ケーブルテレビのしくみ

Sep 13 2000
何百万人もの人々がケーブルテレビ接続を介してテレビ信号を受信します。彼らのほとんどは、実際には「ケーブルテレビ」とは何か、それが何をするのか、それがどのようにその名前を付けられたのかを知りません。探し出す!
何百万人もの人々がケーブルテレビ接続を介してテレビ信号を受信します。

1950年代、米国には4つのテレビネットワークがありました。テレビに割り当てられた周波数のため、信号は送信アンテナからの「見通し内」でしか受信できませんでした。遠隔地、特に遠隔地の山岳地帯に住む人々は、すでに米国文化の重要な部分になりつつあるプログラムを見ることができませんでした。

1948年、ペンシルベニア州の人里離れた谷に住む人々は、丘にアンテナを設置し、家にケーブルを配線することで、受信の問題を解決しました。最近では、かつて遠隔地の集落や一部の都市で使用されていたのと同じテクノロジーにより、全国の視聴者が個々のニーズや要望に合ったさまざまなプログラムやチャンネルにアクセスできるようになりました。 1990年代初頭までに、ケーブルテレビは米国のほぼ半数の家庭に届きました。

今日、米国のケーブルシステムは、数百のチャネルを約6000万の家庭に配信すると同時に、ますます多くの人々に高速インターネットアクセスを提供しています。一部のケーブルシステムでは、電話をかけたり、新しいプログラミング技術を受信したりすることもできます。この記事では、ケーブルテレビが、教育的なものからインスピレーションを与えるもの、単なる奇妙なものまで、非常に多くの情報と非常に幅広いプログラムをどのように提供するかを紹介します。

初期のケーブルシステムは、事実上、戦略的に配置されたアンテナであり、非常に長いケーブルで加入者のテレビに接続していました。アンテナからの信号はケーブルの長さを通過するにつれて弱くなるため、ケーブルプロバイダーは、信号の強度を高めて表示できるようにするために、一定の間隔で増幅器を挿入する必要がありました。ケーブルテレビシステムの機器の大手メーカーであるScientific-Atlantaの加入者ネットワークのテクニカルディレクターであるBillWallによると、これらのアンプの制限は、今後30年間のケーブルシステム設計者にとって重要な問題でした。

「ケーブルシステムでは、信号は家に届く前に30または40の増幅器を通過した可能性があり、1,000フィートごとに1つです」とWall氏は言います。「各アンプでは、ノイズと歪みが発生します。さらに、アンプの1つが故障すると、画像が失われます。ケーブルは、最高品質の画像がなく、信頼性が低いという評判を得ました。」1970年代後半、ケーブルテレビはアンプの問題の解決策を見つけるでしょう。それまでに、彼らはケーブルサービスにプログラミングを追加できる技術も開発していました。

チャネルの追加

1950年代初頭、ケーブルシステムは、マイクロ波送信タワーと受信タワーを使用して、離れたステーションからの信号をキャプチャする方法の実験を開始しました。場合によっては、これにより、標準的な放送の範囲外に住んでいた人々がテレビを利用できるようになりました。その他の場合、特に米国北東部では、ケーブルの顧客が同じネットワークの複数の放送局にアクセスできる可能性があることを意味していました。初めて、ケーブルは通常の視聴を可能にするだけでなく、テレビの視聴を豊かにするために使用されました。これは、1970年代に完全に開花し始める傾向を開始しました。

ほかCATV(コミュニティアンテナテレビ)局やケーブルシステムの普及は、最終的に追加するために、メーカーを率いスイッチを最も新しいテレビセットに。人々は、連邦通信委員会(FCC)の周波数割り当て計画に基づいてチャンネルに合わせてテレビを設定することも、ほとんどのケーブルシステムで使用される計画に合わせてテレビを設定することもできます。 2つの計画は重要な点で異なっていました。

両方のチューニングシステムで、各テレビ局には無線スペクトルの6メガヘルツ(MHz)スライスが与えられました。FCCは当初、超短波(VHF)スペクトルの一部を12のテレビチャンネルに捧げていました。チャネルは単一の周波数ブロックに入れられませんでしたが、既存の無線サービスへの干渉を避けるために、代わりに2つのグループに分けられました。

その後、テレビの人気の高まりにより追加のチャネルが必要になったとき、FCCはスペクトルの極超短波(UHF)部分に周波数を割り当てました。彼らは、470 MHz〜812 MHzの周波数ブロックを使用して、チャネル14〜69を確立しました。

ケーブルテレビシステムはアンテナの代わりにケーブルを使用していたため、既存のサービスについて心配する必要はありませんでした。エンジニアは、いわゆるミッドバンドを使用できます。これらの周波数は、他の信号のために放送TVによって渡され、チャネル14〜22に使用されます。チャネル1から6は低周波数で、残りは高周波数です。 「CATV /アンテナ」スイッチは、テレビのチューナーに、ミッドバンドを中心にチューニングするか、ミッドバンドを直接チューニングするかを指示します。

私たちがチューニングのテーマに取り組んでいる間、CATVシステムがチャンネル1から6で放送するステーションに、それらのステーションが電波で放送するために使用するのと同じ周波数を使用しない理由を検討する価値があります。ケーブル機器は、ケーブルで伝送される信号を外部干渉から保護するように設計されており、テレビは、ケーブルまたはアンテナへの接続点からの信号のみを受け入れるように設計されています。ただし、特にコネクタでは、干渉がシステムに侵入する可能性があります。干渉がケーブルで運ばれる同じチャネルから来る場合、2つの信号間のブロードキャスト速度の違いのために問題があります。

無線信号は、非常に近い速度で空気を通って進む光の速度。では、同軸ケーブル、あなたの家にCATV信号をもたらすような、無線信号は、約2/3の光の速度で移動します。放送信号とケーブル信号がほんの一瞬離れてテレビチューナーに到達すると、「ゴースト」と呼ばれる二重の画像が表示されます。

1972年、ペンシルバニア州ウィルクスバールのケーブルシステムは、最初の「ペイパービュー」チャネルの提供を開始しました。顧客は、個々の映画やスポーツイベントを見るためにお金を払うでしょう。彼らは新しいサービスをホームボックスオフィス、またはHBOと呼びました。それは、HBOが静止軌道で衛星に信号を送信し始めた1975年まで地域サービスとして継続されましたその後、フロリダとミシシッピのケーブルシステムに行きます。 Scientific-AtlantaのBillWallは、これらの初期の衛星は最大24チャネルを受信および再送信できると述べています。信号を受信するケーブルシステムは、直径10メートルのディッシュアンテナを使用し、チャネルごとに個別のディッシュを備えています。ケーブルシステムへの衛星番組配信の開始に伴い、最新のケーブルシステムの基本アーキテクチャが整備されました。

プログラムオプションの数が増えるにつれて、ケーブルシステムの帯域幅も増加しました。初期のシステムは200MHzで動作し、33チャネルを許可していました。技術が進歩するにつれて、帯域幅は300、400、500、そして現在は550 MHzに増加し、チャネル数は91に増加しました。技術の2つの追加の進歩(光ファイバーとアナログ-デジタル変換)により、機能と放送品質が向上しました。利用可能なチャネルの数を増やし続けながら。

ガラスケーブル

1976年に、新しい種類のケーブルシステムがデビューしました。このシステムは、CATVヘッドエンドから近隣に信号を伝送するトランクケーブルに光ファイバーケーブルを使用していました。ヘッドエンドは、ケーブルシステムは、様々なソースからプログラミング受け取る場合、そのケーブル上にチャネルと再送にプログラミングを割り当てています。 1970年代後半までに、光ファイバーは大幅に進歩し、CATV信号を長距離で伝送する費用効果の高い手段となりました。光ファイバケーブルの大きな利点は、同軸ケーブルと同じ信号損失が発生しないことです。これにより、多くの増幅器が不要になります。。初期の光ファイバーケーブルシステムでは、ヘッドエンドと顧客の間の増幅器の数が30または40から約6に減少しました。 1988年以降に実装されたシステムでは、アンプの数がさらに削減され、ほとんどのお客様に必要なアンプは1つまたは2つになりました。アンプの数を減らすことで、信号品質とシステムの信頼性が劇的に向上しました。

光ファイバケーブルへの移行からもたらされたもう1つの利点は、カスタマイズの強化でした。 1本の光ファイバーケーブルで500世帯にサービスを提供できるため、メッセージやサービスの対象となる個々の近隣地域をターゲットにすることが可能になりました。 1990年代、ケーブルプロバイダーは、この同じ近隣グループがローカルエリアネットワークを作成し、ケーブルモデムを介してインターネットアクセスを提供するのに理想的であることに気づきました

1989年、General Instrumentsは、アナログケーブル信号をデジタルに変換して標準の6MHzテレビチャンネルで送信できることを実証しました。現在インストールされているCATVシステムは、MPEG圧縮を使用して、単一のアナログチャネルの6MHz帯域幅で最大10チャネルのビデオを送信できます。550 MHzの全体的な帯域幅と組み合わせると、システム上で1,000チャネル近くのビデオの可能性が可能になります。さらに、デジタルテクノロジーにより、エラー訂正が可能になり、受信信号の品質が保証されます。

デジタルテクノロジーへの移行により、ケーブルテレビの最も目に見える機能の1つであるスクランブルチャンネルの品質も変化しました。

ケーブルシステムのチャネルを「スクランブリング」する最初のシステムは1971年に実証されました。最初のスクランブリングシステムでは、テレビ画像の同期に使用される信号の1つが信号の送信時に削除され、小さなデバイスによって再挿入されました。顧客の家。その後のスクランブリングシステムは、チャンネルの周波数からわずかにオフセットされた信号を挿入して画像に干渉し、次に顧客のテレビで干渉信号をミックスからフィルタリングしました。どちらの場合も、スクランブルされたチャネルは、一般に、ギザギザで乱雑なビデオ画像のセットと見なされる可能性があります。

デジタルシステムでは、信号はスクランブルされませんが、暗号化されます。暗号化された信号は、適切にデコードする必要がありますキー。キーがないと、デジタル-アナログコンバーターはビットストリームをテレビのチューナーで使用できるものに変えることができません。「非信号」を受信すると、ケーブルシステムは広告またはおなじみのブルースクリーンに置き換わります。

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