Một số xu hướng phát triển của công nghệ truyền hình
Bài vi t này cung cp mt cái nhìn khái quát v s phát trin ca mt s k
thut truyn hình th    c d  oán s phát trin mnh trong thi gian ti.
Đi cùng với sự phát triển này là sự gia tăng tốc độ bit và các yêu cầu về phân phối dịch vụ
trong tương lai. Bài viết này sẽ tập trung vào hai kỹ thuật có tiềm năng phát triển nhanh đó là
stereoscopic TV (3D TV) và UHDTV (Ultra Hight Definition Television). Một số kỹ thuật cải
tiến như: tăng tốc độ frame, tỉ lệ kích thước khung hình rộng hơn, độ sâu bit lớn hơn, cải tiến
độ phân giải màu… cũng được quan tâm. Ngoài ra, việc phát sóng quảng bá của stereoscopic
TV (3D TV) và UHDTV trên các đường truyền vệ tinh, mặt đất và các yêu cầu của nó sẽ
được xét đến cùng với xu thế phát triển của công nghệ truyền dẫn.
1. TRUYỀN HÌNH 3D.
1.1. Các kỹ thuật stereoscopic và hiển thị 3D.
1.1.1. Khái quát kỹ thuật hiển thị.
Hệ thống nhìn của người không phân tích được trực tiếp bản chất 3 chiều của một cảnh, chiều
thứ ba được suy ra từ các thông tin khác nhau phân phối đến hai mắt trong hệ thống nhìn của
người. Quan trọng nhất của các thông tin này là thị sai (parallax), đó là sự khác nhau giữa các
góc nhìn giữa mắt trái và mắt phải, và sự khác biệt này sẽ càng lớn khi vật thể càng ở gần hai
mắt.
Một hiệu ứng stereoscopic có thể được hình thành từ video của một màn hình phẳng 2 chiều
bằng cách dùng một số màn lọc để đảm bảo các thông tin ở các góc nhìn khác nhau được hiển
thị đúng cho mỗi mắt. Các màn lọc này có thể là các kính đeo mắt (lọc bởi màu, phân cực,
hoặc cửa chập) hoặc thể hiện trên chính màn hình hiển thị (phương pháp auto-stereoscopic).
Mỗi phương pháp này có các ưu điểm và nhược điểm riêng, phần sau sẽ trình bày rõ hơn.
Việc hiển thị stereoscopic trên mặt phẳng được xem như hiển thị “3D” nhưng điều này thật ra
chưa chặt chẽ vì việc hiển thị đúng 3 chiều của một cảnh còn phụ thuộc vào vị trí của người
xem và sẽ có nhiều thay đổi khi người xem di chuyển. Tuy nhiên, thuật ngữ “3D” theo cách
hiểu này vẫn được chấp nhận và sử dụng trong bài viết này.
Trong thực tế, thị sai không chỉ gồm thông tin nhìn theo khoảng cách đến vật thể, mà các
thông tin khác như điểm hội tụ của mắt cũng tạo nên độ sâu đáng kể cho hình ảnh. Khi sử
dụng thị sai để tạo ra độ sâu hình ảnh cần chú ý đến việc người xem có thể bị mỏi mắt, và
trong một số trường hợp có thể tạo ra cảm giác tương tự say tàu xe ở người xem.

Kính cửa chập được sử dụng như bộ lọc thời gian và tạo ra hiệu ứng stereoscope bằng cách
trình chiếu cho mỗi mắt các góc nhìn của hình ảnh khác nhau thông qua sự thay đổi của chuỗi
frame; việc hiển thị sự thay đổi của hình ảnh giữa mắt trái và mắt phải dựa trên việc chập
(đóng, mở) kính ở mỗi mắt và đồng bộ với hình ảnh.
Các kính cửa chập thường dùng các vật liêu tinh thể lỏng mà sẽ trở nên tối ở một mức điện áp
cung cấp thích hợp, và trong suốt ở các mức điện áp khác. Không giống như kính màu hoặc
kính phân cực, loại kính này là các thiết bị tích cực và cần đồng bộ với việc hiển thị nhờ
thông tin truyền qua wireless hoặc dùng tia hồng ngoại. Vì lý do này, kính cửa chập LCD
thường đắt hơn các loại kính màu đơn giản và kính phân cực rất nhiều (giá thông thường là 80
bảng Anh).
1.1.5. Auto-stereoscopic TV.
Việc hiển thị auto-stereoscopic sẽ cung cấp hiệu ứng stereoscope mà không cần sử dụng kính.
Bản thân của quá trình hiển thị đã được thiết kế để biểu diễn thông tin khác nhau khi xem từ
sự sai biệt rất nhỏ của các góc nhìn, vì thế nếu vị trí người xem và góc nhìn đúng thì họ sẽ
nhận được hình ảnh khác nhau cho mỗi mắt để tạo ảnh stereo.
Khác với những hệ thống dựa trên kính, việc trải nghiệm xem với hiển thị auto-stereoscopic
tại rạp phim khó thực hiện và kỹ thuật này được định hướng để phát triển cho các hiển thị tại
nhà. Đã có một số nỗ lực để phát triển hệ thống chiếu auto-stereoscope dùng cho rạp phim từ
năm 1930 nhưng đều không thành công.
Có hai kỹ thuật auto-stereoscopic hiện đang sử dụng cho hiển thị trên các mặt phẳng là:
parallax barrier (rào chắn thị sai) và lenticular len (thấu kính hột đậu). Trong cả hai hệ thống,
độ phân giải theo không gian hiển thị 2D sẽ bị giảm đi trong quá trình tạo hiệu ứng
stereoscope.
Trong hệ thống rào chắn thị sai, một số dạng mặt chắn được đặt trên màn hiển thị làm thay
đổi ánh sáng trực tiếp từ các cột pixel đến mỗi mắt. Việc hiển thị dựa trên rào chắn thị sai có
thể cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa cơ chế hiển thị 2D và 3D nếu lớp rào chắn được thiết
kế từ một lớp tinh thể lỏng có thể trở nên trong suốt hoàn toàn, và cho phép hiển thị như một
màn hình hiển thị 2D thông thường. Ngoài ra, việc hiển thị auto-stereoscopic cho chỉ một
người xem có thể dùng các hệ thống theo dõi mắt để tự động điều chỉnh hai ảnh hiển thị theo
mắt của người xem khi đầu của họ di chuyển.

hiển thị cho mắt trái và mắt phải sẽ dẫn đến tốc độ bit yêu cầu lớn hơn tín hiệu 2D, nên người
ta tìm cách giảm tốc độ bit của tín hiệu 3D sao cho gần với tốc độ bit yêu cầu của tín hiệu 2D,
và điều này có thể được trả giá bằng việc giảm chất lượng hình ảnh. Ví dụ, cách đơn giản nhất
của của quảng bá 3D là phát hai stream dữ liệu độc lập cho mắt trái và mắt phải. Để giảm tốc
độ bit thì người ta sẽ phát quảng bá dữ liệu video 2D cộng thêm thông tin metadata (có tốc độ
nhỏ hơn nhiều so với một stream dữ liệu video 2D) và phía thu sẽ tổng hợp hai thông tin này
để khôi phục lại hai stream dữ liệu cho hai mắt.
Khi xét đến năng lực xử lý tín hiệu hiện có của bộ giải mã (ví dụ: thiết kế xử lý cho một tín
hiệu video với chất lượng HDTV 720p/50 hoặc 1080i/25) thì việc phát sóng quảng bá của tín
hiệu 3D sẽ phải giảm chất lượng tín hiệu cho mỗi mắt (khi đó set top box thiết kế cho xử lý 1
tín hiệu HDTV mới có thể có năng lực xử lý hai tín hiệu video với chất lượng giảm đi một
nửa so với tín hiệu HDTV). Cụ thể với trường hợp dùng kính cửa chập thì tốc độ frame cho
mỗi mắt có thể giảm đi một nữa, hoặc trong trường hợp dùng kính phân cực thì độ phân giải
hình ảnh của mỗi mắt sẽ giảm đi một nửa. Đối với người xem, việc giảm chất lượng đi một
nửa không thực sự gây cho họ cảm giác chất lượng hình ảnh giảm theo tỉ lệ ½, do hiệu ứng
thông tin khác nhau từ mỗi mắt được tổng hợp và xử lý bởi não, với cảm nhận về mặt tâm lý
của người xem thì độ phân giải hình ảnh vẫn đạt yêu cầu.
Trong ngắn hạn và trung hạn, việc truyền dẫn stereoscopic TV có thể phát sinh nhiều định
dạng quảng bá khác nhau và liên quan trực tiếp đến các định dạng hiển thị. Phần sau giới
thiệu một số dạng phát sóng quảng bá tín hiệu 3D.
1.2.2. Phát quảng bá dữ liệu riêng cho mỗi mắt.
Cách đơn giản nhất để phát quảng bá video stereoscope là phát độc lập, nhưng đồng bộ hai
stream HDTV, mỗi stream được sử dụng để hiển thị cho mỗi mắt. Với giải pháp này, các giải
thuật nén không loại bỏ được thông tin dư thừa dựa trên sự tương quan của hai stream nên tốc
độ bit tổng sẽ gấp đôi tốc độ bit của tín hiệu 2D HDTV có cùng độ phân giải.
Cơ sở hạ tầng quảng bá để truyền tín hiệu theo cách này không cầp phải có sự thay đổi đáng
kể, chỉ đơn giản xem như truyền hai tín hiệu HDTV thông thường. Giả sử thông tin SI
(Service Information) được cấu hình phù hợp, khi đó người xem với thiết bị hiển thị 2D chỉ
cần sử dụng một stream (ví dụ, stream dùng cho mắt trái). Với người xem muốn xem nội dung
stereoscope thì cần có bộ giải mã hai kênh HDTV tương ứng cho việc hiển thị 3D.

monitor phù hợp với cơ chế của kính phân cực, nhưng khi đó phải trả giá bởi độ phân giải
hình ảnh giảm đi một nửa. Một số giải pháp thường sử dụng như sau:
• Với giải pháp “side-by-side”, nửa phía trái của màn hình hiển thị dữ liệu video cho mắt
trái, nửa phía phải hiển thị dữ liệu video cho mắt phải, độ phân giải theo chiều ngang trong
trường hợp này giảm đi một nửa.
• Với giải pháp “top-and-bottom”, nửa trên của màn hình hiển thị dữ liệu video cho một
mắt, nửa dưới màn hình hiển thị ảnh cho mắt còn lại, độ phân giải theo chiều dọc trong trường
hợp này giảm đi một nửa.
• Với giải pháp “line interleaved”, các dòng dữ liệu cho mỗi mắt được chèn xen kẽ trong
màn hình, độ phân giải cũng giảm đi một nửa theo chiều dọc.
• Với giải pháp “checkerboard”, còn được gọi là “mosaic” các pixel dữ liệu cho mỗi mắt
được chèn xen kẽ (xem hình), độ phân giải suy giảm cả theo chiều dọc và chiều ngang.
Việc chuyển đổi giữa các giải pháp là có thể nhưng điều này sẽ dẫn đến suy hao về chất
lượng. Ví dụ, nếu chuyển từ “side-by-side” sang “top-anh-bottom” độ phân giải sẽ giảm đi
25% so với chất lượng HDTV gốc.
Trong trường hợp muốn truyền tín hiệu stereoscopic đạt độ phân giải của tín hiệu HDTV cho
mỗi mắt thì độ phân giải không gian của tín hiệu truyền phải lớn gấp đôi độ phân giải của tín
hiệu HDTV (hướng mở rộng theo không gian của hình ảnh sẽ tùy thuộc vào giải pháp chọn).
Một ước tính cho rằng tín hiệu stereoscope để đạt chất lượng HDTV cho mỗi mắt phải có tốc
độ bit gấp 1.7 đến 1.9 lần tốc độ bit cần thiết cho tín hiệu HDTV với cùng độ phân giải.
1.2.5. Phát quảng bá 2D cộng thêm thông tin metadata.
1.2.5.1. Dữ liệu 2D cộng thêm thông tin sai biệt.
Trong giải pháp này, dữ liệu video của mắt trái hoặc mắt phải được chọn là dữ liệu video 2D
và được mã hóa như thông thường. Giả sử thông tin SI được cấu hình đúng, người xem với bộ
decoder 2D có thể xem video 2D bình thường. Với bộ decoder stereoscopic, tín hiệu sai biệt
được xử lý kết hợp với video 2D để tạo ra dữ liệu video cho mắt phải và mắt trái. Ngõ ra của
bộ decoder cho hiển thị sẽ gồm một cặp dữ liệu video có độ phân giải HDTV, hoặc có thể
chuyển đến một định dạng chèn (theo thời gian hoặc không gian) theo yêu cầu của thiết bị
hiển thị.
Tín hiệu sai biệt có thể được nén dùng bộ encoder video chuẩn (ví dụ dùng MPEG-4 Stereo

hợp sau:
• “1080p” nghĩa là: 1920 pixel × 1080 dòng với tốc độ frame là 50 frame/s (quét liên tục).
1080p hỗ trợ tốt cho cả việc giảm mẫu xuống 720p hay 1080i, và đảm bảo được việc lưu trữ
nội dung chất lượng cao. Phiên bản gần đây về đặc tính kỹ thuật audio và video của DVB đã
cho phép truyền trực tiếp video 1080p để cung cấp dịch vụ HDTV chất lượng cải tiến nhưng
hiện chưa có nhà quảng bá nào cung cấp dịch vụ với cấp chất lượng này.

Gần đây, nhiều màn hình đã cho phép hiển thị 1080p, nhưng sự giới hạn của các bộ decoder
đã hạn chế việc sử dụng 1080p trong truyền dẫn phát sóng. Một bộ decoder 1080p cần băng
thông bộ nhớ gấp đôi so với 1080i, và đây cũng là vấn đề kỹ thuật đáng kể cần khắc phục do
sự kế thừa từ các chuẩn HDTV hiện hành. Mặc dù đây không phải là thách thức kỹ thuật hiện
nay, nhưng điều này là khó khắc phục với các set top box đã được cung cấp trên thị trường để
phục vụ cho các định dạng HDTV đang cung cấp.
2.2. UHDTV (Ultra High Definition TV).
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu quan tâm đến các độ phân giải cao hơn 1080p như là
độ phân giải siêu nét UHDTV (còn được gọi với các tên khác như SHV – Super Hi-Vision,
Extreme Definition Video,…).
Hai độ phân giải siêu cao được quan tâm dự kiến sẽ có độ phân giải gấp 4 lần và 16 lần so với
độ phân giải 1080p như sau:
• “4K×2K”, nghĩa là 3840 pixel × 2160 dòng,
• “8K×4K”, nghĩa là 7680 pixel × 4320 dòng.
Định dạng 4K×2K được đề xuất trước tiên trong Digital Cinema Initiative (DCI) và có độ
phân giải tương đương với phim 35mm. Định dạng 8K×4K được giới thiệu lần đầu bởi NHK
của Nhật cho hệ thống “Super Hi-Vision” và có độ phân giải tương tương phim IMAX.
Cũng có một số phiên bản của các định dạng này như “4K×2K” được định nghĩa với độ phân
giải 4096 pixel × 2048 dòng, 4096 pixel × 2304 dòng, hoặc 4112 pixel × 2168 dòng. Tuy
nhiên, không có dự kiến sẽ sử dụng đặc tính quét xen kẽ cho các định dạng UHDTV.
3. MỘT SỐ HƯỚNG CẢI TIẾN KHẢ NĂNG HIỂN THỊ.
3.1. Gia tăng tốc độ frame.
Tốc độ filed 50Hz (nghĩa là tốc độ frame 25Hz) dùng cho truyền hình tương tự ở Châu Âu là

thường được sử dụng với định dạng 4:4:4.
Về nguyên tắc, chuẩn phát sóng quảng bá có thể gia tăng độ phân giải của thông tin màu lên
định dạng 4:2:2 hoặc thậm chí là 4:4:4. Tuy nhiên, định dạng hiện đang sử dụng đảm bảo
được yêu cầu về thông tin màu và chói phù hợp với đặc tính của mắt người.
3.4. Gia tăng độ sâu bit (số bit lượng tử).
Thông tin video trong truyền dẫn phát sóng số hiện đang sử dụng với độ chính xác 8 bit, dù
độ chính xác 10 hoặc 12 bit đã được sử dụng trong việc sản xuất chương trình. Việc sử dụng
lượng tử 8 bit có thể dẫn đến việc hiển thị màu không trung thực trong một số trường hợp
như: vùng bầu trời trong dưới ánh hoàng hôn…
Các hiệu ứng sai số do quá trình lượng tử sẽ giảm đi khi độ phân giải video được gia tăng.
Việc hướng đến chất lượng UHDTV sẽ kết hợp đồng thời với sự gia tăng độ sâu bit. Ngoài ra,
một số dạng lượng tử thích nghi cũng có thể được áp dụng. Với những đường contour, quá
trình lượng tử thường để lại những suy giảm có thể nhìn thấy rõ khi mã hóa video, việc sử
dụng lượng tử thích nghi sẽ gia tăng chất lượng hình ảnh nhưng không yêu cầu phải gia tăng
đáng kể tốc độ bit.
4. LƯU TRỮ.
4.1. Đĩa cứng.
Lưu trữ sử dụng ổ cứng là một thành phần cốt yếu trong PVR (Personal Video recoder) cho
phép người dùng ghi lại các chương truyền hình số để xem vào thời điểm thích hợp. Với
người dùng thông thường, dung lượng ghi các chương trình được yêu cầu từ khoảng 20 đến
40 giờ là đạt yêu cầu không kể nội dung là SDTV, HDTV hoặc UHDTV.
Hiện nay, dung lượng đĩa cứng gia tăng rất nhanh trong khi giá giảm rất nhanh, 1 TB hiện nay
giá bán lẻ dưới 100 bảng Anh. Xu hướng gia tăng dung lượng trong khi chí phí giảm được kỳ
vọng sẽ diễn ra tiếp tục trong tương lai. Một số lưu ý cho rằng tốc độ gia tăng dung lượng có
thể bắt đầu giảm sau năm 2015 khi các giới hạn vật lý của lưu trữ từ tính bắt đầu trở nên tới
hạn, nhưng các kỹ thuật mới có thể sẽ được giới thiệu để khắc phục các giới hạn này.
4.2. Lưu trữ quang.
Lưu trữ quang có ý nghĩa quang trọng trong lưu trữ các phim đơn lẻ hoặc các sự kiện hình ảnh
âm thanh cho mục đích đóng gói và phân phối. Nhiều phiên bản cho phép ghi của đĩa quang
có thể dùng cho các mục đích lưu trữ cá nhân.

truyền lớn hơn nhiều, công suất tiêu thụ thấp và có độ tin cậy cao hơn. Yếu điểm của nó là chi
phí cao.
Các thẻ nhớ USB có thể là giải pháp khác (không bị trầy xước như với đĩa quang) khi phân
phối media theo gói. Trở ngại chính là chí phí dù tốc độ giảm giá hiện nay khá nhanh. Vào
thời điểm này, thẻ nhớ 16GB có giá bán lẻ khoảng 16 bảng Anh và dung lượng lớn hơn đến
256GB cũng đã có mặt trên thị trường.
5. MẠNG IP BĂNG RỘNG.
5.1. Khái quát của mạng IP.
Phân phối IP băng rộng (dùng mạng có dây hoặc không dây) đã gia tăng nhanh và là lựa chọn
khác so với mạng quảng bá trong việc phân phối nội dung media. Mạng có dây IP được thiết
kế chủ yếu trên các kỹ thuật DSL đối với mạng viễn thông và theo kỹ thuật DOCSIS trong
các hệ thống cáp. Trong tương lai, các kỹ thuật này có thể bị thay thế bởi cơ sở hạ tầng dựa
trên cáp quang.
Nhiều đặc tính kỹ thuật gần đây có xu hướng gia tăng gia tăng hiệu quả phổ tầng và linh hoạt
hơn trong việc thay đổi phổ tần hoạt động tùy theo sự sẵn có của đường truyền. Với những kỹ
thuật này, tốc độ bit thực tế mà khách hàng nhận được thường kém hơn chỉ số “tốc độ bit tối
đa” theo qui định của nhà điều hành mạng. Tốc độ bit thực tế phụ thuộc vào một số nhân tố
sau:
• Khoảng cách từ thiết bị cuối của khách hàng đến thiết bị cuối của nhà điều hành mạng.
• Số người dùng chia xẻ cùng dung lượng, còn gọi là tỉ số tranh chấp (contention ratio).
Điều này được xác định từ các đặc tính thiết kế của mạng, ví dụ: kích thước cell, hoặc số thuê
bao cho mỗi node.
• Hiệu quả kinh tế khi chọn các thuộc tính kỹ thuật cho mỗi cell hoặc node. Nhìn chung, xu
hướng là chi phí sẽ cao đối với các cell nhỏ, vì thế các nhà điều hành thường phát triển cell
vượt hơn với thông số thiết kế.
Thường rất khó để so sánh một kỹ thuật này có ưu điểm nhiều hơn so với kỹ thuật khác khi
mà các tiêu chuẩn hoạt động của các mạng hiếm khi là đồng nhất.
5.2. Mạng băng rộng.
5.2.1. Mạng viễn thông.
Các mạng viễn thông, dựa trên cáp đồng xoắn đôi, được thiết kế ban đầu để truyền các tần số

tháng 4/2009, một công ty ở Anh là Virgin Media đã bắt đầu thử nghiệm cung cấp dịch vụ với
tốc độ 200Mb/s cho 100 khách hàng ở Ashford, Kent. Trong gói dịch vụ này có bao gồm cả
các dịch vụ có độ phân giải cao và truyền hình 3D.
5.3. Mạng băng rộng không dây.
5.3.1. Điện thoại di động.
Hiện nay, có nhiều kỹ thuật dùng cho mạng điện thoại di động trên thế giới và những kỹ thuật
này không tương thích nhau. GSM/UMTS (Global System for Mobile Communications /
Universal Mobile Telecomunications System) là kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất có
nguồn gốc từ Chấu Âu và được sử dụng bởi 80% thuê bao toàn cầu, kỹ thuật CDMA (Code
Division Multiple Access) được sử dụng bởi 10% thuê bao toàn cầu và phần lớn thuê bao này
ở Mỹ. Nhật và Trung Quốc cũng đã đưa ra các chuẩn kỹ thuật tương đương của họ nhưng
không được chấp nhận ở ngoài lãnh thổ của họ.
Mỗi kỹ thuật này được chia thành các thế hệ phát triển (ví dụ 3G hiện nay) mặc dù các định
nghĩa phát triển chưa đươc xác định rõ. Bên cạnh đó, việc cải tiến các tiêu chuẩn kỹ thuật của
hệ thống hiện hành cũng liên tục được nghiên cứu giúp cho các nhà điều hành cải tiến được
dịch vụ cung cấp và khi chuyển sang các thế hệ kế tiếp thì chi phí đầu tư thấp, ví dụ thêm khả
năng EDGE (Enhanced Data-rates for GSM Evolution) cho mạng GSM. Tương tự, mạng 3G
cũng tiếp tục được phát triển bằng cách thêm các khả năng như HSPA (High-Speed Packet
Access).
Với việc thêm khả năng HSPA vào hệ thống 3G (cập nhập thành “3.5G”), tốc độ đỉnh của các
dịch vụ dữ liệu gia tăng đến 14Mb/s với downlink và 5.8Mb/s với uplink. Tuy nhiên, tốc độ
thực tế của thuê bao khi sử dụng sẽ nhỏ hơn so với tốc độ “lý tưởng” này.
Việc streaming video chất lượng quảng bá thông qua mạng điện thoại di động hiện nay là
chưa khả thi và điều này chỉ được thực hiện khi mạng 4G được triển khai. Mặc dầu vẫn chưa
được định nghĩa thống nhất, nhưng tốc độ dữ liệu hướng đến của mạng này 100Mb/s giữa hai
điểm bất kỳ, và vẫn còn thời gian để xem điều này có đạt được hay không.
5.3.2. Wi-Fi.
Kỹ thuật Wi-Fi (IEEE 802.11) đã được phát triển rất nhanh, đặc biệt là với những mạng trong
nhà. Các nhà điều hành mạng (gồm nhà điều hành mạng cáp và điện thoại di động) cũng đã
hỗ trợ các dịch vụ hostpot trong các khu vực công cộng như sân bay, khách sạn trong nhiều


Đặc tính kỹ thuật của 802.16 được ứng dụng cho dải rộng của phổ tần RF, và WiMAX có thể
dùng cho bất kỳ tần số nào dưới 66GHZ. Không có phổ tần cấp phép chung cho WiMAX,
việc bố trí phổ tần hài hòa phụ thuộc vào mỗi quốc gia. Trong nỗ lực gia tăng khả năng liên
hoạt và giảm chi phí, WiMAX Forum đã xuất bản 3 profile cho các phổ tần là: 2.3GHz,
2.5GHz, và 3.5GHz.
6. PHÁT SÓNG QUẢNG BÁ.
6.1. Sơ lược về quảng bá số.
Việc truyền dữ liệu số trực tiếp đến thuê bao đã phát triển trên 15 năm, với ban đầu từ vệ tinh
và sau đó vào năm 1990 là từ các máy phát mặt đất.
Các hệ thống này có cách cung cấp dịch vụ như các hệ thống truyền dẫn tương tự trước đó
nhưng chúng có thể cho phép truyền nhiều kênh chương trình hơn trên cùng một băng thông,
và cường độ tín hiệu yêu cầu cho máy thu cũng thấp hơn. Tuy nhiên, hiệu quả của các hệ
thống này cũng không hoàn toàn tối ưu do ràng buộc về năng lực xử lý tín hiệu và chi phí cho
thiết bị thu dân dụng.
Gần đây, thế hệ thứ hai của những hệ thống này cũng đã được phát triển nhằm nâng cao hiệu
quả sử dụng cho các hệ thống. Vẫn còn là câu hỏi để ngõ sau khi cải tiến về khả năng của hệ
thống đã đạt đến giới hạn (về lý thuyết) hoặc có khả năng cải tiến tiếp tục cho thế hệ thứ ba.
Các giới hạn về mặt lý thuyết
Trong một kênh với một băng thông xác định, có một giới hạn biên trên về tốc độ dữ liệu
không lỗi tối đa có thể được truyền trong kênh. Đây là một đặc tính phụ thuộc vào băng thông
kênh và tỉ số tín hiệu/nhiễu (signal-to-noise ratio) ở phía thu và được gọi là giới hạn Shannon
(được khám phá bởi Claude Shannon). Ví dụ, với tỉ số tín hiệu/nhiễu là 0dB (công suất tính
hiệu và nhiễu bằng nhau) thì tốc độ dữ liệu tối đa có thể truyền được không xảy ra lỗi là 1bit/s
trong mỗi Hertz của băng thông. Giới hạn này chỉ đúng với một kênh lý tưởng với định nghĩa
chặt chẽ về băng thông, và ảnh hưởng chỉ bởi nhiễu trắng AWGN (Additive White Gaussian
Noise). Các kênh vệ tinh được xấp xỉ tương ứng với một kênh AWGN, nhưng kênh mặt đất
thì không xấp xỉ như thế được (nhiễu ảnh hưởng từ kênh mặt đất phức tạp hơn).
Các hệ thống vệ tinh phân phối tốc độ dữ liệu kém hơn tốc độ tối đa về mặt lý thuyết cho
phép trong một băng thông do hai lý do chính. Thứ nhất, các hệ thống mã hóa và điều chế đạt

ở các trường hợp tỉ lệ lỗi bit với phần dư rất thấp (dùng trong truyền hình số), dầu vậy những
vấn đề này cũng đã được khắc phục sau đó.
Mã Turbo đã mở lối cho việc phát triển mã sửa sai nói chung, và theo đó một lớp mã khác đã
được đề xuất là mã LDPC (Low Density Parity Check) hỗ trợ một số khả năng hữu dụng cho
quá trình cải tiến. Mã LDPC đã được khám phá vào năm 1960 nhưng đã bị lãng quên, có lẽ
theo thời gian công suất xử lý và bộ nhớ cần để thực thi mã dài đã đạt hiệu quả tốt nên đã
khắc phục được các hạn chế khi sử dụng.
Vào năm 2003, DVB đã khởi động đề án thế hệ thứ hai cho mã hóa và điều chế số dùng cho
vệ tinh là DVB-S2. DVB-S2 đã thay đổi điều chế 16QAM dùng bởi DVB-DSNG bằng cách
dùng chòm sao đa mức vòng (một minh họa tương tự là chòm sao 32 trạng thái) và dùng mã
sửa lỗi LDPC. Nó cũng giảm các bộ lọc cosine roll-off từ 35% đến 20%. Tất cả những thay
đổi này giúp cải thiện thêm khoảng 35% dung lượng dữ liệu hoặc hiệu suất tỉ lệ tín hiệu/nhiễu
tăng thêm 2.4dB so với các hệ thống trước đây.
Ví dụ, một bộ phát đáp 36MHz điển hình hoạt động ở EIRP là 51dBW có thể dùng:
• Tốc độ symbol là 30.9 Mbaud
• Điều chế QPSK
• Tỉ lệ mã FEC ¾
Sự kết hợp này cho tốc độ dữ liệu hữu dụng là 46Mb/s, nghĩa là dung lượng tăng 36% so với
DVB-S với cùng yêu cầu về C/N.
6.2.3. DVB-S3?
Tổ chức DVB đã tuyên bố DVB-S2 đã quá tốt và DVB-S3 sẽ không được phát triển trong
thời gian dài. Thực tế, sẽ xuất hiện các yêu cầu cho hệ thống với các thông số vượt qua khả
năng hỗ trợ của DVB-S2. Ví dụ, yêu cầu về khả năng phân phối các tốc độ bit cao hơn trong
một kênh bù lại đĩa thu lớn hơn hoặc công suất vệ tinh cao hơn, hoặc khả năng thu với anten
nhỏ nhưng bù lại tốc độ bit thấp hơn…
Tuy nhiên, vấn đề chính vẫn là cải tiến hiệu quả so với DVB-S2. Tùy thuộc mode hoạt động,
cơ chế mã hóa và điều chế tương lai có thể hỗ trợ lại một mức dB đặc biệt hoặc gia tăng về
hiệu suất. Cơ chế sửa lỗi DVB-S2 hiện nay dùng kích thước block là 64Kbit. Trong nghiên
cứu, các bộ mã với kích thước block hàng triệu bit đã được khảo sát và cũng đạt được hiệu
quả nhất định về mức dB so với giới hạn về lý thuyết. Mặc dù, yêu cầu về bộ nhớ lớn sử dụng

Trong mỗi sóng mang, chòm sao điều chế được tùy chọn đến 64QAM, đồng nghĩa với hệ
thống có thể gia tăng đáng kể dung lượng dữ liệu trên một đơn vị băng thông so với DVB-S,
bù lại khả năng kháng nhiễu của tín hiệu lại giảm đi. Ngoài ra, DVB-T cũng chèn thêm các
thông tin khác cũng góp phần làm giảm dung lượng hữu dụng được truyền như các thông tin
về đồng bộ, khoảng bảo vệ, pilot. Dung lượng cấp phát để truyền thông tin pilot là đáng kể so
với yêu cầu tối thiểu về mặt lý thuyết, bù lại điều này lại góp phần quan trọng trong việc đơn
giản hơn thiết kế trong máy thu
Một điểm yếu của DVB-T là khả năng kháng nhiễu xung. Điều này có thể khắc phục bằng
cách cộng thêm thời gian interleave, nhưng thời gian này lại phụ thuộc vào bộ nhớ gắn trong
máy thu dùng cho interleave.
Một ví dụ cho tập thông số hiện đang sử dụng với Multiplex A ở Anh là:
• Điều chế 64QAM
• Khoảng bảo vệ 1/32
• Tỉ lệ mã FEC 2/3
• Mode 2K
Tốc độ dữ liệu truyền tương ứng cho tập thông số này là 24.1 Mb/s.
6.3.2. DVB-T2.
DVB-T2 là chuẩn kỹ thuật thế hệ thứ hai của hệ thống truyền hình số mặt đất. Giống như
DVB-T, hệ thống này dùng điều chế OFDM nhưng hỗ trợ mode điều chế lên đến 32K. Dù sử
dụng nhiều sóng mang hơn nhưng hệ thống vẫn chấp nhận được các echo xảy ra có độ dài
như đã được chấp nhận trong DVB-T, tuy nhiên khoảng bảo vệ sẽ ngắn hơn và điều này cũng
giúp cho dung lượng dữ liệu truyền dẫn đạt hiệu quả cải tiến cao. Mặt khác, thông tin pilot
cũng ít hơn và gần với mức tối thiểu về mặt lý thuyết.
DVB-T2 cho phép giản đồ chòm sao lên đến 256QAM trên mỗi sóng mang, do đó dung lượng
dữ liệu truyền sẽ có mức tăng khá lớn trong cùng băng thông kênh. DVB-T2 cũng như DVB-
T kế thừa cơ chế sửa lỗi từ các hệ thống vệ tinh tương ứng, cụ thể trường hợp của DVB-T2 là
kế thừa co chế sửa lỗi của DVB-S2. Mặc dù mã LDPC rất tốt với kênh AWGN (trong đường
truyền vệ tinh), nhưng mã này lại không tốt khi ứng dụng trong COFDM đối với kênh truyền
chịu tác động lớn của các kênh sóng phản xạ (multipath) của đường truyền mặt đất. Để khắc
phục phần nào vấn đề này, DVB-T2 định nghĩa và sử dụng các chòm sao xoay (rotated

lỗi). Thách thức chính cần xem xét ở đây là cần có sự thay đổi đáng kể về hạ tầng truyền dẫn.
Với hiện trạng hiện có, việc sử dụng anten đẳng hướng để có thể hoạt động tốt cho cả hai
phân cực là rất khó và tốn chi phí.
Một khả năng khả thi khi ứng dụng MIMO là sử dụng nhiều anten ở cả máy phát và máy thu.
Điều này sẽ rất phù hợp với các tầng số cao (ví dụ lớn hơn 5GHz) vì cấu trúc anten khi đó
không quá lớn. Nhìn chung, kỹ thuật MIMO có thể gia tăng tốc độ dữ liệu cho băng thông
kênh và là một hướng cải tiến quan trọng đối với chuẩn DVB-T2 hiện đang được triển khai tại
một số khu vực.
6.4. Quảng bá dùng cáp.
Các hệ thống quảng bá DVB cũng đã công bố chuẩn thế hệ thứ hai cho môi trường truyền cáp
là DVB-C2 vào tháng 3/2009. Nếu đặc tính kỹ thuật DVB-C ban đầu là một hệ thống điều chế
đơn sóng mang với chòm sao cao nhất là 256QAM thì DVB-C2 dùng COFDM với chòm sao
điều chế cao nhất là 4096QAM trên mỗi sóng mang. Cơ chế điều chế COFDM không nhạy
với echo gây ra từ mạng cáp đồng trục trong nhà và cũng không nhạy với nhiễu xung.
DVB-C2 cho phép cải thiện đến 30% hiệu quả sử dụng phổ trong cùng điều kiện so với chuẩn
DVB-C (đang sử dụng), và có khả năng gia tăng lên 60% đối với mạng HFC tối ưu sau khi
chấm dứt phát tín hiệu tương tự. Sơ đồ sau đây minh họa khả năng cải tiến của DVB-C2 so
với DVB-C (khảo sát trên một số tùy chọn điều chế có trong DVB-C2). Có thể thấy trong
hình vẽ này hiệu quả của DVB-C2 tiệm cận với giới hạn Shannon.
7. KẾT LUẬN.
Công nghệ truyền hình gồm nhiều lĩnh vực từ biên tập, sản xuất chương trình, lưu trữ, phân
phối nội dung,… đến truyền dẫn phát sóng, máy thu là tổng hợp của nhiều qui trình kỹ thuật
để có thể mang một chương trình truyền hình đến với người xem. Trong khuôn khổ bài viết
này, chỉ một số hướng phát triển về kỹ thuật được chọn để giới thiệu. Đây cũng là những kỹ
thuật dự đoán sẽ được chú ý trong giai đoạn từ nay đến năm 2020. Với mỗi kỹ thuật cần có
những điểm “cân nhắc” sau:
Với kỹ thuật 3D: các phương pháp xem truyền hình 3D bằng kính thực ra vẫn chưa đáp ứng
được mong muốn của người xem, hướng phát triển phải là các giải pháp xem không cần
kiếng. Tuy nhiên, việc hiển thị auto-stereoscope dựa trên kỹ thuật thấu kính hạt đậu hoặc rào
chắn thị sai vẫn chưa đủ tốt cho người xem tại nhà và vẫn còn nhiều nghi ngại về khả năng

nhất hiện nay có khả năng phân phối HDTV nhưng chỉ trong những trường hợp hạn chế
(nghĩa là chỉ có thể phục vụ cho một ít khách hàng khi các khách hàng khác trong cell không
dùng dịch vụ) mà điều này thì không đạt yêu cầu về tính kinh tế. Mặc dù, các kỹ thuật sẽ được
cải tiến theo thời gian, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề phải khắc phục để có thể cung cấp được
dịch vụ HDTV (chưa kể UHDTV) và đặc biệt là chi phí phải khả dĩ chấp nhận được đối với
khách hàng. Có lẽ, việc cung cấp các dịch vụ này trên mạng không dây chỉ được sử dụng
trong những trường hợp thay thế khi mạng có dây khó triển khai (như vùng nông thôn).
Về mạng quảng bá: Đã có nhiều cải tiến đáng kể trong thế hệ thứ hai so với thế hệ thứ nhất
của các chuẩn DVB trong ba môi trường truyền dẫn. Tuy nhiên, vẫn còn có nhiều khả năng
các chuẩn thế hệ này sẽ được cải tiến trong thời gian tới. Bảng sau là một số thông số cải tiến
được kỳ vọng sẽ đạt được tính đến năm 2020 của hai môi trường truyền dẫn vệ tinh và mặt
đất.
Tóm lại, việc phát triển của mỗi kỹ thuật không độc lập mà chịu ảnh hưởng của những kỹ
thuật liên quan. Ngược lại, sự phát triển vượt bậc của mỗi kỹ thuật cũng là tác nhân thúc đẩy
các kỹ thuật khác cải tiến để tham gia vào chuỗi qui trình. Trên đây chỉ là một số kỹ thuật
được chọn giới thiệu và chưa đầy đủ, một vài kỹ thuật mới sẽ được người viết giới thiệu trong
các bài báo tiếp theo.
Tài liệu tham khảo:
[1]. Ken McCann, “Beyond HDTV: Implications for Digital Delivery”, An Independent
Report by ZetaCast Ltd Commissioned by Ofcom, 7/2009.
[2]. EN 302 307 V1.1.2: “Second generation framing structure, channel coding and
modulation.systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other
broadband satellite applications” (DVB-S2).
[3]. DVB BlueBook A122 Rev.1: “Frame structure channel coding and modulation for a
second generation digital