illusion_rainbow
New Member
Tải Thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến - Truyền hình cáp Hà Nội
LỜI NÓI ĐẦUTruyền 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 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 cách 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) hay 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 hay 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 “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 Thank 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.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
- Chúng phải làm việc được trên mọi phạm vi dải tần rộng, hệ số khuếch đại phải đạt được giá trị phù hợp tại các miền tần số cao.
- Bộ ổn định có khả năng bù lại suy giảm theo tần số một cách phù hợp.
- Bộ khuếch đại có đặc tuyến tuyến tính cao để tránh xuyên âm.
- Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại và đặc tuyến tần số để bù lại sự thay đổi do nhiệt độ.
- Tỷ số CNR của riêng một bộ khuếch đại phải đủ lớn để chống được mức nhiễu tầng của các bộ khuếch đại.
Có ba loại bộ khuếch đại được sử dụng trong mạng CATV HFC tuỳ từng trường hợp vào vị trí của chúng:
+Bộ khuếch đại trung kế.
+Bộ khuếch đại fidơ.
+Bộ khuếch đại đường dây.
Vị trí của từng loại trong mạng được nêu trong hình 4.2.
Đặc điểm của từng loại:
4.2.1.1 - Bộ khuếch đại trung kế
Được đặt tại điểm suy haolên tới 20 ¸ 22dB tính từ bộ khuếch đại trước đó, mức đầu ra thường khoảng 30 ¸ 36dBmV.
Ưu điểm:
Mức CNR cao(300MHz). Vì cáp đồng trục khi truyền dẫn tổn hao phụ thuộc nhiều vào tần số nên biên độ tín hiệu Video phát đi cần được giữ cân bằng nhằm duy trì sự đồng đều trong toàn vùng phổ tín hiệu RF đã phát. Các bộ giữ cân bằng đường xuống được thiết kế để bù cho các đoạn cáp đồng trục có độ dài cố định. Bằng cách tăng suy hao ở tần số thấp, bộ cân bằng cho phép các bộ khuếch đại trung kế duy trì mức khuếch đại thích hợp với từng khoảng tần số trong phổ tín hiệu truyền dẫn. Ngoài ra, một số bộ khuếch đại trung kế còn được trang bị bộ cân bằng đoán trước (Bode Equalizer) để bù tổn hao cáp gây ra do sự thay đổi của nhiệt độ:
Phân đều
(Flatness)
Khuếch đại (Gain)
Postamp
Tiền
khuếch đại
Tín hiệu vào
Tín hiệu ra
24 V
Khối cân bằng(EQ)
Hình 4.3 Sơ đồ khối đơn giản bộ khuếch đại trung kế
Dự đoán
(Bode)
HPF
LPF
Các bộ khuếch đại trung kế thường dùng mạch tự điều chỉnh hệ số khuếch đại (AGC: Automatic Gain Control). Khoảng điều chỉnh chênh lệch mức khuếch đại thường trong khoảng 6 ¸ 10dB. Các khối AGC trong bộ khuếch đại trung kế tách tín hiệu mẫu của các kênh hoa tiêu tại đầu ra bộ khuếch đại, tín hiệu mẫu này thường được dùng để tạo ra mức điện áp phù hợp để điều khiển mức khuếch đại (Gain) và độ dốc (Slope) đặc tuyến của bộ khuếch đại, các tần số hoa tiêu chuẩn khác nhau đối với từng nhà sản xuất. Tất cả các bộ khuếch đại trong truyền hình cáp đều dùng một số mạch khuếch đại đẩy kéo để giảm thiểu hài méo bậc hai.
4.2.1.2 - Bộ khuếch đại fidơ
Được sử dụng không chỉ để phát xuống nhữnh kênh tín hiệu Video tới các bộ khuếch đại trung kế mà còn chia tín hiệu tới các fidơ cáp khác nhau (thường là 4 cáp fidơ). Mức tín hiệu ra thường khoảng 40 ¸ 50dBmV(cao hơn 12dB so với bộ khuếch đại trung kế). Tuy nhiên, đầu ra có méo phi tuyến mức độ cao hơn so với bộ khuếch đại trung kế.
4.2.1.3 - Bộ khuếch đại đường dây
Khoảng cách giữa các bộ khuếch đại này khoảng 120m ¸ 130m, đặt ở phía gần thuê bao. Để giảm hiệu ứng méo phi tuyến ở tín hiẹuVideo phát đi cũng như duy trì sự đồng đều trong toàn dải tần tín hiệu, tối đa chỉ sử dụng 2 ¸ 4 bộ khuếch đại đường dây, tuỳ từng trường hợp vào số lượng Tap (bộ trích tín hiệu) giữa các bộ khuếch đại đường dây dải rộng. Trong các hệ thống CATV hai chiều có sử dụng một thiết bị đăc biệt là bộ lọc Diplexer (hình 4.4) cho phép tách riêng tín hiệu đường lên và đường xuống. Tại các hệ thống truyền hình cáp tại Bắc Mỹ các kênh tín hiệu đường lên được đặt ở dải tần số 5 ¸ 65MHz. Dải tần số tín hiệu đường xuống là 70 ¸ 862MHz. Diplexer có độ cách ly giữa các dải tần khoảng 60dB.
Cổng C
Cổng H
Cổng L
Các bộ
lọc
Hình 4.4 Minh họa đơn giản một diplexer
Diplexer là một thiết bị có ba cổng: cổng H, Cổng L, Cổng chung C. Đường từ cổng chung C tới cổng thấp L là một bộ lọc thông thấp cho phép tín hiệu đường lên ở băng tần thấp hơn được phát đi. Đường đi từ cổng chung C tới cổng cao H là một bộ lọc thông cao cho phép phát các kênh tín hiệu đường xuống. Trong một bộ khuếch đại đường dây (khuếch đại trung kế và khuếch đại cầu) các tín hiệu đường xuống chuyển qua cổng H, tín hiệu đường lên chuyển qua cổng L.
4.2.2 - CNR của một bộ khuếch đại đơn và nhiều bộ khuếch đại nối tiếp.
Một trong những thông số quan trọng nhất đánh giá hiệu năng truyền dẫn của hệ thống CATV là tỷ số sóng mang trên nhiễu (CNR: Carrier Noise Rate ). CNR của một bộ khuếch đại đơn được tính theo công thức :
CNR[dB] = - (-59.16) – F – G (4.2)
Trong đó
Pra[dBmV]: Là công suất ra của bộ khuếch đại.
KB: Là hằng số Boltzman(1.38x10-23J/k).
T[k]: Là nhiệt độ Kenvil của bộ khuếch đại.
G[dB]: Là hệ số khuếch đại.
B[MHz]: Là dải tần làm việc.
Giá trị (-59.16)dBmV là nhiễu nhiệt trong dải tần 4MHz.
F[dB]: Là tạp âm nhiệt của bộ khuếch đại.
Tạp âm nhiệt thông thường đối với các bộ khuếch đại trung kế thường trong khoảng 7 ¸ 10dB với mức tín hiệu vào là +10dBmV và hệ số khuếch đại là 20dB.
Trong trường hợp có n bộ khuếch đại khác nhau mắc nối tiếp:
Giả sử bộ khuếch đại thứ n có tạp âm nhiệt là Fn và hệ số khuếch đại là Gn như trong hình vẽ:
G1
F1
G2
F2
CNRn
F
Hình 4.5 Sơ đồ n bộ khuếch đại nối tiếp
Gn
Fn
Tạp âm nhiệt của toàn bộ hệ thống được tính :
F = F1 + + +…+ (4.3)
Trường hợp đơn giản nhất là tất cả bộ khuếch đại RF là giống nhau thì CNR của toàn hệ thống là:
CNRn = CNR - 10log(n) (4.4)
Ví dụ, nếu một hệ thống CATV có bốn bộ khuếch đại nối tiếp với CNR của mỗi bộ là 56dB thì CNR của toàn hệ thống sau bộ khuếch đại thứ 4 là 50dB.
Trường hợp tổng quát CNRn của toàn hệ thống gồm các bộ khuếch đại khác nhau được tính theo công thức :
CNRn[dB] = -10log[ 10-CNR1/10 + 10-CNR2/10 +…+10-CNRn/10] (4.5)
4.3 - Bộ chia và rẽ tín hiệu
Sơ đồ đơn giản của bộ rẽ tín hiệu Tap cổng ra suy hao 20dB:
Hình 4.6 Sơ đồ khối đơn giản của Tap 4 đường suy hao 20 dB
Đường nguồn AC
Khối ghép
định hướng
-12 dB
Đường RF
-4 dB
-4 dB
Chia tín hiệu
Đường
vào
Đường ra
Tap được sử dụng để đưa tín hiệu tới các thuê bao. Một Tap điển hình bao gồm một khối ghép định hướng RF và các khối chia công suất .
Khối ghép định hướng rẽ ra một phần năng lượng tín hiệu đầu vào, còn các khối chia công suất (Spliter) chia tín hiệu tới thường là 2,4,8 cổng ra. Công suất tổn hao giữa cổng vào so với cổng ra gọi là suy hao xen (Insertion Loss), còn với các cổng ra khác (cổng rẽ) gọi là suy hao cách ly (Isolation Loss).
Suy hao xen của Tap thường độc lập với tần số và nhiệt độ.
Suy hao cách ly lớn hơn rất quang trọng đối với các hệ thống CATV hai chiều để ngăn tín hiệu đường lên của một thuê bao này lọt vào tín hiệu đường xuống của thuê bao khác. Thông thường suy hao cách ly vào khoảng 20dB giữa dải tần đường lên và đường xu
Download miễn phí Thiết kế mạng truyền hình cáp hữu tuyến - Truyền hình cáp Hà Nội
LỜI NÓI ĐẦUTruyền 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 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 cách 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) hay 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 hay 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 “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 Thank 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.
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
ường trung chuyển có thể được lấy ra mà không ảnh hưởng đến chất lượng toàn bộ kênh truyền. Yêu cầu đối với bộ khuếch đại là ổn định phải cao do có sự tích luỹ độ suy hao của nhiều thành phần mắc nối tiếp :- Chúng phải làm việc được trên mọi phạm vi dải tần rộng, hệ số khuếch đại phải đạt được giá trị phù hợp tại các miền tần số cao.
- Bộ ổn định có khả năng bù lại suy giảm theo tần số một cách phù hợp.
- Bộ khuếch đại có đặc tuyến tuyến tính cao để tránh xuyên âm.
- Tự động điều chỉnh hệ số khuếch đại và đặc tuyến tần số để bù lại sự thay đổi do nhiệt độ.
- Tỷ số CNR của riêng một bộ khuếch đại phải đủ lớn để chống được mức nhiễu tầng của các bộ khuếch đại.
Có ba loại bộ khuếch đại được sử dụng trong mạng CATV HFC tuỳ từng trường hợp vào vị trí của chúng:
+Bộ khuếch đại trung kế.
+Bộ khuếch đại fidơ.
+Bộ khuếch đại đường dây.
Vị trí của từng loại trong mạng được nêu trong hình 4.2.
Đặc điểm của từng loại:
4.2.1.1 - Bộ khuếch đại trung kế
Được đặt tại điểm suy haolên tới 20 ¸ 22dB tính từ bộ khuếch đại trước đó, mức đầu ra thường khoảng 30 ¸ 36dBmV.
Ưu điểm:
Mức CNR cao(300MHz). Vì cáp đồng trục khi truyền dẫn tổn hao phụ thuộc nhiều vào tần số nên biên độ tín hiệu Video phát đi cần được giữ cân bằng nhằm duy trì sự đồng đều trong toàn vùng phổ tín hiệu RF đã phát. Các bộ giữ cân bằng đường xuống được thiết kế để bù cho các đoạn cáp đồng trục có độ dài cố định. Bằng cách tăng suy hao ở tần số thấp, bộ cân bằng cho phép các bộ khuếch đại trung kế duy trì mức khuếch đại thích hợp với từng khoảng tần số trong phổ tín hiệu truyền dẫn. Ngoài ra, một số bộ khuếch đại trung kế còn được trang bị bộ cân bằng đoán trước (Bode Equalizer) để bù tổn hao cáp gây ra do sự thay đổi của nhiệt độ:
Phân đều
(Flatness)
Khuếch đại (Gain)
Postamp
Tiền
khuếch đại
Tín hiệu vào
Tín hiệu ra
24 V
Khối cân bằng(EQ)
Hình 4.3 Sơ đồ khối đơn giản bộ khuếch đại trung kế
Dự đoán
(Bode)
HPF
LPF
Các bộ khuếch đại trung kế thường dùng mạch tự điều chỉnh hệ số khuếch đại (AGC: Automatic Gain Control). Khoảng điều chỉnh chênh lệch mức khuếch đại thường trong khoảng 6 ¸ 10dB. Các khối AGC trong bộ khuếch đại trung kế tách tín hiệu mẫu của các kênh hoa tiêu tại đầu ra bộ khuếch đại, tín hiệu mẫu này thường được dùng để tạo ra mức điện áp phù hợp để điều khiển mức khuếch đại (Gain) và độ dốc (Slope) đặc tuyến của bộ khuếch đại, các tần số hoa tiêu chuẩn khác nhau đối với từng nhà sản xuất. Tất cả các bộ khuếch đại trong truyền hình cáp đều dùng một số mạch khuếch đại đẩy kéo để giảm thiểu hài méo bậc hai.
4.2.1.2 - Bộ khuếch đại fidơ
Được sử dụng không chỉ để phát xuống nhữnh kênh tín hiệu Video tới các bộ khuếch đại trung kế mà còn chia tín hiệu tới các fidơ cáp khác nhau (thường là 4 cáp fidơ). Mức tín hiệu ra thường khoảng 40 ¸ 50dBmV(cao hơn 12dB so với bộ khuếch đại trung kế). Tuy nhiên, đầu ra có méo phi tuyến mức độ cao hơn so với bộ khuếch đại trung kế.
4.2.1.3 - Bộ khuếch đại đường dây
Khoảng cách giữa các bộ khuếch đại này khoảng 120m ¸ 130m, đặt ở phía gần thuê bao. Để giảm hiệu ứng méo phi tuyến ở tín hiẹuVideo phát đi cũng như duy trì sự đồng đều trong toàn dải tần tín hiệu, tối đa chỉ sử dụng 2 ¸ 4 bộ khuếch đại đường dây, tuỳ từng trường hợp vào số lượng Tap (bộ trích tín hiệu) giữa các bộ khuếch đại đường dây dải rộng. Trong các hệ thống CATV hai chiều có sử dụng một thiết bị đăc biệt là bộ lọc Diplexer (hình 4.4) cho phép tách riêng tín hiệu đường lên và đường xuống. Tại các hệ thống truyền hình cáp tại Bắc Mỹ các kênh tín hiệu đường lên được đặt ở dải tần số 5 ¸ 65MHz. Dải tần số tín hiệu đường xuống là 70 ¸ 862MHz. Diplexer có độ cách ly giữa các dải tần khoảng 60dB.
Cổng C
Cổng H
Cổng L
Các bộ
lọc
Hình 4.4 Minh họa đơn giản một diplexer
Diplexer là một thiết bị có ba cổng: cổng H, Cổng L, Cổng chung C. Đường từ cổng chung C tới cổng thấp L là một bộ lọc thông thấp cho phép tín hiệu đường lên ở băng tần thấp hơn được phát đi. Đường đi từ cổng chung C tới cổng cao H là một bộ lọc thông cao cho phép phát các kênh tín hiệu đường xuống. Trong một bộ khuếch đại đường dây (khuếch đại trung kế và khuếch đại cầu) các tín hiệu đường xuống chuyển qua cổng H, tín hiệu đường lên chuyển qua cổng L.
4.2.2 - CNR của một bộ khuếch đại đơn và nhiều bộ khuếch đại nối tiếp.
Một trong những thông số quan trọng nhất đánh giá hiệu năng truyền dẫn của hệ thống CATV là tỷ số sóng mang trên nhiễu (CNR: Carrier Noise Rate ). CNR của một bộ khuếch đại đơn được tính theo công thức :
CNR[dB] = - (-59.16) – F – G (4.2)
Trong đó
Pra[dBmV]: Là công suất ra của bộ khuếch đại.
KB: Là hằng số Boltzman(1.38x10-23J/k).
T[k]: Là nhiệt độ Kenvil của bộ khuếch đại.
G[dB]: Là hệ số khuếch đại.
B[MHz]: Là dải tần làm việc.
Giá trị (-59.16)dBmV là nhiễu nhiệt trong dải tần 4MHz.
F[dB]: Là tạp âm nhiệt của bộ khuếch đại.
Tạp âm nhiệt thông thường đối với các bộ khuếch đại trung kế thường trong khoảng 7 ¸ 10dB với mức tín hiệu vào là +10dBmV và hệ số khuếch đại là 20dB.
Trong trường hợp có n bộ khuếch đại khác nhau mắc nối tiếp:
Giả sử bộ khuếch đại thứ n có tạp âm nhiệt là Fn và hệ số khuếch đại là Gn như trong hình vẽ:
G1
F1
G2
F2
CNRn
F
Hình 4.5 Sơ đồ n bộ khuếch đại nối tiếp
Gn
Fn
Tạp âm nhiệt của toàn bộ hệ thống được tính :
F = F1 + + +…+ (4.3)
Trường hợp đơn giản nhất là tất cả bộ khuếch đại RF là giống nhau thì CNR của toàn hệ thống là:
CNRn = CNR - 10log(n) (4.4)
Ví dụ, nếu một hệ thống CATV có bốn bộ khuếch đại nối tiếp với CNR của mỗi bộ là 56dB thì CNR của toàn hệ thống sau bộ khuếch đại thứ 4 là 50dB.
Trường hợp tổng quát CNRn của toàn hệ thống gồm các bộ khuếch đại khác nhau được tính theo công thức :
CNRn[dB] = -10log[ 10-CNR1/10 + 10-CNR2/10 +…+10-CNRn/10] (4.5)
4.3 - Bộ chia và rẽ tín hiệu
Sơ đồ đơn giản của bộ rẽ tín hiệu Tap cổng ra suy hao 20dB:
Hình 4.6 Sơ đồ khối đơn giản của Tap 4 đường suy hao 20 dB
Đường nguồn AC
Khối ghép
định hướng
-12 dB
Đường RF
-4 dB
-4 dB
Chia tín hiệu
Đường
vào
Đường ra
Tap được sử dụng để đưa tín hiệu tới các thuê bao. Một Tap điển hình bao gồm một khối ghép định hướng RF và các khối chia công suất .
Khối ghép định hướng rẽ ra một phần năng lượng tín hiệu đầu vào, còn các khối chia công suất (Spliter) chia tín hiệu tới thường là 2,4,8 cổng ra. Công suất tổn hao giữa cổng vào so với cổng ra gọi là suy hao xen (Insertion Loss), còn với các cổng ra khác (cổng rẽ) gọi là suy hao cách ly (Isolation Loss).
Suy hao xen của Tap thường độc lập với tần số và nhiệt độ.
Suy hao cách ly lớn hơn rất quang trọng đối với các hệ thống CATV hai chiều để ngăn tín hiệu đường lên của một thuê bao này lọt vào tín hiệu đường xuống của thuê bao khác. Thông thường suy hao cách ly vào khoảng 20dB giữa dải tần đường lên và đường xu