Tổng qua về mạng truyền hình cáp tại Việt Nam

1 I.Tổng quan về hệ thống truyền hình cáp (HFC - Hybrid Fibric Copper) 1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống truyền hình cáp. Các tín hiệu đầu vào là các trương trình truyền hình, được sử lý và chuyển thành tín hiệu quang thông qua Headend. Sau đó tín hiệu quang được truền qua mạng sợi quang, tới điểm cuối là các Node quang. Tại node quang tín hiệu quang được chuyển thành tín hiệu điện và truyền qua hệ thống cáp đồng trục đến từng thuê bao. 2, Băng tần của hệ thống truyền hình cáp Việt Nam tại Hà Nội. Hình : Dải tần của hệ thống truyền hình cáp. Ta thấy, dải tần của hệ thống truyền hình cáp chia làm 3 dải tần rõ dệt. Với mỗi dải tần thì đều có sự phân chia rõ ràng. Headend Node quang Cáp quang Cáp đồng trục Hộp thiết bị thuê bao 2  Dải tần từ 5 - 65 MHz. Đây là dải tần số dùng cho việc truyền tín hiệu trở về. Tức là dùng để truyền tín hiệu từ mạng cáp ngược trở về trung tâm sử lý (headend), như cho việc truyền tín hiệu truyền hình trực tiếp...  Dải tần 87 - 550 MHz: Dùng để truyền đi (từ Headend) các kênh truyền hình analoque tới các thiết bị đầu cuối (Hộp thiết bị thuê bao).  Dải tần 550 - 860 MHz : Dùng để truyền đi (từ Headend) các kênh truyền hình Digital tời các thiết bị đẩu cuối (hộp lắp thuê bao). 2, Headend. Đây là khối sử lý trung tâm đặt tại Đài truyền hình Việt Nam. Headend có đầu vào là các tín hiệu nguồn lấy từ : Studio, các chương truyền hình mặt đất (truyền hình địa phương), và thu từ vệ tinh. Rồi qua sử lý chuyển thành tín hiệu quang, truyền ra mạng cáp quang. Sơ đồ khối Headend tại Hà Nội. 3 Hình : Sơ đồ khối Headend tại Hà Nội.  Mod: Modulator – Bộ điều chế, tín hiệu đầu vào là A/V, đầu ra là RF với các tần số đã nêu ở bảng tần số.  COM: Combiner – Cộng các tần số RF đã được điều chế. a, Tín Hiệu A/V. Tín Hiệu A/V : Là các tín hiệu đầu vào của kênh .(các kênh lấy trực tiếp từ đài, kênh truyền hình địa phương thì thu qua ăngten, kênh nước ngoài thu từ vệ tinh). b, Điều chế : Modulator. Chuyển tín hiệu A/V tương tự bằng tần số sóng mang tuỳ chọn trong mạng cáp. Các đặc tính của bộ điều chế ở dải tần: 47 – 862 Mhz ( với khoảng cách mỗi kênh là 8Mhz).  Tỷ số: Video signal/ Noise > 60dB. Các thông số hoạt động:  Nguồn cấp: 12V +- 0,2V.  Công suất tiêu thụ: < 450mA.  Dải nhiệt độ: -10 đến 550C. c, Máy phát quang. Máy phát quang loại: 1RU 1550nm QAM Máy phát quang 1550nm QAM ( Quadrature Amplitude Modulated) đều là loại máy phát Forward công nghệ mới, kiểu laser 1550nmDFB với độ suy hao thấp và tần số cực đại cho điều chế QAM. Hơn nữa loại máy phát này cũng tương thích với các dịch vụ về tín hiệu video số, Internet data, telephone, VOD, PPV. Nó có khả năng tăng bước sóng lên 8 loại bước sóng, và tương thích với DWDM – Mux và DeMux. 4 Máy phát có băng tần đầy đủ từ: 40 – 862Mhz, và các module hoạt động cùng với EDFA hoặc các thiết bị quang khác. Các chỉ tiêu kỹ thuật: Bước sóng: 1549,32 – 1560,61 nm  0,1nm. Kênh: 64QAM lên đến 10 kênh. Nhiệt độ hoạt động: 00C – 500C. Nhiệt độ bảo quản: -250C - 700C. Độ ẩm hoạt động: 20% - 80%. Điện áp hoạt động: 90 – 260V. Công suất tiêu thụ: 60W. Jack RF Input: 75 Ohm. Input power range: 34± 3 dBm/channel. Output power range: 3,5dBm(max); 3,0dBm(min). Frequency range: 40 – 862 Mhz. Input return loss: 14 dB minimum. Bit erro rate: < 109 ( 10 kênh, 64 QAM). 3. Các thiết bị truyền dẫn. Đây là hệ thống thiết bị truyền tín hiệu từ Headend tời từng hộ thuê bao. IV. Các thiết bị truyền dẫn. Các thiết bị truyền dẫn bao gồm : Mạng cáp quang, Node Quang, Mạng dây cáp đồng Trục, các bộ chia DC, Khuyếch đại, Tap, các bộ chia. 1. Mạng cáp quang. 5 Mạng Cáp quang Hà nội được thiết kế theo Hình Ring. Bao gồm 4 Vòng quang và sử dụng các loại cáp 60, 48 sợi quang. Với mỗi vòng Ring đều có một số node quang xác định : Vòng 1 có 12 node quang, vòng 2 có 12 node quang, vòng 3 có 11 node quang, còn vòng 4 có 12 node quang. 2. Node quang. Node quang là loại thiết bị được sử dụng cho việc biến đổi tín hiệu quang thành tín hiệu điện. Có nhiều loại node khác nhau của nhiều hãng khác nhau như : Node quang 90072 - Scientific Atlanta, Node Quang FOX236R... Loại node quang 90072 - Scientific Atlanta a, ứng dụng : Node quang 90072 dùng để chuyển tín hiệu quang từ mạng cáp quang thành tín hiệu điện để truyển ra mạng cáp đồng trục (coaxial network). Node quang 90072 có một đầu vào, 2 đầu ra tích cực mức cao và một đầu ra trunk Output. Mỗi đầu ra đều có một đường đảo ngược (dùng để truyền tín hiệu phát trở về tần số 5 - 65 MHz reverse path). Đường đảo ngược này được nối với máy phát đẩo ngược (reverse transmitter 90046) thông qua đường bộ lọc diplex(diplex fliter). Node 90072 là loại node có một đầu vào, tuy nhiên có loại node có 2 đầu vào là 90051,90052 với loại này thì tín hiệu vào thuê báo sẽ không bị mất nếu có một đường cáp quang bị hỏng. b, Lắp ráp. Khi lắp đặt node quang 90072 phải chú ý, để node quang thẳng đứng với đường Cáp vào và ra. c, Nguồn cấp. Có 2 cách cấp nguồn: 6 1. Cấp nguồn từ xa thông qua mạng cáp đồng trục. Cấp nguồn với mức điện áp 24  65 VAC (thực tế là 40  65). Mỗi đầu vào được bảo vệ bằng cầu chì có dòng vào tối đa là 7A. Và cầu chì này có thể thay đổi theo thiết kế. 2. Cấp nguồn trực tiếp : Nguồn 187 - 250 VAC từ mạng điện lưới. Nguồn của 90072 có bộ chuyển mạch tự động Undervoltage Swich – chuyển mạch tự động mức điện áp thấp. Nó có nhiệm vụ ngắt nguồn cung cấp khi điện áp đầu vào thấp hơn một ngưỡng xác định, nhằm để bảo vệ node quang không bị cháy hỏng khi bị quá tải. d, Kết nối Node quang có thể nối với mạng cáp đồng trục theo cả 3 đầu ra. Out put 1, Out put 2, Out put 3. Trong đó Out put 1, Out put 2 là hai đầu ra tích cực mức cao. Node 90072 có một cổng vào/ra đảo ngược (ext. reverse input/output). Cổng này có thể nối với tín hiệu đảo ngược mở rộng. Bất kỳ đầu ra nào Out put 1, Out put 2, Out put 3 không dùng thi đều phải nối vào một điện trở loại70008. e, Kết nối thêm các Module - nâng cấp node quang. Node quang có một vài lựa chọn thêm để đưa thêm các khối vào như : đầu thu nhận, đầu kết nối(links), diplex fliter, equalizer(bộ hiệu chỉnh),độ suy hao và bộ tách. f, Tự động hiệu chỉnh hệ số khuyếch đại - Automatic Gain Control (AGC). Đây là một nét đặc trưng của node quang. AGC nó đảm bảo rằng tín hiệu đầu ra luôn luôn là hăng số khi mức tín hiệu đầu vào thay đổi. Giới hạn của AGC phụ thuộc vào mức tín hiệu ra. Với mỗi mức tín hiệu ra thì AGC se có một dải biết thiên nhất định theo bảng sau : 7 Mức Tín hiệu Ra (dB) Dải biến đổi của AGC(dB) 103 -8.0  +3.5 106 -6.5  +5.0 110 -4.5  +5.5 g, Đường đảo ngược – Reverse. Đường đảo ngược làm việc với tần số từ 5 - 65 MHz (mặc dù theo thiết kế của nhà sản xuất có thẻ làm việc từ 5 - 2000MHz). đường đảo ngược kết nối với máy phát đẩo ngược và cần thiết phải có các thiết bị như bộ lọc diplex 75126, mảng đảo ngược (reverse pad) 77140, và bộ lọc link 74069. Ngoài ra còn cần lắp thêm khối AEMS hoặc một khối chuyển mạch đảo ngược 47078. h, Các loại đèn báo hiệu trạng thái của node. Trên node được thiết kết nhiều loại đèn Led để chỉ báo trạng thái làm việc của node như : Cảch báo không có AGC, mức tín hiệu quang vào thấp, không có tín hiệu quang vào... i, Mức tín hiệu ra: Mức tín hiệu ra (dB) 103 106 * 110 Mức tín hiệu thực tế sử dụng tại mạng HFC Hà Nội là 106 dB. Node quang FOX236R: Đặc điểm cơ bản:  Mức tín hiệu quang đầu vào : -3  +2dBmW. 8  Bước sóng quang :12801600nm.  Tần số hướng đi : 47- 862Mhz.  Dải tần hướng về 5- 42Mhz ,hoặc 5-65Mhz. 3, Khuyếch đại Dùng để khuyếch đại tín hiệu, tín hiệu sau khi truyền qua cáp đồng trục thì nó bị suy hao và cần phải được khuyếch đậi lên. Có nhiều loại khuyếch đại khác nhau tại mạng cáp Hà Nội:  KĐ Danlab V: Mức tín hiệu đầu vào (74dB – 78dB) để đầu ra 106dBV ( hay đầu test out 90dBV-tính theo kênh U trung bình). Dải kênh V, U lệch nhau 4 dBV đối với KĐ trung kế, 6 dBV đối với KĐ đầu cuối. Hệ số khuyếch đại 32dB . Đây là khuyếch đại tổng. Có 1 đầu vào, 2 đầu ra.  KĐ Danlab H: Mức tín hiệu đầu vào (74dB – 78dB) để đầu ra 106dBV (hay đầu test out 90 dBV -tính theo kênh U trung bình). Dải kênh V, U lệch nhau 4 dBV đối với KĐ trung kế, 6 dBV đối với KĐ đầu cuối. Đây là khuyếch đại nhánh. Hệ số Khuyếch đại 32dB. Có 1 đầu vào, 2 đầu ra.  KĐ Maiwei: Mức tín hiệu đầu vào (74dB – 78dB) để đầu ra 102 dBV (hay test 1 đầu out 82 dBV- tính theo kênh U trung bình.) Dải kênh V, U lệch nhau 4 dBV đối với KĐ trung kế , 6 dBV đối với KĐ đầu cuối. Có 1 đầu vào, 2 đầu ra. Hệ số Khuyếch đại 30dB.  KĐ Estender : Có 1 đầu vào, 1 đầu ra. Hệ số Khuyếch đại 30dB. 4, Các loại cáp đồng trục. 9 Sau khi tín hiệu quang được chuyển thành tín hiệu điện, thì nó đi qua mạng cáp đồng trục đến tận các thuê bao. a, Cáp trục chính QR540. Đây là cáp lớn nhất dùng để truyền tín hiệu trên các đường trục chính. Đặc điểm của loại cáp QR540 là có mức suy hao rất thấp – 0.0565 dB/m. Nên nó được dùng để kéo các đường cáp chình, chạy dài. Tín hiệu truyền cáp QR540 bị suy it hao. b, Cáp đồng trục RG11. Đây là loại cáp dùng chủ yếu để truyền tín hiệu ra từ các khuyếch đại chính và chia DC tới các khuyếch đại nhánh, hay dung truyền giữa các thiết bị truyền dẫn khác như : Tap, DC.... Cáp RG11 có độ suy hao là : 0.13dB/m c, Cáp đồng trục RG6. Đây là loại cáp dùng để dẫn tín hiệu đến tận các thiết bị thu (như TV) của thuê bao. Độ suy hao của cáp RG6 là : 0.2dB/m Bảng mức suy hao của các loại cáp Loại Cáp Mức suy hao (dB/m) QR540 0.0565 RG11 0.13 RG6 0.2 5, Các loại Tap. Đặc điểm Tap dùng để chia tín hiệu không cân bằng. Có nhiều loại Tap khác nhau, Nhưng có 1 điểm chung là : có 1 đầu in, 1 đầu out (có mức suy hao 10 nhỏ), và nhiều đầu Tap (có mức suy hao lớn, số lượng đầu Tap phụ thuộc vào loại Tap).  Đầu in : dùng để đưa tín hiệu vào.  Đầu Out : dùng để đưa tín hiệu (bị suy hao ít ) ra đến các Tap khác, hay bộ chia...  Đầu Tap : Dùng để lắp thuê bao, có độ suy hao lớn. Ngoẩi Tap còn được chai ra làm hai loại, loại Outdoor Bảng thông số các loại Tap cơ bản Loại Tap Số đầu Tap Mức suy hao đầu Tap (dB) Mức suy hao: in-out(dB) 2/20 2 20 2 2/17 2 17 2 2/14 2 14 3 2/11 2 11 3 2/8 2 8 4 4/26 4 26 1.5 4/23 4 23 1.5 4/20 4 20 2.5 4/17 4 17 2.5 4/14 4 14 3.9 4/11 4 11 5.1 8/26 8 26 1.5 8/23 8 23 2 8/20 8 20 2.5 8/17 8 17 3.5 8/14 8 14 4 11 5 6, DC( thiết bị ghép định hướng): Thường dùng ở mạng cáp trục, phân chia tạo ra các hướng truyền tín hiệu khác nhau của mạng . Tại mạng cáp ở Hà Nội dùng chủ yếu hai loại DC.  DC loại S2 (chia 2 outdoor): Có một đầu vào, 2 đầu ra Tap, 1 đầu Out. Với các mức suy hao như sau.  DC 8 : Mức suy hao 2 đầu Tap 8db, Mức Suy hao đầu out 4,5dB.  DC 12: Mức suy hao 2 đầu Tap 12db, Mức Suy hao đầu out 3,5dB.  DC 16: Mức suy hao 2 đầu Tap 16db, Mức Suy hao đầu out 3dB.  DC loại 3U(out door): Có một đầu vào, 3 đầu ra. Với các thông số mức suy hao. 2 đầu suy hao 9,1dB, một đầu suy hao 6,4dB. 7, Chèn nguồn - Power Insert (PI): PowerInsert (PI) là thiết bị chèn nguồn : cộng tín hiệu điện 50Hz vào tín hiệu mạng cáp tần số cao để truyền đi cung cấp năng lượng cho các thiết bị tích cực(node quang, khuyếch đại) hoạt động. Mạng VCTV thường dùng PI của MaiWei, PARMA, RISHANG có dải băng tần hoạt động đến 860Mhz , dòng điện tối đa10A, điện áp 60-65VAC. Xét giá trị tổn hao Insertion Loss(dB) của một số loại PI: Loại PI Tần số 5Mhz 65Mhz 87Mhz 550Mhz 860Mhz Mw-LPI 0,4 0,5 0,5 0,6 0,8