoảng thời

gian giới hạn thì nó sẽ tăng công suất phát và chờ đợi sau một số ngẫu nhiên lần cơ hội

phát để phát bản tin yêu cầu điều chỉnh phạm vi khác.

Có thể có hai nguyên nhân dẫn đến việc CM không nhận được bản tin đáp

ứng : Một là do cơ hôi phát này là khả dụng đối với bất kì một CM nào muốn phát do

đó các bản tin này có thể bị mất do va chạm. Hai là do CM phát ở mức độ công suất

quá thấp để CMTS có thể phát hiện được.

Quá trình điều chỉnh phạm vi này không chỉ diễn ra trong giai đoạn khởi động

ban đầu của CM mà nó được lặp lại theo một khoảng thời gian nhất định để đảm bảo

duy trì độ tin cậy truyền thông giữa các CM và CMTS

Thiết lập kết nối IP:

Quá trình này có thể được tóm tắt theo bảng 3.3 sau.

Hình 3-9 Yêu cầu kết nối IP

+ CM gửi yêu cầu DHCP quảng bá qua

Headend đến DHCP server .

+DHCP server trả lời :

- Địa chỉ IP được “ mượn”

- Tên file cấu hình modem cáp

- Địa chỉ IP của TFTP server

- Dịch thời UTC thiết lập thời gian nội bộ.

- Địa chỉ IP của ToD server

Hình 3-10 Yêu cầu và đáp ứng ToD

+ CM gửi yêu cầu đến ToD server

+ ToD server đáp ứng GMT

Hình 3-11 Truyền tham số hoạt động

+ CM sử dụng giao thức TFTP tải về file cấu

hình từ TFTP server .

+ File cấu hình chứa:

- Độ lớn băng tần được sử dụng

- Tần số đường xuống và ID kênh đường lên.

- Thiết lập cấu hình truy nhập mạng

- Khả năng của CM

- Những dịch vụ được cung cấp

Bảng 3.3 Quá trình thiết lập kết nối IP

Đăng kí

Quá trình này có thể được tóm tắt như sau:

+ CM gửi một bản tin yêu cầu đăng kí

đến CMTS xác nhận file cấu hình vừa

nhận

Hình 3-12 Bản tin yêu cầu đăng kí

+ CMTS kiểm tra địa chỉ MAC của CM

và chữ kí cấp phép trên các tham số.

+ cung cấp băng tần cho các loại dịch vụ

CM yêu cầu

+ Gán SID

+ Gửi bản tin đáp ứng REG-RSP đến CM

Hình 3-13 Bản tin đáp ứng REG-RSP

3.1.3 Mã khoá liên kết số liệu Khi CM đã được đăng kí và bắt đầu gửi số liệu thực sự của người sử dụng thì

DOCSIS sẽ cung cấp chức năng BPI để mã khoá liên kết số liệu( luồng lưu lượng giữa

CM và CMTS).

BPI cho phép bảo vệ cơ bản dịch vụ bằng cách: đảm bảo rằng một modem cáp

( có một địa chỉ MAC 48 bit duy nhất)chỉ có thể lấy các tài liệu khoá của các dịch vụ

mà nó được phép truy nhập.

Vì BPI chỉ cung cấp một sự bảo mật đơn giản mà không cung cấp sự kiểm tra

quyền của cả CM và CMTS nên giao thức phân bố khoá sẽ không có cơ chế kiểm tra

quyền như là mật khẩu hay chữ kí số( digital signature). Vì thế, nó không thể chống lại

sự thâm nhập của một modem giả quyền truy nhập.

BPI sử dụng chế độ mã khoá CBC (Cipher Block Chaining) của thuật toán tiêu

chuẩn mã khoá số liệu (DES- Data Encryption Standard) để mã khoá số liệu ở các

khung đường lên và đường xuống. Giao thức quản lý khoá sử dụng thuật toán mã khoá

khoá công cộng RSA và chế độ ECB( Electronic Codebook) của DES để bảo vệ sự

thay đổi khoá giữa CM và CMTS. Các CM phải được cài đặt sẵn cặp khoá RSA riêng

và công cộng. Số lần thay đổi các khoá bí mật công cộng được quyết định bởi nhà vận

hành. Những khoá này có thể được thiết lập cho một khoảng thời gian dài từ nhiều

tháng đến hàng tuần hoặc có thể thường xuyên hơn là cách 30 giây một lần.

3.1.4 Kĩ thuật nén ảnh động MPEG

* Giới thiệu chung về MPEG:

MPEG là một tiêu chuẩn nén audio và video số được phát triển bởi nhóm

MPEG ( Moving Picture Expert Group) theo tổ chức quốc tế ISO. Công nghệ MPEG

bao gồm các phát minh khác nhau từ nhiều công ty và các cá nhân riêng lẻ trên toàn

thế giới.

Một số chuẩn nén MPEG được biết đến là MPEG 1, MPEG 2, MPEG 3,

MPEG 4, MPEG 7,...và một số chuẩn liên quan như chuẩn nén ảnh tĩnh JPEG, chuẩn

nén ảnh nhị phân fax như JBIG, ngoài ra có một số chuẩn khác như là chuẩn

ITU.H.261( 1993) và H263 (1995).

+ MPEG 1 là tiêu chuẩn nén một ảnh động kích thước 320x 240 có tốc độ bit từ

1 đến 1.5 Mb/s , được áp dụng cho ghi hình trên băng từ, đĩa CD và truyền dẫn trong

mạng máy tính.

+ MPEG 2 được sử dụng cho các ứng dụng cao hơn với tốc độ 10 Mb/s để

truyền tín hiệu truyền hình số thông thường. Chuẩn này cũng cho phép mã hoá video

với hàng loạt các ứng dụng đòi hỏi có thể phân tích ảnh theo các cách khác nhau.

Chuẩn MPEG 3 nén tín hiệu số lên đến 50 Mb/s cho phép dùng để truyền tín hiệu

truyền hình có độ phân giải cao. Năm 1992, hai chuẩn MPEG 2 và MPEG 3 được kết

hợp chung lại với tên là MPEG 2.

+ MPEG 4 được hoàn thiện vào tháng 10/1998 nhằm mục đích phát triển các

tiêu chuẩn mã hoá mới với tốc độ bit rất thấp, dành cho nén hình ảnh với ít khung hình

và yêu cầu làm tươi chậm , tốc độ dữ liệu yêu cầu là 9 – 40 Kb/s .

+ MPEG-7: Chuẩn này được đề nghị vào tháng 10-1998 và kế hoạch trở thành

chuẩn quốc tế. MPEG-7 sẽ là chuẩn mô tả thông tin của rất nhiều loại đa phương tiện.

Mô tả này sẽ kết hợp với chính nội dung của nó cho phép khả năng tìm kiếm nhanh và

hiệu quả theo yêu cầu người dùng. MPEG 7 được gọi chính thức là: “Giao thức mô tả

nội dung đa phương tiện”.

* Phương pháp nén MPEG:

Tiêu chuẩn MPEG là sự kết hợp giữa nén trong ảnh và nén liên ảnh. Tức là

phương pháp nén có tổn hao dựa trên biến đổi DCT và bù chuyển động. Công đoạn

đầu tiên của hầu hết các quá trình nén là xác định lượng thông tin dư thừa trong miền

không gian một mành hoặc một ảnh tín hiệu Video. Nén trong miền không gian được

thực hiện bởi phép biến đổi cosin rời rạc-DCT( biến đổi dữ liệu dạng biên độ thành

dạng tần số). Mục đích của quá trình biến đổi là tách liên kết pixel của từng ảnh con,

hoặc gói năng lượng của ảnh con vào một phần nhỏ các hệ số hàm truyền. Việc mã

hóa và truyền chỉ thực hiện đối với các hệ số năng lượng này và có thể cho kết quả tốt

khi tái tạo lại tín hiệu Video có chất lượng cao. Các phép tính DCT được thực hiện

trong phạm vi các khối 8x8 mẫu tín hiệu chói Y và các khối tương ứng của tín hiệu

màu.

Một chuỗi Video là một chuỗi các hình ảnh tĩnh hiện ra với tốc độ nhanh cho

cảm giác chuyển động liên tục. Mặc dù mỗi khung có sự khác nhau, nhưng cần phải có

tốc độ khung cao để đạt được cảm giác chuyển động thực sự. Từ đó tạo ra nhiều độ dư

thừa tạm thời giữa các khung kề nhau. Sự bù chuyển động chính là để loại bỏ phần dư

thừa tạm thời này .

Khi các khung ảnh thay đổi từ khung này tới khung khác, do chuyển động của

đối tượng mà cường độ sáng sẽ thay đổi nhiều. Trong mã bù chuyển động, khung hiện

hành được dự báo từ khung trước bằng cách xấp xỉ chuyển động giữa hai khung và bù

chuyển động đó. Sự khác nhau giữa khung hiện hành và dự báo của khung đó gọi là

phần dư thừa của bù chuyển động và phần dư này sẽ được mã hóa.

3.1.5 Kĩ thuật điều chế trong truyền hình cáp

Chức năng của việc điều chế M-QAM là chuyển đổi luồng bit băng gốc thành

các điểm QAM trong băng tần sẵn có tại tần số trung tần IF.

Các thông số truyền dẫn đối với các phương thức điều chế 64/256-QAM dựa

trên giao thức DOCSIS 1.1 và chuẩn J.83B ITU-T cho các hệ thống có độ rộng kênh 6

MHz và các thông số tương đương theo chuẩn J.83A ITU-T đối với kênh độ rộng

8 MHz ( Châu Âu) được tóm tắt trong bảng 3.4:

Thông sốDOCSIS 1.1, ITU-T J.83B ITU-T J.83A

256-QAM 64-QAM 256-QAM 64-QAM

Băng thông kênh 6 MHz 6 MHz 8 MHz 8 MHz

Tốc độ ký hiệu tổng5,360

MBaud/s

5,056

MBaud/s

6,952

MBaud/s

6,952

MBaud/s

Tốc độ bit kênh42,884

Mb/s30,341 Mb/s 55,616 Mb/s

41,712

Mb/s

Tốc độ thông tin (gồm

byte đồng bộ MPEG)

38,810

Mb/s

26,970

Mb/s

50,981

Mb/s

38,236

Mb/s

Số bit/ký hiệu 8 bit 6 bit 8 bit 6 bit

Mã hóa TCM Tỷ lệ 19/20 Tỷ lệ 14/15

Mào đầu đồng bộ FEC

(Từ mã đồng bộ SYNC

42 bit)

78888/788 53802/53760 188/187 188/187

Tần số trung tần trung

tâm IF

44 hoặc

43,75 MHz

44 hoặc

43,75 MHz36,125 MHz

36,125

MHz

Bảng 3.4 : Các thông số truyền dẫn đường xuống đối với phương thức điều chế

64/256-QAM theo chuẩn J.83B ITU-T và chuẩn J.83A ITU-T

3.1.6 Kĩ thuật xử lý lỗi

Kĩ thuật sửa lỗi chia thành bốn lớp với các thuật toán sửa lỗi khác nhau như

hình 3-14 mô tả:

* Lớp mã hoá Reed-Solomon(R-S):

lớp này thực hiện mã hoá, giải mã khối sửa tối đa 3 lỗi trong một khối R-S. Mã

hoá R-S là dạng mã vòng đặc biệt có khả năng sửa lỗi ngẫu nhiên mạnh. Khác với bộ

mã hoá cơ hai ở chỗ nó tác động lên nhiều bit chứ không phải các bit riêng lẻ.

Chẳng hạn, bộ mã hóa cho một mã R-S (n,k) trên cơ sở các ký hiệu m bit, Bộ

mã hoá này nhóm các luồng số liệu cơ số hai thành các khối, mỗi khối có độ dài = k.m

(bít). Mỗi khối được xử lý như k ký hiệu. Thuật toán mã hóa mở rộng k ký hiệu thành

n ký hiệu bằng cách cộng n-k ký hiệu dư. Như vậy một từ mã chứa (n.m) bít.( Khi m là

một số mũ nguyên của 2, các ký hiệu m bít trên gọi là các byte. Giá trị phổ biến của m

là 8, tất nhiên các mã R-S 8 bit là các mã rất mạnh ).

Một mã R-S hiệu chỉnh t lỗi có các thông số sau :

Độ dài khối : n = 2m-1 các ký hiệu

Kích thước bản tin : k ký hiệu

Kích thước kiểm tra chẵn lẻ : n - k = 2t ký hiệu

Khoảng cách cực tiểu : dmin = 2t+1 ký hiệu

Đối với truyền dẫn MPEG-2 luồng tín hiệu được mã hoá khối R-S bao gồm 122

ký hiệu thông tin và 6 ký hiệu chẵn lẻ. Do vậy có khả năng sửa được 3 lỗi trong mỗi

khối R-S. Mã R-S cấu trúc giống như vậy được dùng cho cả 64-QAM và 256-QAM.

Cấu trúc khung FEC đối với mỗi loại điều chế là khác nhau.

Không có mối liên hệ về đồng bộ nào giữa khối R-S phát và gói dữ liệu được

chuyển. Do vậy đồng bộ MPEG-2 phải độc lập với đồng bộ khung R-S. Điều này giữ

cho lớp FEC và các lớp vận chuyển tách rời và độc lập.

Hình 3-15 mô tả cấu trúc khung FEC đối với điều chế 64-QAM gồm: 6 ký hiệu

đồng bộ (ở cuối khung), 60 khối R-S, mỗi khối chứa 128 ký hiệu. Còn trong điều chế

256-QAM, mỗi khung FEC gồm 40 bit đồng bộ ( ở cuối khung) và 88 khối R-S.

* Đan xen xoắn và giải đan xen

Đan xen ký hiệu trước khi truyền và giải đan xen sau khi thu cho phép bộ thu

QAM phân tán lỗi cụm và xử lý nếu chúng là lỗi ngẫu nhiên. Do vậy các đầu thu

QAM biến đổi một kênh nhớ thành một kênh không nhớ, cho phép các mã sửa lỗi

ngẫu nhiên như R-S được dùng hiệu quả. Nhiễu cụm trong một kênh có thể gây ra các

lỗi ký hiệu hoặc nhân lỗi trong mỗi ký hiệu. Các lỗi này được phân tán trong các khối

R-S bởi giải đan xen như vậy số lượng các lỗi ký hiệu tương đương trong mỗi khối ở

trong dải khả năng sửa lỗi của bộ giải mã R-S. Đan xen xoắn được dùng trong cả điều

chế 64-QAM và 256-QAM.

* Điều chế và mã hóa lưới TCM :

Phương thức điều chế và mã hóa lưới TCM sử dụng cho thông tin số để nhận

được khả năng chống tạp âm tốt hơn mà vẫn giữ nguyên tốc độ số liệu. TCM là

phương thức điều chế và mã hóa kết hợp nhằm cải thiện độ tin cậy của hệ thống truyền

dẫn số mà không cần thiết phải tăng công suất phát và độ rộng băng thông cần thiết.

Phương pháp mã hóa lưới kết hợp lựa chọn sơ đồ điều chế tốc độ cao cùng với mã hóa

xoắn, đồng thời máy thu thay cho việc giải điều chế và mã hóa ở hai bước riêng biệt sẽ

kết hợp hai bước trên thành một.

3.2 Cấu trúc và hoạt động của modem cáp và CMTS

3.2.1 Cấu trúc của modem cáp

Trong các phần trước đã trình bày sơ qua về khái niệm modem cáp, các loại

modem cáp và các kiểu kết nối phía ngoài. Sau đây sẽ trình bày sơ đồ các khối bên

trong. Mặc dù các modem cáp là rất khác nhau nhưng kiến trúc cơ bản thì có thể được

mô tả như hình 3-16:

* Bộ thu sóng (Tunner):

Khối này kết nối trực tiếp với đầu đến của mạng CATV, thông thường một

Tunner có tích hợp bên trong một bộ lọc phân hướng( diplexer) cho phép cung cấp cả

tín hiệu đường lên và đường xuống thông qua cùng một tunner với một độ cách ly cần

thiết ( >65 dB) giữa đường lên và đường xuống.

Bộ thu sóng này còn chứa một bộ khuếch đại đường xuống do khối MAC điều

khiển. Bộ khuếch đại này sẽ gửi các tín hiệu đường lên ở mức độ mà modem cáp và bộ

phân phối trung tâm thoả thuận.

Nhiệm vụ chính của khối này là:

+ Có chất lượng đủ tốt để “ bắt” các tín hiệu được điều chế QAM

+ Hạ tần trong đường xuống và nâng tần trong đường lên.

Một số công ty cung cấp sản phẩm này trên thị trường như: ALPS, Sharp,

Temic, Panasonic,...

* Khối giải điều chế :

Đây là khối thu tín hiệu trung tần IF trong đường xuống. Khối này thường

chứa:

+ Một bộ chuyển đổi A/D

+ Giải điều chế QAM 64/256

+ Đồng bộ hoá khung MPEG

+ Sửa lỗi Reed-Solomon

Chi tiết về cơ chế điều chế và sửa lỗi xin xem ở phần 3.1.5 và phần 3.1.6

Trên thị trường, Broadcom cung cấp khối này ở dạng chip đơn còn các công ty

khác như Standford Telecom, SGS Thomson, VLSI Technologies,....thì cung cấp ở

dạng kết hợp với các khối khác.

* Khối điều chế cụm( Burst Modulator)

Là khối cung cấp tín hiệu đầu vào cho Tunner để phát vào mạng cáp đến

Headend. Khối này làm nhiệm vụ:

+ Mã hoá R-S từng cụm

+ Điều chế QPSK/16 QAM trên tần số đã chọn

+ Chuyển đổi D/A.

Tín hiệu đầu ra đưa qua một bộ điều chỉnh có mức đầu ra có thể thay đổi được

để thực hiện điều chỉnh bù cho những suy hao cáp không biết trước.

Khối này chỉ có trong CM và một số STB hai chiều vì vậy việc sản xuất khối

này hiện có rất ít công ty cung cấp như: Broadcom, Standford Telecom, SGS

Thomson...

* Khối MAC:

Cơ chế điều khiển truy nhập phương tiện- MAC có thể được thực hiện bởi phần

cứng hoàn toàn hoặc kết hợp giữa phần cứng và phần mềm. Cơ chế MAC này phức tạp

hơn khi đem so sánh với MAC của Ethernet và thực sự khối này không thể xử lý được

hết các chức năng của lớp MAC mà không có sự trợ giúp của khối vi xử lý.

Chi tiết các chức năng lớp MAC đa trình bày ở phần 3.1.1 và phần 3.1.2 .

* Khối giao diện:

Khối này bao gồm một số các giao diện giữa thiết bị ngoại vi và modem cáp

như: Ethernet, USB, PCI,....

* Các khối khác:

Đối với các loại modem cáp cắm ngoài thì cần có thêm một số khối như khối

CPU, khối nhớ, khối nguồn và ngoài ra có thể có các khối hiển thị như màn hình LCD,

các đèn LED....

Khối CPU có chức năng điều khiển toàn bộ quá trình hoạt động của modem cáp

thường có dạng khối hoàn chỉnh như là các chip.

Khối nhớ bao gồm các loại bộ nhớ như:

+ Boot ROM chứa các thông số bảng Boot trong quá trình khởi động.

+ Flash ROM chứa các thông số hệ thống.

+ DRAM có chức năng như một không gian làm việc để tải các file cần thiết

trong quá trình làm việc.

Khối nguồn có chức năng cơ bản là biến đổi mức điện áp lưới xoay chiều 220V

thành các mức điện áp khác nhau phù hợp để cung cấp cho các khối vi mạch trong

modem ví dụ như +12V, +5V, +3,3V, +1,8V....

3.2.2 Cấu trỳc của CMTS

CMTS cú thể được mụ tả sơ lược như hỡnh 3-17:

Hình 3-17: Cấu trúc của CMTS

CMTS có cấu trúc về nguyên lý giống như CM song được đặt ở Headend và

phục vụ chung cho một mạng lưới các CM cùng kết nối đến nó. Do vậy, chức năng

của nó phức tạp hơn nhiều so với một CM đặt tại thuê bao. Ngoài các chức năng kết

cuối modem cáp thông thường, CMTS còn phải hỗ trợ :

+ Độ trong suốt đối với dòng IP ở lớp mạng

+ Các mặt nạ mạng con có độ dài thay đổi

+ Định địa chỉ không theo lớp

+ Định địa chỉ phát đa phương và chuyển tiếp,

+ Giao thức quản lý nhóm Internet

+ Giao thức phân giải địa chỉ

CMTS chịu trách nhiệm về phần kích hoạt, điều chỉnh phạm vi và bảo trì toàn

mạng lưới modem cáp.

3.2.3 Hoạt động của modem cáp và CMTS

* Giai đoạn khởi động modem:

Liên lạc bằng modem cáp được thực hiện qua một số các bước thiết lập được

minh hoạ như hình 3-18 :

Hình 3-18: Quá trình khởi động modem cáp

* Sau khi bật nguồn, modem sẽ quét để tìm một kênh đường xuống có thể đồng

bộ được( Các CM cần được đồng bộ hoá và sắp xếp để biết được khi nào thì bắt đầu

truyền dẫn).

+ CMTS gửi các gói đồng bộ hoá để tạo ra tham chiếu thời gian .

+ CMTS điều khiển sự truy nhập vào các khe bằng cách gán ‘cơ hội truyền

dẫn’ cụ thể cho các dải khe mini để mỗi CM có thể lọt vào được một khe mini xác

định nào đó do head-end cung cấp. Một cơ hội truyền dẫn có thể là dựa trên một khe

tranh chấp hay dùng riêng.

Trong đó khe dùng riêng là khe thời gian được dùng cho một modem xác định,

có nghĩa không CM khác nào có thể truyền dẫn trên khe thời gian đó. Các khe dùng

riêng nhìn chung thường thích hợp cho việc truyền dẫn dữ liệu kéo dài. Và CMTS sẽ

phân bổ các khe thời gian bằng thuật toán phân bổ băng thông. Thuật toán này có thể

khác nhau tuỳ từng nhà cung cấp.

Còn các khe tranh chấp thì được mở cho tất cả các CM sử dụng truyền dẫn.

Do vậy với loại khe này có thể xảy ra việc nhiều CM đồng thời truyền tín hiệu lúc đó

xảy ra va chạm dẫn đến mất số liệu. CMTS sẽ không có kí tự báo nhận ACK dương

( tức là không nhận được dữ liệu) lúc này các CM sẽ phải truyền dẫn lại vào một thời

điểm tuỳ chọn khác. Các khe tranh chấp thường được dùng cho truyền dẫn dữ liệu cực

ngắn .

* Sau khi quá trình đồng bộ hoá hoàn thành, CM nhận các tham số đường lên

mà nó cần có để thông báo cho CMTS về sự có mặt của nó trên mạng lưới, thông qua

ba bản tin lớp MAC là: SYNC, UCD và MAP( chi tiết trong phần 3.1.2 ). Ví dụ bản tin

UCD để mô tả kênh đường lên phù hợp với khả năng của chính CM đó: có sự giới hạn

về khả năng phát tốc độ bit, có sự giới hạn dải tần số hoạt động, kiểu điều chế và có

một số loại kênh đặc biệt mà CM đó không được phép phát vào.

Cuối cùng, CM sẽ nhận được các thông tin( sẽ sử dụng cho quá trình điều chỉnh

phạm vi ):

+ Tham chiếu thời gian thô.

+ Thông tin chi tiết về một kênh phát đường lên.

+ Thông tin về các cơ hội phát duy trì cho các CM vừa mới kết nối vào mạng.

* Điều chỉnh phạm vi:

Việc đăng ký điều chỉnh phạm vi cho phép CM tự xác nhận với CMTS. Đồng

thời cũng cho phép HE: gán các tần số cho đường lên và đường xuống; đặt mức độ

công suất; phân bổ các thông tin quản lý khác cần cho việc quản lý mạng.

Do có khoảng cách vật lý khác nhau giữa bộ phân phối trung tâm và các

modem cáp, mỗi CM sẽ có sự thiết lập riêng cho các tham số: tham chiếu thời gian,

công suất phát, tần số phát.

Sau khi nhận được yêu cầu điều chỉnh phạm vi, CMTS thông báo cho CM về

độ trễ truyền dẫn. Các tần số được gán cho đường lên có thể thay đổi bất cứ lúc nào.

HE phải đảm bảo rằng CM nhận được tần số gán mới trước khi nhận thấy tín hiệu

truyền dẫn của CM trên dải tần mới.

* Thiết lập kết nối IP:

Sau khi quá trình điều chỉnh phạm vi hoàn thành, CM phải sử dụng các cơ chế

giao thức DHCP để có được một địa chỉ IP, rồi tiếp tục quá trình đăng ký/định cấu

hình (quá trình dự phòng).

Máy chủ DHCP sẽ đáp lại các địa chỉ IP, tên của file cấu hình và địa chỉ máy

chủ. Chỉ cần CM được kích hoạt thì nó sẽ được “ mượn ” một địa chỉ IP để sử dụng.

Sau một thời gian không kích hoạt địa chỉ này sẽ bị đòi lại và cấp cho một CM khác

đang được kích hoạt do đó bảo toàn được không gian địa chỉ IP.

* Sau dó, CM tải xuống file có các tham số cấu hình từ máy chủ cấu hình( bằng

phương thức TFTP). Các file cấu hình này bao gồm các thông số mà CM dùng để hoạt

động như là: Bao nhiêu băng tần được sử dụng và dịch vụ nào được cung cấp.

Cuối cùng, CM sẽ gửi bản tin đăng kí đến CMTS để CMTS xác nhận file cấu

hình mà CM vừa nhận là từ máy chủ có hợp lệ hay không . CMTS sẽ truy vấn một bản

sao của file cấu hình từ máy chủ đúng và so sánh với bản từ thuê bao để đảm bảo rằng

CM đó sẽ chỉ sử dụng các dịch vụ được phép. Chỉ sau khi kiểm tra xong file cấu hình,

CM mới bắt đầu gửi dữ liệu thực sự vào mạng và chính lúc này đèn LED xanh báo

hiệu “sẵn sàng” trên một số loại CM sẽ bật sáng.

(Mỗi CM cần có một địa chỉ MAC 48 bit duy nhất (theo IEEE 802) được gán

trong quá trình chế tạo, cũng như các thông tin bảo mật mạng cần thiết để xác thực

CM đó).

Sau khi quá trình thiết lập hoàn thành, thiết bị khách hàng có thể truyền thông

với thế giới bên ngoài bằng hệ thống CATV. Sự truyền thông này là hai chiều và được

trình bày ngay sau đây.

* Truyền tải lưu lượng đường lên

Thuật ngữ ‘đường lên’dùng để chỉ tín hiệu do CM truyền . Lưu lượng đường

lên luôn xuất hiện ở dạng các cụm rời rạc, do đó nhiều CM có thể truyền tín hiệu đi

trên cùng một tần số.

Khi một gói Ethernet đi từ thiết bị khách hàng đến modem cáp, nó sẽ được gói

trong một gói MAC với tiêu đề PDU. CM sẽ xác định vị trí băng thông cho các cơ hội

truyền dẫn và gửi khung MAC đi khi được phép. Các cơ hội truyền dẫn có 2 cấu thành

chính: số lượng các khe nhỏ (mini) và các đặc tính của lớp vật lý.

Truyền dẫn ở đường lên được đặc trưng bởi:

+ Tính linh hoạt và khả năng lập trình được của CM.

+ Tần số linh hoạt.

+ Đa truy nhập phân chia theo thời gian.

+ Định dạng điều chế QPSK hay 16 QAM.

+ Hỗ trợ các định dạng đơn vị dữ liệu gói (PDU) có khung cố định hay độ dài

thay đổi.

+ Nhiều tốc độ ký hiệu.

+ Mã hoá khối Reed-Solomon có thể lập trình được.

+ Đồng bộ ở trạng thái khởi đầu (preamble) có thể lập trình được

Trong hai phương thức điều chế QPSK và 16 QAM(4 bit trên một ký hiệu) với

ánh xạ được mô tả như hình 3-19 thì 16 QAM có tốc độ nhanh hơn, nhưng lại đễ bị

ảnh hưởng bởi tạp âm đầu vào nhất.

Hình 3-19 a): Ánh xạ ký hiệu QPSK Hình 3-19 b): Ánh xạ ký hiệu 16 QAM

Với hướng đường lên, tín hiệu số được mã hoá bằng QPSK hoặc 16 QAM,

chuyển thành tín hiệu analog và sau đó được gửi đến Tunner để được truyền đi trong

dải tần đường lên (5-65 MHz).

* Truyền tải lưu lượng đường xuống

Sau khi CM được đăng kí, lưu lượng thông tin truyền dẫn xuống sẽ chứa các dữ

liệu tải xuống và các thông tin quản trị mà CM yêu cầu hoặc những thông tin mà

CMTS cần để phân bổ. Mỗi CM có thể nghe các tín hiệu quảng bá từ CMTS, nhưng

chỉ có CM nào có địa chỉ đích chính xác mới có thể truy nhập vào những thông tin

chứa trong phần tải tin của gói.

Thông thường, một kênh đường xuống thường tương ứng với nhiều kênh đường

lên để đạt được độ cân bằng cần thiết trong băng tần dữ liệu.

Với hướng đường xuống, tín hiệu RF từ CMTS đến CM được mã hoá theo 64

QAM hoặc 256 QAM có ánh xạ giống như trong hình 3-19 nhưng trên mỗi góc phần

tư có có 16 mã với 64 QAM hoặc 64 mã với 256 QAM. Sau đó, tín hiệu này được gửi

đến Tunner, giải mã QAM, chuyển thành tín hiệu số phù hợp với thiết bị trong nhà

thuê bao.

3.3 Một số vấn đề liên quan đến hoạt động của modem cáp

3.3.1 Nhiễu và biện pháp xử lý

* Nhận xét chung về tạp âm và nhiễu trong mạng cáp:So sánh kiến trúc mạng cáp hoạt động trong đường lên và đường xuống ta thấy:

Nếu như đường xuống chỉ có một vị trí truy nhập( từ Headend ) vào mạng phân phối

cáp và tại đó tín hiệu được kiểm soát rất chặt chẽ thì với đường lên, ngược lại( tín hiệu

có thể truy nhập vào mạng từ bất kì nhà thuê bao nào kết nối vào mạng) và tất cả các

tín hiệu này sẽ tập hợp nhau lại trong quá trình tiến đến Headend. Do đó hệ thống

đường lên còn được gọi là “ phễu tạp âm”.

Với khuynh hướng tích luỹ tạp âm như vậy, so với mạng cáp sơ khai ( hoàn

toàn đồng trục dạng cây- nhánh đấu nối trực tiếp tất cả các thuê bao) thì mạng HFC tỏ

ra giảm bớt nhiễu rất hiệu quả nhờ sự phân đoạn nhóm thuê bao bởi các node quang.

Có ba loại nguồn tạp âm lớn trong hệ thống đường lên và đường xuống là tạp

âm nhiệt , tạp âm tích luỹ quang và nhiễu đầu vào. Ngoài ra còn có một số hiện tượng

ảnh hưởng khác như : phi tuyến , ăn mòn hoá học, vận hành bảo dưỡng kém chất

lượng...

Mô hình toán học mô tả ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với hệ thống đường

xuống được trình bày trong hình 3-20, với hệ thống đường lên được trình bày trong

hình 3-21. Trong đó, mô hình toán học cho sự thâm nhập của mỗi phần tử nhiễu được

trình bày trong bảng B-1 ( trong phụ lục B).

Hình 3-20 Mô hình ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với đường xuống

Hình 3-21 Mô hình ảnh hưởng của tạp âm và nhiễu với đường lên

* Tạp âm nhiệt:

Là loại tạp âm phát sinh trong phần tử tích cực như các bộ khuếch đại, các bộ

thu ...do hiện tượng dao động nhiệt của các điện tử. Đại lượng đặc trưng cho nó là hệ

số tạp âm của bộ khuếch đại-NF.

Xét một tín hiệu sóng mang không nhiễu được phát qua một bộ khuếch đại, lúc

đó tỉ số công suất sóng mang trên công suất nhiễu- C/N được tính là:

C/Namp = Input( dBmV) – NF - Nnền ( dBmV)

{ Trong trường hợp các bộ khuếch đại được đặt thành tầng khuếch đại gồm N

bộ khuếch đại giống nhau mắc nối tiếp thì C/N được tính theo công thức sau:

C/Ntổng =C/Namp – 10lgN }

Trong đó:

Nnền là công suất nhiệt tạp âm trong một băng tần tạp âm đang xét

B( Hz): Nnền =10lg( BHz) – 125,2dBmV

-125,2dBmV là tạp âm nhiệt trong băng tần B= 1 Hz, hệ thống có trở kháng

Z= 75 W, ở nhiệt độ phòng.

Giá trị B ứng với tín hiệu đường xuống (Bd) được chuẩn hoá do đó Nnền được

tính thành các giá trị chuẩn như ví dụ ở bảng 3.5:

Tiêu chuẩn Bd Nnền

NTSC 4.0 MHz - 58.2 dBmV

PAL 5.0 MHz + 1.8 dBmV

Bảng 3.5 Các giá trị chuẩn Nnền ứng với Bd

Giá trị B ứng với tín hiệu đường lên( Bu) có giá trị biến đổi dải rộng từ 100

KHz đến 6 MHz nên Nnền có thể nhận các giá trị tương ứng như trong Bảng

B-2 đã liệt kê sẵn trong phần phụ lục B.

*Tạp âm tích luỹ quang:

Là tạp âm xuất hiện trong quá trình tín hiệu quang truyền giữa node quang và

khối thu quang ở Headend tại các lade , sợi quang, bộ thu quang.

Ảnh hưởng của yếu tố này được minh hoạ qua ví dụ hình 3-22.

Hình 3-22 Ảnh hưởng của yếu tố tạp âm tích luỹ quang

Trong hình này, đường cong biểu diễn sự suy giảm của giá trị C/N trong quá

trình lan truyền trên liên kết quang theo một hàm phụ thuộc vào chiều dài kiên kết

quang. Trong đó chiều dài được quy đổi thành giá trị suy hao tương ứng ở bước sóng

1310 nm với tỷ số suy hao là 0.4 dB/Km ( =2,5 Km/dB).

* Nhiễu đầu vào:

Là thành phần tạp âm đến từ môi trường xung quanh thâm nhập vào hệ thống

thông qua hệ thống đường dây kết nối trong nhà và các đoạn Drop .

Các điểm thu đó thường là các kết nối lỏng, các vỏ bảo vệ bị vỡ, các tiếp đất

cho thiết bị kém chất lượng...Một số nguồn tạp âm phổ biến loại này được minh hoạ

trong hình 3-23. Ngoài ra còn có ở nhiều nơi không đảm bảo về mặt kĩ thuật các khối

thiết bị hệ thống đường dây trong nhà, cầu rẽ, Headend.

Hình 3-23 Một số nguồn nhiễu đầu vào phổ biến

* Méo đường chung( Common Path Distortion)Khi các tín hiệu RF hai hướng trong hệ thống cáp đi qua các điểm tiếp xúc cơ

học ví dụ như mối tiếp xúc kiểu G được sử dụng giữa môdun khuếch đại có thể tháo

lắp với vỏ bọc như mô tả ở hình 3-24 và kiểu tiếp xúc bàn kẹp dùng đinh ốc giữ cáp

đồng trục kết nối vào bộ khuếch đại cũng được mô tả trong hình 3-24:

Hình 3-24 Một số điểm tiếp xúc gây méo đường chung

Nếu có một lớp ôxít hình thành ở bất kì chỗ tiếp xúc nào thì sẽ tạo ra một hiệu

ứng giống như của diode. Mà ta đã biết diode là một phần tử phi tuyến trong mạch

điện do đó nó gây ra hiệu ứng trộn các tín hiệu đường xuống, các tần số lạ tạo ra có thể

rơi vào vùng băng tần đường lên. Vì các tín hiệu đường lên và đường xuống cùng đi

qua lớp bán dẫn tại những điểm đó, do vậy những tín hiệu tần số không mong muốn đó

có thể kết hợp vào phổ tần đường lên gây nhiễu do vậy méo này được gọi là méo

đường chung.

Không giống như các tín hiệu gây hại khác, loại méo này có thể biến đổi rất lớn

vì bản chất của của lớp tiếp xúc kiểu diode là phụ thuộc rất lớn vào áp suất, độ ẩm,

nhiệt độ...Để hạn chế loại tạp âm này, biện pháp áp dụng là phải đảm bảo tất cả các kết

nối có cùng chất kim loại, được làm sạch, được kết nối chặt và bịt kín chống nước.

* Nhiễu xung, nhiễu cụmNhiễu xung chủ yếu phát sinh từ các đường dây điện cao thế 60 Hz và bất kì sự

phóng điện tĩnh như: khởi động mô tơ điện xoay chiều, hệ thống đánh lửa ô tô, truyền

hình, phát thanh, ...

Loại nhiễu này gây ra các gián đoạn truyền dẫn ngẫu nhiên trên kênh đường

lên và đường xuống. Có hai loại: nhiễu Corona và nhiễu khe( Gap noise). Trong đó,

nhiễu corona tạo ra do sự ion hoá không khí xung quanh đường điện cao thế như minh

hoạ trong hình 3-25.

Hình 3-25 Nhiễu corona và nhiễu khe tạo ra do đường điện cao thế

Sự thể hiện rõ nét ở hiện tượng phóng năng lượng từ đường điện cao thế 300

kV vào không khí. Còn nhiễu khe được tạo ra khi bộ cách ly bị vỡ hay các kết nối bị

lỏng bị ăn mòn hoá học. Sự hư hại này dẫn đến sự thâm nhập của các đường phóng

điện 100 kV với khoảng thời gian rất ngắn (vài micrô giây).

* Điều chế HumCơ chế xuất hiện nhiễu này trong băng tần đường lên và đường xuống phát sinh

từ việc cấp nguồn. Hiện tượng này được cho là: do có một lượng nhỏ tín hiệu xoay

chiều không bị lọc trên các đường dẫn một chiều vào các vi mạch khuếch đại.

Sự méo điều chế ở tần số điện 50 Hz (60 Hz) và hài bậc hai có thể là méo biên

độ hoặc tần số tín hiệu phát do sự điều chế tín hiệu bởi dòng điện xoay chiều.

Theo quy định của FCC mục 76 ( phần 76.605 ): độ lớn của điều chế Hum biên

độ ở đầu cuối nhà thuê bao yêu cầu không quá 3 % ( mức giảm biên độ < 0.26 dB).

Khi vượt quá 3%, sự suy giảm kênh QAM tăng rất nhanh. Giải pháp hạn chế là sử

dụng vòng điều khiển công suất nhanh bên trong bộ thu QAM, cho phép bộ cân bằng

bám theo sự biến động của tín hiệu QAM. Các kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng: CNR

của tín hiệu 256 QAM có thể giảm tới trên 1 dB ở mức suy giảm 5% .

Các nguồn chính gây điều chế Hum là các bộ khuếch đại có khiếm khuyết về

cấp nguồn. Ngoài ra các thành phần khác( thậm chí cả thiết bị thụ động) cũng là

nguyên nhân gây ra điều này.

3.3.2 Quản lý modem* Về khía cạnh quản lý mạng nói chung (theo mô hình OSI), các node được

quản lý theo các nhóm chức năng sau:

+ Cấu hình: quản lý địa chỉ, tham số mạng, điều khiển truy nhập và các mức độ

tham số dịch vụ.

+ Hiệu suất, tính toán: thống kê lưu lượng và chất lượng tín hiệu RF.

+Cách ly lỗi: thống kê lỗi, chất lượng tín hiệu RF, kiểm tra mạng.

+ An ninh mạng: mã khoá và một số hỗ trợ mức ứng dụng.

* Về khía cạnh quản lý đặc thù mạng CATV:

Một số thực thể sau cần được giám sát và điều khiển:

+ Điều khiển truy nhập.

+ Các cấp độ của dịch vụ (CBR/VBR/ABR).

+ Công suất thu/ phát và khoảng cách từ Headend.

Giao thức quản lý lớp MAC giải quyết các vấn đề: khởi tạo modem cáp, giám

sát lỗi, mã khoá. Trong đó, các tham số điều khiển truy nhập được khởi tạo trước khi

CM có thể chính thức hoạt động như: đồng bộ hoá, cấp phép, gán địa chỉ nội bộ, điều

chỉnh phạm vi và định mức công suất, gán kênh đường lên và đường xuống mặc định,

gán thông tin mã khoá.

* Một số ví dụ tương tác quản lý giữa CM và HFC:

+ Ví dụ gán kênh:

Khi một CM truy nhập mạng, nó quét các kênh đường xuống cho tới khi tìm

được tín hiệu. Sau đó nó lập bộ đếm thời gian và chờ nhận bản tin mời INVITATION(

bản tin này thông báo với CM những kênh đường lên nào là khả dụng). Bộ đếm sẽ

dừng nếu không nhận được bản tin INVITATION nào.

Trong trường hợp: tại một kênh không thể xử lý thêm luồng lưu lượng thì CM

sẽ quét kênh tiếp theo cho tới khi nhận được bản tin INVITATION trước khi hết thời

hạn. CM sẽ gửi một INVITATION_RESPONSE và chỉ thị kênh đường xuống hiện

đang bắt.

Nếu bản tin INVITATION_RESPONSE đầu tiên không có trả lời, hoặc nếu

tần số đường xuống trong bản tin INVITATION_RESPONSE không phù hợp với tần

số thiết lập ở cổng thu khi đó cổng sẽ báo lỗi gán tần số tới hệ thống quản lý mạng.

Bản tin INVITATION_RESPONSE có thể bị hư hại trong quá trình truyền dẫn

do mức công suất quá cao hoặc quá thấp để Headend nhận thấy đúng.

Bản tin INVITATION_RESPONSE có thể phải được phát ở nhiều mức công

suất khác nhau khi nó không nhận được trả lời.

Sau khi thử sử dụng nhiều loại mức công suất không thành công, CM sẽ thử tìm

kiếm kênh khác và lặp lại quá trình trên.

+ Ví dụ yêu cầu một kênh khác:

Một CM có thể yêu cầu một kênh khác để đáp ứng nhu cầu QoS của nó.

CM phát bản tin yêu cầu kênh mới REQUEST_NEW_CHANNEL đến

Headend.

Khi bản tin này được nhận, Headend sẽ xác định xem: Nếu có kênh khác khả

dụng, nó sẽ phát bản tin JUMP đến modem cáp.

Bản tin JUMP sẽ buộc CM phải phát bản tin DISCONNECT, thay đổi tần số

đường xuống của nó đến tần số đã xác định.

Do vậy, CM quay về trạng thái tìm kiếm bản tin INVITATION.

+ Ví dụ chuyển giao:

Headend giám sát lỗi trên từng kênh và từng người sử dụng.

Khi hiệu năng giảm dưới mức ngưỡng nhất định, lúc ấy tất cả những người sử

dụng trên kênh đó sẽ được chuyển sang một kênh tần số chưa sử dụng( sẽ vẫn duy trì

cấu trúc khung cũ và sự gán khe thời gian cũ).

Nếu không có kênh tần số chưa sử dụng, thì Headend sẽ gán riêng lẻ từng CM

đến các kênh khác theo thuật toán phân bổ băng thông động.

Headend cũng kiểm tra trường hợp: chỉ có một người sử dụng xác định nào đó

có mức lỗi không thể chấp nhận được trong khi những người sử dụng khác trên cùng

kênh đường lên đó không bị như vậy. Lúc đó, Headend sẽ chỉ gán lại riêng CM đó

sang một kênh khác để giảm lỗi.

3.3.3 An ninh:Hầu hết tất cả các loại ứng dụng nhất là các ứng dụng tương tác ( ngân hàng,

giao dịch thương mại, giải trí, kinh doanh) đều yêu cầu một vài hình thức an ninh. Các

đối tượng cần được bảo vệ là: người sử dụng, nhà khai thác, cơ quan chính phủ. Có

một số hình thức đe dọa như: kiểu ngẫu nhiên, kiểu thiếu vai trò quản trị và kiểu cố ý

xâm phạm.

Hệ thống CM cung cấp cho người sử dụng tốc độ truy nhập cao tới các dịch vụ

số liệu gói như là truy nhập Internet, điện thoại gói( packet telephony ) truyền hình hội

nghị và giao dịch từ xa( tức là truy nhập từ xa đến các mạng doanh nghiệp). Các mối

đe doạ trên kết hợp với các dịch vụ này tạo thành hai loại an ninh sau:

+ An toàn các dịch vụ truyền tải số liệu.

+ An toàn các thiết bị CPE sử dụng CM để gắn vào mạng số liệu

công cộng.

* An toàn các dịch vụ vận chuyển số liệu:

Vận chuyển an toàn số liệu cung cấp cho các CM của người sử dụng số liệu cá

nhân thông qua mạng cáp bằng cách mã khoá luồng lưu lượng giữa CM và CMTS. Và

cung cấp cho các nhà điều hành cáp bảo vệ chống lại sự ăn trộm dịch vụ.

Các dịch vụ vận chuyển số liệu được MAC bảo vệ chia thành ba loại:

+ Các dịch vụ số liệu IP, tốc độ cao, nỗ lực tối đa.

+ Các dịch vụ số liệu có QoS mức cao.

+ Các dịch vụ nhóm phát đa điểm IP.

CMTS ngăn cản các truy nhập trái phép đến các dịch vụ vận chuyển số liệu này

bằng mã khoá và triển khai giao thức quản lý khoá client/server xác thực trong đó

CMTS( the server) điều khiển sự phân bố thông số về khoá tới các modem cáp

( client).

Vận chuyển số liệu an toàn có hai giao thức thành phần : Giao thức bao gói cho

việc mã khoá gói số liệu và giao thức quản lý khoá cho việc cung cấp sự phân phối bảo

mật các thông số khoá từ CMTS đến các modem cáp.

Trong đó, giao thức bao gói định nghĩa:

+ Khuôn dạng khung mang số liệu gói được mã khoá bên trong các khung

MAC.

+ Tập hợp mã khoá số liệu được hỗ trợ.

+ Các thuật toán xác thực.

+ Các quy tắc áp dụng các thuật toán mật mã.

Ví dụ như DOCSIS hiện tại đang sử dụng chế độ CBC(Cipher Block Chaining)

của tiêu chuẩn mã khoá số liệu Mỹ( DES) để mã khoá số liệu gói của khung MAC

DOCSIS. Giao thức này có thể mở rộng để hỗ trợ tiêu chuẩn mới mã khoá cải

tiến( AES) và hỗ trợ nhiều thuật toán mã khoá.

Giao thức quản lý khóa được CM sử dụng để lấy sự cấp phép và thông số mã

khoá lưu lượng từ CMTS và cũng để hỗ trợ sự cấp phép lại định kì và thay mới khoá.

Giao thức này sử dụng chứng nhận số X.509{digital certificate}, mã khoá công cộng

RSA.

* An toàn hệ thống thiết bị thuê bao :

Vấn đề chú ý trong những hệ thống này là sự truy nhập trái phép đến các file hệ

thống sử dụng các giao thức chia sẻ file chạy trên các phiên bản khác nhau của

Microsoft Windows( Win 95, Win 98, Win NT ) TCP/IP NetBIOS( NBT) và khối bản

tin hệ thống ( SMB).

CM có giao diện LAN tốc độ cao để kết nối với thiết bị CPE. Các máy tính sử

dụng hệ điều hành Window có thể chạy dịch vụ tên quảng bá NBT qua những giao

diện này để chia sẻ thông tin tên, địa chỉ với các máy tính được gắn cùng cáp LAN.

Khi hacker xác định được tên và địa chỉ của dịch vụ file và dịch vụ in chia sẻ,

thì hacker có thể thiết lập một phiên NetBIOS điểm -điểm. Tùy thuộc vào cấu hình của

hệ thống chia sẻ, dịch vụ chia sẻ có thể được bảo vệ mật khẩu hoặc không. Vì vậy, sự

khác nhau cơ bản giữa hệ thống modem cáp độc quyền và hệ thống đường dây thuê

bao riêng là trong môi trường cáp hỗ trợ quảng bá các dịch vụ tên NBT.

Nhà cung cấp dịch vụ cáp chỉ ra khả năng dễ bị xâm phạm này nhằm:

+ Làm cho người sử dụng nhận thức được vấn đề.

+ Yêu cầu người sử dụng vô hiệu hoá chia sẻ file và in ấn.

+ Hướng dẫn người sử dụng vô hiệu hoá sự chia sẻ.

3.4 So sánh với modem ADSL Modem cáp và modem ADSL đang là những giải pháp công nghệ truy nhập

băng rộng nổi trội nhất hiện nay. Chương 1 đã trình bày tổng quan về các công nghệ

này sau đây là các đặc điểm nổi bật nhằm so sánh các công nghệ này với nhau.

* Modem cáp:

+ Sử dụng mạng truyền hình cáp làm cơ sở hạ tầng.

+ Là loại dịch vụ trực tuyến .

+ Nhiều thuê bao cùng chia sẻ một kết nối. Do vậy các vấn đề nảy sinh là an ninh

và tốc độ không cố định.

+ Mạng truyền hình cáp được thiết kế ban đầu là quảng bá một chiều. Để kết nối

được vào mạng Internet, một vấn đề phức tạp cần giải quyết là nâng cấp lên thành

mạng hai chiều băng rộng.

+ Khi kết nối mạng Internet, mạng CATV coi như một mạng LAN ảo.

+ Dạng modem cáp cắm ngoài phổ biến hơn là dạng card PCI cắm trong.

+ Cấu hình truy nhập Internet từ mạng HFC được minh hoạ như hình 3-26.

+ Bộ định tuyến IP được đặt tại Headend.

+ Khối Proxy server hoặc khối nhớ đệm ( Cache) là tuỳ chọn và có thể được đặt

tại Headend, làm nhiệm vụ lưu các bản sao của các địa chỉ truy nhập thường xuyên để

gửi đến thuê bao nào có nhu cầu một cách nhanh chóng và giảm nghẽn cho mạng

Internet.

Hình 3-26: Cấu hình truy nhập Internet điển hình từ mạng HFC

* Modem ADSL:

+ Công nghệ ADSL thuộc họ công nghệ đường dây thuê bao số ( xDSL) và

dùng mạng điện thoại truyền thống làm cơ sở hạ tầng truyền thông.

+ Là loại dịch vụ trực tuyến .

+ Cung cấp dịch vụ thoại truyền thống đồng thời với truyền số liệu.

+ Mỗi kênh thuê bao là đường dành riêng không có sự chia sẻ.

+ Để triển khai dịch vụ này, các thiết bị của các công ty điện thoại phải được

nâng cấp.

+ Hạn chế khoảng cách từ nhà thuê bao đến tổng đài là trở ngại trong việc

tăng số lượng thuê bao.

+ Cấu hình truy nhập Internet từ mạng điện thoại dùng ADSL được minh

hoạ ở hình 3-27.

Hình 3-27: Cấu hình truy nhập Internet từ mạng điện thoại dùng ADSL

- Phải có hai loại modem được sử dụng ở hai đầu đường dây đồng dùng

truyền thoại trước kia để kết nối thuê bao vào mạng Internet.

- Khối chuyến mạch sẽ tập trung các đường truy nhập vào các cổng của bộ

định tuyến.

- Một đường DS1 từ bộ định tuyến đến Internet có thể hỗ trợ từ 5 đến 55

thuê bao với mức sử dụng là 10 %. Còn một đường DS 3 có thể hỗ trợ lên đến 1500

thuê bao.

* Bảng 3.6 liệt kê các điểm so sánh cơ bản hai loại modem trên

:

Đặc

điểmModem cáp Modem ADSL

Tốc độ + 30 Mb/s đường xuống chia sẻ cho

500- 2000 thuê bao vẫn đảm bảo

các ứng dụng không bị suy giảm

+ Đường xuống không chia sẻ nhưng

tốc độ bit biến đổi từ 1,5 Mb/s ->6

hoặc 9 Mb/s tuỳ theo chất lượng

chất lượng dịch vụ.

+ Băng tần được chia sẻ ở đường

lên là 2 Mb/s

đường dây đồng và khoảng cách kết

nối đến tổng đài.

+ Đường lên không chia sẻ 16 ->

640 Kb/s

Thông

lượng

Sự chia sẻ làm chất lượng dịch vụ

bị xấu đi khi số lượng thuê bao

cùng chia sẻ lớn. Giải pháp là bổ

sung lưu lượng tuỳ theo:

+ Thói quen truy nhập của người

dùng.

+ Thời điểm trong ngày.

+ Các ứng dụng mới cần băng tần

lớn.

Nhưng việc bổ sung kênh đường lên

và xuống ở phổ tần phía trên là khả

thi về mặt kĩ thuật song là rất tốn

kém

( vì các bộ khuếch đại sẽ phải được

điều chỉnh hay thay mới).

Vì là dành riêng nên yếu tố này là ổn

định.

Nhưng băng tần đường lên bị giới

hạn cũng là một yếu điểm khi các

ứng dụng đối xứng như video

telephony trở nên phổ biến.

Giải pháp để tăng lưu lượng là thay

mới đường trung kế( mở rộng từ

node truy nhập vào mạng ) có dung

lượng lớn hơn. Ví dụ như chuyển từ

DS1 sang DS3 hoặc OC 3( 3x DS3).

An

ninh

Có nhiều khả năng bị tấn công( như

sử dụng sai mục đích, nghe trộm, ăn

trộm dịch vụ ) hơn.

Với kiến trúc điểm - điểm và kênh

dành riêng khép kín nên ít bị ảnh

hưởng hơn.

Độ tin

cậy

Tất cả thuê bao cùng chung đường

dây có thể bị tê liệt do các nguyên

nhân:

+ Dây đứt.

+ Một modem cáp bị hỏng trên

đường bus chia sẻ.

+ Một bộ khuếch đại hỏng gây mất

nguồn nuôi cho các thiết bị xung

quanh.

+ Mỗi thuê bao kết nối thêm vào

đều gây nhiễu trong kênh đường lên

và đường xuống

Do hoạt trên cơ sở điểm- điểm nên

những sự hư hại đó sẽ chỉ ảnh hưởng

đến một thuê bao .

Và dịch vụ cũng không bị ảnh hưởng

bởi việc tăng lưu lượng hay tăng số

lượng người sử dụng truy nhập vào

mạng.

Thích

ứng

dịch vụ

thoại

Có thể đáp ứng.

Nhưng giải quyết vấn đề cấp nguồn

vẫn đang còn gặp nhiều khó khăn.

Do đó dịch vụ sẽ bị ảnh hưởng khi

Có đáp ứng.

Tổng đài điện thoại cấp nguồn nuôi

nên dịch vụ sẽ không bị ảnh hưởng.

bị sự cố về nguồn.

Bảng 3.6 : Một số điểm so sánh giữa modem cáp và modem ADSL.

3.5 Một số nghiên cứu phát triển tương lai cho modem cáp Trong tương lai, modem cáp có thể được kết hợp chung với các chức năng kết

nối mạng khác và các công nghệ mạng LAN để đơn giản hoá việc phân bố dịch vụ IP

băng rộng đến từng gia đình thuê bao. Ở mức thấp nhất thì các phiên bản modem cáp

đơn giản sẽ được đưa vào các máy tính cá nhân.

Quá trình phát triển modem cáp trở thành cổng gia đình hiện đã bắt đầu diễn ra.

Các bức tường lửa và bộ lọc nội dung cũng có thể được đưa vào trong modem cáp để

cải thiện mức độ bảo mật trong môi trường máy tính gia đình.

Các nhà khai thác có thể đơn giản hoá quá trình lắp đặt và khai thác, đồng thời

có thể tạo ra các nguồn doanh thu tăng thêm bằng cách cung cấp các đặc tính này dưới

dạng các một dịch vụ được quản lý.

Các modem dạng cắm vào chạy ngay( plug- play) trên toàn cầu hiện đang được

nghiên cứu và sẽ sớm đưa vào triển khai.

Một số giao thức mạng LAN vô tuyến và hữu tuyến cũng đang được nghiên cứu

bao gồm: Bluetooth, HiperLAN/2, Home PNA và mạng điện lực. Trong tương lai, một

số thiết bị chuyên dụng như hộp đầu cuối STB và máy trò chơi cũng có thể được lắp

đặt sẵn modem cáp bên trong. Các thiết bị này thậm chí có thể đảm nhiệm vai trò là

các cổng gia đình.

Chương IV: TRUY NHẬP INTERNET BĂNG RỘNG VỚI MẠNG CATV Ở

VIỆT NAM

4.1 Tình hình phát triển các mạng truyền hình tại Việt NamHiện nay tại Việt Nam, có một số loại mạng cung cấp dịch vụ truyền hình:

truyền hình quảng bá mặt đất, truyền hình cáp vô tuyến MMDS, truyền hình trực tiếp

qua vệ tinh, truyền hình cáp hữu tuyến CATV. Mỗi loại đều đang ở những giai đoạn

phát triển riêng.

* Truyền hình quảng bá mặt đất:

Phát triển sớm nhất ở Việt Nam, đến nay vẫn đang là phương tiện truyền tải

thông tin phổ biến nhất và duy nhất đến được hầu hết người dân Việt Nam.

Tuy nhiên, loại hình này có một số nhược điểm như:

+ Hạn chế về chương trình xem, chất lượng phát sóng

+ Hạn chế vùng phủ sóng.

+ Hiện tượng gây mất mỹ quan đô thị và sự nguy hiểm của các cột anten dựng

cao trên nóc các toà nhà ( hầu hết bằng tre, sắt lau ngày bị mục, rỉ gây đổ gãy khi có

nhiều mưa bão ).

+ Sự tồn tại một số vùng “lõm sóng” sau các toà nhà cao tầng tại các thành phố

lớn ( ví dụ một số vùng ở Hà Nội : phía sau khách sạn Deawoo, khách sạn Melia, tháp

Hà Nội...).

* Truyền hình cáp vô tuyến MMDS:

Được triển khai tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh từ năm 1997, được cung

cấp dịch vụ bởi Hãng Truyền hình cáp Việt Nam với 13 kênh truyền hình cho khoảng

10.000 thuê bao tại mỗi thành phố.

Các chương trình MMDS cung cấp khá phong phú và hấp dẫn: Ví dụ

VCTV(thuộc Đài truyền hình Việt Nam) cung cấp 9 kênh trên MMDS:

Kênh VCTV : Kênh giải trí tổng

hợp biên tập riêng cho VCTV

MTV: Ca nhạc quốc tế

Discovery: Khám phá thế giới

Star Movies, HBO: Phim Mỹ

Optl: Tổng hợp tiếng Nga

Cartoon network: Hoạt hình( ban

ngày)

CNN: Thời sự quốc tế

TV5: Tổng hợp tiếng pháp

ESPN, Star Sports: Thể thao quốc tế

So với các hệ thống truyền hình trả tiền khác, hệ thống này có ưu điểm:

+ Triển khai mạng đơn giản: không cần kéo cáp đến tận thuê bao mà chỉ cần

dựng cột anten sao cho “ thẳng tầm nhìn” với cột anten phát là có thể thu được và giải

mã để xem.

+ Chi phí thấp: Các nhà cung cấp dịch vụ không mất thời gian, công sức và chi

phí đào đường rải cáp, đảm bảo mỹ quan đô thị.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hạn chế lớn do truyền thông vô tuyến như:

+ Hạn chế vùng phủ sóng do hiện tượng che chắn là trở ngại lớn cho việc cung

cấp dịch vụ MMDS đến với mọi người dân thủ đô.

+ Chịu tác động mạnh của nhiễu công nghiệp( mạng lưới điện, các thiết bị

điện...) : Do sử dụng phương thức điều chế tín hiệu truyền hình tương tự không có khả

năng chống nhiễu lại có môi trường truyền là sóng vô tuyến.

+ Chịu ảnh hưởng của thời tiết ( mưa to, sét), gây suy hao lớn dẫn đến giảm

mạnh chất lượng tín hiệu khi xem. Đồng thời gây can nhiễu đến các đài vô tuyến khác

+ Chiếm dụng phổ tần vô tuyến quá lớn làm giảm hiệu quả sử dụng nguồn tài

nguyên quý giá này. .

+ Khó khăn khi cung cấp dịch vụ truyền hình số( vì những nhược điểm trên nên

các nhà sản xuất thiết bị cho truyền hình số qua MMDS đã không nghiên cứu và phát

triển thêm nữa).

+ Không thể cung cấp dịch vụ hai chiều( vì sẽ chiếm dụng thêm dải tần và

không có hãng thiết bị nào trên thế giới cung cấp các thiết bị đồng bộ phía phát và thu

để cung cấp dịch vụ hai chiều.

Bên cạnh những khó khăn trên, hệ thống MMDS phải chịu sự

cạnh tranh lớn của các mạng truyền hình cáp hữu tuyến đang được

triển khai. Thực tế gần đây, MMDS đã liên tục phải có các hình thức

thu hút khách hàng như: chương trình khuyến mại của công ty

truyền hình cáp SaiGon Tourist SCTV:

Giá lắp đặt Số kênh truyền hình

Trước 5/1/2002 4,2 triệu+ 2,2 triệu mua bộ

giải mã

4 kênh trong nước + 12 kênh

quốc tế

Khuyến mại

5/1/2002 -6/1/2002

1,7 triệu. Mượn bộ giải mã

đến khi hết thuê bao

Phí thuê bao không đổi

Khuyến mại

3/1/2003-3/3/2003

1,7 triệu. Mượn bộ giải mã

đến khi hết thuê bao

Phí thuê bao các kênh giảm

mạnh.

Từ ngày

1/9/2003

990.000đ( bao gồm VAT).

Tặng 1 anten chuyên dùng và

mượn bộ giải mã.

20 kênh (6 trong nước và 14

quốc tế). 2 kênh thể thao miễn

phí.

.

* Truyền hình qua vệ tinh:

Hiện nay, Việt Nam vẫn chưa có vệ tinh riêng, chưa có các kênh truyền hình trả

tiền qua vệ tinh riêng. Các chương trình truyền hình qua vệ tinh được cung cấp bởi các

nhà cung cấp dịch vụ nước ngoài và thông qua các vệ tinh nước ngoài. Người dân

muốn đăng kí dịch vụ truyền hình qua vệ tinh cần phải được phép của Bộ Văn Hoá

Thông Tin. Vì vậy, truyền hình qua vệ tinh ở Việt Nam gặp nhiều hạn chế : không có

kênh truyền hình ngôn ngữ tiếng Việt, đăng kí dịch vụ phức tạp, và chi phí thuê bao

cao. Chính vì những lý do này mà số thuê bao qua vệ tinh rất ít ở Việt Nam.

Truyền hình Việt Nam đang xây dựng trạm phát lên vệ tinh băng tần Ku tại

Vĩnh Yên, có khả năng cung cấp chùm từ 10-13 kênh chương trình. Nhưng khó khăn

của dự án này là:

+ Việc xây dựng đủ số lượng chương trình để phát, cũng như tổ chức quản lý

thuê bao ( nếu có thu tiền) hiện vẫn chưa được giải quyết.

+ Các đầu thu truyền hình qua vệ tinh hiện nay vẫn còn rất đắt tiền, vì thế dịch

vụ này nếu được triển khai cũng không thể đáp ứng được nhu cầu của những người lao

động có nhu cầu không cao.

+ Cấu hình hệ thống của trạm phát lên vệ tinh đó không thể đáp ứng được nhu

cầu dịch vụ hai chiều ( Internet, truyền số liệu, VOD). Đó là khó khăn lớn cho xu

hướng phát triển của loại truyền hình này.

* Truyền hình cáp hữu tuyến:

Từ hàng chục năm nay,tại các nước phát triển, truyền hình cáp hữu tuyến đã là

giải pháp cung cấp dịch vụ truyền hình cho hầu hết các hộ gia đình. Có khả năng cung

cấp nhiều chương trình và dịch vụ, chất lượng tín hiệu tốt và giá thuê bao hợp lý với

đại đa số các hộ gia đình.

Tại Việt Nam, loại truyền hình này đang được chú ý phát triển ở nhiều thành

phố lớn như: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Hải Dương. Và một số khu vực khác

đang có kế hoạch triển khai như: Tp. Biên Hoà ( Tỉnh Đồng Nai), Tp. Hạ Long( Tỉnh

Quảng Ninh), Tỉnh Hà Tây, Tỉnh Thanh Hoá.

4.2 Hiện trạng và xu hướng phát triển của các mạng truyền hình cáp hữu tuyến ở Việt Nam

4.2.1 Mạng truyền hình cáp HFC thuộc Đài truyền hình Việt Nam a) Tình hình phát triển:

Cuối tháng 3 năm 2001, Hãng truyền hình cáp Việt Nam( hiện nay là Trung

tâm DVKTTH cáp- thuộc Đài truyền hình Việt Nam) đã công bố hoàn thành dự án xây

dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến CATV trên phạm vi toàn quốc. Dự án này bắt

đầu được khởi công vào đầu tháng 6/2001 thay thế mạng MMDS với dự kiến khi hoàn

thành dự án sẽ cung cấp khoảng 20 kênh truyền hình , giá lắp đặt giảm 1/3 so với

MMDS và sẽ cung cấp các dịch vụ tương tác và truyền số liệu.

Tại thành phố Hải Phòng, Trung tâm DVKTTH cáp đã hợp tác với công ty Dịch

vụ điện tử tin học cùng tham gia góp vốn, xây dựng thành công hệ thống CATV hữu

tuyến( HFC). Hệ thống được khánh thành và đưa vào khai thác từ tháng 10/2001, có

khả năng cung cấp đến 60 kênh truyền hình và dịch vụ khác. Hiện tại đang cung cấp

16 kênh truyền hình trong và ngoài nước. Đến cuối năm 2002, mạng đã bắt đầu cung

cấp dịch vụ cho khoảng hơn 6000 thuê bao ( thuộc địa bàn nội thành).

Tại thành phố Hải Dương, Trung tâm cũng đã hợp tác góp vốn với Đài truyền

hình Thành phố Hải Dương xây dựng hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến ( HFC) đưa

vào khai thác từ tháng 1/2003 với 15 kênh chương trình truyền hình trong nước và

quốc tế chất lượng cao, nội dung phong phú.

Tại Hà Nội, Trung tâm đang triển khai xây dựng mạng HFC với quy mô lớn

( phủ rộng ra toàn thành phố Hà Nội) và phục vụ cho tất cả đối tượng có thu nhập từ

cao đến thấp. Trung tâm đang hợp tác với công ty Điện Lực Hà Nội cùng đầu tư xây

dựng hạ tầng mạng cáp quang tại Hà Nội, phục vụ truyền hình cáp và thông tin Điện

Lực. Hai bên đang tiến hành rất khẩn trương nhằm sớm hoàn thành để phục vụ nhân

dân nhân dịp Seagame 2003.

Đến tháng 7/2003, mạng truyền hình cáp hữu tuyến đã được lắp đặt, triển khai

tại một số khu vực ở cả năm quận nội thành Hà Nội

b) Một số nét cơ bản về mạng :

Danh sách các khu vực đã được triển khai truyền hình cáp do Trung tâm thực

hiện được liệt kê chi tiết trong phần phụ lục C.

Bảng 4.1 trình bày các thông số kĩ thuật chính của mạng truyền hình cáp Hà

Nội do Đài truyền hình Việt Nam thực hiện:

Cỏc thụng số kỹ thuật chớnh của mạngTruyền hỡnh cỏp hữu tuyến CATV tại Hà Nội

Mạng cáp đồng trục

Thụng số kỹ thuật Yờu cầu

1. Dải tần sốTruyền đi (87¸860) MHz

Truyền về (5¸65) MHz

2. Tiờu chuẩn truyền hỡnhTruyền hỡnh

tương tự (Analog)

Hệ truyền hỡnhPAL - G

(hệ tiếng 5.5 MHz)

Dải thụng của mỗi kờnh (RF)

8MHz

Dải thụng Video (5¸6) MHz

3. Mức tín hiệu tại đầu cuối Truyền hỡnh tương tự (5¸10) dBmV

4. Cỏc chỉ số CSO; CTB; C/N (theo tiờu chuẩn EN 5083-7)

CSO (Composite Second Order) £ -57dBc

CTB (Composite Triple Beat) £ -57dBc

C/N (Carrier to Noise) ³ 44dB

Mạng cỏp quang

Thụng số kỹ thuật Yờu cầu

1. Bước sóng sử dụngBước sóng truyền đi (foward) l = 1550nm

Bước sóng truyền về (reverse) l = 1310nm

2. Cỏp quangLoại sợi quang Single mode

Tiờu chuẩn ITU-T G.652

3. Mỏy thu phỏt quang

Tỷ số C/N ³ 55dB

Mộo CSO (Composite second Order) £ -67dB

Mộo CTB (Composite Triple Beat) £ -67dB

Các kênh, tần số đang phát trên mạng CATV (Hệ PAL-G)

Kờnh Tần số (MHz) KờnhTần số (MHz)

KờnhTần số (MHz)

Band VHF-H Band UHF Band UHF

VTV1 183,25 CCTV4511,25

Test 575,25

VTV2 191,25 SPORTS 519,25 CNN 583,25

VTV3 207,25 Cartoon 527,25 Movies 591,25

HN.TV 223,25 MTV 535,25 HBO 599,25

Band UHFOPT1 543,25 HT.TV 607,25

Discovery 471,25 BBC 551,25 VCTV 615,25

TV5 487,25 DW 559,25 Arirang 623,25

ESPN 503,25 Fashion 567,25

4.2.2 Mạng truyền hình cáp của BTS( thuộc Đài truyền hình Hà Nội)a)Tình hình phát triển

Công ty dịch vụ truyền thanh và truyền hình Hà Nội-BTS( thuộc Đài truyền

hình Hà Nội) cũng đã nghiên cứu triển khai xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến

Hà Nội( HCATV) riêng so với Đài truyền hình Việt Nam .

Sau 3 tháng thử nghiệm ( từ 30/4/2002 đến 30/7/2002 ), tại 7 khu vực nội thành

Hà Nội( Cống Vị , Hàng Trống, Láng Hạ, Nam Thành Công, Phương Mai, Trung Tự),

với hơn 1000 hộ thuê bao và 4000 hộ đăng kí ngoài vùng thử nghiệm, ngày 1/6/2003,

HCATV đã chính thức phát với 12 kênh ( trong đó có 7 kênh quốc tế):

- VTV1, VTV2, VTV3: Đài truyền

hình Việt Nam .

- Kênh tổng hợp của Đài truyền hình

Hà Nội sản xuất riêng cho HCATV.

- Các Đài truyền hình trong nước:

Hải Phòng, Huế, TP. Hồ Chí Minh.

- Cartoon Network.

- Kênh tổng hợp Nga OPT1.

- Discovery.

- Kênh thể thao văn hoá ESPN.

- MTV.

- Kênh tổng hợp Trung Quốc CCTV4.

- Kênh tổng hợp Pháp TV5.

Do BTS hợp tác sử dụng một phần hệ thống cáp quang của Bưu Điện Hà Nội

để truyền tín hiệu nên sản phẩm HCATV của họ có thể vươn tới nhiều khu vực hơn so

với truyền hình cáp hữu tuyến của Đài truyền hình Việt Nam .

b) Chi tiết dự án triển khai:

* Các lựa chọn chuẩn, công nghệ, dịch vụ

+ Lựa chọn giải pháp công nghệ cho mạng phân phối tín hiệu truyền hình

cáp hữu tuyến:

Theo kinh nghiệm các nhà điều hành mạng cáp Châu Âu và Châu Mỹ:

Phần lớn trục trặc của mạng CATV xảy ra do các bộ khuếch đại và các thiết bị cấp

nguồn nằm rải rác trên mạng vì thế việc định vị, sửa chữa và khắc phục chúng

thông thường không thể thực hiện nhanh được nên ảnh hưởng tới chất lượng phục

vụ khách hàng.

Khi cung cấp dịch vụ hai chiều, các bộ khuếch đại phải có thêm môđun khuếch đại

cho tín hiệu đường lên, lúc đó số phần tử tích cực càng tăng làm cho độ ổn định

mạng càng giảm.

Hiện nay có xu hướng không sử dụng các phần tử tích cực nữa dù phải hi sinh

bán kính phục vụ của mạng và số lượng thuê bao phục vụ ở mỗi node hoặc là phải chi

phí lớn để kéo cáp quang đến gần nhà thuê bao hơn. Mạng đó được gọi là mạng HFC

thụ động( HFPC-Hybrid Fiber Passive Coaxial). Đây là giải pháp công nghệ được

chọn cho mạng truyền hình cáp HCTAV.

+ Phương thức truyền tín hiệu video trên mạng: Trước tiên triển khai dịch

vụ truyền hình tương tự, sau đó sẽ triển khai truyền hình số.

Đây là sự lựa chọn quan trọng để thu hút khách hàng và cạnh tranh với các nhà

cung cấp dịch vụ khác dẫn đến sự thành công của dự án.

Do hầu hết các máy phát hình tại các đài truyền hình trên cả nước cũng như

máy thu hình của người dân đều là thiết bị tương tự theo chuẩn PAL D/K.

Nên chi phí ban đầu thấp cho cả thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ.

Các thiết bị tương tự không quá phức tạp so với thiết bị số nên chi phí vận

hành bảo dưỡng thấp dẫn đến giá thuê bao giảm.

Tuy nhiên , truyền hình tương tự có khả năng chống nhiễu thấp và không thể

thực hiện được các dịch vụ truyền hình tương tác, truyền hình độ phân giải cao.

Truyền hình số sẽ thay thế truyền hình tương tự là xu thế tất yếu.

Sự phát triển của truyền hình số ở Châu Âu và Châu Á( trừ Nhật Bản và Hàn

Quốc) là rất hạn chế, trong khi hầu hết tất cả các mạng CATV hữu tuyến tại Mỹ, Nhật

Bản, Hàn Quốc đã thực hiện cung cấp dịch vụ truyền hình số cho các thuê bao song

song với các dịch vụ truyền hình tương tự truyền thống.

BTS chọn giải pháp không triển khai rộng rãi truyền hình số giai đoạn đầu mà

chỉ đầu tư thiết bị tại phạm vi hẹp để triển khai thử nghiệm chuẩn bị triển khai rộng

rãi ở giai đoạn sau. Có một số lý do sau:

Hệ thống thiết bị tại Headend dành cho truyền hình số hiện nay đã có sẵn

trên thị trường nhưng chi phí đầu tư rất lớn( gấp 1,5 đến 2 lần hệ

thống thiết bị trung tâm cung cấp truyền hình tương tự). Do vậy, nếu

muốn cung cấp cả hai loại dịch vụ số và tương tự thì chi phí đầu tư

ban đầu sẽ rất cao.

Thuê bao muốn thu được tín hiệu truyền hình số thì cũng phải trang bị

một bộ đầu thu và giải mã tín hiệu truyền hình số. Đây là khoản đầu

tư ban đầu rất lớn nên sẽ có rất ít thuê bao tham gia đăng kí sử dụng

dịch vụ này.

+ Lựa chọn chuẩn cho truyền hình số qua mạng cáp:

Trên thế giới hiện nay đang tồn tại 3 chuẩn cho truyền hình số mặt đất là

ATSC( Mỹ), ISDB-T( tổ chức DiBEG- Nhật Bản), DVB-T( Châu Âu). Nhiều nước

trên thế giới đã tiến hành thử nghiệm và chọn chuẩn quốc gia, trong đó có 84% chọn

chuẩn của Châu Âu, 13% chọn chuẩn của Mỹ. Tại Việt Nam, ngày 26/3/2001, Đài

truyền hình Việt Nam đã chọn chuẩn truyền hình số mặt đất của Châu Âu-DVB-T cho

ngành truyền hình Việt Nam .

Hiện nay, mới chỉ có DVB đưa ra chuẩn truyền dẫn truyền hình số qua mạng

cáp hữu tuyến cả một chiều và hai chiều( DVB-C và DVB-RCC). Tuy chưa được là

chuẩn chính thức trên thế giới song DVB-C đang được lựa chọn phổ biến ở nhiều nước

trên thế giới.

Ở Việt Nam, trong những năm qua, do chưa chú trọng triển khai mạng truyền

hình cáp trên diện rộng nên cũng chưa có chuẩn nào được chọn chính thức cho truyền

hình số qua mạng cáp hữu tuyến.

BTS chọn chuẩn DVB-C cho truyền hình số qua mạng cáp HCATV.

+ Triển khai dịch vụ Internet và truyền số liệu:

Nếu mạng HCATV cung cấp được dịch vụ truy nhập Internet và truyền số liệu

tốc độ cao thì Việt Nam sẽ có thêm một nhà cung cấp dịch vụ Internet. Điều này sẽ

thúc đẩy tích cực sự phát triển Internet ở Việt Nam .

Hiện nay thiết bị trung tâm để cung cấp dịch vụ Internet và modem cáp để thuê

bao truy cập dịch vụ rất sẵn có trên thị trường với giá một modem cáp chỉ khoảng 100

đôla Mỹ. Vì mạng này có thể cung cấp dịch vụ với tốc độ cao hơn rất nhiều so với

phương thức gián tiếp của Bưu Điện, kết hợp với nhu cầu và tốc độ phát triển Internet

ở Việt Nam , dịch vụ và mức giá này là hoàn toàn có thể được thuê bao chấp nhận.

BTS chọn giải pháp triển khai thử nghiệm dịch vụ này cuối giai đoạn 1 để

chuẩn bị cho giai đoạn sau.

+ Lựa chọn chuẩn truyền số liệu:

Hiện nay đang tồn tại hai chuẩn nổi bật cho truyền dẫn số và các dịch vụ tương

tác trên mạng truyền hình cáp hữu tuyến là DOCSIS và DVB-RCC. Trong đó DVB-

RCC ra đời chậm hơn DOCSIS 1.0 hơn một năm.

DOCSIS được phát triển tại Bắc Mỹ nên các thông số của nó sẽ không phù hợp

với mạng cáp tại Châu Âu và Việt Nam( trừ Euro-DOCSIS ).

Khi so sánh giữa Euro-DOCSIS và DVB-RCC( về khả năng kĩ thuật, năng lực

truyền dẫn, khả năng ứng dụng ở Việt Nam), BTS cho rằng:

+ Các thiết bị DVB-RCC và Euro-DOCSIS hoạt động độc lập với DVB-C.

Do đó lựa chọn DVB-RCC không có ý nghĩa làm cho hệ thống hoạt động đồng bộ hơn

là giải pháp chọn Euro-DOCSIS.

+ Thống kê cho thấy, số lượng các hãng sản xuất cung cấp các thiết bị theo

chuẩn DVB-RCC rất ít so với DOCSIS và Euro-DOCSIS.

+ Hầu hết các hệ thống truyền hình cáp tại Châu Âu đều lựa chọn Euro-

DOCSIS. Có thể nói rằng DVB-RCC không được ủng hộ như DVB-C.

BTS lựa chọn Euro-DOCSIS cho các dịch vụ truyền số liệu và dịch vụ tương

tác qua mạng HCATV.

* Các lựa chọn giải pháp thiết kế xây dựng mạng :

+ Phân bố dải tần tín hiệu:

Hầu hết các hệ thống HFC tại Mỹ hiện nay đều phân bố dải thông cho kênh

hướng lên nhỏ hơn nhiều so với kênh hướng xuống. Nhiễu hệ thống chủ yếu xuất hiện

tại các tần số thấp, phần cuối của phổ tần, càng làm cho dải thông hướng lên nhỏ đi.

Do yêu cầu dải thông hướng lên ngày càng tăng, các thiết bị truyền hình cáp

mới ra đời đều hỗ trợ cho phương thức phân bố dải tần mới: hướng xuống lên đến 870

MHz( tăng 100 MHz ), hướng lên là 5-65 MHz ( tăng gấp đôi).

BTS chọn phân bố dải tần theo phương án này cho mạng HCATV

+ Phương án triển khai hệ thống mạng truyền tải quang:

Với mục tiêu:

Khả thi khi triển khai mạng trên địa bàn,

Tối đa số lượng thuê bao,

Tối đa khả năng cung cấp dịch vụ,

Bảo đảm chất lượng dịch vụ,

Vốn đầu tư thấp,

Bảo đảm khả năng điều hành tốt,

Có khả năng nâng cấp hệ thống mạng,

BTS lựa chọn giải pháp:Sử dụng sợi quang của mạng điện thoại thuộc Bưu

Điện Hà Nội( BĐHN) để truyền tín hiệu và đặt các node quang tại các bưu cục . Giải

pháp này đem lại những thuận lợi và khó khăn sau:

Thuận lợi:

Tận dụng những sợi quang chưa sử dụng hết trong các đường cáp quang của BĐHN.

Giảm chi phí lớn cho vật tư, thiết bị, chi phí lắp đặt hệ thống cáp quang mới.

156 bưu cục trên khắp thành phố, được xây dựng dựa trên sự tính toán tỉ mỉ về tốc độ

phát triển dân số, hướng mở rộng mạng trong tương lai, là thuận lợi lớn cho việc lắp

đặt các hub sơ cấp, hub thứ cấp. Giảm chi phí xây dựng trạm, chi phí đầu tư hệ thống

cấp nguồn cho hub.

Khó khăn:

Mạng quang của BĐHN đã được đầu tư từ lâu và được nâng cấp nhiều đợt khác nhau.

Do đó tính đồng bộ mạng không cao, sử dụng nhiều loại cáp được sản xuất theo các

tiêu chuẩn khác nhau. Trong khi đó tín hiệu truyền hình CATV yêu cầu chất lượng cáp

quang rất nghiêm ngặt về độ suy hao, chỉ số tán sắc..... Nên có những khu vực không

đạt yêu cầu để đưa vào khai thác CATV mà phải đầu tư mới.

Mạng quang này là tài sản cố định của ngành Bưu Điện, nên khi đưa vào khai thác

BTS phải thanh toán một khoản kinh phí thuê đường truyền dẫn.

Do chức năng, nhiệm vụ, cơ chế quản lý của các đơn vị BĐHN, Đài truyền hình Hà

Nội, BTS khác nhau, nên có nhiều khó khăn trong việc kết hợp, hỗ trợ nhau để điều

hành hệ thống mạng , nhất là khi khai thác các dịch vụ hai chiều.

Do vậy, hệ thống mạng quang sẽ được BTS chủ động đầu tư và không lệ thuộc

vào hệ thống sẵn có trên địa bàn.

+ Kích thước node quang cho mạng đồng trục:

Kích thước node quang là số lượng thuê bao được cung cấp dịch vụ tại node

quang. Đây là thông số quan trọng hàng đầu khi thiết kế mạng, nó ảnh hưởng đến một

số thông số mạng:

Tốc độ bit tín hiệu hướng lên của mỗi thuê bao.

Cấu hình mạng truy nhập.

Khả năng cung cấp dịch vụ cho thuê bao hiện tại và tương lai.

Khả năng phát triển và nâng cấp mạng trong tương lai.

Một hệ thống mạng được xây dựng thông thường phải đáp ứng được yêu cầu sử

dụng ít nhất trong 15 đến 20 năm và phải có khả năng nâng cấp để đáp ứng những năm

tiếp theo. Không phải bất cứ hộ gia đình nào có mạng cáp đi qua đều đăng ký dịch vụ

và không phải tất cả các thuê bao đều đăng ký dịch vụ truyền số liệu và Internet.

Vì vậy, BTS chọn một node quang bao phủ khoảng 500 hộ gia đình để triển

khai mạng truy nhập đồng trục.

*Phân đoạn đầu tư thiết bị theo từng giai đoạn:

Giai đoạn 1

Từ năm 2002 đến 2004: Từ năm 2004 đến 2006

+ Đầu tư hệ thống thiết bị trung tâm cung

cấp 13-15 kênh truyền hình tương tự theo

chuẩn quốc gia.

+ Triển khai 4 hub ở nội thành Hà Nội.

+ Triển khai hệ thống vòng ring kết nối các

hub sơ cấp và trung tâm.

+ Triển khai các hub thứ cấp trên các địa

bàn đông dân và có cơ sở hạ tầng ổn định.

+ Triển khai mạng vòng ring kết nối các

hub sơ cấp và các hub thứ cấp.

+ Lắp đặt các node quang.

+ Kết nối các node quang với các hub sơ

cấp theo dạng hình sao.

+ Triển khai mạng đồng trục thụ động tại

các khu vực có khách hàng yêu cầu.

+ Đầu tư thiết bị sản xuất chương trình .

+ Triển khai thiết bị DVB-C thử

nghiệm cung cấp 5 chương trình

truyền hình số có mã hoá.

+ Triển khai các thiết bị tách/ ghép,

truyền số liệu tại trung tâm và các hub

sơ cấp để cung cấp dịch vụ truyền số

liệu hai chiều.

+ Triển khai hệ thống CMTS theo

chuẩn Euro-DOCSIS tại trung tâm,

cung cấp dịch vụ truyền số liệu và

Internet cho 10% tổng số thuê bao của

giai đoạn 1(khoảng 5000 thuê bao ).

+ Triển khai hệ thống thiết bị truy

nhập có điều kiện đảm bảo cho 5 kênh

truyền hình số DVB-C thử nghiệm và

5000 thuê bao dịch vụ truyền số liệu

và Internet.

Giai đoạn 2

Từ năm 2006 đến 2007 Năm 2008 đến 2010:

+ Triển khai mở rộng địa bàn giai đoạn 1.

+ Lắp đặt thêm hệ thống để cung cấp thêm

10-15 kênh truyền hình tương tự, thêm 20-

25 kênh truyền hình số DVB-C.

+ Triển khai mới các hub sơ cấp trên các địa

bàn khác trong thành phố Hà Nội.

+ Triển khai thêm thiết bị hệ thống CMTS

phục vụ cho 15000 thuê bao Internet và

truyền số liệu.

+ Mở rộng hệ thống truy nhập có điều kiện

để cung cấp thêm 20-25 kênh truyền hình và

15000 thuê bao Internet và truyền số liệu.

+ Đầu tư thêm thiết bị sản xuất chương trình.

+ Tiếp tục phát triển thuê bao trên

các địa bàn đã có mạng cáp đi qua.

+ Triển khai dịch vụ truyền hình theo

yêu cầu ( VoD) cho 5 % tổng số thuê

bao của cả hai giai đoạn ( tức là

12.570 thuê bao ).

c) Cấu hình mạng:

Hiện tại, cấu hình mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội được minh hoạ như

trong hình 4-1. Còn hình 4-2 là mô tả cấu hình triển khai mạng hai chiều giai đoạn sau.

Hình 4-1 Cấu trúc mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội

Hình 4-2 Cấu hình mạng HFC hai chiều Hà Nội

Kết luận

Quá trình thực hiện đồ án giúp em hiểu rõ thêm về phương thức truy nhập

băng rộng qua mạng CATV hai chiều( Cấu hình và hoạt động của mạng CATV

hai chiều, vấn đề chuẩn hoá các modem cáp trên thế giới, cấu trúc hoạt động của

modem cáp và CMTS, các vấn đề an ninh, nhiễu, quản lý ....với hoạt động của

modem cáp) và đặc biệt là thực tế triển khai phương thức truy nhập này tại Việt

Nam thông qua hai mạng truyền hình cáp hữu tuyến của Đài truyền hình Việt

Nam và Đài truyền hình Hà Nội.

Những ưu điểm hơn hẳn một số phương thức truy nhập khác cho thấy đây

là một giải pháp truy nhập băng rộng đầy hứa hẹn. Thực tế rằng số lượng

modem cáp có mặt trên thị trường đang tăng rất nhanh.

Tại Việt Nam giải pháp này cũng đang được gấp rút triển khai vào cuối

giai đoạn 1 đầu tư của các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình ở Việt Nam. Do

vậy, nội dung nghiên cứu của đề tài là sát với thực tế và đồng thời có tính mở để

các vấn đề nghiên cứu tiếp theo như: các vấn đề về quản lý mạng truyền số liệu

qua modem cáp, tính toán các yếu tố ảnh hưởng đến đường lên... có nền tảng

ban đầu về mạng modem cáp.

So với các ưu điểmcủa những công nghệ truy nhập băng rộng khác, HFC

hai chiều vẫn còn phải cạnh tranh trong nhiều lĩnh vực. Do đó vẫn cần có sự tìm

hiểu nghiên cứu hoàn thiện giải pháp này để nó có được sự phát triển vững chắc

trong tương lai.

A-1 Ví dụ danh mục lựa chọn theo thời gian cho loại dịch vụ IPPV PPV và IPPV là một loại dịch vụ trên cơ sở truyền hình trong mạng CATV. Có

nhiều loại danh sách ( menu) khác nhau trên màn hình tivi của thuê bao để người xem

dễ lựa chọn chương trình. Các menu được phân loại theo đối tượng liệt kê là: tiêu đề

các bộ phim, thời điểm chiếu, thể loại chương trình, đối tượng người xem..... Trên

menu đó, các nhà khai thác cáp cũng có thể chèn các biểu tượng của mình để quảng

cáo. Hình dưới đây minh hoạ một loại danh sách sắp xếp theo thời gian để minh hoạ

cho những mô tả trên:

Hình A-1: Ví dụ danh sách lựa chọn theo thời điểm chiếu

Đây là hình ảnh chiếu trên màn hình tivi người sử dụng khi người đó đang xem

lại việc đặt mua bộ phim “Batman Forever” tốc độ PG 13, thời điểm chiếu từ 8 giờ đến

9 giờ 30 tối, với giá tiền là $ 2.99.

Khi bộ phim được chọn mua, các thông tin thanh toán ( thời điểm chiếu, ngày,

tiêu đề, giá tiền...) sẽ được phát đi không thời gian thực và tốc độ thấp đến hệ thống

server tính cước tại Headend thông qua kênh đường lên ngoài băng. đồng thời những

thông tin đó cũng được lưu lại trong bộ nhớ của STB tại nhà thuê bao.

A-2 Các hình thức thanh toán trong các giao dịch điện tử Có hai hình thức thanh toán cho những cuộc giao dịch trong thương mại điện tử

hiện nay đó là: e-cash( ngân phiếu điện tử ) hoặc credit card( thẻ tín dụng).e-cash: Hiện nay có ba loại e-cash chính là: anonymous cash, micro-payments, smart

card.

+ Với anonymous cash, việc thanh toán giống như là trong thanh toán thực,

người sử dụng có thể tiêu ở bất kì đâu mà không cần xác nhận người đó là ai. Một ví

dụ cho trường hợp này là eCash. Trong hệ thống eCash, ngân hàng kí lên số liệu thanh

toán thì đúng ngân hàng đó sẽ kiểm tra chữ kí của mình và tính hợp lệ của tài khoản

thanh toán khi có người đệ trình lên để thanh toán giá trị. Phần mềm eCash này có

nhược điểm là vấn đề quản lý khoá phức tạp cùng với việc phát hành và kiểm tra các

chữ số từ hàng triệu khách hàng, thương gia yêu cầu thanh toán.

+ Với micro-payments, thuê bao có thể thực hiện các thanh toán lẻ, có thể coi

như là một người sử dụng đang tiêu dùng những đồng xu trong thế giới thực. Vì các

phương thức thanh toán lẻ này chỉ liên quan đến các cuộc giao dịch dưới $10 nên sẽ là

không kinh tế nếu sử dụng thẻ tín dụng và loại ngân phiếu anonymous cash. Ví dụ

thực tế của loại này là hệ thống Pay2See sử dụng một hệ thống thanh toán như kiểu

trình duyệt , nó mã hoá các trang web mà người sử dụng muốn vào phải trả tiền.

+ Với smart card, các thẻ điện tử có thể lưu giới hạn một số ngân phiếu trong

chúng. Vì thế hầu hết các STB số đều có gắn bên trong một đầu đọc thẻ này nên các

nhà khai thác cáp có thể tải về một số ngân phiếu nhất định vào thẻ để dùng cho các

giao dịch thương mại điện tử. Ví dụ thực tế một số hệ thống hiện có là: Barclay coin,

Net Fare, Mondex, Smart Card Axis.

Credit card: được sử dụng giống như trong giao dịch giữa con người với con người. Có

hai loại thanh toán là:

+ Loại 1 yêu cầu thuê bao đánh số thẻ tín dụng của mình vào trong ứng dụng

thương mại điện tử khi người đó quyết định mua một hàng hoá nào đó trên mạng. Lúc

đó thông tin về Credit card được gửi ( có thể mã khoá hoặc không) qua mạng cáp đến

Web server của thương gia đó.

+ Loại 2, còn được gọi là E-wallet, được lưu trữ an toàn trong STB. Đây là

chương trình phần mềm chứa thông tin thanh toán và thẻ tín dụng của thuê bao. Ưu

điểm của loại này là thuê bao không phải đánh số thẻ của mình mỗi khi muốn mua một

mặt hàng nào đó trên mạng.

A-3 So sánh Euro-DOCSIS và DVB-RCC:Euro-DOCSIS dựa trên cơ sở của DOCSIS 1.0/1.1 nhưng lại cho phép hỗ trợ

lớp vật lý của mạng cáp ở Châu Âu( tiêu chuẩn DVB- ITU J.83 phụ lục A) và lớp

MAC là theo tiêu chuẩn DOCSIS. Do đó Euro-DOCSIS tỏ ra có nhiều ưu thế so với

DVB-RCC:

+ Euro-DOCSIS có hiệu năng cao hơn:

Vì DVB-RCC bị giới hạn kĩ thuật điều chế không thể nâng cấp lên 16

QAM cho đường lên, do đó số lượng bit trên hert sẽ thấp hơn.

+ Euro-DOCSIS có QoS cao hơn:

Euro-DOCSIS đóng gói 8 hoặc 16 byte (thay vì một tế bào ATM 53 byte cố

định) nên sẽ linh hoạt hơn, hỗ trợ đầy đủ QoS cho các loại dịch vụ CBR, VBR, ABR.

+ Euro-DOCSIS hỗ trợ trực tiếp TCP/IP còn DVB-RCC phải gián tiếp bao gói

đơn vị dữ liệu trong ATM AAL5 nên bị hạn chế bởi việc phân mảnh và tái hợp( SAR).

Trong khi gói IP phổ biến ở đường lên là 64 byte thì DVB-RCC sẽ phải yêu cầu tới hai

tế bào ATM nên kém hiệu quả hơn.

+ Euro-DOCSIS thừa kế thế mạnh của DOCSIS là tích hợp tính bảo mật trong

phần cứng.

+ Tính mềm dẻo của lớp MAC và lớp PHY là rất bị hạn chế trong DVB-RCC.

Bảng B-1: Mô hình các phần tử nhiễuX(t) là tín hiệu đầu vào;Y(t) là tín hiệu đầu ra;

+ Nhiễu đầu vào

+ Méo đường chung

A là biên độ Hum (ví dụ A= 0.05: 5% điều chế

Hum)

Nhiễu pha và dịch tần

H(t) đáp ứng bộ lọc thông thấp.

H1(t)= cos(2pDf.t+f)

Tạp âm cụmg(t) là hàm cổng thời gian

tuần hoàn

Tạp âm nhiệt

Tạp âm xung

+ Vi phản xạ,+ Đáp ứng mạng cáp

Bảng B-2: Tạp âm nền tương ứng với một số băng tần tạp âm đường lên

Băng tần tạp âm (KHz) 100 200 300 400 500 600 700Tạp âm nền (dBmV) -75.2 -72.2 -70.4 -69.2 -68.2 -67.4 -66.7

Băng tần tạp âm (MHz) 0,8 0,9 1 2 3 4 5 6

Tạp âm nền (dBmV) -66,2 -65,7 -65.2 -62.2 -60.4 -59.2 -58.2 -57.4

Danh sách khu vực đã có truyền hình cápTrung tâm dịch vụ KTTH cáp - Đài truyền hình Việt Nam

Tại Hà Nội- Tháng 7-2003

Quận Ba Đỡnh:

Khu vực phường Cống Vị (CC03)

- Tập thể nhà xuất bản Sự Thật, - Tập thể KHXH & NV, - Tập thể Bộ tư lệnh lăng, - Làng Kim Mó Thượng (ngừ 10b, 10c), - Nhà X2, H1,H2, - Phố nối Kim Mó thượng-Phan Kế Bớnh, - Ngừ 39, 41, 49, 53, 61, 76, 94, 95 phố Linh Lang, - Tập thể Ban Tụn Giỏo Chớnh phủ, - Ngừ 2 Nguyễn Văn Ngọc, khu nhà 5 tầng phố Nguyễn Văn Ngọc.

Khu vực phường Đội Cấn (ngừ 195) (CC08)

Gồm cỏc nhà: B1, B2, B5 và khu nhà 2 tầng sau nhà B2.

Khu vực phường Thành Công (CC11-CC13)

* Bắc Thành Cụng (CC11)

- Nhà A1 đến A6, A14 đến A16, B1 đến B6, C1 đến C4 và C7 đến C10;

- Nhà D1, D2, D4, D5, D8, D9, D10, G1 đến G4 và Tập thể X25;

- Nhà H1 đến H7, K1 đến K3, K7 và K8, ngừ 2 và ngừ 2a Phố Nguyờn Hồng

- Tập thể hồ cỏ Thành Cụng

- Ngừ 25, 71, 90, 92 Phố Lỏng Hạ

- Tập thể 78, 80 Lỏng Hạ, TT Viện Cụng nghệ, TT Bỏo Nhõn Dõn.

* Nam Thành Cụng (CC13)

- Nhà M2, M7 đến M13 và G5, G6, G16 đến G19, G22, G23, G24;

- Nhà B1 đến B9, B11 đến B23, B26; Dóy 16 đến 22;

- Đường Vũ Ngọc Phan: Khu nhà C1 đến C6, C9, C10, ngừ 9, 15, 19, 25, 27, 36, 41, 42, 65;

- Đường Nguyên Hồng: nhà A4 TT Đại học Luật, C9, C10, C18; các ngừ 17, 18, 26, 28, 34, 45, 62, 68

- Đường Huỳnh Thúc Kháng, Đường số 1, 2, 3; ngừ 9, 18, 29, 49, Tập thể Cục Bản Đồ 51, 55, TT Ảnh Địa Hỡnh, TT Ban Cơ Yếu Chính Phủ, TT Dầu khí 59 HT Kháng, TT Lưu Trữ Địa Chất.

- Ngừ 91, 94, 97, 99 Đường Nguyễn Chí Thanh, Tập thể trường ĐH Luật

- Ngừ 562 Đường Láng

- Ngừ 9, 17, 21 Hoàng Ngọc Phỏch 

Khu vực Nguyễn Trường Tộ

- Phố Mạc Đĩnh Chi, Ngũ Xó, Trấn Vũ, Phú Đức Chính, Cửa Bắc, Phạm Hồng Thái, Hàng Than, Hoè Nhai, Nguyễn Trường Tộ, Nguyễn Khắc Nhu, Ngừ Yờn Thành, Chõu Long, Lạc Chớnh, An Xỏ, Phỳc Xỏ, Nghĩa Dũng, Phố Tõn Ấp      

- Đường Yên Phụ từ số nhà 1 đến số nhà 84

- Ngừ Hàng Bỳn (trừ số nhà 50 đến số nhà 54 chưa lắp được)

Quận Cầu Giấy:

Khu phố Hoa Bằng, phường Yên Hoà (CC01)

- Tập thể giỏo viờn, một phần tổ 9, tổ 11, 15, 18, 19, 20, tập thể 134.

- Tập thể 361, phường Yên Hoà (CC02): tổ 1, từ tổ 3 đến tổ 6, một phần tổ 7.

Khu vực phường Nghĩa Tân (CC04)

- Khu A: từ nhà A8 đến A12, từ A4 đến A16, A19, A20, từ A23 đến A26

- Khu B: B1 đến B12, B19, B20

- Khu C: C1 đến C10

- K2, K3: phố Nghĩa Tân (số 32 đến 100), phố Tô Hiệu (số 19 đến 69)

.Quận Hai Bà Trưng:

Khu vực Nguyễn Cụng Trứ (CC15)

- Toàn bộ Phố Bà Triệu 

- Phố Ngụ Thỡ Nhậm: từ số 82 đến ngừ 4 Hoà Mó

- Phố Hoà Mó: từ ngó tư phố Huế đến Ngô Thỡ Nhậm

- Phố Mai Hắc Đế: từ số 2 đến 38; từ số 1 đến 45C

- Phố Tuệ Tĩnh, Thi Sỏch

- Phố Huế: từ 1 đến 173; từ 102 đến 214, toàn bộ Ngừ Huế

- Phố Lũ Đúc, Phố Đồng Nhân -  Đỗ Ngọc Du

- Phố Trần Xuân Soạn, Phù Đổng Thiên Vương, Lê Ngọc Hân, Lê Văn Hưu

- Phố Lê Gia Định, Phố Hương Viên, Dốc Thọ Lóo, Phố Nguyễn Cụng Trứ

- Các khu tập thể: Dệt Kim, Rượu Hà Nội, Cơ khí Trần Hưng Đạo, Bộ Công Nghiệp, Vệ Sinh Dịch Tễ và khu tập thể 190 Lũ Đúc

- Phố Lê Đại Hành, Vân Hồ, Phố Trần Cao Vân, Yên Bái 1, Yên Bái 2

- Phố Thịnh Yên, Nguyễn Bỉnh Khiêm, Nguyễn Đỡnh Chiểu, Trần Khỏt Chõn

- Đại Cồ Việt, Phố Hoa Lư

Khu vực Bỏch Khoa (CC05)

- Nhà A1, E1 đến E3, E5 đến E7, K1 đến K11, K14, K16 đến K20, F7, F10s.

- Dóy 17 đến 19, 23 đến 25, 35 (A,B), 36,38 đến 42, 59 đến 66 và dóy 70.

- Ngỏch 40 và Ký tỳc xỏ sinh viờn nước ngoài

Quận Đống Đa:

Khu vực phường Phương Mai (CC06)

- Nhà A8, A9, A11, A14 , A15, từ E1 đến E4, từ E6 đến E10, E25

- Nhà 11 đến 17, D1, D2c, Dcb, DL1, D3, D6, D7 và D9;

- Ngừ 4. Ngỏch 4 và ngừ 2/ ngỏch 2 (nhà T1, T2).

- Từ nhà C1 đến nhà C15

- Nhà D1, D2 (a-b-c-d), từ nhà D3 đến nhà D9, D17, D18, D8A, D8B, 

- Nhà B3, B4,B7, B8, B10

- Nhà K13

- Ngừ 6, ngừ 15, ngừ 180, ngừ 281 phố Phương Mai

- Tập thể Điện Lực 1 Phương Mai

- Ngừ 9, 11, 27, 30, 31, 36, 46, 65, 73, 81, nửa đầu ngừ 89, 91 Lương Định Của

- Phố Đông Tác, ngừ 19, 26, 37, 39

- Ngỏch 4/35, 4/27, 4/15, 4/26, 4/22, 4/14

Khu vực Trung Tự 

- Toàn bộ khu tập thể Trung Tự

Khu vực Kim Liờn

- Cỏc nhà E3, D2A, H5, A12, A15, B24, ngừ 41 Đông Tác và khu B Kim Liên. 

Khu vực phường Nam Đồng (CC12)

- Nhà A1 đến A8, A15, A17, D1 đến D4, D9 đến D12

- Nhà C1 đến C4 và K15

Khu vực Thỏi Thịnh

- Toàn bộ mặt phố Thỏi Thịnh

- Ngừ Thỏi Thịnh 1, 2, 51, 67, 79, 96, ngừ Thịnh Quang, cỏc ngừ chớnh từ đường Láng Hạ đến số nhà 200.

- Phố Trung Liệt

- Khu vực sau nhà trẻ Hoa Hồng.

- Các nhà: D7,8,9,10,11 – G1,2,3 – E1,2,3,4,5 – I1,2,3,8,11,13,14,15,17 – A4 đến A8 – C1,2,3,4,5 – B1,2,3 - B5 đến B7.

- Phố Thỏi Hà: toàn bộ mặt phố bờn số lẻ

- Phố Tây Sơn: bên số chẵn từ số nhà 210 đến số nhà 438

Quận Hoàn Kiếm:

Khu vực Hàng Mó ( CC09)

- Phố: Lý Nam Đế, Phùng Hưng, Hai Bà Trưng, Nguyễn Văn Tố 

- Đường Thành, Nhà Hoả, Bát Đàn, Cửa Đông

- Hàng Khoai, Phan Đỡnh Phựng, Hoố Nhai, Phan Huy Ích

- Ngừ Hàng Bỳn, Yờn Ninh, Nguyễn Trung Trực

- Lê Văn Linh, Hàng Mó, Hàng Vải, Hàng Than 

- Cống Đục, Nguyễn Quang Bớch, ngừ Trạm, Hàng Điếu

- Hàng Cót, Hàng Lược, Hàng Đậu, Quán Thánh, Gầm Cầu.

Khu vực Hàng Buồm (CC07)

- Phố:Đào Duy từ, Hàng Bạc, Hàng Bè, Đinh Liệt, Hàng Mắm, Cầu Gỗ, Nguyễn

Hữu Huân, Hàng Thùng, Hàng Buồm, Hàng Giầy, Hàng Đường

- Ngừ Gạch, Hàng Chiếu, Tạ Hiền, Thanh Hà, Lương Ngọc Quyến, Lương Văn Can, Trần Nhật Duật, Mó Mõy, Hàng Dầu, Hàng Quạt, Hàng Bồ

- Hàng Phốn, Hàng Thiếc, Hàng Hũm, Hàng Đồng, Hàng Bông, Hàng Gai

- Hàng Nún, Hàng Gà. Thuốc Bắc, Lũ Sũ, Đinh Tiên Hoàng, Lý Thỏi Tổ

- Hàng Tre, ngừ Phất Lộc, Yờn Thỏi và Nguyễn Siờu

Khu vực Phường Trần Hưng Đạo (CC10)

- Phố Trần Quốc Toản, Liờn Trỡ, Hạ Hồi, Khu tập thể số 5 Quang Trung, 

- Trần Hưng Đạo, Thợ Nhuộm, Ngô Văn Sở, Trương Hán Siêu, 

- Nguyễn Du, Nguyễn Gia Thiều, ngừ Dó Tượng, Bà Triệu

CÁC TỪ VIẾT TẮT2B1Q 2-binary, 1Quaternary Mã 2B1QAAL ATM Adaptaion Layer Lớp thích ứng ATMADC Analog to Digital Converter Bộ chuyển đổi tương tự /sốADSL Asymmetric Digital Subcriber

LineMạch vòng thuê bao bất đối xứng

AGC Automatic Gain Control Tự động điều chỉnh hệ số khuyếch đại AM Amplitude Modulation Điều chế biên độANSI American National Standards

InstituteViện tiêu chuẩn quốc gia Mỹ

APC Automatic Power Control Tự động điều chỉnh công suấtARP Address Resolution Protocol Giao thức chuyển đổi địa chỉATM Asynchronous Transfer Mode Phương thức truyền dẫn dị bộATSC Advanced Television System CommitteeATU-C ADSL Transmission Unit-CO Khối truyền dẫn ADSL phía tổng đàiATU-R ADSL Transmission Unit-

RemoteKhối truyền dẫn ADSL phía thuê bao xa

AWGN Add White Gauss Noise Nhiễu tạp âm Gauss trắng cộngBackbone Hệ thống truyền thông đường trục kết

nối nhiều thiết bị mạng với nhau có tốc độ truyền dẫn cao

BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bitBit/s Bit per second Bit trên giâyBRI Basic Rate Interface Giao diện tốc độ cơ sởBridge tap Cầu nối rẽ là nhánh của đôi dây xoắn

không kết cuối được đưa vào để mở rộng mạch vòng thuê bao

C/N Carrier/ Noise Tỷ số sóng mang trên nhiễuCAP Carrierless Amplitude Phase

modulationĐiều chế biên độ pha không sử dụng sóng mang

CATV Cable television Truyền hình cápCDMA Code Division Multiple Access Kỹ thuật đa truy nhập phân kênh theo

mã CLEC Competitive Local Exchange

CarrierCông ty viễn thông nội hạt cạnh tranh

CM Cable Modem Modem cáp CMTS Cable Modem Termination

SystemHệ thống kết cuối modem cáp

CO Central Offices Trung tâm chuyển mạch hoặc tổng đài nội hạt

CPE CustomerPremises Equipment Thiết bị kết cuối tại nhà thuê baoDAC Digital to Analog Converter Chuyển đổi số/tương tự DAVIC Digital Audio Visual Council DBS Direct Broadcast Satelline Phát vệ tinh quảng bá trực tiếpDCT Discrete Cosine Transform Biến đổi cosin rời rạcDLC Digital Loop Carrier Mạch vòng thuê bao sốDMT Discrete Multitone Điều chế đa âm tần rời rạcDOCSIS Data-Over-Cable Service Đặc tả giao diện truyền dữ liệu qua

Interface Specifications mạng cápDSL Digital Subscriber Line Đường dây thuê bao sốDSLAM DSL Access Module Khối ghép kênh truy nhập DSLDVB Digital Video BroadcastE1 Đường truyền tốc độ 2,048 Mbit/s theo tiêu chuẩn châu ÂuEC Echo Canceller Thiết bị khử tiếng vọngEDF Erbium-Doped Fiber Sợi eribiumEDFA Erbium-Doped Fiber Amplifier Khuyếch đại quang sợiETSI European Telecommunications

Standard InstituteViện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu

FCC Federal Communications Commision

Uỷ ban Viễn thông liên bang Mỹ trực thuộc chính phủ đưa ra các qui định cho ngành công nghiệp viễn thông, vô tuyến và truyền hình

FDD Frequency Division Diplexed Phương thức truyền dẫn song công phân chia theo tần số

FDM Frequency Division Modullation

Ghép kênh phân chia theo tần số

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trướcFEXT Far End Crosstalk Xuyên âm đầu xaFITL Fiber In The Loop Mạch vòng quangFP Fabry Perot Khoang cộng hưởng Fabry-FerotFSK Frequency Shift Keying Khoá pha theo tần sốFTTB Fiber To The Building Cáp quang đến toà nhàFTTC Fiber To The Curb Cáp quang tới cụm dân cưFTTCab Fiber To The Carbinet Cáp quang đến CabinetFTTEx Fiber to the Exchange Cáp quang đến tổng đàiFTTH Fiber To The Home Cáp quang tới tận nhàFTTN Fiber To The Node Cáp quang tới tận NodeFTTO Fiber To The Office Cáp quang tới các cơ quan nhỏGOP Group of Pictures Nhóm ảnhGuardband Băng tần bảo vệHandshake Thủ tục bắt tay HDSL High-bit-rate DSL Đường dây thuê bao số tốc độ bit caoHDTV High Definition Television Truyền hình độ phân giải caoHFC Hybrid Fiber-Coax Mạng lai cáp đồng trụcHPF High Pass Filter Bộ lọc thông caoHub Khối trung tâmIDSL IDSN DSL Công nghệ đường dây thuê bao số tốc

độ 128 kbit/sIEEE Institute of Electrical and

Electronics EngineersHiệp hội kỹ sư điện và điện tử

ILEC Incumbent Local Exchange Carrier

Công ty viễn thông nội hạt độc quyền

IP Internet Protocol Giao thức InternetIPPV Impulse Pay Per View Dịch vụ xem phim trả tiền ngayISDN Intergrated Services Digital

NetworkMạng số đa dịch vụ

ISI InterSymbol Interference Nhiễu giao thoa giữa các ký tựISP Internet Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ Internet

ITU International Telecomunication Union

Liên minh viễn thông quốc tế

IVOD Interactive Video On Demand Dịch vụ video theo yêu cầu tương tácLAN Local Area Network Mạng cục bộLLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logícLMDS Local Multipoint Distribution

SystemHệ thống phân bố đa điểm nội hạt

LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấpMAC Media Access Control Điều khiển truy nhập phương tiệnMDF Main Distribution Frame Giá phối dây chínhMMDS Multichanel Multipoint

Distribution SystemHệ thống phân phối đa điểm đa kênh

MODEM Modulation/Demodulation Điều chế/giải điều chếMPEG Motion Picture Experts Group Nhóm chuyên gia ảnh độngMUX Multiplexer Bộ ghép kênhNA Numerical Aperture Khẩu độ sốNEXT Near End Crosstalk Xuyên âm đầu gầnNF Noise Figure Nhiễu NF NIC Network Interface Card Card giao diện mạngNID Network Interface Device Thiết bị giao diện mạngNRZ Non Return zero Mã đường truyền NRZNTSC National Television System CommitteeNTU Network Termination Unit Khối kết cuối mạngNVOD Near Video On Demand Dịch vụ video gần theo yêu cầuOI Optical Isolator Khối cách lyONU Optical Network Unit Khối mạng quangOOB Out-Of-Band Ngoài băngPAL Phase Alteration LinePAM Pulse Amplitude Modulation Điều chế biên độ xungPBX Private Branch Exchange Tổng đài cơ quan (nội bộ)PCM Pulse Code Modulation Điều mã xungPDU Packet Data Unit Gói đơn vị dữ liệuPHY Physical Vật lýPMD Physical Media Dependent Lớp phụ thuộc môi trường vật lýPOTS Plain Old Telephone Service Dịch vụ thoại thông thườngPPP Point-to-Point Protocol Giao thức điểm nối điểmPPV Pay Per View Dịch vụ trả tiền theo lượng phim xemPRI Primary Rate Interface Giao diện tốc độ sơ cấpPSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suấtPSTN Public Switch Telephone

NetworkMạng điện thoại công cộng

QAM Quarature Amplitude Modulation

Điều chế biên độ cầu phương

QoS Quality of Service Chất lượng của dịch vụQPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha cầu phươngRF Radio Frequency Tần số vô tuyếnRFI Radio Frequency Interference Nhiễu tần số vô tuyếnRJ.45 Modul kết nối 8 dây tiêu chuẩnSAR Segmentation and Re-Assembly Phân mảnh và tái hợpSCM Secondary Carrier Modulation Điều chế sóng mang phụ

SDSL Single pair DSL Mạch vòng thuê bao số một đôi dâySMF Single Mode Fiber Sợi quang đơn modeSNMP Simple Network Manage

ProtocolGiao thức quản lý mạng đơn giản

SNR Signal Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên nhiễuSYN Synchronization Symbol Ký hiệu đồng bộTC Transmission Convergence Hội tụ truyền dẫn TCM Trellis Code Modulation Điều chế được mã hoá lướiTDM Time Division Multiplexing Ghép kênh theo thời gianVDSL Very High-speed DSL Công nghệ thuê bao số tốc độ rất caoVoD Video on Demand Video theo yêu cầuWLL Wireless Local Loop Mạch vòng vô tuyến nội hạtxDSL x Digital Subscriber Loop Họ công nghệ đường dây thuê bao số

Tài liệu tham khảo:Albert A. Azzam, High-Speed Cable Modems, Mcgraw-Hill, 1997

Donald Raskin và Dean Stoneback, Broadband Return Systems For Hybrid Fiber/Coax Cable TV Networks, 1997Shlomo Ovadia, Broadband Cable TV Acess Network: From Technology To Application , Prentice

Hall PRT, 1997

Đài PTTHHN, Dự án xây dựng mạng truyền hình cáp hữu tuyến Hà Nội , 9/2002

M&M (theo Ericsson Review No 1/2001), Bài viết: “ Modem cáp xa lộ băng rộng đến từng nhà”, Tạp chí Bưu Chính viễn thông( tháng 10 + tháng 11-2002

6. CableLabs, Security in DOCSIS-based Cable Modem Systems, 8/1999C.Smythe, P.Tzerefos và S.Cvetkovic, CATV Infrastructures And Broadband Digital Data

Communications, University of Sheffield, UK, 1/5/1999David Fellows , DOCSIS™ Cable Modem Technology, ComPATHTM , High speed data & Internet Access over cable television, 1/1/2003 http://www.cable-modem.net

http://www.catv.org http://www.cablemodemhelp.com http://www.cablemodem.com Tom Quigley, Euro-DOCSIS/DVB-RC Comparison, Broadcom Corporation, 7/5/1999 C. Smythe, P.Tzerefos, V.Sdralia, V.Rangel, G.Manson và S. Cvetkovic , Cable Modems

And The Return Channel Path For Interactive Services: DOCSIS vs. DVB – A Performance Evaluation, 1/5/1999

Victor Rangel Licea, A Comparison of The DVB/DAVIC, DOCSIS and IEEE 802.14 Cable Modem Specifications- Communications Network & Switching, The University of Sheffield, UK

ITU-T Recomendation H.262:Video Codec for Audiovisual Service at px64 kbits

ITU-T Recomendation H.263:Video Coding for Low Bit-rate Communication

Walter Goralski, ADSL & DSL Technology” , McGraw-Hill, 1998