Головная станция кабельного телевидения

Параболические антенны для в Южном Бруклине головной станции Charter Communications (ранее Time Warner Cable )

Головная станция кабельного телевидения — это главное средство приема телевизионных сигналов для обработки и распространения по системе кабельного телевидения . Головной узел может быть укомплектован или не укомплектован персоналом и обычно окружен каким-либо охранным ограждением. Здание обычно прочное и специально построено для обеспечения безопасности, охлаждения и легкого доступа к электронному оборудованию, используемому для приема и ретрансляции видео по местной кабельной инфраструктуре. Головные станции также можно найти на линий электропередачи (PLC) подстанциях и в сетях Интернет-связи .

Прием

Почти все системы кабельного телевидения передают контент по подписке, который транслируется со спутника на геосинхронной орбите . Этот контент зашифрован для предотвращения несанкционированного использования и передается по восходящей линии связи с одной или нескольких наземных станций, управляемых различными компаниями по доставке контента. Затем контент модулируется в аналоговой или цифровой форме и передается через кабельную сеть (OSP или «OutSide Plant») в дома абонентов с помощью коаксиальных или оптоволоконных кабелей, проложенных под землей или натянутых на опорах .

Большинство систем кабельного телевидения также имеют для распространения местные эфирные телевизионные станции. Хотя каждый наземный канал представляет определенную частоту коммерческого уровня , одна или несколько приемных телевизионных антенн используются для приема нескольких каналов, которые кабельная компания желает распространять. Эти антенны часто встраиваются в единую башню, называемую телевизионной конструкцией главной антенны. Коммерческие телевизионные предусилители усиливают ослабленные сигналы наземного телевидения для распространения, обычно после ремодуляции с использованием аналоговой или цифровой схемы, специфичной для кабеля.

Некоторые системы кабельного телевидения принимают программы местных телевизионных станций по выделенному коаксиальному кабелю , микроволновой линии или оптоволоконной линии, установленной между местной станцией и головной станцией. Устройство, называемое модулятором на территории местной станции, передает свои программы по этой линии на головную станцию кабельного телевидения, которая, в свою очередь, принимает их с помощью другого устройства, называемого демодулятором . Затем он распространяется через головную станцию кабельного телевидения среди абонентов. Обычно это более надежно, чем прием передач местных станций в эфире с помощью антенны. Однако внеэфирный прием используется головной станцией в качестве резерва в случае сбоя. В некоторых случаях системы принимают местные каналы через спутник.

К другим источникам программ относятся программы, доставляемые по оптоволокну, телефонным проводам, Интернету , микроволновым вышкам и местным общедоступным телевизионным каналам, которые передаются на головную станцию кабельного телевидения на восходящей частоте по самой кабельной системе (известной в отрасли как «T») . "-каналы" ) или через выделенную линию, установленную кабельной компанией, как упоминалось ранее, для приема программ местных телевизионных станций головной станцией.

Обработка сигналов

Стандартная головная станция, монтируемая в стойку

После получения телевизионного сигнала его необходимо обработать. Для сигналов цифрового спутникового телевидения необходим специальный коммерческий спутниковый приемник для каждого канала, который будет распространяться по кабельной системе; Обычно это приемники, монтируемые в стойку, которые занимают меньше места, чем потребительские приемники. Они выводят видео- и стереоаудиосигналы, а также цифровой сигнал для цифровых установок.

Сигналы аналогового наземного телевидения требуют процессора, который представляет собой радиочастотный приемник, который выводит видео и звук. В некоторых случаях процессор будет включать встроенный модулятор.

Сигналы цифрового наземного телевидения требуют специального цифрового процессора.

Цифровые каналы обычно принимаются в L-диапазона потоке QAM со спутника, который использует мультиплексирование . Используя специальные приемники, такие как Motorola MPS, сигнал можно демультиплексировать или «демультиплексировать» для извлечения определенных каналов из мультиплексированного сигнала. На этом этапе может быть выполнена локальная вставка для добавления контента, специально предназначенного для локальной географической области.

Аналоговая модуляция

Гибкий модулятор канала

Сигналы кабельного телевидения затем микшируются в соответствии со схемой нумерации каналов кабельной системы с использованием ряда кабельных модуляторов (по одному на каждый канал), которые, в свою очередь, подаются в частотный мультиплексор или объединитель сигналов. Смешанные сигналы передаются в широкополосный усилитель , затем передаются в кабельную систему по магистральной линии и постоянно повторно усиливаются по мере необходимости.

Модуляторы по сути принимают входной сигнал и привязывают его к определенной частоте. Например, в Северной Америке стандарты NTSC диктуют, что CH2 представляет собой канал шириной 6 МГц с несущей яркости 55,25 МГц, поэтому модулятор для канала 2 наложит соответствующий входной сигнал на частоту 55,25 МГц, который будет приниматься любым телевизором. настроен на второй канал.

Цифровая модуляция

Цифровые каналы также модулируются; однако вместо того, чтобы каждый канал модулировался на определенную частоту, несколько цифровых каналов модулируются на одну конкретную частоту ATSC. Используя QAM ( квадратурную амплитудную модуляцию ), оператор кабельного телевидения обычно может разместить до восьми подканалов на каждом канале, так что канал 2 может фактически передавать каналы 1–8 в городе зрителя. Для приема этих цифровых сигналов необходимы телеприставки (STB) или карты CableCard , которые предоставляются самим оператором кабельного телевидения.

Многие современные кабельные системы теперь являются «полностью цифровыми», что означает прекращение использования аналоговых видеосигналов в целях повторного использования спектра. Аналоговые радиочастотные каналы , которые раньше занимали, теперь открыты для повторного использования кабельной системой, чаще всего в качестве каналов высокоскоростной передачи данных (обычно называемых в отрасли «HSD»), для увеличения скорости загрузки / выгрузки абонентов в Интернет. (см. DOCSIS ). Удаление аналогового видео также существенно исключает кражу кабеля , поскольку аналоговые сигналы передавались в незашифрованном виде. Большинство цифровых видеосигналов сжимаются в форматы MPEG-2 и MPEG-4 , чтобы объединить несколько видеопотоков в QAM, обеспечивая наиболее эффективное использование спектра, который клиентская кабельная приставка принимает, демодулирует, дешифрует и отображает в виде номер виртуального канала, который узнает зритель. Во многих случаях одна и та же телевизионная сеть может появляться несколько раз в местной линейке каналов как другой канал, который видит зритель (IE CNN как 34, 334, 1034). Это связано с тем, что предыдущие поколения линеек каналов поддерживаются и предназначены для того, чтобы не путать. зрители, знакомые с сетью, появляются по привычному для них номеру. Хотя канал может находиться в очереди несколько раз, RF QAM, в который он объединен или «мультиплексирован», модулируется и сжимается только один раз. Приставка настраивается на тот же QAM, когда зритель вызывает любой экземпляр этой сети. Виртуальное каналирование также позволяет оператору кабельного телевидения изменять физическую частоту, на которой работает QAM, при этом зритель не замечает изменения номера канала в его составе.

Большинство цифровых кабельных систем шифруют свои сигналы (как данные, так и видео), чтобы исключить несанкционированный прием.

Национальная видеотранспортировка

Супер головная станция

Чаще всего в крупных общенациональных кабельных системах используется центральная или «суперголовная станция», обеспечивающая питание локального концентратора через оптоволоконную транспортную цепь . В некоторых случаях одна суперстанция может обслуживать всю зону обслуживания кабельной компании. Суперголовные станции позволяют разместить спутниковые антенны на одной площадке, которые можно разместить в оптимальных местах для спутникового покрытия и мощности сигнала, обычно в районах с возвышенностью и на открытой местности. В крупных кабельных системах провайдер может использовать несколько суперстанций для резервирования в случае сбоя. Суперголовные станции также создают экономически эффективную среду для операторов кабельного телевидения, поскольку количество оборудования и преподавателей значительно сокращается, а сигналы можно тиражировать и передавать в местные концентраторы, которые питают сообщество или город.

Головная станция рыночного центра

В некоторых крупных общенациональных кабельных системах существует своего рода срединная точка между большой суперголовной станцией и локальным концентратором, известная как головная станция рыночного центра или головная станция региона. Обычно головная станция рыночного центра получает национальный видеоконтент от суперголовной станции, а затем пересылает его вместе с локальной рекламой и местными каналами в местные центры. Головные станции рыночных центров регулярно укомплектованы персоналом, а хабы - нет (за исключением обычного технического обслуживания и ремонта). Основное преимущество головной станции рыночного центра заключается в том, что она может уделять больше внимания местному обслуживанию и деталям, чем это могла бы сделать общенациональная суперголовная станция. Например, головная станция рыночного центра позволяет инженерам получать локальные видеоканалы, такие как каналы общего доступа и локальные каналы, для просмотра и анализа дефектов качества видео, когда такая проблема не может быть немедленно замечена на местном уровне. Еще одним преимуществом является быстрое отключение каналов в определенных районах во время споров по контрактам на перевозку с вещательными компаниями. Головные станции рыночного центра могут обслуживать центры в большом городе, целом штате или даже нескольких штатах.

Кабельные концентраторы и узлы

Кабельный концентратор — это здание или убежище, обычно меньшее, чем головная станция, которое принимает уже обработанный видеосигнал от головной станции и передает его местному населению. (или несколько сообществ) Большинство кабельных концентраторов используются вместе с установкой ГФУ . Объединенное IP-видео и данные поступают в концентратор через микроволновую или оптоволоконную транспортную цепь и направляются на устройства QAM, такие как оконечная система кабельного модема , которая преобразует IP-данные в RF QAM для объединения с другими услугами (например, видео по запросу) . , переключено видео ) и передается абоненту. Радиочастотный сигнал от каждой услуги объединяется в концентраторе и в конечном итоге превращается в один коаксиальный кабель, разбитый на каждый узел, но прямо перед тем, как он покидает концентратор для питания клиентов, он заменяется на оптоволоконный свет для питания местных кабельных узлов, которые могут охватывать большое здание. район или в сельской местности, целое сообщество. Кабельный узел, расположенный на поле, в свою очередь меняет оптический свет от концентратора и преобразует сигналы обратно в RF по коаксиальному кабелю. Это называется «прямым» путем (загрузка). Обратное происходит на пути загрузки или «обратки», когда клиенты передают данные обратно в концентратор. Изначально кабельные узлы предназначались для уменьшения каскада усилителей и улучшения качества сигнала для абонентов, удаленных от концентратора. Современные кабельные узлы по-прежнему служат той же цели для сокращения каскада усилителей, но теперь стратегически размещаются в областях с высокой плотностью данных, чтобы лучше распределять доступную полосу пропускания и уменьшать переподписку в определенной области. Кабельные узлы также позволяют использовать несколько линеек каналов или рынки общего доступа из одного концентратора.

Прием локального канала

Поскольку головная станция, питающая концентратор, может находиться за пределами рынка, концентратор также может быть оборудован антенной башней и внеэфирными антеннами для приема местных каналов на этом конкретном рынке. Локальные каналы, полученные в этом концентраторе, затем распределяются по другим узлам в этом районе. В зависимости от своего географического присутствия и местоположения концентратор может также принимать местные каналы с соседних рынков и объединять их с непосредственным рынком, предоставляя зрителям из этого конкретного узла мультирыночные программы, которые кабельная компания может блокировать определенные программы в соответствии с контрактом на перевозку и FCC. правила. Кабельная система может построить оптоволоконную цепь в качестве основного пути к местной телевизионной станции в качестве дополнительного средства для передачи ее программ в кабельную систему и использования эфирных антенн в качестве резервных.

OTN-концентратор

Концентраторы OTN (оптический терминальный узел) обычно представляют собой удаленный объект, возникающий из более крупного концентратора, расположенный в сельских общинах и предназначенный для обслуживания, и оснащенный только оборудованием для объединения HFC для ограниченного числа оптических узлов в сообществе. Основная цель OTN — распространить кабельную систему HFC на сельские общины без необходимости размещать на месте базовое сетевое оборудование, такое как CMTS или периферийные видеоустройства QAM. OTN полагается на родительский концентратор (где фактически расположено оборудование базовой сети) для предоставления услуг видео и HSD в своей области. OTN обычно представляет собой небольшое укрытие или здание, содержащее всего несколько стоек для оборудования.

Транспортировка услуг в OTN

Поскольку оборудование базовой сети (CMTS, периферийные видеоустройства, базовые маршрутизаторы/коммутаторы) не расположены внутри самой OTN, HSD и видеоуслуги мультиплексируются и передаются в OTN из родительского концентратора по каналу RF-to-Fiber. В OTN отдельные услуги демультиплексируются и подключаются к комбинированной установке прямого/обратного канала OTN для распространения среди сообщества. OTN также позволяют сельским населенным пунктам обслуживать тот же уровень услуг, который могут получить городские населенные пункты, без необходимости вложения оператором кабельной связи больших сумм денег в строительство дополнительного оптоволокна и сетевого оборудования только для ограниченного числа потенциальных клиентов.

См. также

Ссылки

Внешние ссылки

Что такое цифровая головная станция? – ИНФОРМАЦИЯ о головной станции