Кабельное телевидение -Cable television

Коаксиальный кабель , используемый для передачи кабельного телевидения в помещения абонентов.
Телевизионная приставка — электронное устройство, которое абоненты кабельного телевидения используют для подключения кабельного сигнала к своим телевизорам . Представленное устройство представляет собой Cisco RNG200N для системы цифрового кабельного телевидения QAM , используемой в Северной Америке.

Кабельное телевидение — это система доставки телевизионных программ потребителям с помощью радиочастотных (РЧ) сигналов, передаваемых по коаксиальным кабелям , или, в более поздних системах, световых импульсов по оптоволоконным кабелям . Это контрастирует с широковещательным телевидением (также известным как наземное телевидение), в котором телевизионный сигнал передается по воздуху с помощью радиоволн и принимается телевизионной антенной , прикрепленной к телевизору; или спутниковое телевидение , в котором телевизионный сигнал передается по воздуху радиоволнами со спутника связи, вращающегося вокруг Земли, и принимается спутниковой параболической антенной на крыше. По этим кабелям также могут передаваться FM- радиопрограммы, высокоскоростной Интернет , телефонные услуги и аналогичные нетелевизионные услуги. Аналоговое телевидение было стандартом в 20 веке, но с 2000-х годов кабельные системы были модернизированы до цифрового кабельного телевидения.

«Кабельный канал» (иногда известный как «кабельная сеть») — это телевизионная сеть, доступная через кабельное телевидение. Когда он доступен через спутниковое телевидение , включая провайдеров прямого спутникового вещания, таких как DirecTV или Dish Network , а также через провайдеров IPTV , таких как Verizon FIOS и U-verse TV , это называется «спутниковым каналом». Альтернативные термины включают «невещательный канал» или «программная служба», причем последний в основном используется в юридических контекстах. Аббревиатура «CATV» используется в США для обозначения кабельного телевидения и первоначально обозначала общественное антенное телевидение с момента возникновения кабельного телевидения в 1948 году; в районах, где прием эфирного телевидения был ограничен расстоянием от передатчиков или гористой местностью, были построены большие общественные антенны , и от них к отдельным домам был проложен кабель.

В 1968 году у 6,4% американцев было кабельное телевидение. В 1978 году это число увеличилось до 7,5%. К 1988 году 52,8% всех домохозяйств пользовались кабелем. В 1994 году это число увеличилось до 62,4%.

Распределение

Распределительная коробка кабельного телевидения ( слева ) в подвале здания в Германии (сеть Kabel BW, теперь Vodafone ) с разветвителем ( справа ), который подает сигнал на отдельные кабели, которые идут в разные комнаты.

Для приема кабельного телевидения в данном месте должны быть доступны кабельные распределительные линии на местных опорах или подземных инженерных сетях. Коаксиальный кабель доводит сигнал до здания заказчика по служебному кабелю , воздушному или подземному кабелю. Если в здании абонента нет кабельного ввода, кабельная компания установит его. Стандартным кабелем, используемым в США, является RG-6 , который имеет импеданс 75 Ом и подключается к разъему типа F. Часть проводки кабельной компании обычно заканчивается распределительной коробкой на внешней стороне здания, а встроенная кабельная проводка в стенах обычно распределяет сигнал по розеткам в разных комнатах, к которым подключены телевизоры. Несколько кабелей, ведущих в разные комнаты, отделяются от входящего кабеля с помощью небольшого устройства, называемого разветвителем . Есть два стандарта кабельного телевидения; старый аналоговый кабель и новый цифровой кабель , который может передавать сигналы данных, используемые цифровыми телевизионными приемниками, такими как оборудование для телевидения высокой четкости (HDTV). Все кабельные компании в Соединенных Штатах перешли или находятся в процессе перехода на цифровое кабельное телевидение с момента его первого появления в конце 1990-х годов.

Большинству кабельных компаний требуется телевизионная приставка ( кабельный преобразователь ) или слот на телевизоре для карт модуля условного доступа для просмотра их кабельных каналов, даже на новых телевизорах с цифровыми кабельными тюнерами QAM , потому что большинство цифровых кабельных каналов теперь зашифрованы. , или «зашифрованный», чтобы уменьшить кражу кабельного телевидения . Кабель от гнезда в стене подключается к входу приставки, а выходной кабель от приставки подключается к телевизору, обычно RF-IN или композитный вход на старых телевизорах. Поскольку приставка декодирует только один просматриваемый канал, для каждого телевизора в доме требуется отдельная приставка. Некоторые незашифрованные каналы, обычно традиционные сети эфирного вещания, могут отображаться без блока приемника. Кабельная компания предоставит телевизионные приставки в зависимости от уровня обслуживания, приобретаемого покупателем, от базовых телевизионных приставок с изображением стандартной четкости, подключенных через стандартное коаксиальное соединение на телевизоре, до беспроводного цифрового видеомагнитофона высокой четкости ( DVR) приемники, подключенные через HDMI или компонент . Старые аналоговые телевизоры «готовы к кабелю» и могут принимать старый аналоговый кабель без телеприставки. Для приема цифровых кабельных каналов на аналоговом телевизоре, даже незашифрованных, требуется другой тип приставки, адаптер цифрового телевидения, поставляемый кабельной компанией или приобретаемый абонентом. Еще один новый метод распространения, использующий преимущество дешевого высококачественного распространения DVB в жилые районы, использует телевизионные шлюзы для преобразования потока DVB-C , DVB-C2 в IP для распространения ТВ по IP-сети в домашних условиях. Многие кабельные компании предлагают доступ в Интернет через DOCSIS .

Принцип действия

Схема современной гибридной волоконно-коаксиальной системы кабельного телевидения. В региональном головном узле телевизионные каналы передаются мультиплексированным световым лучом, который проходит по магистральным оптоволоконным линиям, которые разветвляются от распределительных узлов к оптическим узлам в местных сообществах. Здесь световой сигнал из волокна преобразуется в радиочастотный электрический сигнал, который распространяется по коаксиальному кабелю в дома отдельных абонентов.

В наиболее распространенной системе несколько телевизионных каналов (до 500, хотя это количество варьируется в зависимости от доступной пропускной способности каналов у провайдера) распределяются по домам абонентов по коаксиальному кабелю, который идет от магистральной линии, поддерживаемой на опорах, берущих начало в кабельной компании . местный распределительный центр, называемый « головным узлом ». Многие каналы могут передаваться по одному коаксиальному кабелю с помощью метода, называемого мультиплексированием с частотным разделением каналов . В головном узле каждый телевизионный канал транслируется на разные частоты . Благодаря предоставлению каждому каналу своего частотного «слота» на кабеле отдельные телевизионные сигналы не мешают друг другу. В наружной кабельной коробке по месту жительства абонента сервисный кабель компании подключается к кабелям, распределяющим сигнал по разным помещениям здания. На каждом телевизоре телевизор абонента или телевизионная приставка, предоставленная кабельной компанией, переводит желаемый канал обратно на его исходную частоту ( основной диапазон ), и он отображается на экране. Из-за широко распространенной кражи кабеля в более ранних аналоговых системах сигналы обычно шифруются в современных цифровых кабельных системах, и телевизионная приставка должна быть активирована с помощью кода активации, отправленного кабельной компанией, прежде чем она начнет работать, который отправляется только после подписчик регистрируется. Если абонент не оплачивает свой счет, кабельная компания может послать сигнал, чтобы деактивировать коробку абонента, препятствуя приему.

На кабеле также обычно есть « восходящие » каналы для отправки данных из коробки клиента в головную станцию ​​кабельного телевидения для дополнительных функций, таких как запрос шоу или фильмов с оплатой за просмотр , кабельный доступ в Интернет и кабельная телефонная связь . Каналы « нисходящего потока » занимают полосу частот примерно от 50 МГц до 1 ГГц, а каналы « восходящего потока » занимают частоты от 5 до 42 МГц. Абоненты платят ежемесячно. Абоненты могут выбирать из нескольких уровней обслуживания, при этом «премиальные» пакеты включают больше каналов, но стоят дороже. В местном головном узле сигналы отдельных телевизионных каналов принимаются параболическими антеннами со спутников связи . Дополнительные местные каналы, такие как местные телевизионные станции, образовательные каналы местных колледжей и каналы общественного доступа, посвященные местным органам власти ( каналы PEG ), обычно включаются в кабельную службу. Коммерческая реклама для местного бизнеса также вставляется в программы на головном узле (отдельные каналы, которые распространяются на национальном уровне, также имеют свои собственные рекламные ролики, ориентированные на национальный уровень).

Гибридный волоконно-коаксиальный

Современные кабельные системы большие, с одной сетью и головным узлом, часто обслуживающим весь городской район . В большинстве систем используется гибридное оптоволоконно-коаксиальное (HFC) распределение; это означает, что магистральные линии, по которым сигнал передается от головного узла к локальным районам, являются оптоволоконными, чтобы обеспечить большую пропускную способность, а также дополнительную пропускную способность для будущего расширения. В головном узле электрический сигнал преобразуется в оптический сигнал и передается по оптоволокну. Магистральная оптоволоконная линия идет к нескольким распределительным узлам , от которых разветвляются несколько волокон, чтобы доставить сигнал к блокам, называемым оптическими узлами в местных сообществах. В оптическом узле оптический сигнал преобразуется обратно в электрический сигнал и передается по коаксиальным кабельным распределительным линиям на опорах, от которых ответвляются кабели к ряду усилителей сигнала и удлинителей линий. Эти устройства передают сигнал клиентам через пассивные радиочастотные устройства, называемые отводами.

История

Самые первые кабельные сети эксплуатировались на местном уровне, особенно в 1936 году в Лондоне в Соединенном Королевстве и в том же году в Берлине в Германии, особенно во время Олимпийских игр, а с 1948 года и далее в Соединенных Штатах и ​​Швейцарии. Этот тип местной кабельной сети в основном использовался для ретрансляции наземных каналов в географических районах, плохо обслуживаемых сигналами наземного телевидения.

История в Северной Америке

Кабельное телевидение началось в Соединенных Штатах как коммерческий бизнес в 1950 году, хотя в 1940-х годах любители создавали небольшие системы .

Ранние системы просто принимали слабые ( вещательные ) каналы, усиливали их и отправляли по неэкранированным проводам подписчикам, ограниченным сообществом или соседними сообществами. Приемная антенна будет выше, чем может себе позволить любой отдельный абонент, что приведет к более сильным сигналам; в холмистой или гористой местности он будет размещен на большой высоте.

Вначале кабельные системы обслуживали только небольшие населенные пункты, не имевшие собственных телевизионных станций, которые не могли легко принимать сигналы от станций в городах из-за расстояния или холмистой местности. Однако в Канаде сообщества со своими собственными сигналами были плодородными рынками кабельного телевидения, поскольку зрители хотели получать американские сигналы. Редко, как в студенческом городке Альфред, штат Нью-Йорк , кабельные системы США ретранслировали канадские каналы.

Хотя ранние ( УКВ ) телевизионные приемники могли принимать 12 каналов (2–13), максимальное количество каналов, которые могли транслироваться в одном городе, равнялось 7: каналы 2, 4, либо 5, либо 6, 7, 9, 11 и 13, поскольку приемники в то время не могли без искажений принимать сильные (местные) сигналы на соседних каналах. (Между 4 и 5 и между 6 и 7 были частотные промежутки, что позволяло использовать оба в одном городе).

По мере улучшения оборудования можно было использовать все двенадцать каналов, за исключением случаев, когда вещала местная УКВ-телестанция. Местные каналы вещания нельзя было использовать для сигналов, считавшихся приоритетными, но технология позволяла размещать на таких каналах сигналы с низким приоритетом путем синхронизации их интервалов гашения . Телевизоры не смогли согласовать эти интервалы гашения и небольшие изменения из-за прохождения через среду, вызывающие ореолы . Полоса пропускания усилителей также была ограничена, а это означало, что частоты более 250 МГц было трудно передавать на отдаленные участки коаксиальной сети, а каналы УВЧ вообще нельзя было использовать. Для расширения за пределы 12 каналов необходимо было использовать нестандартные «средние» каналы, расположенные между FM-диапазоном и каналом 7, или «супердиапазон» за пределами 13-го канала примерно до 300 МГц; эти каналы изначально были доступны только с использованием отдельных блоков тюнера, которые передавали выбранный канал на телевизор на канале 2, 3 или 4. Первоначально вещательные станции УВЧ находились в невыгодном положении, поскольку стандартные телевизоры, использовавшиеся в то время, не могли принимать их каналы. С принятием Закона о всеканальных приемниках в 1964 году все новые телевизоры должны были включать тюнер УВЧ, тем не менее, станциям УВЧ потребовалось бы несколько лет, чтобы стать конкурентоспособными.

Прежде чем быть добавленными в саму кабельную приставку, эти среднеполосные каналы использовались для ранних воплощений платного телевидения , например, Z Channel (Лос-Анджелес) и HBO , но передавались в открытом виде, т.е. не зашифрованы, поскольку стандартные телевизоры того периода не могли принимать. сигнал, и средний потребитель не мог перенастроить обычные станции, чтобы иметь возможность его принимать.

Как только тюнеры, которые могли принимать выбранные каналы среднего и сверхдиапазонных диапазонов, начали включать в стандартные телевизоры, вещательные компании были вынуждены либо устанавливать схемы скремблирования, либо перемещать эти сигналы дальше от диапазона приема для первых кабельных телевизоров и видеомагнитофонов. . Однако, как только потребительские устройства получили возможность принимать все 181 канал, выделенный FCC, у премиальных вещателей не осталось иного выбора, кроме как бороться.

К несчастью для операторов платного телевидения, схема дескремблирования часто публиковалась в журналах по увлечению электроникой, таких как Popular Science и Popular Electronics, что позволяло любому, кто обладает чем-то большим, чем элементарные знания в области вещательной электроники, создавать свои собственные и получать программы бесплатно.

Позже кабельные операторы начали транслировать FM- радиостанции и поощряли абонентов подключать свои FM-стереоприемники к кабелю. До того, как стереозвук и двуязычный звук телевидения стали обычным явлением, звук каналов платного телевидения был добавлен к линейкам стереокабелей FM. Примерно в это же время операторы расширились за пределы 12-канального набора, чтобы использовать «среднеполосные» и «сверхполосные» УКВ-каналы, смежные с «высокочастотным диапазоном» 7–13 частот североамериканского телевидения . Некоторые операторы, например, в Корнуолле, Онтарио , использовали двойную распределительную сеть с каналами 2–13 на каждом из двух кабелей.

В 1980-х годах правила Соединенных Штатов, мало чем отличающиеся от общественного, образовательного и государственного доступа (PEG), положили начало кабельным телевизионным программам в прямом эфире. По мере роста проникновения кабельного телевидения было запущено множество станций только для кабельного телевидения, многие из которых имели свои собственные новостные бюро, которые могли предоставлять более оперативный и более локализованный контент, чем тот, который предоставляется ближайшим сетевым выпуском новостей.

Такие станции могут использовать в эфире тот же брендинг, что и ближайший филиал сети вещания, но тот факт, что эти станции не вещают в эфире и не регулируются FCC, их позывные не имеют смысла. Эти станции частично превратились в сегодняшние эфирные цифровые подканалы, где основная вещательная телевизионная станция, например NBS 37 *, - в случае отсутствия местной станции CNB или ABS - ретранслировала программы из ближайшего филиала, но дополняла их. свои собственные новости и другие программы сообщества в соответствии с местными условиями. Многие местные программы в прямом эфире с местными интересами впоследствии были созданы по всей территории Соединенных Штатов на большинстве крупных телевизионных рынков в начале 1980-х годов.

Это превратилось в сегодняшнее множество кабельных трансляций разнообразных программ, включая телевизионные фильмы и мини-сериалы , производимые только по кабелю . Специализированные кабельные каналы , начиная с каналов, ориентированных на показ фильмов и крупных спортивных или исполнительских мероприятий, диверсифицировались дальше, и « узкое вещание » стало обычным явлением. К концу 1980-х количество сигналов, передаваемых только по кабелю, превысило количество сигналов вещания в кабельных системах, некоторые из которых к этому времени расширились до 35 каналов. К середине 1980-х в Канаде регулирующие органы разрешили кабельным операторам самостоятельно заключать контракты на распространение с кабельными сетями.

К 1990-м годам уровни стали обычным явлением, и клиенты могли подписываться на разные уровни, чтобы получать различные наборы дополнительных каналов сверх основного набора. Подписавшись на дополнительные уровни, клиенты могли получать специализированные каналы, киноканалы и зарубежные каналы. Крупные кабельные компании использовали адресные дескремблеры, чтобы ограничить доступ к премиальным каналам для клиентов, не подписавшихся на более высокие уровни, однако вышеупомянутые журналы также часто публиковали обходные пути для этой технологии.

В течение 1990-х годов стремление приспособиться к растущему набору предложений привело к цифровой передаче, которая позволила более эффективно использовать пропускную способность сигнала ОВЧ; волоконная оптика была обычным явлением для передачи сигналов в районы рядом с домом, где коаксиальный кабель мог передавать более высокие частоты на короткое оставшееся расстояние. Хотя какое-то время в 1980-х и 1990-х годах телевизионные приемники и видеомагнитофоны были оборудованы для приема каналов среднего и сверхдиапазона. Из-за того, что схема дескремблирования какое-то время присутствовала в этих тюнерах, что лишало кабельного оператора большей части их доходов, такие готовые к кабелю тюнеры сейчас редко используются, что требует возврата к телевизионным приставкам, использовавшимся с 1970-х годов. вперед.

Преобразование в цифровое вещание привело к тому, что все сигналы - вещательные и кабельные - были переведены в цифровую форму, в результате чего услуги аналогового кабельного телевидения в основном устарели, функционируя на постоянно сокращающихся предложениях на избранных рынках. Аналоговые телевизоры все еще используются, но их тюнеры в основном устарели и часто полностью зависят от телевизионной приставки.

Развертывание по континентам

Кабельное телевидение в основном доступно в Северной Америке , Европе , Австралии , Азии и Южной Америке . Кабельное телевидение не имело большого успеха в Африке , так как прокладывать кабели в малонаселенных районах нерентабельно. Вместо этого используются так называемые «беспроводные кабельные» микроволновые системы.

Другие кабельные услуги

Коаксиальные кабели способны к двунаправленной передаче сигналов, а также к передаче больших объемов данных . Сигналы кабельного телевидения используют только часть полосы пропускания, доступную по коаксиальным линиям. Это оставляет достаточно места для других цифровых услуг, таких как кабельный Интернет , кабельная телефония и беспроводные услуги, использующие как нелицензируемый, так и лицензированный спектр. Широкополосный доступ в Интернет достигается по коаксиальному кабелю с использованием кабельных модемов для преобразования сетевых данных в тип цифрового сигнала, который можно передавать по коаксиальному кабелю. Одной из проблем с некоторыми кабельными системами является то, что старые усилители, размещенные вдоль кабельных трасс, являются однонаправленными, поэтому для загрузки данных клиенту потребуется использовать аналоговый телефонный модем для обеспечения восходящего соединения. Это ограничило восходящую скорость до 31,2 Кбит / с и предотвратило постоянное удобство широкополосного доступа в Интернет. Многие крупные кабельные системы модернизировали или модернизируют свое оборудование, чтобы обеспечить двунаправленные сигналы, что обеспечивает более высокую скорость загрузки и постоянное удобство, хотя эти обновления стоят дорого.

В Северной Америке , Австралии и Европе многие кабельные операторы уже внедрили кабельную телефонную связь, которая работает точно так же, как существующие операторы фиксированной связи. Эта услуга включает в себя установку специального телефонного интерфейса в помещении клиента, который преобразует аналоговые сигналы от домашней проводки клиента в цифровой сигнал, который затем отправляется по местному шлейфу (заменяя аналоговую последнюю милю или обычную старую телефонную службу ( POTS) к коммутационному центру компании, где он подключается к телефонной сети общего пользования ( PSTN ). Самым большим препятствием для кабельной телефонной связи является потребность в почти 100% надежном обслуживании экстренных вызовов. Один из стандартов, доступных для цифрового кабеля. телефония, PacketCable , кажется наиболее многообещающей и способной работать с требованиями качества обслуживания (QOS) традиционной аналоговой простой телефонной службы (POTS).Самое большое преимущество цифровой кабельной телефонной связи аналогично преимуществу цифровой кабель, а именно то, что данные могут быть сжаты, в результате чего используется гораздо меньшая полоса пропускания, чем при использовании выделенного аналогового сервиса с коммутацией каналов. качество голоса и интеграция в сеть передачи голоса по интернет-протоколу (VoIP), обеспечивающая дешевые или неограниченные звонки по стране и за границу. Во многих случаях услуги цифровой кабельной телефонии отделены от услуг кабельного модема , предлагаемых многими кабельными компаниями, и не зависят от трафика Интернет-протокола (IP) или Интернета.

Традиционные провайдеры кабельного телевидения и традиционные телекоммуникационные компании все больше конкурируют между собой в предоставлении услуг передачи голоса, видео и данных в жилых домах. Комбинация телевидения, телефона и доступа в Интернет обычно называется « тройной игрой », независимо от того, предлагают ли ее кабельное телевидение или телекоммуникационные компании .

Смотрите также

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки