Truyền hình

ĐỀ TÀI: Truyền hình cáp
Giảng viên hướng dẫn: TH.S Cao Thành Nghĩa
Sinh viên thực hiện: Nhóm 2
Phần 1: Tổng quan về các chuẩn nén
MPEG là nhóm chuyên gia về hình ảnh, được thành lập từ tháng 2/1988 với nhiệm vụ xây dựng tiêu chuẩn cho tín hiệu Audio và Video số.
Ngày nay nó đã trở thành chuẩn nén phổ biến vì nó có những tính năng phù hợp với từng thiết bị riêng
Nén là một quá trình trong đó số liệu biểu diễn lượng thông tin của ảnh hay nhiều ảnh được giảm bớt bằng cách loại bỏ nhiều số liệu dư thừa
+ dư thừa về mặt không gian
+ dư thừa về mặt thời gian
+ dư thừa về mặt cảm nhận của con người
Phân loại
nén giữ liệu được chia thành hai dạng cơ bản:
Nén không mất dữ liệu
Nén mất dữ liệu
Mục đích của nén video số
giảm tốc độ dòng bit của tín hiệu gốc xuống một giá trị nhất định đủ để có thề tái tạo ảnh khi nén
giảm dung lượng dữ liệu trong lưu trữ cũng như giảm băng thông cần thiết
tiết kiệm chi phí trong lưu trữ và truyền dẫn dữ liệu trong khi vẫn duy trì chất lượng ảnh ở mức chấp nhận được
Mô hình nén
Chuẩn nén MPEG-1
Tiêu chuẩn đầu tiên được nhóm MPEG đưa ra là MPEG-1, mục tiêu của MPEG-1 là mã hóa tín hiệu Audio-Video với tốc độ khoảng 1.5Mbps và lưu lượng trong đĩa CD
Chuẩn nén MPEG-1 bao gồm 4 thành phần:
các hệ thông : ISO/IEC 11172-1
Video : ISO/IEC 11172-2
Audio : ISO/IEC 11172-3
hệ thống kiểm tra : ISO/IEC 11172-4
Trước khi mã hóa MPEG-1, tốc độ số liệu ban đầu cần được giảm nhờ bộ biến đổi 4:2:2 sang định dạng SIF, từ dòng số có tốc độc 166Mb/s xuống dòng số có tốc độ 31,15Mb/s. Do đó quá trình giải mã sẽ cần một bộ chuyển đổi ngược lại quá trình này
Chuẩn nén MPEG-2
Tiêu chuẩn thứ hai được ra đời vào năm 1990 có tên gọi là MPEG-2. không như MPEG-1 chỉ nhằm lưu trữ hình ảnh động vào đĩa với dung lượng bit thấp. MPEG-2 với công cụ mã hóa gọi là “Profiles”đã được phát triển. công cụ này được tiêu chuẩn hóa và có thể sử dụng để phục vụ nhiều mục đích khác nhau.
Chuẩn MPEG-2 bao gồm 4 phần chính:
- các hệ thống : ISO/IEC 13818-1
- Video : ISO/IEC 13818-2
- Audio : ISO/IEC 13818-3
- các hệ thống kiểm tra : ISO/IEC 13818-4
mục đích
là nhằm hỗ trợ việc truyền video số, tốc độ bit lớn hơn 4 Mb/s, bao gồm các ứng dụng DSM (phương tiện lưu trữ số), các hệ thống truyền hình hiện tại, cáp, thu lượm tin tức điện tử, truyền hình trực tiếp từ vệ tinh, truyền hình mở rộng (RDTV), truyền hình độ nét cao…
Quá trình mã hóa
Mã hóa Video
Dữ liệu khác
Mã hóa Audio
Dữ liệu khác
Giải mã Audio
Giải mã Video
Quá trình giải mã
Chuẩn nén MPEG-4
vào tháng 10/1998 tiêu chuẩn MPEG-4 ra đời
tiêu chuẩn này đã tạo ra một phương thức thiết lập và tương tác mới với truyền thông nghe nhìn trên mạng internet. Nó đã tạo ra một phương thức sản xuất mới, cung cấp và tiêu thụ mới các nội dung video trên cơ sở nội dung và hướng đối tượng
Mục đích
Nhiệm vụ của MPEG-4 là nhằm phát triển các chuẩn xử lý, mã hóa và hiển thị ảnh động, audio và các tổ hợp của chúng. MPEG-4 đang được triển khai bởi nhiều nhà vận hành mạng và dịch vụ trên thế giới với các dịch vụ mới đang được bổ sung để chiếm các lợi thế cấu trúc hạ tầng băng rộng đang phát triển
cấu trúc bộ mã hóa và giải mã
Chuẩn nén MPEG-7
Tiêu chuẩn MPEG-7 là một chuẩn dùng để mô tả các nội dung Multimedia, chứ không phải là một chuẩn cho nén và mã hóa Audio/ảnh dộng như MPEG-1, MPEG-2 hay MPEG-4. MPEG-7 sử dụng ngôn ngũ đánh dấu mở rộng XML ( Extansible Markup Language) để lưu trữ các siêu dữ liệu Metadata, đính kèm timecode để gán thể cho các sự kiện, hay đồng bộ các dữ liệu. MPEG-7 bao gồm 3 bộ chuẩn sau:
bộ các sơ đồ đặc tả và các đặc tả
Ngôn ngữ xác định DDL để định nghĩa các sơ đồ đặc tả
Sơ đồ mã hóa quá trình đặc tả
Mục đích
để mô tả các nội dung Multimedia,
Mpeg 7 là giải pháp cho việc tìm kiếm các thông tin nguyên bản trên Web mở rộng toàn cầu.
MPEG-7 đưa ra một tiêu chuẩn cho bộ mô tả có thể được dùng để mô tả nhiều loại thông tin truyền thông khác nhau
Phạm vi
MPEG-7 sẽ gửi ứng dụng có thể được lưu trữ và khai thác ở trong hai môi trường thời gian thực và không thực. một môi trường thời gian thực có nghĩa là thông tin được kết hợp với nội dung trừ khi nó bị lưu giữ lại
Phần 2: truyền hình cáp
1.1. Tổng quan hệ thống truyền hình cáp
1.2. Cấu hình hệ thống
1.3. Các đặc tính cơ bản của hệ thống
1.1 Tổng quan hệ thống truyền hình cáp
Hệ thống truyền hình cáp xuất hiện vào những năm cuối của thập niên 40. Các hệ thống này được gọi là truyền hình ăng ten chung hay CATV (community antenna tellivesion).
CATV là dịch vụ phân phối kênh truyền hình của các nhà khai thác cáp tới các thuê bao qua hệ thống cáp quang hay cáp đồng trục . Đồng thời tín hiệu truyền dẫn là tín hiệu kỹ thuật số, do đó ở đầu cuối cần có bộ thu và giải mã.
Sơ đồ tổng quan hệ thống  






Hình 1.1: Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống truyền hình cáp
1.2. Cấu trúc hệ thống
Headend: Bao gồm các headend chính và các headend thứ cấp có chức năng tiếp nhận các chương trình truyền hình từ vệ tinh hoặc các chương trình quảng bá, điều chế tín hiệu vào các kênh khác nhau, chèn các kênh vào đường truyền.
Trunk: cáp trung kế nối giữa headend với các hub hay với các mode.
Distribution cable: Các đường cáp chính xuyên qua các khu dân cư đông đúc cần phục vụ. Trên các đường cáp này phải có các bộ khuếch đại công suất để tín hiệu đủ lớn khi tới các thuê bao.
Drop cable: Các đường cáp nhỏ từ bộ chia công suất tới máy thu của từng thuê bao.
Terminal equiptment: Các thiết bị đầu cuối thuê bao: bộ giải mã, bộ đổi tần, cáp modem, máy thu…….
Căn cứ vào dải thông hay số lượng kênh mà hệ thống có thể phục vụ người ta chia làm các hệ thống nhỏ vừa hay lớn. Bảng dưới đây chỉ ra một cách phân chia các hệ thống :
Phân chia hệ thống







Hình 1.2 Một cách phân chia hệ thống truyền hình cáp







Hình 1.3 Sơ đồ khái quát một mạng truyền hình cáp CATV.
1.3. Các đặc tính cơ bản của hệ thống
Ưu điểm:
Có thể lựa chọn xem các nội dung mà mình thích hơn là phát gì thì xem đó, chọn trở lại bất cứ khi nào mình muốn và bao nhiêu lần tùy thích như DVD/VCD
Các dịch vụ cung cấp đa dạng, và phù hợp với các môi trường kinh doanh khác nhau.
Tận dụng được các thế mạnh cộng nghệ hiện tại, phát huy được các ưu thế cạnh tranh mới và mang về nhiều lợi nhuận hơn.
Nhược điểm:
Việc triển khai CATV tốn rất nhiều chi phí đầu tư, công sức và thời gian.
Mạng CATV chỉ thích hợp cho các thành phố nơi có mật độ dân cư cao, không thích hợp với đại đa số lãnh thổ (vùng đồng ruộng, rừng núi, dân cư thưa thớt). Mật độ dân cư cáng thấp, chi phí triển khai CATV càng cao, vì dây dẫn, thiết bị khuếch đại…phải dùng nhiều, nhưng số người sử dụng lại không nhiều
So với truyền hình cáp vô tuyến, CATV có phạm vi phục vụ hoạt động hẹp hơn, số lượng thuê bao giới hạn hơn, tốc độ phát triển thuê bao chậm hơn.