MỤC LỤC

Mục Lục 1

Bảng chữ viết tắt 3

Lời nói đầu 3

Chương I -Tổng quan về truyền hình cáp hữu tuyến 3

1.1 – Tổng quan về truyền hình cáp 3

1.2 - Vị trí các mạng truyền hình cáp và xu hướng phát triển 3

1.3 - Các công nghệ truy nhập cạnh tranh 3

1.3.1 - Công nghệ ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line) 3

1.3.2 - Fiber-In-The-Loop (FITL) 3

1.3.3 - Vệ tinh quảng bá trực tiếp DBS (Direct Broadcast Satellite) 3

1.3.4 - Dịch vụ phân phối đa điểm đa kênh (MMDS) 3

Chương II – Kiến trúc mạng truyền hình cáp 3

2.1 - Kiến trúc mạng CATV truyền thống 3

2.2 - Kiến trúc mạng có cấu trúc 3

2.2.1 - Các đặc điểm cơ bản mạng HFC 3

2.2.2 - Ưu và nhược điểm của mạng HFC 3

2.2.3 - Kết luận 3

Chương III – Các thiết bị chính trong mạng quang 3

3.1 – Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Headend 3

3.1.1 - Sơ đồ khối cơ bản của Headend 3

3.1.2 - Nguyên lý hoạt động của Headend 3

3.1.3 - Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy phát quang 3

3.1.3.1 – Cấu tạo 3

3.1.3.2 – Hoạt động của máy phát 3

3.2 – Cấu tạo và hoạt động của node quang 3

3.3 – Sợi quang 3

3.3.1 - Cấu tạo và dạng sợi quang 3

3.3.2 - Sợi đơn mode và sợi đa mode 3

3.3.3 - Các đặc tính của sợi quang 3

3.3.3.1 – Suy hao 3

3.3.3.2 – Các nguyên nhân gây nên suy hao 3

3.3.4 - Độ nhạy thu và quỹ công suất 3

3.3.5 - Các giới hạn bởi suy hao 3

3.3.6 - Truyền lan ánh sáng trong sợi quang 3

3.3.6.1 – Truyền lan tín hiệu trong sợi quang 3

3.3.6.2 – Các mode truyền lan 3

3.3.7 - Tán sắc sợi quang 3

3.3.7.1 – Tán sắc trong mode (Intramode Dispersion) 3

3.3.7.2 – Tán sắc mode 3

3.3.7.3 – Tán sắc tổng cộng của sợi 3

3.3.7.4 – Sự hạn chế do tán sắc 3

3.4 - Các mối hàn và các bộ kết nối (Connector) trong mạng quang. 3

3.4.1 - Phương pháp hàn cáp 3

3.4.2 - Các Connector 3

3.5 – Ghép công suất quang 3

Chương IV - Các thiết bị chính trong mạng đồng trục 3

4.1 - Cáp đồng trục 3

4.1.1 - Suy hao do phản xạ 3

4.1.2 - Trở kháng vòng 3

4.2 - Các bộ khuếch đại RF (Radio Friquency) 3

4.2.1 - Đặc điểm các bộ khuếch đại 3

4.2.1.1 - Bộ khuếch đại trung kế 3

4.2.1.2 - Bộ khuếch đại fidơ 3

4.2.1.3 - Bộ khuếch đại đường dây 3

4.2.2 - CNR của một bộ khuếch đại đơn và nhiều bộ khuếch đại nối tiếp. 3

4.3 - Bộ chia và rẽ tín hiệu 3

Chương V – Phương Pháp thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến 3

5.1 – Lựa chọn các thông số kỹ thuật cho mạng truyền hình cáp hữu tuyến 3

5.1.1 - Phân bố dải tần tín hiệu 3

5.1.2 - Tính toán kích thước node quang cho yêu cầu hiện tại 3

5.2 – Thiết kế 3

5.2.1 - Lựa chọn sợi quang 3

5.2.2 - Tính toán suy hao của hệ thống 3

5.3 – Nguyên tắc thiết kế phần mạng quang 3

5.4 – Nguyên tắc thiết kế phần mạng đồng trục 3

5.5 – Thuyết minh phần mạng quang 3

5.6 – Tính toán phần mạng quang 3

5.7 – Thuyết minh thiết kế phần mạng đồng trục 3

5.8 – Tính toán phần mạng đồng trục 3

5.9 – Thuyết minh thiết kế mạng HFPC 3

5.10 – Tính toán mạng HFPC 3

5.11 – So sánh mạng HFC và mạng HFPC 3

Kết luận 3

Tài liệu tham khảo 3

LỜI NÓI ĐẦU

Truyền hình cáp (CATV) từ lâu đã không còn xa lạ đối với người dân ở các nước phát triển trên thế giới. Tuy nhiên việc phát triển và mở rộng các mạng truyền hình cáp vẫn chưa được quan tâm nhiều bởi vì trước đây mạng truyền hình cáp chỉ đơn thuần cung cấp các dịch vụ về truyền hình, không thể cung cấp các dịch vụ khác như thoại, số liệu…Thuật ngữ CATV xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1948 tại Mỹ khi thực hiện thành công hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến và thuật ngữ CATV được hiểu là hệ thống truyền hình cáp hữu tuyến (Cable TV).

Một năm sau, cũng tại Mỹ hệ thống truyền hình cộng đồng sử dụng anten (Community Antenna Television-CATV) cung cấp dịch vụ cho thuê bao bằng đường truyền vô tuyến đã được lắp đặt thành công. Từ đó thuật ngữ CATV được dùng để chỉ chung cho các hệ thống truyền hình cáp vô tuyến và hữu tuyến.

Những năm gần đây, do tăng nhu cầu thưởng thức các chương trình truyền hình chất lượng cao, nội dung phong phú cũng như sự tiến bộ trong công nghệ, các mạng truyền hình cáp đã có những bước phát triển mạnh mẽ. Giờ đây không chỉ cung cấp các chương trình truyền hình thỏa mãn nhu cầu ngày càng cao của người xem mà chúng còn trở thành một tiềm lực cạnh tranh đáng kể đối với các mạng viễn thông khác trong cung cấp các dịch vụ viễn thông.

Tại Việt Nam hiện nay có các dịch vụ truyền hình như truyền hình quảng bá, dịch vụ truyền hình MMDS và dịch vụ truyền hình cáp hữu tuyến. Truyền hình quảng bá sử dụng môi trường hoàn toàn không khí để truyền tín hiệu và các thuê bao chỉ việc cắm anten để thu tín hiệu từ anten phát của các đài truyền hình là đã có thể xem chương trình nên các thuê bao không cần phải đóng cước dịch vụ và các nhà sản xuất chương trình cũng không phải tốn kém về phương tiện truyền dẫn. Tuy nhiên vì là chương trình truyền hình tương tự và sử dụng dải tần số ngoài không gian nên tài nguyên bị hạn hẹp dẫn đến số lượng kênh phát ra của dịch vụ truyền hình quảng bá rất hạn chế và nó chịu ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các nguồn nhiễu của môi trường truyền dẫn như: nhiễu công nghiệp, nhiễu từ các đài phát lân cận … và nó cũng chịu ảnh hưởng rất lớn của thời tiết. Dịch vụ truyền hình quảng bá không thể tăng thêm kênh chương trình khác do băng thông bị hạn chế. Vì tài nguyên tần số không gian là một tài nguyên quý giá đối với mỗi quốc gia và ngoài việc dành cho dịch vụ truyền hình nó còn dành cho nhiều dịch vụ khác nữa như: thông tin liên lạc trong quân đội, thông tin di động …

Còn dịch vụ truyền hình MMDS thì sử dụng sóng mang phụ của thông tin vi ba (900MHz) để truyền tải các kênh truyền hình và kéo cáp từ trung tâm truyền hình đến trạm vi ba, sử dụng anten phát của trạm vi ba để phát sóng đến các vùng xung quanh trạm trong một phạm vi bán kính nhất định, nó được chia thành các cell hình dải quạt để phủ sóng. Đối với dịch vụ này thì thuê bao cũng chỉ cần dựng cột anten là có thể thu được chương trình truyền hình và giải mã để xem. Tuy nhiên đây là phương thức truyền trong tầm nhìn thẳng nên anten thu của thuê bao bắt buộc phải nhìn thấy anten phát của trạm vi ba gần nó thì mới thu được tín hiệu. Đây là một nhược điểm của dịch vụ vì nó sẽ hạn chế đối với các vùng dân cư trong khu vực có nhiều toà nhà cao tầng che chắn (như là các khách sạn) hoặc các khu vực dân cư có nhiều cây cối che phủ. Các khu vực đó không thể bắt được tín hiệu do tín hiệu không thể xuyên qua chướng ngại vật hoặc đi cong xuống. Còn nữa nó cũng tương tự như dịch vụ truyền hình quảng bá ở chỗ băng thông bị hạn chế nên kênh truyền hình phát ra cũng bị hạn chế và nó cũng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của các nguồn nhiễu công nghiệp, nhiễu của các đài phát lân cận và chính nó cũng gây nhiễu cho các đài phát khác, cũng chịu ảnh hưởng mạnh của thời tiết.

Do các hạn chế của các dịch vụ truyền hình như ở trên nên việc phát triển truyền hình cáp hữu tuyến HFC là điều tất yếu vì: Mạng HFC sử dụng cáp quang ở mạng truyền dẫn và phân phối tín hiệu nên đã sử dụng được các ưu điểm của cáp quang so với các phương tiện truyền dẫn khác như: Băng thông của cáp quang rất lớn (1014 ~ 1015 Hz), suy hao đường truyền rất nhỏ, không chịu ảnh hưởng bởi nhiễu của môi trường ngoài và nhiễu điện từ, có thể tích hợp được nhiều dịch vụ trên cùng một đường truyền…

Tại Hà Nội, nhu cầu phát triển mạng truyền hình cáp hữu tuyến qui mô, hiện đại cung cấp nhiều chương trình cho người dân Thủ đô đã được lập kế hoạch phát triển và đang được triển khai trên diện rộng.

Cùng với sự phát triển này, đề tài tốt nghiệp “Phương pháp thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến” trình bày những nội dung cơ bản nhất các công nghệ sử dụng trong mạng truyền hình cáp hữu tuyến về kiến trúc mạng HFC, hướng phát triển của mạng và so sánh các ưu nhược điểm của mạng HFC với các dịch vụ truyền dẫn cạnh tranh khác. Nội dung bản đồ án gồm năm chương được giới thiệu sơ lược sau đây:

Chương I: Giới thiệu tổng quan về truyền hình cáp hữu tuyến nói chung, vị trí của truyền hình cáp trên thị trường thông tin và xu hướng phát triển của nó trong thời gian tiếp theo sau này. Ngoài ra còn điểm qua một số công nghệ truy nhập cạnh tranh với mạng truyền hình cáp.

Chương II: Giới thiệu về các mạng truyền hình cáp truyền thống và mạng truyền hình kết hợp. Giới thiệu và so sánh giữa các cấu trúc mạng khác nhau.

Chương III: Giới thiệu về một số thiết bị quan trọng sử dụng trong việc thiết kế và lắp đặt mạng quang (mạng truyền dẫn và mạng phân phối tín hiệu truyền hình). Nêu nguyên tắc làm việc của một trạm trung tâm truyền hình cáp cơ bản, cấu tạo của thiết bị trung tâm.

Chương IV: Giới thiệu về các thiết bị chính dùng trong mạng cáp đồng trục (mạng truy nhập tín hiệu).

Chương V: Nêu nguyên tắc thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến và thiết kế một mạng truyền hình cáp cụ thể trên địa bàn thành phố Hà Nội. Ngoài ra có thiết kế thêm thí dụ về kiến trúc mạng HFPC để so sánh với kiến trúc mạng HFC và đưa ra kết luận về việc lựa chọn kiến trúc mạng nào thì phù hợp cho tình hình nước ta hiện nay.Trong chương này có tính toán chi tiết tín hiệu từ trung tâm đến tận thiết bị nhà thuê bao. Tuy nhiên chỉ chọn lựa thí điểm một số vùng nhất định.

Trong quá trình làm đồ án do thời gian hạn hẹp nên không tránh khỏi những sơ suất và một số nội dung chưa được chi tiết, mong các thầy cô giáo góp ý và thông cảm.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo cũng như các anh chị trong phòng thiết kế của công ty truyền hình cáp Hà Nội đã tận tính giúp đỡ trong quá trình làm đồ án.