Bài giảng Công nghệ phát thanh truyền hình số: Phần 2

Nối tiếp phần 1, "Bài giảng Công nghệ phát thanh truyền hình số: Phần 2" tiếp tục trình bày những nội dung về các hệ thống truyền hình số; mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số; các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số; truyền hình cáp số; truyền hình số mặt đất; truyền hình số qua vệ tinh; công nghệ phát thanh số; các băng tần khuyến nghị cho phát thanh số; các tiêu chuẩn phát thanh số;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ phát thanh truyền hình số: Phần 2 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ 1 ----- ----- BÀI GIẢNG CÔNG NGHỆ PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH SỐ (ELE 1407) T C IẢ: ThS. Nguyễn Quốc Dinh ThS. Lê Đức Toàn Hà Nội, năm 2014 CHƯƠNG IV CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ 4.1 Tổng quan về các hệ thống truyền hình số 4.1.1 Mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số Truyền hình số quảng bá kết hợp công nghệ nén số cho ưu điểm nổi bật là tiết kiệm được bộ nhớ và tiết kiệm kênh truyền. Một kênh truyền hình quảng bá truyền thống khi truyền tín hiệu truyền hình số có thể truyền trên 6 chương trình và mỗi chương trình có thể kèm theo 2 đến 4 đường tiếng. Mô hình chung của các hệ thống phát sóng truyền hình số phổ biến hiện nay như hình vẽ. Mã hóa Mã hóa Tới mạng cáp Điều Truyền hình vệ tinh nguồn kênh chế số Truyền hình mặt đất Hình 4.1: Mô hình phát sóng truyền hình số Truyền hình số được sử dụng rộng rãi cho nhiều cấp chất lượng khác nhau. Từ SDTV có chất lượng tiêu chuẩn đến HDTV có chất lượng cao với tốc độ bít từ 5-24Mb/s, được truyền dẫn và phát sóng qua cáp, qua vệ tinh và trên mặt đất. Ứng dụng kỹ thuật truyền hình số có nén có thể truyền một chương trình truyền hình độ phân giải cao HDTV trên một kênh thông thường có băng thông (6-8)MHz, điều mà kỹ thuật tương tự không thể giải quyết được. Có rất nhiều tiêu chuẩn nén dùng cho truyền hình số. Việc phát chương trình quảng bá truyền hình số (digital video broadcasting) chủ yếu sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG–2, căn cứ vào các chương trình multimedia để chọn lựa các phương thức điều chế tương ứng với đường truyền dẫn thông tin. 4.1.2 Các tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số a. Chuẩn ATSC Hệ thống ATSC được sử dụng tại Bắc 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 cả Video, Audio và dữ liệu phụ. Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố định phù hợp với mã hoá sửa lỗi, ghép dòng chương trình, chuyển mạch, đồng bộ, nâng cao tính linh hoạt và tương thích với dạng thức ATM. Chuẩn ATSC cung cấp cho cả hai mức truyền hình phân giải cao (HDTV) và truyền hình tiêu chuẩn (SDTV). Đặc tính truyền tải và nén dữ liệu của ATSC theo MPEG-2. Tiêu chuẩn ATSC có một số đặc điểm như bảng 5.16. Phương pháp điều chế VSB bao gồm hai loại chính: Một loại dành cho phát sóng mặt đất (8-VSB) và một loại dành cho truyền dữ liệu qua cáp tốc độ cao (16-VSB). Cả hai đều sử dụng mã Reed - Solomon, tín hiệu pilot và đồng bộ từng đoạn dữ liệu. Tốc độ ký hiệu PTIT 102 (Symbol Rate) cho cả hai đều bằng 10,76 MSb/s. Nó có giới hạn tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là 14,9 dB và tốc độ dữ liệu bằng19,3Mb/s. Thực chất của qúa trình điều chế VSB là điều chế biên độ nhiều mức, cho nên các bộ khuếch đại công suất yêu cầu có độ tuyến tính cao. Tham số Đặc tính Video Nhiều dạng thức ảnh( nhiều độ phân giải khác nhau). Nén ảnh theo MPEG-2 MP@ ML tới HP@ HL Audio Âm thanh Surround của hệ thống Dolby AC-3 Dữ phụ liệu Cho các dịch vụ mở rộng (thí dụ: hướng dẫn chương trình, thông tin hệ thống, dữ liệu truyền tải tới máy tính) Truyền tải Dạng đóng gói truyền tải đa chương trình. Thủ tục truyền tải MPEG-2 Truyền dẫn RF Điều chế 8-VSB cho truyền dẫn truyền hình số mặt đất Bảng 4.2: Đặc điểm cơ bản của ATSC b. Chuẩn DVB DVB được sử dụng rộng rãi ở Châu Âu và được phân chia thành một số hệ thống, cụ thể là hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh DVB–S (Satellite); hệ thống quảng bá truyền hình số hữu tuyến DVB–C (Cable); hệ thống quảng bá truyền hình số mặt đất DVB–T (Terrestrial); hệ thống quảng bá truyền hình số vi ba DVB–M (Microwave); hệ thống quảng bá truyền hình số theo mạng tương tác DVB–I (Interact); hệ thống truyền hình số hệ thống cộng đồng DVB–CS (Community System), hệ thống truyền hình số di động (Mobile)... Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB được mô tả như hình vẽ dưới đây: Dòng chg trình 1 Truyền đa Mã hoá đầu Điều chế Đến mạng chương trình cuối cáp QAM cáp Dòng chg trình 2 Ghép ................ kênh Truyền đa Mã hoá Điều chế Đến vệ chương chương trình kênh QPSK tinh trình ................. Dòng chg Đến máy trình n Truyền đa Mã hoá Điều chế phát sóng chương trình kênh COFDM trạm mặt Truy cập có đất điều kiện Hình 4.3: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB Chuẩn DVB có một số đặc điểm như sau: PTIT 103 + Mã hoá Audio tiêu chuẩn MPEG-2 lớp II. + Mã hoá Video chuẩn MP @ ML. + Độ phân giải ảnh tối đa 720 x576 điểm ảnh. + DVB-S : sử dụng phương pháp điều chế QPSK. + DVB-C: sử dụng các kênh cáp có dung lượng từ 78MHz và kiểu điều chế QAM: 64-QAM, 256-QAM. DVB-C có mức tỷ số S/N cao và điều chế ký sinh thấp. + DVB-T: dùng kênh truyền hình mặt đ ...