Truyền hình-số-cntt

TÌM HIỂU VỀ CÁC CHUẨN VÀ CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH SỐ:

1.1: Giới thiệu về truyền hình số: 1.2: Một số chuẩn truyền hình số:

Bùi Văn ĐạtCao Xuân ThắngMai Trung Việt

Đặc điểm của phát thanh, truyền hình số.

• Ít bị tác động của nhiễu so với truyền hình tương tự.

• Có khả năng nén lớn hơn với các tín hiệu truyền hình âm thanh và hình ảnh.

• Có khả năng áp dụng kỹ thuật sửa lỗi.

• Do chỉ truyền đi các giá trị 0 và 1 nên các tín hiệu âm thanh, hình ảnh, tín hiệu điều khiển, dữ liệu đều được xử lý giống nhau.

• Có thể khoá mã dễ dàng.

• Đòi hỏi công suất truyền dẫn thấp hơn.

• Các kênh có thể định vị tương đối dễ dàng.

• Các hệ thống điều chế được phát triển sao cho có khả năng chống được hiện tượng bóng hình và sai pha.

• Chất lượng dịch vụ giảm nhanh khi máy thu không nằm trong vùng phục vụ.

• Đòi hỏi tần số mới cho việc phát thanh, truyền hình quảng bá.

• Người xem phải mua máy mới hoặc sử dụng bộ chuyển đổi SETTOPBOX.

• Những sự đầu tư mới được yêu cầu về các phương tiện tại các trạm phát.

Sơ đồ khối tổng quát một hệ thống truyền hình số

Tín hiệu video, audio tương tự được biến đổi thành tín hiệu số. Tín hiệu này có tốc độ bít rất lớn nên cần phải qua bộ nén để giảm tốc độ bít của chúng. Các luồng tín hiệu này được đưa tới bộ ghép kênh (MUX) rồi đưa tới bộ điều chế và phát đi. Ở phía thu thực hiện quá trình ngược lại, tín hiệu thu sẽ được giải điều chế và đưa tới bộ phân kênh (DEMUX). Tín hiệu từ bộ phân kênh được giải nén sau đó được chuyển đổi số _tương tự.

Truyễn dẫn tín hiệu truyền hình số • Truyền qua cáp đồng trục:

Để truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần. Kênh có thể có nhiều làm ảnh hưởng đến chất lượng truyền và sai số truyền.

• Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang.

Cáp quang có nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu số so với cáp đồng trục:

* Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao.

* Độ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài.

* Suy giảm giữa các sợi quang dẫn cao (80 dB).

* Thời gian trễ qua cáp quang thấp.

• Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:

Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát.

Thu tín hiệu truyền hình số

•Quá trình thu hình là thực hiện ngược lại của công việc phát hình. Máy thu hình số và máy thu hình tương tự về mặt nguyên lý chỉ khác nhau ở phần trung tần (IF), còn phần cao tần (RF) là hoàn toàn giống nhau.

• Để có thể đáp ứng được việc thu chương trình truyền hình số bằng máy thu tương tự, nhiều hãng đã sản xuất thiết bị đệm gọi là SET-TOP-BOX trước khi đi đến truyền hình số hoàn toàn.

Một số chuẩn truyền hình số

• I/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN ATSC.

• II/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG.

• III/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DVB-T.

I/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN ATSC.

• Năm 1993, sau nhiều cuộc thử nghiệm, Uỷ ban Tư vấn về dịch vụ truyền hình tiên tiến (ACATS – Advisory Committee on Advance Television Service ) đã thuyết phục các nhóm nghiên cứu chọn lọc những điểm mạnh của mỗi tiêu chuẩn, kết hợp lại để tạo nên một tiệu chuẩn duy nhất.

• Năm 1995, Ủy ban Tư vấn ACATS đã chính thức trình lên tổ chức Fcc khuyến cáo về tiêu chuẩn truyền hình độ phân giải cao số hóa (Digital HDTV) của Mỹ với tên “The Grand Alliance”. Đó làkết quả của sự cạnh tranh và sau đó là sự tập trung trí tuệ của 7 tổ chức, công ty lớn.

• Năm 1996 FCC đã chấp nhận tiêu chuẩn truyền hình số DTV của Mỹ dực trên tiêu chuẩn gói dữ liệu quốc tế 188 byte Mpeg-2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể được quy định bởi Ủy ban các dịch vụ truyền hình tiên tiến (ATSC – Advanced Television System Committee).


• ATSC cho phép 36 chuẩn Video từ HDTV (High Definition Television ) đến các dạng thức Video tiêu chuẩn SDTV khác (Standard Definition Television) với các phương thức quét (xen kẽ, liên tục) và các tỷ lệ khuôn hình khác nhau.

• Tiêu chuẩn ATSC DTV được biết đến là một hệ thống dự định dùng để truyền các tín hiệu video, audio, chất lượng cao và các dữ liệu khác trên một kênh đơn 6MHz.

• Hệ thống này có thể chia sẻ một cách đáng tin cậy khoảng 19Mbit/s trong một kênh truyền hình mặt đất 6MHz và khoảng 38Mbit/s trong một kênh truyền hình cáp 6MHz. Để thực hiện điều đó, tín hiệu video nguồn có thể mã hoá tới 5 lần để tốc độ dòng bit tín hiệu truyền hình quy ước (NTSC) giảm xuống tới 50 lần hoặc cao hơn. Nhằm thu nhỏ tốc độ dòng bit, kỹ thuật nén Video và Audio được sử dụng trong hệ thống


II/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG

• DIBEGTiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DiBEG (Digital Broadcasting Expert Group –Nhóm chuyên gia truyền hình số) của Nhật còn được gọi là tiêu chuẩn ISDB-T (Integrated Service Didital Broadcasting – Terrestrial – Truyền hình số tích hợp dịch vụ mặt đất ) hoặc ARIB ( Association of Radio Industries and Business – Hiệp hội các doanh nghiệp và ngành công nghiệp vô tuyến ).

• DiBEG sử dụng kỹ thuật ghép kênh đoạn dải tần BST-OFDM (Band Segmented OFDM) và cho phép sử dụng các phương thức điều chế tín hiệu số khác nhau đối với từng đoạn (Segment) dữ liệu như : QPSK, DQPSK, 16-QAM và 64-QAM.

• Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành 13 khối (OFDM), mỗi khối có dải phổ 432 KHz với các tín hiệu chỉ thị và các thông số truyền dẫn như : loại điều chế, các loại mã hiệu chỉnh lỗi được sử dụng trong từng khối...

II/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG

III/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DVB-T

• Hệ thống trạm mặt đất DVB-T: các kênh VHF/UHF của trạm mặt đất là những phương tiện quan trọng nhất với việc truyền dẫn tín hiệu số ở tốc độ cao vì các thủ tục Trang 4truyền lại đa đường tạo ra sự dội vang và sự giảm âm thanh của tần số lựa chọn. Trễ của việc mở rộng các tín hiệu trong việc truyền lặp là do sự phản xạ của núi, đồi hay dãy nhà có thể lên tới vài chục μs. Trong trường hợp phía thu có thể di chuyển, tín hiệu trực tiếp từ phía phát có thể bị mất (kênh Rayleigh) do đó phía thu bắt buộc phải khai thác những đám mây tín hiệu phản hồi xung quanh vật thể.


• Trong mạng đơn tần số (SFN), sự lựa chọn tần số kênh cố thể rất quan trọng khi tất cả các máy phát phát các tín hiệu giống nhau ở cùng thời điểm và có thể phát các tín hiệu lặp lại “nhân tạo” trong khu vực dịch vụ (trễ lên đến vài trăm μs). Để khắc phục vấn đề này, các bộ tương thích kênh DVB-T được thiết kế dựa trên việc điều chế đa sóng mang trực giao COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo tần số đã được mã hoá)



• Quá trình phát sóng truyền hình trên mặt đất bao gồm những thành phần sau:

• Tín hiệu Video/ Audio nguồn: Tín hiệu nguồn là tín hiệu số hay tương tự được biến đổi thành các dữ liệu số.Các chuẩn tín hiệu số được định dạng sao cho tương thích với hệ thống mã hoá - Tín hiệu Video có tốc độ bit rất lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 thì tốc độ bit lên đến 270Mbps. Để các kênh truyền hình quảng bá có độ rộng 8MHz có thể đáp ứng cho vie0c truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit bằng cách nén tín hiệu Video.


• Mã hoá nguồn dữ liệu số (source coding):• Mã hoá nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tín số nén khác nhau. Việc nén được thực

hiện bằng bộ mã hoá MPEG-2 (Moving Picture Experts Group). Việc mã hoá dựa trên cơ sở nhiều khung hình ảnh chứa nhiều thông tin với sự sai khác rất nhỏ.

• Do đó Mpeg làm việc bằng cách chỉ gửi đi những sự thay đổi này và dữ liệu lúc này có thể giảm từ 100 đến 200 lần. Với audio cũng như vậy, việc nén dựa trên nguyên lý tai người khó phân biệt âm thanh trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng có tần số lân can nhau và những bit thông tin trầm nhỏ này có thể bỏ đi và không được sử dụng.

• Mã hoá nguồn chỉ liên quan đến các đặc tính của nguồn. Phương tiện truyền phát không ảnh hưởng gì đến mã hoá nguồn.


• Mã hoá kênh :• Gói và đa hợp video, audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu, ở đây là

dòng truyền tải Mpeg -2.• Nhiệm vụ của mã hoá kênh là làm cho tín hiệu truyền dẫn phát sóng phù

hợp với kênh truyền. Trong truyền hình số mặt đất mã được sử dụng là mã Reed-Solomon.

• Mã Reed-Solomon được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin ngày nay, do có khả năng sửa lỗi rất cao.


• Điều chế :• Điều chế tín hiệu phát sóng bằng dòng dữ liệu. Quá trình này bao gồm cả

mã hóa truyền dẫn, mã hóa kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại các suy giảm chất lượng do fadinh, tạp nhiễu v.v...

• Bên Thu :Bên phía thu sẽ mở gói, giải mã, hiển thị hình và đưa ra máy thu.

Thanks!

Technology

Truyền hình-số-cntt