Кабельное телевидение — это система доставки телевизионных программ потребителям с помощью радиочастотных (РЧ) сигналов, передаваемых по коаксиальным кабелям , или, в более современных системах, световых импульсов по оптоволоконным кабелям . Это контрастирует с вещательным телевидением , в котором телевизионный сигнал передается по воздуху с помощью радиоволн и принимается телевизионной антенной , или спутниковым телевидением , в котором телевизионный сигнал передается по воздуху с помощью радиоволн со спутника связи и принимается спутниковой антенной на крыше. Программы FM-радио , высокоскоростной Интернет , телефонные услуги и аналогичные нетелевизионные услуги также могут предоставляться через эти кабели. Аналоговое телевидение было стандартом в 20 веке, но с 2000-х годов кабельные системы были модернизированы до работы с цифровым кабелем .
Кабельный канал (иногда называемый кабельной сетью ) — это телевизионная сеть, доступная через кабельное телевидение. Многие из тех же каналов распространяются через спутниковое телевидение . Альтернативные термины включают невещательный канал или службу программирования , причем последний в основном используется в юридических контекстах. Аббревиатура CATV используется в США для кабельного телевидения и изначально обозначала телевидение с общественной антенной , с момента зарождения кабельного телевидения в 1948 году; в районах, где прием эфирного телевидения был ограничен расстоянием от передатчиков или горной местностью, были построены большие общественные антенны , и кабель был проложен от них к отдельным домам.
В 1968 году 6,4% американцев имели кабельное телевидение. Это число возросло до 7,5% в 1978 году. К 1988 году 52,8% всех домохозяйств использовали кабельное телевидение. Это число еще больше возросло до 62,4% в 1994 году. [1]
Для приема кабельного телевидения в определенном месте на местных опорах электропередач или подземных линиях электропередач должны быть доступны кабельные распределительные линии. Коаксиальный кабель доставляет сигнал в здание клиента через отвод , воздушный или подземный кабель. Если в здании абонента нет отвода кабельной службы, кабельная компания установит его. Стандартный кабель, используемый в США, — RG-6 , который имеет сопротивление 75 Ом и подключается с помощью разъема типа F. Часть проводки кабельной компании обычно заканчивается в распределительной коробке на внешней стороне здания, а встроенная кабельная проводка в стенах обычно распределяет сигнал по гнездам в разных комнатах, к которым подключены телевизоры. Несколько кабелей в разные комнаты разделяются от входящего кабеля с помощью небольшого устройства, называемого сплиттером . Существует два стандарта кабельного телевидения: старый аналоговый кабель и новый цифровой кабель , который может переносить 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 приставка ( кабельный конвертер ) или слот на телевизоре для карт условного доступа [2] для просмотра своих кабельных каналов, даже на новых телевизорах с цифровыми кабельными тюнерами QAM , поскольку большинство цифровых кабельных каналов теперь зашифрованы или закодированы , чтобы уменьшить кражу кабельных услуг . Кабель от гнезда в стене подключается к входу приставки, а выходной кабель от приставки подключается к телевизору, обычно к входу RF-IN или композитному входу 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 приемника. [3] Кабельная компания предоставит приставки в зависимости от уровня обслуживания, который приобретает клиент, от базовых приставок с изображением стандартной четкости , подключенных через стандартное коаксиальное соединение на телевизоре, до беспроводных цифровых видеомагнитофонов высокой четкости (DVR), подключенных через HDMI или компонент . Старые аналоговые телевизоры готовы к кабелю и могут принимать старый аналоговый кабель без приставки. Для приема цифровых кабельных каналов на аналоговом телевизоре, даже незашифрованных, требуется другой тип приставки, цифровой телевизионный адаптер, поставляемый кабельной компанией или приобретаемый абонентом. Другой новый метод распространения, который использует преимущества недорогого высококачественного распространения DVB в жилых районах, использует телевизионные шлюзы для преобразования потока DVB-C , DVB-C2 в IP для распространения телевидения по IP-сети в доме. Многие кабельные компании предлагают доступ в Интернет через DOCSIS . [4]
В наиболее распространенной системе несколько телевизионных каналов (до 500, хотя это зависит от доступной пропускной способности каналов провайдера) распределяются по домам абонентов через коаксиальный кабель , который идет от магистральной линии, поддерживаемой на опорах коммунальной связи, берущей начало в местном распределительном центре кабельной компании, называемом головной станцией . Многие каналы могут передаваться по одному коаксиальному кабелю с помощью технологии, называемой частотным мультиплексированием . На головной станции каждый телевизионный канал транслируется на другую частоту . Благодаря предоставлению каждому каналу разного частотного слота на кабеле отдельные телевизионные сигналы не мешают друг другу. В наружной кабельной коробке в доме абонента кабельный ответвитель компании подключается к кабелям, распределяющим сигнал по разным комнатам в здании. На каждом телевизоре телевизор абонента или приставка, предоставленная кабельной компанией, транслируют нужный канал обратно на его исходную частоту ( базовую полосу ), и он отображается на экране. Из-за широко распространенного воровства кабеля в более ранних аналоговых системах сигналы, как правило, зашифрованы в современных цифровых кабельных системах, и приставку необходимо активировать с помощью кода активации, отправленного кабельной компанией, прежде чем она начнет работать, который отправляется только после регистрации абонента. Если абонент не оплачивает свой счет, кабельная компания может отправить сигнал для деактивации абонентской приставки, что предотвратит прием.
Обычно на кабеле также имеются каналы восходящего потока для отправки данных с абонентского ящика на головную станцию кабельного телевидения для расширенных функций, таких как запрос платных шоу или фильмов, кабельный доступ в Интернет и кабельная телефонная связь . Каналы нисходящего потока занимают диапазон частот приблизительно от 50 МГц до 1 ГГц, в то время как каналы восходящего потока занимают частоты от 5 до 42 МГц. Абоненты платят ежемесячную плату. Абоненты могут выбирать из нескольких уровней обслуживания, с премиальными пакетами, включающими больше каналов, но стоящими по более высокой ставке. На местной головной станции сигналы подачи с отдельных телевизионных каналов принимаются антеннами-тарелками со спутников связи . Дополнительные местные каналы, такие как местные вещательные телевизионные станции, образовательные каналы местных колледжей и каналы общественного доступа, посвященные местным органам власти ( каналы PEG ), обычно включены в кабельную службу. Коммерческая реклама для местного бизнеса также вставляется в программы на головной станции (отдельные каналы, которые распространяются по всей стране, также имеют свои собственные национально ориентированные рекламные ролики).
Современные кабельные системы большие, с одной сетью и головной станцией, часто обслуживающей всю столичную область . Большинство систем используют гибридное оптоволоконно-коаксиальное (HFC) распределение; это означает, что магистральные линии, которые передают сигнал от головной станции к местным районам, являются оптоволоконными для обеспечения большей пропускной способности, а также дополнительной емкости для будущего расширения. На головной станции электрический сигнал преобразуется в оптический сигнал и отправляется по волокну. Волоконная магистральная линия идет к нескольким распределительным концентраторам , от которых несколько волокон разветвляются для передачи сигнала в коробки, называемые оптическими узлами в местных сообществах. На оптическом узле оптический сигнал преобразуется обратно в электрический сигнал и передается по коаксиальным кабельным распределительным линиям на опорах электропередач, от которых кабели разветвляются на ряд усилителей сигнала и удлинителей линий. Эти устройства передают сигнал клиентам через пассивные радиочастотные устройства, называемые ответвителями.
Самые первые кабельные сети работали локально, в частности, в 1936 году компанией Rediffusion в Лондоне в Соединенном Королевстве [5] и в том же году в Берлине в Германии, в частности, для Олимпийских игр , а с 1948 года и далее в Соединенных Штатах и Швейцарии. Этот тип локальной кабельной сети в основном использовался для ретрансляции наземных каналов в географических районах, плохо обслуживаемых сигналами наземного телевидения. [6]
Кабельное телевидение [7] зародилось в Соединенных Штатах как коммерческий бизнес в 1950-х годах.
Ранние системы просто принимали слабые ( трансляционные ) каналы, усиливали их и отправляли по неэкранированным проводам абонентам, ограниченным сообществом или соседними сообществами. Приемная антенна была выше, чем мог себе позволить любой отдельный абонент, таким образом, принося более сильные сигналы; в холмистой или горной местности она располагалась на большой высоте.
Вначале кабельные системы обслуживали только небольшие сообщества без собственных телевизионных станций, которые не могли легко принимать сигналы от станций в городах из-за расстояния или холмистой местности. Однако в Канаде сообщества с собственными сигналами были плодородными рынками кабельного телевидения, поскольку зрители хотели принимать американские сигналы. Редко, как в университетском городке Альфред, штат Нью-Йорк , кабельные системы США ретранслировали канадские каналы.
Хотя ранние телевизионные приемники ( VHF ) могли принимать 12 каналов (2–13), максимальное количество каналов, которые могли транслироваться в одном городе, составляло 7: каналы 2, 4, 5 или 6, 7, 9, 11 и 13, поскольку приемники в то время не могли принимать сильные (местные) сигналы на соседних каналах без искажений. (Между 4 и 5, а также между 6 и 7 имелись частотные промежутки, что позволяло использовать оба канала в одном городе).
По мере совершенствования оборудования все двенадцать каналов могли использоваться, за исключением случаев, когда вещала местная телевизионная станция VHF. Местные каналы вещания не могли использоваться для сигналов, которые считались приоритетными, но технология позволяла размещать на таких каналах сигналы с низким приоритетом, синхронизируя их интервалы гашения . Телевизоры не могли согласовывать эти интервалы гашения и небольшие изменения, вызванные прохождением через среду, что вызывало появление ореолов . Полоса пропускания усилителей также была ограничена, что означало, что частоты свыше 250 МГц было трудно передавать на отдаленные участки коаксиальной сети, а каналы UHF вообще нельзя было использовать. Чтобы расширить диапазон более чем на 12 каналов, приходилось использовать нестандартные каналы среднего диапазона , расположенные между диапазоном FM и каналом 7, или супердиапазон за каналом 13 примерно до 300 МГц; Первоначально эти каналы были доступны только с использованием отдельных тюнеров, которые отправляли выбранный канал на телевизор на канале 2, 3 или 4. [ требуется цитата ] Первоначально станции вещания UHF находились в невыгодном положении, поскольку стандартные телевизоры, использовавшиеся в то время, не могли принимать их каналы. С принятием Закона о приемниках всех каналов в 1964 году все новые телевизоры должны были включать в себя тюнер UHF, тем не менее, станциям UHF потребовалось еще несколько лет, чтобы стать конкурентоспособными.
До того, как быть добавленными в кабельную приставку, эти каналы среднего диапазона использовались для ранних воплощений платного телевидения , например, The Z Channel (Лос-Анджелес) и HBO , но передавались в открытом виде, т.е. не кодировались, поскольку стандартные телевизоры того времени не могли уловить сигнал, а среднестатистический потребитель не мог настроить обычные станции, чтобы иметь возможность принимать его.
После того, как тюнеры, которые могли принимать избранные каналы среднего и супердиапазона, начали включаться в стандартные телевизоры, вещатели были вынуждены либо устанавливать схемы скремблирования, либо перемещать эти сигналы дальше от диапазона приема ранних телевизоров и видеомагнитофонов, готовых к кабельному телевидению. Однако, как только потребительские телевизоры получили возможность принимать все 181 выделенный FCC канал, у вещателей премиум-класса не осталось иного выбора, кроме как скремблировать.
Схема дескремблирования часто публиковалась в журналах по электронике, таких как Popular Science и Popular Electronics, что позволяло любому человеку, имеющему хотя бы элементарные знания в области вещательной электроники, собрать свою собственную схему и принимать программы бесплатно.
Позже кабельные операторы начали вещать FM- радиостанции и поощряли абонентов подключать свои FM-стереосистемы к кабелю. До того, как стерео и двуязычный звук телевидения стали обычным явлением, звук каналов платного телевидения был добавлен в линейки FM-стереокабелей. Примерно в это же время операторы расширили диапазон за пределы 12-канального диапазона, чтобы использовать каналы среднего и супердиапазона VHF, смежные с высоким диапазоном 7–13 североамериканских телевизионных частот . Некоторые операторы, как в Корнуолле, Онтарио , использовали двойную распределительную сеть с каналами 2–13 на каждом из двух кабелей.
В 1980-х годах правила США, подобные правилам общественного, образовательного и государственного доступа (PEG), положили начало кабельному телевещанию в прямом эфире . По мере увеличения проникновения кабеля было запущено множество кабельных телевизионных станций, многие из которых имели собственные новостные бюро, которые могли предоставлять более оперативный и локализованный контент, чем тот, который предоставляла ближайшая сетевая новостная программа.
Такие станции могут использовать похожий брендинг в эфире, как и тот, который используется близлежащим филиалом вещательной сети, но тот факт, что эти станции не вещают в эфире и не регулируются FCC, их позывные не имеют смысла. Эти станции частично эволюционировали в сегодняшние цифровые подканалы эфира, где основная вещательная телевизионная станция, например NBC 37*, — в случае отсутствия местной станции CBS или ABC — будет ретранслировать программы близлежащего филиала, но заполнять их собственными новостями и другими общественными программами в соответствии с собственным местоположением. Впоследствии было создано множество прямых местных программ с местными интересами по всем Соединенным Штатам на большинстве крупных телевизионных рынков в начале 1980-х годов.
Это переросло в сегодняшние многочисленные кабельные трансляции разнообразных программ, включая телевизионные фильмы и мини-сериалы , произведенные только на кабеле . Специализированные кабельные каналы , начавшиеся с каналов, ориентированных на показ фильмов и крупных спортивных или исполнительских мероприятий, диверсифицировались еще больше, и узконаправленное вещание стало обычным явлением. К концу 1980-х годов кабельные сигналы превысили по количеству сигналы вещания в кабельных системах, некоторые из которых к этому времени расширились более чем до 35 каналов. К середине 1980-х годов в Канаде кабельным операторам регулирующие органы разрешили заключать дистрибьюторские контракты с кабельными сетями самостоятельно.
К 1990-м годам уровни стали обычным явлением, и клиенты могли подписываться на разные уровни, чтобы получать разные выборки дополнительных каналов сверх базового выбора. Подписываясь на дополнительные уровни, клиенты могли получать специальные каналы, киноканалы и иностранные каналы. Крупные кабельные компании использовали адресуемые дешифраторы, чтобы ограничить доступ к премиум-каналам для клиентов, не подписавшихся на более высокие уровни, однако указанные выше журналы часто публиковали обходные пути и для этой технологии.
В 1990-х годах давление, направленное на то, чтобы приспособиться к растущему спектру предложений, привело к цифровой передаче, которая более эффективно использовала емкость сигнала VHF; оптоволокно было обычным для передачи сигналов в районы около дома, где коаксиальный кабель мог переносить более высокие частоты на короткое оставшееся расстояние. Хотя в течение некоторого времени в 1980-х и 1990-х годах телевизионные приемники и видеомагнитофоны были оборудованы для приема каналов среднего и супердиапазона. Из-за того, что схема дескремблирования некоторое время присутствовала в этих тюнерах, лишая кабельного оператора большей части его доходов, такие готовые к кабелю тюнеры сейчас используются редко, требуя возврата к приставкам, которые использовались с 1970-х годов и далее.
Переход на цифровое телевидение в Соединенных Штатах перевел все сигналы, вещательные и кабельные, в цифровую форму, сделав аналоговое кабельное телевидение редкостью, встречающейся на все сокращающемся количестве рынков. Аналоговые телевизоры приспособлены, их тюнеры в основном устарели и полностью зависят от приставки.
Кабельное телевидение в основном доступно в Северной Америке , Европе , Австралии , Азии и Южной Америке . Кабельное телевидение не имело большого успеха в Африке , поскольку прокладывать кабели в малонаселенных районах невыгодно с экономической точки зрения. Вместо этого может использоваться многоканальная многоточечная распределительная служба , основанная на микроволновой системе.
Коаксиальные кабели способны передавать сигналы в двух направлениях, а также большие объемы данных . Сигналы кабельного телевидения используют только часть полосы пропускания, доступной по коаксиальным линиям. Это оставляет много места для других цифровых услуг, таких как кабельный интернет , кабельная телефония и беспроводные услуги, использующие как нелицензированные, так и лицензированные спектры. Широкополосный доступ в Интернет достигается по коаксиальному кабелю с помощью кабельных модемов для преобразования сетевых данных в тип цифрового сигнала, который может передаваться по коаксиальному кабелю. Одна из проблем с некоторыми кабельными системами заключается в том, что старые усилители, размещенные вдоль кабельных маршрутов, являются однонаправленными, поэтому для того, чтобы обеспечить загрузку данных, клиенту необходимо использовать аналоговый телефонный модем для обеспечения восходящего соединения. Это ограничило скорость восходящего потока до 31,2 Кбит/с и помешало удобству постоянного подключения, которое обычно обеспечивает широкополосный интернет. Многие крупные кабельные системы модернизировали или модернизируют свое оборудование для обеспечения двунаправленных сигналов, тем самым обеспечивая большую скорость загрузки и постоянное удобство, хотя эти обновления являются дорогостоящими.
В Северной Америке , Австралии и Европе многие кабельные операторы уже внедрили услугу кабельной телефонной связи , которая работает так же, как и существующие операторы фиксированной связи. Эта услуга подразумевает установку специального телефонного интерфейса в помещении клиента, который преобразует аналоговые сигналы из домашней проводки клиента в цифровой сигнал, который затем отправляется по местной линии (заменяя аналоговую последнюю милю , или обычную телефонную связь (POTS)) в коммутационный центр компании, где он подключается к общественной коммутируемой телефонной сети ( PSTN ). Самым большим препятствием для кабельной телефонной связи является необходимость почти 100% надежного обслуживания для экстренных вызовов. Один из стандартов, доступных для цифровой кабельной телефонии, PacketCable , кажется наиболее перспективным и способным работать с требованиями к качеству обслуживания (QOS) традиционной аналоговой телефонной связи (POTS). Самое большое преимущество цифровой кабельной телефонной связи аналогично преимуществу цифрового кабеля, а именно, что данные можно сжимать, в результате чего используется гораздо меньшая полоса пропускания, чем выделенная аналоговая служба с коммутацией каналов. Другие преимущества включают лучшее качество голоса и интеграцию в сеть Voice over Internet Protocol (VoIP), обеспечивающую дешевые или безлимитные звонки по всей стране и за границу. Во многих случаях услуги цифровой кабельной телефонной связи отделены от услуг кабельного модема, предлагаемых многими кабельными компаниями, и не зависят от трафика интернет-протокола (IP) или Интернета.
Традиционные поставщики кабельного телевидения и традиционные телекоммуникационные компании все больше конкурируют в предоставлении услуг передачи голоса, видео и данных в дома. Сочетание телевидения, телефона и доступа в Интернет обычно называется triple play , независимо от того, предлагают ли его CATV или телекоммуникационные компании .
