Цифровой кабель — это распространение кабельного телевидения с использованием цифрового сжатия данных и видео . Технология была впервые разработана компанией General Instrument. К 2000 году большинство кабельных компаний предложили цифровые функции, в конечном итоге заменив свой предыдущий аналоговый кабель к середине 2010-х годов. В конце 2000-х годов вещательное телевидение перешло на цифровой стандарт HDTV , который был несовместим с существующими аналоговыми кабельными системами.
В дополнение к предоставлению видео высокой четкости , цифровые кабельные системы предоставляют больше услуг, таких как платное программирование, кабельный доступ в Интернет и кабельные телефонные услуги . Большинство цифровых кабельных сигналов зашифрованы , что снизило частоту пиратства кабельного телевидения , которое имело место в аналоговых системах.
В 1990 году компания General Instrument (приобретенная Motorola [1] и теперь принадлежащая ARRIS Group ) продемонстрировала, что можно использовать цифровое сжатие для передачи высококачественного HDTV в стандартном телевизионном канале 6 МГц. Используя ту же технологию, компания General Instrument (GI) продемонстрировала цифровую передачу нескольких высококачественных программ стандартной четкости в кабельном канале 6 МГц. [2]
В 1990-х годах кабельные провайдеры начали вкладывать значительные средства в эту новую технологию многоканального цифрового телевидения, чтобы расширить количество каналов и услуг, доступных подписчикам. Возросшая конкуренция и выбор программ от спутниковых служб прямого вещания , таких как DirecTV , Dish Network и PrimeStar , заставили кабельных провайдеров искать новые способы предоставления большего количества программ. Клиенты все больше интересовались большим количеством каналов, платными программами, цифровыми музыкальными услугами и высокоскоростными интернет-услугами. К 2000 году большинство кабельных провайдеров в США предлагали своим клиентам ту или иную форму цифрового кабельного телевидения.
Технология цифрового кабеля позволила кабельным провайдерам сжимать видеоканалы, чтобы они занимали меньшую полосу пропускания и предлагать возможности двусторонней связи . Это позволило провайдерам предлагать больше каналов, услуги видео по запросу , не требующие отдельной телефонной линии , телефонные услуги, высокоскоростные интернет-услуги и услуги интерактивного телевидения. Цифровой кабель реализует коррекцию ошибок для обеспечения целостности полученного сигнала и использует защищенную цифровую систему распределения (т. е. защищенный зашифрованный сигнал для предотвращения подслушивания и кражи услуг).
Большинство поставщиков цифровых кабельных сетей используют QAM для видеоуслуг и стандарты DOCSIS для услуг передачи данных. Некоторые поставщики также начали развертывать видеоуслуги с использованием IPTV или Switched video .
Цифровая кабельная технология может позволить многим телеканалам занять частотное пространство, которое обычно занимает один аналоговый кабельный канал. Количество каналов, размещенных на одной аналоговой частоте, зависит от используемого сжатия. Многие кабельные провайдеры способны разместить около 10 цифровых SD каналов или 2 цифровых HD канала на одной частоте аналогового канала. Некоторые провайдеры способны втиснуть больше каналов на одну частоту с более высоким сжатием, но часто это может привести к ухудшению качества видео канала. [3]
Добавление этой возможности усложняет понятие «канала» в цифровом кабеле (а также в эфирном цифровом вещании ATSC ). Официальные названия двух чисел, которые теперь идентифицируют канал, — физический канал и подканал.
Физический канал — это число, соответствующее определенному диапазону частот 6 МГц. См.: Североамериканские частоты кабельного телевидения .
Подканал — это логический канал данных внутри физического канала. Технически в физическом канале может быть до 1024 подканалов, хотя на практике используются только некоторые из них (поскольку полоса пропускания должна быть разделена между всеми подканалами).
Есть два способа, которыми провайдеры пытаются облегчить это для потребителей. Первый, реализуемый через PSIP , заключается в том, что информация о программах и каналах транслируется вместе с видео, позволяя декодеру потребителя (приставке или дисплею) автоматически идентифицировать множество каналов и подканалов.
Второй (также реализуемый через PSIP) заключается в том, что, пытаясь полностью скрыть подканалы, многие кабельные компании сопоставляют виртуальные номера каналов с лежащими в их основе физическими и подканалами. Например, кабельная компания может назвать канал 5-1 «каналом 732», а канал 5-2 — «каналом 733». Это также позволяет кабельной компании изменять частоту канала, не меняя то, что клиент видит как номер канала. В таких соглашениях физические/подканалы называются «каналом QAM», а альтернативное обозначение канала называется «сопоставленным каналом», «виртуальным каналом» или просто «каналом».
Теоретически, приставка может декодировать информацию PSIP из каждого канала, который она получает, и использовать эту информацию для построения сопоставления между каналом QAM и виртуальным каналом. Однако кабельные компании не всегда надежно передают информацию PSIP. В качестве альтернативы, CableCards получают сопоставление каналов и могут передавать его приставке.
Стандарт передачи сигнала по цифровым кабельным телевизионным системам в Соединенных Штатах теперь зафиксирован как 64-QAM и 256-QAM ( квадратурная амплитудная модуляция ), что указано в SCTE 07 и является частью стандарта DVB (но не ATSC ). Этот метод переносит 38,47 Мбит/с с использованием 256-QAM на канале 6 МГц , который может переносить почти два полных транспортных потока ATSC 19,39 Мбит/с. Каждый канал 6 МГц обычно используется для передачи 7–12 цифровых каналов SDTV (потоки 256-QAM, MPEG2 MP/ML 3–5 Мбит/с). На многих приставках с тюнерами QAM (особенно на приставках DVR ) доступны версии местных каналов высокой четкости и некоторые кабельные каналы.
Цифровой кабель позволяет транслировать EDTV (480p), а также HDTV (720p, 1080i и 1080p). В отличие от этого, аналоговый кабель передает программы исключительно в формате 480i (самая низкая телевизионная четкость, используемая сегодня). [4]
Стандарты Комитета передовых телевизионных систем включают положение о передаче 16-VSB по кабелю на скорости 38,4 Мбит/с, но кодирование пока не получило широкого распространения. Некоторые системы SMATV могут передавать сигналы 8-VSB и QAM, в основном в многоквартирных домах и подобных сооружениях, которые используют комбинацию наземных антенн и кабельных источников распределения (таких как HITS или " Headend in the Sky ", подразделение Comcast , которое доставляет цифровые каналы через спутник в небольшие кабельные системы).
Цифровые кабельные каналы обычно распределяются выше 552 МГц, верхней частоты кабельного канала 78. (Кабельные каналы выше канала 13 находятся на более низких частотах, чем каналы вещания UHF с тем же номером, как это видно на частотах кабельного телевидения Северной Америки .) Между 552 и 750 МГц есть место для 33 каналов по 6 МГц (231–396 каналов SDTV); при переходе к 864 МГц есть место для 52 каналов по 6 МГц (364–624 канала SDTV).
В США цифровые кабельные системы с активированной пропускной способностью канала 750 МГц или выше должны соответствовать набору стандартов SCTE и CEA. До 4 сентября 2020 года эти компании также были обязаны предоставлять CableCARD клиентам, которые их запросили. [5]