Bài thảo luận : Truyền Thông Đa Phương Tiện
Đề tài: Các chuẩn và công nghệ truyền hình số
- Các chuẩn DTV: ATSC (Advanced Television System Committee)
- DVB (Digital Video Broadcasting)
Nhóm 21:
Nguyễn Thị Giang
Nguyễn Hải Nam
Mục lục :
I. Mở đầu .
II. Tổng quan về truyền hình số
1. Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số:
a. Truyền qua cáp đồng trục:
b. Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang.
c. Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:
III. Các tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số
IV. So sánh giữa ATSC so với DVB-T
V. Vì sao Việt Nam chọn chuẩn DVB-T ?
VI. Truyền hình số ở Viêt Nam hiện nay
1. Truyền hình số qua vệ tinh DVB-S
2. Truyền hình số qua cáp DVB-C
3. Truyền hình số mặt đất DVB-T
VII. Kết luận.
Bản đồ phân bố tiêu chuẩn truyền hình số trên thế giới (tính đến
3/2011)
I. Mở đầu
Trong nhiều năm trở lại đây, truyền hình số đã trở thành đối
tượng nghiên cứu của nhiều nhà khoa học và nhiều tổ chức trên thế
giới. Cùng với sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ chế tạo các vi
mạch tổ hợp cao, tốc độ cao, đáp ứng yêu cầu làm việc với thời gian
thực, công nghệ truyền hình số đã có những tiến bộ vượt bậc.
Truyền hình số mặt đất có những ưu điểm vượt trội so với truyền
Nhiều hoạt động của con người sẽ không tồn tại nếu không có
kỹ thuật số và sự phát triển vượt bậc của nó như hiện nay. Chúng ta
đã được biết những ứng dụng của nó từ điện thoại cho đến các thiết
bị tự động. Ðĩa CD đã thay thế hoàn toàn đĩa nhựa trong một thời
gian rất ngắn. Máy tính bấm tay đã thay thế thước tính, . . .
Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà tất cả các
thiết bị kỹ thuật từ Studio cho đến máy thu đều làm việc theo nguyên
lý kỹ thuật số. Trong đó, một hình ảnh quang học do camera thu
được qua hệ thống ống kính, thay vì được biến đổi thành tín hiệu
điện biến thiên tương tự như hình ảnh quang học nói trên (cả về độ
chói và màu sắc) sẽ được biến đổi thành một dãy tín hiệu nhị phân
(dãy các số 0 và 1) nhờ quá trình biến đổi tương tự số.
Hệ thống phát thanh truyền hình, tuy nhiên, vẫn còn đang sử
dụng kỹ thuật tương tự bởi nhiều thuật toán nén và phương pháp
thực hiện mới được khám phá ra trong thời gian gần đây. Nén là một
phương pháp làm giảm tốc độ dòng truyền tải tới giá trị phù hợp với
độ rộng kênh truyền. Một đĩa CD có tốc độ đọc khoảng 1.5 Mbit/s,
một chương trình truyền hình không nén có tốc độ dòng truyền tải lên
tới 200 Mbit/s.
Việc nghiên cứu nhằm làm giảm băng thông yêu cầu đã được
bắt đầu từ sau thế chiến II, một vài giải pháp kỹ thuật đã được đưa ra
vào năm 1960. Mặc dầu vậy, việc thực hiện các giải pháp này vẫn
còn phải đợi cho đến khi có sự tiến bộ vượt bậc trong việc chế tạo
các vi mạch với mức độ tích hợp cao, có khả năng thực hiện các
thuật toán trong thời gian thực. Hầu hết các nước lớn đã công bố kế
hoạch thực hiện truyền hình số và phát thanh số vào năm 2000. Ðể
thực hiện, họ dựa vào các tiêu chuẩn truyền hình số mới nghiên cứu
ra gần đây. Các tiêu chuẩn này có lịch sử phát triển tuy ngắn song
thực sự mãnh liệt.
Truyền hình số qua vệ tinh, cáp, và mặt đất hiện nay đang là
Bản (ISDB-T)
3. Chuẩn quốc tế cho truyền hình số của Braxin
(ISDTV hoặc ISDB-Tb)
4. Chuẩn cho truyền hình số của Trung quốc (DMB-
T/H)
5. Truyền hình số của Châu Âu (DVB-S/C/T/MC)
Các điểm chung giữa các hệ thống này là:
Giữ nguyên dải tần số đang hoạt động hiện nay
Nâng cao độ phân giải theo cả chiều dọc và chiều ngang
Cải thiện chất lượng màu sắc
Sử dụng tỉ lệ 16:9 giống như trong phim nhựa
Hỗ trợ âm thanh nhiều kênh
Tỉ lệ máy thu số theo các tiêu chuẩn (tính đến năm 2009)
1, Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số:
a. Truyền qua cáp đồng trục:
Ðể truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần.
Tín hiệu video được số hoá, nén sau đó được đưa vào điều chế.
Sóng mang cao tần được điều chế 64-QAM (theo chuẩn Châu âu)
hoặc 256-QAM (Nhật).
Ðộ rộng kênh truyền phụ thuộc vào tốc độ dòng truyền tải của tín
hiệu, phương pháp mã hoá và phương pháp điều chế.
· b. Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang.
Cáp quang có nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu số:
- Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao;
- Ðộ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài;
- Xuyên tín hiệu giữa các sợi quang dẫn thấp (-80 dB);
- Thời gian trễ qua cáp quang thấp.
· c. Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh:
Truyền tin qua vệ tinh có thể xem như một bước phát triển nhảy vọt
của thông tin vô tuyến chuyển tiếp. ý tưởng về các trạm chuyển tiếp
16-QAM hoặc 64-QAM.
Mỗi tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có những ưu, nhược điểm
riêng. Nhiều nước đã tiến hành thử nghiệm và chính thức chọn tiêu
chuẩn cho mình.
III. Các tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số
Hiện tại trên thế giới tồn tại 3 tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số là :
- DVB ( Châu Âu - tính đến năm 2000 có 54% số nước đang sử
dụng )
- ISDBT ( Nhật - " 8 % " )
- ATSC ( Mỹ - " 38 % )
Chuẩn ATSC ( Advanced Television System committee ) :
Hệ thống ATSC ( được sử dụng ở Mỹ ) có cấu trúc dạng lớp, tương
thích với mô hình OSI 7 lớp của các mạng dữ liệu. Mỗi lớp ATSC có
thể tương thích với các ứng dụng khác cùng lớp. ATSC sử dụng
dạng thức gói MPEG-2 cho Video. Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố
định phù hợp với sửa lỗi, ghép dòng chương trình, chuyển mạch,
đồng bộ, nâng cao tính linh hoạt và tương thích với dạng thức ATM.
Tốc độ bít truyền tải 18,3 Mbit/s cấp cho một kênh đơn HDTV hoặc
một kênh truyền hình chuẩn đa chương trình. Chuẩn ATSC cung cấp
cho cả hai mức: truyền hình phân giải cao (HDTV) và truyền hình tiêu
chuẩn (SDTV).
Mã hoá và nén tín hiệu nguồn:
Cho phép hạn chế tốc độ bit (nén dữ liệu) phù hợp cho từng
ứng dụng như các dòng dữ liệu video số, audio số và dữ liệu phụ
( dữ liệu điều kiện và điều khiển truy nhập, dữ liệu phục vụ)
Ghép kênh và truyền tải:
Các thông tin được chia nhỏ thành các gói dữ liệu, tương ứng
sẽ có một phần tiêu đề để nhận biết cho mỗi gói hay mỗi loại gói, và
tương ứng với thứ tự thích hợp các gói dữ liệu video, audio và dữ
liệu phụ được ghép vào một dòng dữ liệu đơn.
- Tiêu chuẩn phát truyền hình số mặt đất dùng phương pháp ghép đa
tần trực giao (COFDM).
DVB gồm một loạt các tiêu chuẩn. Trong đó cơ bản là:
- DVB-S: Hệ thống truyền tải qua vệ tinh. Hệ thống DVB-S sử dụng
phương pháp điếu chế QPSK, mỗi sóng mang cho một bộ phát đáp.
- DVB-C: Hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình số qua mạng cáp,
Cấu trúc phân tầng của tiêu chuẩn
Cấu trúc phân tầng của tiêu chuẩn
ATSC
ATSC
sử dụng các kênh cáp có độ rộng băng thông từ 7 đến 8 Mhz và
phương pháp điều chế 64-QAM. DVB-C có mức tỉ số tín hiệu trên tạp
âm cao và điều biến kí sinh thấp.
- DVB-T: Hệ thống truyền hình mặt đất với các kênh 8, 7 hoặc 6 Mhz.
Sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao có mã (COFDM).
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
thanh hoặc dữ liệu tổng hợp.
ISDB-T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG-2 trong quá trình nén và
ghép kênh. Hệ thống sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao
(OFDM) cho phép truyền đa chương trình phức tạp với các điều kiện
thu khác nhau, truyền dẫn phân cấp, thu di động v.v các sóng
mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16-QAM hoặc 64-
QAM. Chuẩn ISDB-T có thể sử dụng cho các kênh truyền 6, 7 và 8
Mhz.
IV. So sánh giữa ATSC so với DVB-T :
• Những ưu điểm của ATSC so với DVB-T :
Công suất máy phát thấp hơn 2,5dB nếu để chống
lại nhiễu kênh lân cận với cùng điều kiện.
Mã sửa sai (RS) tới 10 byte lỗi (DVB-T là 8 byte).
ATSC tráo dữ liệu với độ sâu 52 còn DVB-T với độ
sâu 12.
Do mã hóa kênh mạnh nên đòi hỏi C/N nhỏ hơn
1,5dB.
Khả năng chống nhiễu đột biến (trên dải tần VHF,
đầu dải UHF) vượt trội so với DVB-T chế độ 2K,
64QAM nhưng với chế độ 8K của DVB-T thì gần
như ngang bằng.
• Những ưu điểm của DVB-T so với ATSC :
Khả năng ghép nối với máy phát hình tương tự hiện
có.
Khả năng chống nhiễu phản xạ nhiều đường. Chế
độ 2K có thể xử lý trễ do phản xạ tới 30µs còn 8K là
120µs. Kiểu điều chế VSB hoàn toàn không có khả
năng này.
Chống can nhiễu của máy phát hình tương tự cùng
kênh & kênh kề. DVB-T tốt hơn từ 10-15dB (cả
nhất định ví dụ như những quan điểm kỹ thuật, quan điểm kinh tế -
chính trị.
a) Quan điểm kỹ thuật.
· Là tiêu chuẩn có ưu điểm, hiện đại, mở (để có thể phát triển
thêm) và có khả năng tương thích cao, được nhiều nước sử dụng.
· Có khả năng làm việc với các tỉ lệ khuôn hình 4:3 và 16:9
(băng tần tiêu chuẩn) và 16:9 (băng tần cao).
· Sử dụng dòng truyền dữ liệu theo tiêu chuẩn quốc tế (định
dạng lấy mẫu 4:2:0, nén MPE-2 MP @ML, có khả năng tương thích
hoặc chuyển đổi lên/xuống các lớp bậc thấp và cao, quan hệ giữa
SDTV và HDTV).
· Tiêu chuẩn phát sóng số không được gây trở ngại cho việ quy
hoạch tần số.
· Có khả năng sử dụng lại (phần nhất định) của hệ thống máy
phát hình kỹ thuật tương tự.
b) Quan điểm kinh tế chính trị.
· Tiêu chuẩn được nhiều nước sử dụng (thuận lợi cho trao đổi
chương trình , hội nhập quốc tế).
· Có khả năng đầu tư phù hợp với Việt Nam.
Căn cứ vào quan điểm kỹ thuật, quan điểm kinh tế - chính trị và các
ưu điểm của 3 tiêu chuẩn DVB-T , ISDB-T , ATSC , ta có thể đi đến
lựa chọn. Tiêu chuẩn DVB-T có một số ưu điểm trội hơn so với 2 tiêu
chuẩn kia.
1. Dòng truyền bit (TS):
· Ghép được chương trình truyền hình (mỗi chương trình kèm
theo nhiều đường tiếng) trên một kênh (1(4 chương trình với chất
lượng tốt).
· Dể thay đổi tốc độ (để cân đối về chất lượng vàsố lượng các
chương trình truyền hình trên 1 dòng truyền TS).
· Truyền được nhiều đường radio cùng với 1 đường video.
· Từ 2004 trở đi nhà nước không cấp phép nhập máy phát hình
tương tự. Từ nay đến 2003 khuyến cáo chỉ nhập máy phát hình
tương tự có khả năng chuyển sang phát số.
b. Ghép nhiều chương trình truyền hình trên một kênh sóng.
Hệ thống ghép nhiều chương trình thành một dòng dữ liệu nối tiếp
TS bao gồm các khâu:
· Biến đổi tương tự sang số cho audio và video.
· Mã hoá (nén) MPEG-2 cho video và audio.
· Ghép kênh chương trình, ghép kênh dòng truyền chung cho
video và audio.
Hệ thống ghép kênh cần phải được nghiên cứu và cân nhắc để lắp
đặt tại các Trung tâm truyền hình hoặc tại máy phát.
c.Ðo kiểm tra và báo cáo kết quả.
· Bố trí thường xuyên đo kiểm tra các thông số quan trọng, báo
cáo kết quả, hội thảo về kỹ thuật (nhiều lần).
· Ðầu tư thiết bị đo kiểm tra kỹ thuật số và giao chop một số đơn
vị thực hiện.
d. quy hoạch mạng phủ sóng số
· Kết quả đo- kiểm tra sẽ giúp ích cho việc quy hoạch mạng
phân bố(SFN).
· Tiến hành quyhoạch (từ năm 2003 trở đi) mạng phủ phân bố.
Trong đó cần cân nhắc quan hệ giữa hệ thống truyền hình số quốc
gia và địa phương vì 1 kênh có thể phát 1-4 chương trình truyền
hình có chất lượng tốt.
· Trong quy hoạch cần chú ý đến sự tồn tại hệ thống các máy
phát hình tương tự (quốc gia và địa phương).
VI . TRUYỀN HÌNH SỐ DVB Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
Ngày 26/03/2001 Đài Truyền Hình Việt Nam đã quyết định chọn
chuẩn DVB của châu Âu để sử dụng cho hệ thống truyền hình số ở
Việt Nam và hiện nay đang sử dụng cả 3 phương thức truyền dẫn đã
trực tiếp ở xa trung tâm truyền hình. Đây là trạm phát vệ tinh di
động(dùng xe ô tô) nên cần phải nhỏ gọn do vậy cần chọn băng tần
Ku để các anten phát có đường kính nhỏ thuận tiện cho việc di
chuyển và thiết lập sự hoạt động của hệ thống. Khác với các trạm
phát cố định trạm, trạm phát lưu động dùng cho mục đích SNG có
đường kính anten phát nhỏ, các vệ tinh sử dụng cần phải phủ sóng
(băng tần sử dụng) tại phần trạm phát và thu. Vì vậy có thể sử dụng
các vệ tinh có vùng phủ sóng không nhất thiết toàn lãnh thổ Việt Nam
nhất là trong những trường hợp đặc biệt.
Hiện nay ngoài Đài truyền hình việt nam ra thì Đài Truyền hình
Thành phố
Hồ Chí Minh cũng sử dụng vệ tinh để truyền dẫn các chương trình do
Đài này sản suất tới các tỉnh thành trong cả nước nhằm quảng bá
hơn nữa các chương trình
2. Truyền hình số qua cáp DVB-C
Hiện nay ở Việt Nam bắt đầu sử dụng công nghệ truyền hình qua
cáp, nhưng mới chỉ bắt đầu và đều là công nghệ tương tự, nhưng
các nhà cung cấp đều đã có lộ trình cho việc cung cấp truyền hình số
qua cáp, cũng như đã dành sẵn tài nguyên (băng tần) cho loại công
nghệ này.
Việc thực hiện hệ thống truyền hình qua cáp tại Việt Nam là một việc
đó và đang thực hiện, nhưng khá phức tạp vì cần phải triển khai hệ
thống cáp trong các thành phố lớn cũng như tới các vùng nông thôn.
Hiện nay có một số Đài truyền hình cung cấp loại dịch vụ truyền hình
qua cáp như Đài THVN, Đài Truyền hình Hà Nội, Đài Truyền hình
TPHCM. Trong đó mạng cáp của THVN là phát triển nhất.
3. Truyền hình số mặt đất DVB-T
Hiện nay ở nước ta mới chỉ có công ty truyền thông đa phương tiện
VTC sử dụng phương thức này để truyền quảng bà tín hiệu truuyền
hình số tới người xem. Trước đây công ty VTC là một bộ phận thuộc