Đề tài Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phát thanh số tại Việt Nam

Page 39 of 39 Nhà cung cấp dịch vụ Bộ dồn kªnh tæng h¬p Nhà cung cấp dịch vụ Hình 3 : Dịch vụ phát thanh số Nhà cung cấp dịch vụ Transmitter Transmitter Transmitter Phần III.TÓM TẮT TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ E147 VÀ DRM III.1./ TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ EUREKA 147 1. Dịch vụ phát thanh số 1.1. Nguyên tắc Với phát thanh số, hệ thống truyền dẫn và phát sóng phát thanh có nhiều thay đổi mang tính cách mạng. Hình 3 mô tả những khối chính của mạng phát thanh số. - Nhà cung cấp dịch vụ, ví dụ một đài phát thanh bất kỳ nào, sẽ đưa ra dịch vụ của họ kèm theo tất cả các dữ liệu cần thiết. Thông thường dịch vụ đó là một chương trình âm thanh đã được mã hoá, dữ liệu kèm theo chương trình, thông tin về dịch vụ được dùng để mô tả dịch vụ này trong bộ ghép kênh. Ngoài ra, họ cũng có thể cung cấp những dịch vụ dữ liệu khác có thể liên quan tới chương trình, nhưng cũng có thể nằm ngoài chương trình. - Nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh : đây là một thành phần mới trong dây chuyền phát thanh so với phát thanh truyền thống. Do một máy phát có thể phát đi nhiều chương trình khác nhau, các dịch vụ riêng biệt với các thông tin dịch vụ tương ứng sẽ được nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh tổng hợp lại tạo thành tín hiệu tổng hợp (ensemble ) để đưa tín hiệu đến các đài phát. B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 40 of 40 - Nhà phát sóng phát thanh số : điều hành hoạt động các máy phát phát thanh số. Ở đây nhận tín hiệu tổng hợp, thực hiện việc điều chế theo cách điều chế số COFDM và truyền đi. Người nghe sẽ thu lại tín hiệu số này và chọn lựa một trong bất kỳ dịch vụ nào của tín hiệu tổng hợp này. 1. 2. Mạng phát thanh số Mạng phát thanh số được chia thành ba khối chính : dịch vụ chương trình hay dịch vụ chương trình thành phần ; dịch vụ ghép kênh hay dịch vụ tổng hợp tín hiệu; mạng phát sóng ( hình 4) a./ Nhà cung cấp dịch vụ Nhà cung cấp dịch vụ có thể là nhà cung cấp dịch vụ âm thanh hay là nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu hoặc là cung cấp cả dịch vụ âm thanh và dữ liệu. Nhà cung cấp dịch vụ âm thanh Chương trình âm thanh được lấy ra từ đầu ra của phòng thu hay tổng khống chế có thể dưới bất kỳ chuẩn nào dạng analog hay dạng số và sau đó được mã hoá tại bộ mã phát thanh số Musicam để tạo ra phần tiêu đề ISO và chèn dữ liệu gắn với chương trình vào các khung của dòng dữ liệu MPEG. Ngoài chương trình âm thanh, nhà cung cấp dịch vụ còn có thể tạo ra dữ liệu gắn với chương trình để tăng thêm tính hấp dẫn cho các chương trình phát thanh. Dòng dữ liệu gắn với chương trình – PAD có hai lợi điểm chính sau : dung lượng của PAD hoàn toàn do nhà cung cấp dịch vụ kiểm soát, còn đối với nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh PAD là một phần của dòng dữ liệu âm thanh và không thể tách rời ra được. PAD chỉ như một đường ống dẫn dữ liệu, nhưng để dữ liệu này có thể được giải mã ở máy thu phải có các giao thức chuẩn trong việc xử lý các file. B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 41 of 41 Bé t¹o c¸c thµnh phÇn dÞch vô Bé dån kªnh dÞch vô Bộ dồn kênh – Nhà cung cấp dịch vụ dồn kênhHình 4 : Mạng phát thanh số Bé m· ho¸ ©m thanh ISO ChuyÓn ®æi líp vËn chuyÓn Bé t¹o PAD ChuyÓn ®æi líp vËn chuyÓn ChuyÓn ®æi líp vËn chuyÓn M¹ng chuyÓn dÞch vô n x 64 kbit/s Bé dån kªnh tæng hîp ChuyÓn ®æi líp vËn chuyÓn M¹ng chuyÓn dån kªnh - 2048 kbit/s §iÌu khiÓn dån kªnh Nhà cung cấp dịch vụ phát sóng Nhà cung cấp dịch vụ chương trình ChuyÓn ®æi líp vËn chuyÓn Bé t¹o COFDM M¸y ph¸t m ạ n g v i ễ n t h ô n g m ạ n g v i ễ n t h ô n g T m ạ n g v i ễ n t h ô n g B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 42 of 42 PAD có thể là những dạng sau: - Nhãn động - Kiểm soát dải động - Video kèm theo âm thanh ( đòi hỏi phải có X-PAD) Tốc độ PAD cố định thường không cao – 0,667 kbit/s với tần số lấy mẫu 48kHz (24ms frame). Vì vậy người ta sẽ dùng PAD mở rộng – X-PAD cho những ứng dụng có nhiều dữ liệu hơn. Tất nhiên lúc đó ta phải chú ý rằng, khi tăng dòng dữ liệu với X-PAD, có thể phải giảm phần dữ liệu giành cho âm thanh và điều đó có thể sẽ làm giảm chất lượng âm thanh. PAD được thêm vào khung Musicam trong bộ mã hoá Musicam, thường bộ này được lắp đặt tại phía người sản xuất chương trình – phía phòng thu hay tổng khống chế. Nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu Nhà cung cấp dịch vụ dữ liệu có thể tạo ra dữ liệu có liên quan tới dịch vụ âm thanh hoặc hoàn toàn không dính dáng tới dịch vụ âm thanh. Tổng số dung lượng dữ liệu cho phép hiện nay có thể từ 10% đến 20% (10% cho các dữ liệu có liên quan tới chương trình và 10% không liên quan), Một số dữ liệu thông dụng hiện nay phát theo chương trình phát thanh là : - Thông tin kinh tế - cổ phiếu - Kết quả thể thao - Báo giờ Thông tin về dịch vụ chương trình SI ( Service Information ) Nhà cung cấp dịch vụ có thể thêm các thông tin bổ sung về dịch vụ của mình- cả dịch vụ dữ liệu và âm thanh, qua thông tin về dịch vụ chương trình. Thông tin này sau đó sẽ được truyền và sử dụng làm tín hiệu hướng dẫn cho nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh. Những thông tin về dịch vụ chương trình SI có thể là : - Thông tin xác định dịch vụ - Loại chương trình - Tần số liên quan tới các dịch vụ FM, MF và phát thanh số - Thông tin thông báo ( liên quan tới các kênh thông báo trong bộ ghép kênh) b. Nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh Nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh quản lý dung lượng của ít nhất một bộ ghép kênh phát số. Một bộ ghép kênh có thể có tới 64 kênh phụ, trong đó mỗi kênh dùng cho một dịch vụ hay một thành phần dịch vụ. Những chức năng chính của nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh là : - Nhận từ nhà cung cấp dịch vụ thông tin của kênh phụ và các dữ liệu điều khiển kèm theo, từ những dữ liệu tạo ra dữ liệu theo chuẩn thích ứng để tạo nên giao diện truyền dẫn tổng hợp ETI- Ensemble Transport Interface. B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 43 of 43 - Tạo kênh thông tin nhanh - FIC (Fast Information Channel ). FIC là kênh thông tin đi trước cho phép máy thu nhận biết thông tin thiết lập của bộ ghép kênh - Nhận từ nhà cung cấp dịch vụ các dữ liệu kèm theo dịch vụ và tạo lại thông tin này để đưa vào FIC. - Thêm các dữ liệu kèm theo tín hiệu tổng hợp vào FIC , chẳng hạn như tên bộ ghép kênh - Quản lý các cấu hình và dòng dữ liệu cho từng dịch vụ - Quản lý cước để tính toán với các nhà cung cấp dịch vụ c./ Nhà cung cấp dịch vụ phát sóng Nhà cung cấp dịch vụ phát sóng chịu trách nhiệm tạo ra tín hiệu COFDM và truyền tín hiệu này hoặc là từ một máy phát hay một mạng máy phát một tần số. Nhà cung cấp dịch vụ phát sóng chỉ bổ sung thêm thông tin xác thực máy phát-TII ( Transmitter Identification Information ) vào tín hiệu tổng hợp. Đây là một loạt các sóng mang đuợc truyền trong symbol 0- gán cho mỗi máy phát một thông tin xác thực đặc trưng để dùng cho các vùng . Thông tin điều khiển sẽ là dòng thông tin hai chiều giữa 3 nhà cung cấp dịch vụ. Trong đó, dòng thông tin quan trọng nhất là thông tin giữa nhà cung cấp dịch vụ phát thanh và nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh Thông tin (SI) và cấu hình bộ ghép kênh. Hoạt động của hệ thống càng phức tạp thì việc điều khiển, quản lý bộ ghép kênh càng phức tạp hơn. Chẳng hạn như có thể cần sử dụng cơ chế thiết lập cấu hình động cho bộ ghép kênh. Trong trường hợp này cần dòng tín hiệu điều khiển hai chiều giữa nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh. B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 44 of 44 Hình 5 chỉ ra nơi tín hiệu đưa thêm vào sẽ được chèn vào mạng và ai là người chịu trách nhiệm quản lý dữ liệu. H5 : luồng tín hiệu điều khiển trên mạng Âm thanh TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tæng hîp TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn bé dån kªnh FIC X¸c thực m¸y ph¸t TII FIC TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn dÞch vô PAD Dữ liệu TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn dÞch vô Nhà cung cấp dịch vụ chương trình Bộ dồn kênh tổng hợp M· kªnh (COFDM) M¸y thu Audio PAD Data KiÓm so¸t dÞch vô KiÓm so¸t bé dån kªnh KiÓm so¸t bé m· kªnh Giao diện chuyển dịch vụ - STI Giao diện chuyển tổng hợp (ETI) Giao diện ETSI- DAB (ETSI 300 401) B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 45 of 45 2. Xem xét chi tiết hơn về các nhà cung cấp dịch vụ 2.1. Nhà cung cấp dịch vụ chương trình Vai trò của nhà cung cấp dịch vụ là tạo ra một bộ hay nhiều thành phần chương trình cùng với các thông tin kèm theo để truyền tới nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh. Các thành phần dịch vụ chương trình có thể là : - Dịch vụ âm thanh : các dữ liệu âm thanh và các dữ liệu kèm theo - đấy là những thành phần chính của dịch vụ âm thanh - Dịch vụ dữ liệu – ví dụ như quảng cáo dưới dạng âm thanh và hình ảnh có kết nối với dịch vụ âm thanh. Tại Nhà cung cấp dịch vụ, bộ ghép dịch vụ - SCM ( Service Component Muxtiplexer hình 6 là một thiết bị quan trọng của hệ thống thiết bị chính Chức năng chính của thiết bị này là trộn tín hiệu đầu ra bộ mã hoá âm thanh với các tín hiệu khác theo giao diện truyền dẫn dịch vụ- STI ( Service Transport Interface ). Giao thức STI được thiết kế để giao tiếp qua mạng viễn thông và truyền thông tin hai chiều giữa nhà cung cấp dịch vụ chương trình và dịch vụ ghép kênh. Bộ ghép dịch vụ hoạt động dưới sự điều khiển của máy tính quản lý dịch vụ - nó dùng để thiết lập lịch phát sóng và xác định tốc độ âm thanh mã hoá. Kết nối với hệ thống điều khiển của nhà cung cấp dịch vụ qua giao diện STI, bộ điều khiển sẽ điều khiển thiết lập cấu hình cho bộ ghép kênh. Bộ chÌn PAD Bé dån kªnh dÞch vô Bé m· hãa ©m thanh Hình 6 : bộ dồn kênh dịch vụ Âm thanh Dữ liệu theo âm thanh Dữ liệu khác Service signalling Telecom adaptor KiÓm so¸t dÞch vô Đưa đến nhà cung cấp dịch vụ dồn kênh B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 46 of 46 Hình 7 đưa ra một cấu hình thông dụng của bộ ghép dịch vụ. Thông thường bộ SCM có hai bộ mã hoá âm thanh. Sử dụng các thiết bị này tạo tín hiệu âm thanh theo định dạng từ tín hiệu analog hay digital, cũng có thể để nhận tín hiệu đã được mã hoá qua các đường truyền dẫn, hay dữ liệu kèm theo chương trình qua đầu vào RS232. Hai bộ mã hoá được nối với nhau qua giao diện WG1 và WG2- đây là hai chuẩn giao diện được lựa chọn cho E147 để kết nối tốc độ cao giữa các bộ mã hoá MUSICAM và bộ tạo sóng COFDM. Nhờ có giao diện này, người ta có thể nối lần lượt tới 16 bộ mã hoá có tốc độ lên đến 384 kbit/s cho mỗi bộ mã hoá. Bên cạnh đó, cũng có bộ giải mã để kiểm tra nguồn âm thanh được truyền trên bus WG1/ WG2. Có thể tuỳ chọn đầu ra bộ ghép dịch vụ theo các chuẩn truyền dẫn như ISDN; G703; X21. Tín hiệu sửa lỗi cũng được bổ sung vào giao diện STI để bảo vệ dữ liệu cho bộ ghép kênh dịch vụ và bộ ghép kênh tổng hợp. STI bộ chuyển A/D Hình 7 : cấu hình thông dụng của bộ ghép dịch vụ Analogue audio Telecom Adaptor WG1/WG2 Bộ chèn PAD Interface Adaptor Audio Source Codec Digital audio AES/EBU PAD data on RS232 Decode bộ chuyển A/D Analogue audio Digital audio AES/EBU PAD data on RS232 Encoder audio via X21 Encoder audio via WG1/WG2 Synchronous data via X21 Asynchronous data via RS232 { { { { Options Options Options WG1/WG2 WG1/WG2 }ISDN G703 X21 SCM có hai bộ mã hoá trong và có các tuỳ chọn – options với các nguồn ngoài B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 47 of 47 2.2 Nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh Bộ ghép kênh tổng hợp Hình 8 : cấu hình điển hình của bộ ghép kênh với cả hai dạng giao diện truyền dẫn cho ghép kênh ( Ensemble Transport Interface – ETI). Trên thực tế chỉ có một dạng ETI NI hay ETI – NA được truyền đi trên mạng truyền dẫn. Đầu vào STI lấy tín hiệu từ nhà cung cấp dịch vụ được đưa đến bộ ghép kênh qua mạng truyền dẫn của hệ thống viễn thông. Thông tin trong STI được chia ra thành các thành phần dịch vụ và các thông tin tương ứng với dịch vụ - SI. Toàn bộ thông tin về dịch vụ - SI là tập hợp lại từ tất cả các dịch vụ và mã hoá đưa vào kênh FIC. Tất cả các thành phần dịch vụ được ghép lại. Đối với các dịch vụ dữ liệu, có thể được ghép trước tại bộ ghép dữ liệu đóng gói để tạo ra một kênh dữ liệu phụ chứa nhiều gói dịch vụ dữ liệu. Bên cạnh đó là các tín hiệu điều khiển và chỉ dẫn, kể cả tín hiệu xác thực bộ ghép kênh trong kênh thông tin nhanh FIC; thông tin về cấu hình bộ ghép kênh MCI ( Multiplexer Configuration Information ) và thông tin thiết lập cấu hình bộ ghép đưa tới nhà cung cấp dịch vụ chương trình. GPS time stamp Ensemble Mux Hình 8 : Bộ ghép kênh tổng hợp Ensemble Supervision Telecom Adaptor ETI (NI) G703 2048 kbit/s STI Adapter ETI (NA,1) G703 2048 kbit/s G 704 multiframe Ensemble Signalling B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 48 of 48 Dung lượng dữ liệu của bộ ghép kênh Dung lượng dữ liệu tối đa của bộ ghép kênh phát thanh số, áp dụng mã hoá với 1536 DQPSK sóng, mang, là 2,4Mbit/s. Một phần trong đó được dùng cho kênh đồng bộ và phần còn lại được chia thành hai kênh – kênh thông tin nhanh- FIC ( Fast Information Channel) và kênh dịch vụ chính-MSC (Main Service Channel), có thể được chia như sau : FIC : 96kbit/s và MSC : 2,304Mbit/s. Trong kênh MSC, dữ liệu gồm có kênh phụ dữ liệu phát thanh số ( âm thanh hoặc dữ liệu) và một số để sửa lỗi. Trong kênh FIC có dữ liệu FIC với tốc độ 32kbit/s với phần bảo vệ không thay đổi là 64kbit/s. Để truyền dẫn tín hiệu từ bộ ghép kênh đến các đài phát, thường người ta cố giữ tốc độ dữ liệu dưới 2,048Mbit/s, là dung lượng kênh dữ liệu trong dịch vụ viễn thông. Có thể đạt được điều đó nhờ sửa lỗi trước – FEC ( Forward Error Correction) cho kênh phụ tại bộ điều chế COFDM thay vì thực hiện tại bộ ghép kênh . Tốc độ dữ liệu của kênh phụ (dữ liệu âm thanh hay dữ liệu khác) tăng lên bao nhiêu khi được mã hoá OFDM phụ thuộc vào mức bảo vệ (cấp) được chọn khi thực hiện FEC. Thông tin về mức bảo vệ sẽ được truyền tới bộ điều chế COFDM theo kênh thông tin về cấu hình của bộ trộn kênh. Thông tin đó được tạo ra ở bộ ghép kênh. Tại bộ điều chế COFDM, sau khi được xử lý sửa lỗi trước tất cả các kênh phụ được ghép lại để tạo kênh MSC. Kênh MSC bao gồm các khung CIF ( Common Interleaved Frame). CIF là một khối chính của tín hiệu COFDM. 1 CIF được truyền đi theo chu kỳ 24ms và chứa 55296 bit. Đơn vị có địa chỉ nhỏ nhất ở trong CIF là CU có dung lượng 64 bit. Như vậy một CIF sẽ có 864 CU. Một CU chỉ có thể chứa thông tin từ một kênh phụ. Cách tính số CU cần thiết cho một dịch vụ âm thanh: Mức bảo vệ Tốc độ mã hoá 1 0,34 2 0,43 3 0,5 4 0,6 5 0,75 Một kênh phụ mang một thành phần dịch vụ chương trình âm thanh, phụ thuộc vào mức bảo vệ, sẽ có một số lượng CU nằm trong dãy số sau : 16,21,24,29,32,35, 40,42,48,52,58,64,70,80,84,96,104,116,128,140,160,168,192,208,232,280,416. Tốc độ dòng bít của CU được tính từ tốc độ gửi là 24ms với 64 bit/ 1 CU và sẽ là 2.667 kbit/s. Như vậy số CU cần thiết cho một kênh âm thanh phụ là tốc độ dòng bit( kbit/s) sau khi áp dụng mức bảo vệ FEC chia cho 2,667 (kbit/s). Mức bảo vệ 1 sẽ cho khả năng B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 49 of 49 bảo vệ tốt nhất với tốc độ dòng bit là 1/3; mức 5 sẽ cho mức bảo vệ ít nhất với tốc độ dòng bit là ¾. Chẳng hạn như đối với dịch vụ âm thanh 256kbit/s với mức bảo vệ 3 ( tốc độ mã FEC là 0,5), số CU cần thiết sẽ được tính : (256 kbit/s * 1/0.5) / 2.667 = 191,1. Trong dãy số CU - số gần nhất là 192CU Cách tính số CU cần thiết cho một dịch vụ dữ liệu Các kênh phụ dùng cho dịch vụ dữ liệu phải có một tốc độ truyền bit là số nguyên lần 8kbit/s Ta sẽ có cách tính số CU như sau Dịch vụ dữ liệu với tốc độ bit là số nguyên – n lần của 8kbit/s ( n = tốc độ dữ liệu / 8(kbit/s)) Mức bảo vệ 1-A 2-A 3-A 4-A Tốc độ mã hoá ¼ 3/8 ½ ¾ Kích thước kênh phụ (số CU) 12n 8n 6n 4n Dịch vụ dữ liệu với tốc độ bit là số nguyên – n lần của 32kbit/s ( n = tốc độ dữ liệu / 32(kbit/s)) Mức bảo vệ 1-B 2-B 3-B 4-B Tốc độ mã hoá 4/9 4/7 2/3 4/5 Kích thước kênh phụ (số CU) 27n 21n 18n 15n Dung lượng CU trong bộ ghép kênh Trong một CIF có 864 CU, vì vậy việc bố trí dữ liệu và mức bảo vệ phải được thực hiện sao cho số CU cần thiết cho toàn bộ các kênh phụ không vượt quá 864 và ngược lại cũng không quá thấp hơn 864 để không lãng phí dung lượng kênh phát thanh. Mạng truyền dẫn tín hiệu ghép kênh : Đây là hệ thống truyền dẫn nối bộ ghép kênh với một hay nhiều bộ điều chế COFDM. Do tính chất của các đường truyền dẫn khác nhau sẽ không giống nhau nên nếu chỉ dùng một chuẩn giao diện chung là không thích hợp. Khi bắt đầu thực hiện E147, người ta đưa ra giao diện mạng ghép kênh – ETI để nối giữa nhà cung cấp dịch vụ chương trình và nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh. Và trong ETI người ta đưa ra hai lớp giao thức truyền dẫn. Đó là ETI NI – giao diện mạng ghép kênh không phụ thuộc vào mạng ( Ensemble Transport Interface Network Independent ) và ETI NA- giao diện mạng ghép kênh tương thích với tầng mạng ( Ensemble Transport Interface Network Adaption Layer) ( hình 9) B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 50 of 50 ETI NI – giao diện mạng ghép kênh không phụ thuộc vào mạng ( Ensemble Transport Interface Network Independent ) Nếu bộ ghép kênh tổng hợp và bộ điều chế COFDM ở cùng một địa điểm - thì ETI NI là một phương pháp thích hợp để nối chúng với nhau. ETI NI được dùng do giao diện G703 sử dụng tốc độ bit 2,048 Mbit/s. Dữ liệu và tín hiệu đồng bộ được truyền trên cùng kết nối nối tiếp dùng mã hoá HDB-3. Lớp ETI NI không thể dùng cho mạng truyền dẫn viễn thông thông thường vì không đáp ứng tiêu chuẩn của G704. ETI NI sử dụng phương pháp sửa lỗi CRC ( cyclic redundancy checks) chứ không phải FEC ( Forward Error Correction). Độ dài khung tương đối dài ( 24ms) nên sẽ không thật sự đảm bảo cho các đường truyền cự ly xa. ETI NA- giao diện mạng ghép kênh tương thích với tầng mạng Nếu không thể nối thẳng bộ ghép kênh và bộ tạo sóng COFDM, người ta không thể dùng ETI –NI mà sẽ sử dụng giao thức khác. Trong E147, người ta đã sử dụng giao diện truyền dẫn thứ hai gọi tên là ETI NA- giao diện mạng ghép kênh tương thích với tầng mạng. Việc dùng cách tương thích với tầng mạng cho phép ETI được truyền trực tiếp qua mạng viễn thông. Tuy nhiên cũng có một số vấn đề sau cần quan tâm : - Tốc độ dữ liệu mà môi trường truyền thông hỗ trợ - Tính chất của lỗi đường truyền trong mạng viễn thông - Trễ do mạng viễn thông Để làm cho NI và NA tương thích với nhau, người ta đã đưa ra định dạng đa khung . Mỗi khung phát thanh số 24ms được chia ra thành 3 khối lớn với 2048 byte cho mỗi Ensemble Multiplexer Transport Layer Adaptation Hình 9 The ensemble transport interface (ETI) Network Independent Layer ETI (NI) ETI (NA) COFDM Generator Transport Layer Adaptation Network Adaptation Layer Ensemble data Ensemble data Nối thẳng Ensemble Transport Network B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 51 of 51 khối. Mỗi khối chính lại được chia thành 8 khối nhỏ. Mỗi khối này được chia thành 8 khung G704, mỗi khung có 32 ô thời gian 8bit. ETI NA có 1920 kbit/s cho dữ liệu dịch vụ và 56 kbit/s cho quản lý khung, sửa lỗi và đánh dấu thời gian của các khung phát thanh số. Dấu thời gian là một trong những phần quan trọng để quản lý độ trễ trong mạng viễn thông sao cho có thể thiết lập được mạng một tần số. Về mặt điện, ETI NA đáp ứng G703 và về mặt cấu trúc khung, đáp ứng G704. Ngoài ra để kiểm tra chất lượng đường truyền và chất lượng mạch người ta có thể dùng TS16. Cả ETI NI và NA đều có giao diện nối tiếp để truyền dữ liệu kiểm tra qua RS232 , dữ liệu này được truyền từ bộ ghép kênh đến đài phát sóng sử dụng dung lượng dự phòng để kiểm tra. 2.3 Phát sóng Hệ thống phát thanh số sử dụng kỹ thuật COFDM trong điều chế. Đây sự kết hợp giữa kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM với kỹ thụât mã hoá xoắn. Theo cách đó, hệ thống có thể tận dụng được cả những lợi điểm ở miền tần số và miền thời gian. Tín hiệu sau khi được xử lý sửa lỗi trước sẽ được trải và chèn cả ở miền tần số và thời gian. Nhờ vậy mà lỗi truyền dẫn sẽ trải ra cho toàn bộ dữ liệu.Sau khi đã giải mã về chèn thời gian và tần số, tín hiệu sẽ được phục hồi lại sau khi sửa lỗi. Chọn phương pháp sửa lỗi trước cho phát thanh số sẽ cho phép ta chọn các mức bảo vệ khác nhau tuỳ theo yêu cầu của dịch vụ. Đối với các chương trình âm thanh, nó cho phép áp dụng kỹ thuật bảo vệ không đồng mức( UEP – unequal error protection) để phù hợp với mức độ quan trọng cho từng phần trong dòng dữ liệu âm thanh. Chẳng hạn như trong một khung MUSICAM thì đoạn chứa những thông tin điều khiển như tiêu đề, bit của band phụ v.v sẽ được bảo vệ với mức cao hơn những mẫu âm thanh. Điều chế OFDM và khung truyền dẫn OFDM là hệ thống đa sóng mang với dữ liệu được truyền tại mức symbol thấp và sử dụng nhiều sóng mang dải hẹp. Đối với phát thanh số có 4 mode truyền. Mỗi mode được thiết kế cho các băng tần khác nhau, hay như đối với Mode IV là khả năng thiết lập mạng một tần số trên băng L. Ta cùng xem xét Mode I, với tần số dùng cho phát thanh số là ở băng III – VHF. Ta có Thông số của hệ thống Truyền dẫn theo Mode I Độ dài khung 96ms Độ dài symbol số không 1297us Độ dài khoảng bảo vệ 246us Độ dài có ích của symbol 1ms B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 52 of 52 Tổng độ dài symbol 1246us Số sóng mang phát ra 1537 Khoảng cách xa nhất của Tx cho SFN 75km Băng thông tối đa tới 375MHz Kênh dịch vụ chính được chia thành 4 *864 CU với mỗi CU là 64bit. Khung truyền dẫn có 4 khung 24ms và dữ liệu FIC kèm theo. Phía đầu của khung là symbol số không dùng để đồng bộ và cũng mang theo thông tin về máy phát. Sau đó là symbol thời gian, tần số và pha sử dụng để tinh chỉnh bộ tạo sóng của máy thu và dùng để làm symbol chuẩn về pha cho DQPSK. Ba symbol tiếp theo chứa FIC, phần còn lại của khung truyền dẫn dùng cho kênh dịch vụ chính. Mã kênh và bảo vệ không đồng mức ở kênh phụ dành cho dữ liệu âm thanh Phát thanh số theo tiêu chuẩn E 147 áp dụng sửa lỗi theo mã xoắn - sửa lỗi trước –FEC ( Forward Error Correction). Trong đó, đối với dịch vụ dữ liệu, FEC được áp dụng giống nhau cho toàn bộ khung dữ liệu vì ta không rõ nội dung trong khung dữ liệu . Ngược lại đối với dịch vụ âm thanh, nội dung của khung đã rõ và vì vậy những thông tin quan trọng hơn sẽ được áp dụng mức bảo vệ cao hơn. Phương pháp này được gọi là bảo vệ không đồng mức. Ví dụ bảo vệ không đồng mức cho một khung MUSICAM có thể được minh hoạ trong bảng dưới đây : Có bốn kiểu bảo vệ không đồng mức: kiểu một là cao nhất, kiểu hai và kiểu bốn thấp hơn và kiểu ba có mức bảo vệ thấp nhất Kiểu bảo vệ Kiểu 1 áp dụng cho các dữ liệu sau : - tiêu đề ISO : thông tin tiêu đề - CRC : phát hiện lỗi trong thông tin điều khiển - BAI : thông tin bố trí bit - SCFSI : thông tin lựa chọn hệ số thang mã hoá Kiểu 2 áp dụng cho các dữ liệu sau - ScF : hệ số thang - SAMPLE : mẫu âm thanh trong băng phụ ( thay đổi Kiểu 3 áp dụng cho các dữ liệu sau: - STUFF : bit stuff - X-PAD : thông tin mở rộng kèm theo chương trình ( thay đổi) - X-PAD : thông tin mở rộng kèm theo chương trình Kiểu 4 áp dụng cho các dữ liệu sau: - ScF – CRC : phát hiện lỗi trong nhóm các hệ số thang B¸o c¸o tæng kÕt §Ò tµi KC.01.17 (v4) Page 53 of 53 - F-PAD : thông tin kèm theo chương trình Kênh thông tin nhanh được mã hoá với mứu độ bảo vệ không đổi là 1/3. Phải đảm bảo độ chính xác cho kênh FIC để có thể giải mã đúng các kênh phụ. Thêm vào đó, kênh FIC cũng không được trải dữ liệu theo thời gian. Vì vậy mà áp dụng mức bảo vệ cao nhất cho kênh FIC . Như vậy, để bộ ghép kênh tổng hợp đạt hiệu quả cao nhất, phải có sự kết hợp hài hoà giữa tốc độ dữ liệu, số lượng chương trình và mức bảo vệ. Đây là trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ chương trình và nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh. Trải dữ liệu theo thời gian và tần số Trong miền tần số, hiện tượng phản xạ nhiều đường có thể làm suy giảm một số sóng mang OFDM và nói chung các sóng mang cạnh nhau có thể bị suy giảm với cùng mức độ. Việc trải dữ liệu theo thời gian và tần số sẽ làm cho các bit ở cạnh nhau về thời gian trong dòng dữ liệu của một kênh phụ, sau khi được điều chế vào 1536 sóng mang sẽ không ở cạnh nhau về thời gian và tần số . Mã xoắn trong bộ điều chế COFDM và quá trình giải mã ở máy thu tạo ra một công cụ mạnh giúp xác định lỗi và sửa lỗi khi các lỗi truyền dẫn xuất hiện, không phải là dạng vệt. Do có trải dữ liệu theo tần số và thời gian nên dữ liệu bị dạng lỗi vệt sẽ không tập trung trong một kênh dịch vụ và vì vậy việc sửa lỗi có thể thực hiện được tốt giúp cho dữ liệu được khôi phục lại tương đối hoàn chỉnh. Quá trình trải dữ liệu theo thời gian đối với hệ thống phát thanh số thực hiện trên 16 khung 24ms và dẫn đến độ trễ tổng cho quá trình xử lý là 384ms. Đây