케이블 텔레비전 헤드엔드

Cable television headend

케이블 텔레비전 헤드엔드케이블 텔레비전 시스템을 통해 텔레비전 신호를 처리하고 배포하기 위한 마스터 시설이다. 헤드엔드 시설은 직원이 배치되거나 인원이 없을 수 있으며 일반적으로 보안 펜싱의 어떤 유형에 둘러싸여 있다. 이 건물은 지역 케이블 기반구조에서 비디오를 수신하고 다시 전송하는 데 사용되는 전자 장비에 대한 보안, 냉각 및 손쉬운 접근을 제공하기 위해 일반적으로 견고하고 목적에 맞게 건설되었다. 또한 전력선 통신(PLC) 변전소와 인터넷 통신망에서도 헤드엔드를 찾을 수 있다.

리셉션

거의 모든 케이블 TV 시스템은 위성으로부터 중계되는 구독 콘텐츠를 지동기식 궤도로 운반한다. 무단 사용을 방지하기 위해 암호화한 이 콘텐츠는 다양한 콘텐츠 전송 회사가 운영하는 하나 이상의 지구 방송국에서 업링크된다. 그런 다음 콘텐츠는 아날로그 또는 디지털 방식으로 변조되고 케이블 네트워크(OSP 또는 "OutSide Plant")를 통해 가입자 가정에 전송되며, 동축 또는 광섬유 케이블을 사용하여 전신주에 매립하거나 전신주에 매달린다.

대부분의 케이블 TV 시스템은 또한 배급을 위해 지역 공중파 텔레비전 방송국을 가지고 있다. 각 지상파 채널은 정해진 주파수를 나타내지만, 케이블 회사가 보급하고자 하는 복수의 채널을 수신하기 위해 하나 이상의 상업용 등급 수신 텔레비전 안테나를 사용한다. 이러한 안테나는 흔히 마스터 안테나 텔레비전 구조라고 불리는 단일 타워 구조로 만들어진다. 상용 TV 프리앰프는 보통 케이블 특정 아날로그 또는 디지털 방식을 사용하여 재변조한 후, 약화된 지상파 TV 신호를 분배용으로 강화한다.

일부 케이블 TV 시스템은 지역 방송국과 헤드엔드 사이에 설치된 전용 동축 케이블, 마이크로파 링크 또는 광섬유 회선에 의해 지역 텔레비전 방송국의 프로그래밍을 수신한다. 지역 방송국의 시설에서 모듈레이터라고 불리는 장치는 이 선을 넘어 케이블 TV 헤드엔드로 프로그래밍을 공급하고, 케이블 TV 헤드엔드는 디모듈레이터라고 불리는 다른 장치로 수신한다. 그런 다음 케이블 TV 헤드엔드를 통해 가입자에게 배포된다. 이것은 보통 안테나를 통해 지역 방송국의 방송을 수신하는 것보다 더 신뢰할 수 있다. 단, 공중외 수신은 장애가 발생할 경우 헤드엔드가 백업으로 사용한다. 어떤 경우에는 시스템이 위성으로 지역 채널을 수신한다.

프로그래밍의 다른 출처로는 광섬유, 전화선, 인터넷, 마이크로파 타워 및 지역 공공 접속 텔레비전 채널을 통해 전달되며, 케이블 시스템 자체를 통해 업스트림 주파수로 케이블 헤드엔드로 전송된다(업계에서는 "T" 채널로 알려져 있다) 또는 케이블 회사가 설치한 전용 회선을 통해, m.지방 텔레비전 방송국의 프로그램을 헤드엔드로 수신하기 위해 앞서 열띤 토론을 벌였다.

신호처리

표준 랙 장착 헤드엔드

일단 텔레비전 신호가 수신되면 반드시 처리되어야 한다. 디지털 위성 TV 신호의 경우 케이블 시스템에 의해 분배될 각 채널에 대해 전용 상업용 위성 수신기가 필요하다. 이러한 수신기는 대개 소비자 수신기보다 공간을 덜 차지하도록 설계된 랙 장착형 수신기다. 그들은 디지털 발전소를 위한 디지털 신호뿐만 아니라 비디오와 스테레오 오디오 신호도 출력한다.

아날로그 지상파 TV 신호는 비디오와 오디오를 출력하는 RF 수신기인 프로세서가 필요하다. 경우에 따라 프로세서에 내장 모듈레이터가 포함될 것이다.

디지털 지상파 TV 신호는 특별한 디지털 프로세서가 필요하다.

디지털 채널은 대개 멀티플렉싱을 사용하는 위성으로부터 L밴드 QAM 스트림을 통해 수신된다. 모토로라 MPS와 같은 특수 수신기를 사용하면 신호를 디멀티플렉스 또는 "디맥스"하여 멀티플렉스 신호에서 특정 채널을 추출할 수 있다. 이 때, 지역 지리적 영역에 특별히 타겟팅된 콘텐츠를 추가하기 위해 로컬 삽입을 수행할 수 있다.

아날로그 변조

신속한 변화를 위한 채널 모듈레이터

그런 다음 케이블 TV 신호는 일련의 케이블 변조기(각 채널당 하나씩)를 사용하여 케이블 시스템의 채널 번호 지정 방식에 따라 혼합되며, 이 방식은 주파수 멀티플렉서 또는 신호 결합기에 차례로 공급된다. 혼합된 신호는 광대역 증폭기로 전송된 다음, 간선상에 의해 케이블 시스템으로 전송되고 필요에 따라 지속적으로 재 증폭된다.

변조기는 기본적으로 입력 신호를 취하여 특정 주파수에 부착한다. 예를 들어 북미의 경우 NTSC 표준에 따르면 CH2는 휘도 캐리어가 55.25MHz인 6MHz 폭 채널이므로 채널 2의 모듈레이터는 채널 2에 튜닝된 TV가 수신할 55.25MHz 주파수에 적절한 입력 신호를 부과한다.

디지털 변조

디지털 채널도 변조되지만, 각 채널이 특정 주파수로 변조되는 대신 복수의 디지털 채널이 하나의 특정 ATSC 주파수로 변조된다. QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 사용하여 CATV 운영자는 보통 각 채널에 최대 8개의 하위 채널을 배치할 수 있으므로 채널 2는 실제로 시청자의 도시에서 채널 1 - 8을 전달할 수 있다. 셋톱박스(STB)나 케이블카드는 이러한 디지털 신호를 수신하기 위해 필요하며 케이블 사업자가 직접 제공한다.

많은 현대 케이블 시스템이 이제 "모든 디지털"이 되었고, 이는 아날로그 비디오 신호가 주파수를 재사용하기 위해 단종되었다는 것을 의미한다. 점유에 사용된 RF 채널 아날로그는 이제 케이블 시스템이 고속 데이터(일반적으로 "HSD"라고 함) 채널로 가장 일반적으로 재사용하여 가입자의 다운로드/업로드 인터넷 속도를 증가시킬 수 있도록 개방되었다. (DOCSIS 참조) 아날로그 비디오 제거는 아날로그 신호가 암호화되지 않은 상태로 전송되었기 때문에 케이블 도난도 근본적으로 제거한다. 대부분의 디지털 비디오 신호는 여러 비디오 스트림을 QAM으로 결합하기 위해 MPEG-2MPEG-4 형식으로 압축되어 고객 케이블 셋톱 박스가 수신, 강등, 디암호화 및 디스플레이를 시청자가 인식하는 가상 채널 번호로 가장 효율적으로 사용한다. 많은 경우 시청자가 보는 다른 채널과 동일한 TV 네트워크가 로컬 채널 라인업에 여러 번 나타날 수 있다(즉, CNN 34, 334, 1034). 이는 서비스 중인 이전 세대의 채널 라인업에 기인하며, 익숙한 번호에 나타나는 네트워크에 익숙한 시청자를 혼동하지 않기 위한 것이다. 채널이 RF QAM의 여러 배에 걸쳐 정렬되어 있을 수 있지만, 채널이 결합되거나 "muxed"되어 한 번만 변조되고 압축된다. 해당 네트워크의 인스턴스가 뷰어에 의해 호출될 때 셋톱 박스가 동일한 QAM으로 조정된다. 또한 가상 채널링은 케이블 사업자가 시청자가 그들의 라인업에서 채널 번호가 바뀌는 것을 눈치채지 못한 채 QAM이 켜져 있는 물리적 주파수를 변경할 수 있게 해준다.

대부분의 디지털 케이블 시스템은 무허가 수신을 없애기 위해 신호(데이터와 비디오 모두)를 암호화한다.

전국 비디오 전송

슈퍼헤드엔드

가장 일반적으로 전국적인 대형 케이블 시스템에서 광섬유 전송 회로를 통해 지역 허브를 공급하기 위한 중앙 또는 "슈퍼 헤드엔드"가 서비스되고 있다. 어떤 경우에는 하나의 수퍼 헤드엔드가 케이블 회사의 전체 서비스 풋프린트에 서비스를 제공할 수 있다. 슈퍼헤드엔드는 위성 커버리지 및 신호 강도를 위해 최적의 위치에 배치할 수 있는 위성 안테나의 단일 부지를 허용하며, 일반적으로 지상고가 높고 지형이 개방된 지역에 배치된다. 대형 케이블 시스템에서 제공자는 고장 발생 시 다중 슈퍼헤드를 이중화 방법으로 작동할 수 있다. 슈퍼헤드는 또한 장비와 기술력의 양이 크게 감소하고 신호를 복제하여 지역 사회나 도시를 먹여 살리는 지역 허브로 전송할 수 있기 때문에 케이블 사업자에게 비용 효율적인 환경을 조성한다.

마켓 센터 헤드엔드

일부 전국 대형 케이블 시스템에서는 대형 슈퍼 헤드엔드와 지역 허브 사이에 일종의 중앙점이 존재하며, 시장 센터 헤드엔드 또는 지역 헤드엔드로 알려져 있다. 일반적으로 시장 센터 헤드엔드는 슈퍼 헤드엔드에서 국가 비디오 콘텐츠를 수신한 다음, 지역 광고 스플라이싱 및 로컬 채널과 함께 해당 콘텐츠를 로컬 허브로 전달한다. 시장 센터 헤드엔드는 정기적으로 유인되는 반면 허브는 그렇지 않다. (정상적인 유지보수 및 서비스 제외) 시장 센터 헤드엔드의 주요 이점은 전국적인 슈퍼 헤드엔드보다 지역 서비스와 세부 사항에 더 많은 관심을 기울일 수 있다는 것이다. 예를 들어, 시장 센터 헤드엔드는 엔지니어가 비디오 품질 결함을 현지에서 즉시 알아차리지 못할 수 있는 경우, 공공 접속 채널 및 로컬 채널과 같은 로컬 비디오 피드를 끌 수 있도록 허용한다. 또 다른 혜택은 방송사와의 마차 계약 분쟁 시 특정 지역에서 채널 정전이 빠르게 진행되는 것이다. 시장 센터장은 대도시, 전체 주 또는 심지어 여러 주에 허브 서비스를 제공할 수 있다.

케이블 허브 및 노드

케이블 허브(cable hub)는 이미 처리된 영상 신호를 헤드엔드에서 받아 지역사회에 전송하는 헤드엔드보다 보통 작은 건물이나 쉼터를 말한다. (또는 여러 커뮤니티) 대부분의 케이블 허브는 HFC 공장과 함께 사용된다. 결합된 IP 비디오와 데이터는 마이크로파 또는 광섬유 전송 회로를 통해 허브로 들어가 IP 데이터를 RF QAM으로 변경하여 다른 서비스(: 주문형 비디오, 교환형 비디오)와 결합하여 가입자에게 전송하는 케이블 모뎀 종단 시스템과 같은 QAM 장치로 라우팅된다. 각 서비스의 RF는 허브에서 결합되어 궁극적으로 노드당 단일 동축 케이블로 분해되지만, 허브가 고객을 먹여살리기 위해 허브를 떠나기 직전에 광섬유 조명으로 변경되어 대형 건물, 인근 지역 또는 시골지역 전체를 커버할 수 있는 지역 케이블 노드에 전원을 공급한다. 현장 인턴에 위치한 케이블 노드는 허브에서 광학등을 역방향으로 전환하고 동축 케이블을 통해 다시 RF로 신호를 변경한다. 이를 "전방" 경로(다운로드)라고 한다. 고객이 데이터를 허브로 다시 전송할 때 업로드 또는 "반환" 경로에서 역이 발생한다. 케이블 노드는 처음에는 허브에서 멀리 떨어진 가입자에게 앰프 캐스케이드를 줄이고 신호 품질을 개선하기 위한 것이었다. 현대의 케이블 노드는 앰프 캐스케이드 감소에도 여전히 같은 목적을 가지고 있지만, 현재는 대역폭 가용성을 더 잘 할당하고 특정 지역의 초과 구독을 줄이기 위해 데이터 밀도가 높은 영역에 전략적으로 배치되어 있다. 케이블 노드는 또한 동일한 허브에서 다중 채널 라인업이나 공공 접속 시장을 허용한다.

로컬 채널 수신

허브에 급유하는 슈퍼 헤드엔드는 시장 밖에 위치할 수 있으므로, 허브에는 특정 시장에서 지역 채널을 수신하기 위한 안테나 타워와 야외 안테나가 장착될 수도 있다. 그 허브에서 받은 지역 채널은 그 지역의 다른 허브로 분배된다. 또한 허브는 지리적 설치 공간과 위치에 따라 인접 시장으로부터 지역 채널을 수신하여 특정 허브 다중 시장 프로그래밍에서 시청자를 제공하는 즉시 시장과 결합할 수 있으며, 케이블 회사는 운송 계약 및 FCC 규제당 특정 프로그래밍을 배제할 수 있다. 케이블 시스템은 프로그래밍을 케이블 시스템으로 가져오고 무선 안테나를 백업으로 사용하기 위한 추가 수단으로서 광섬유 회로를 지역 텔레비전 방송국의 기본 경로로 구축할 수 있다.

OTN 허브

OTN(Optical Terminal Node) 허브는 일반적으로 더 큰 허브에서 산란하는 원격 사이트로, 시골 지역사회에 위치하며 서비스를 목적으로 하며 커뮤니티 내 제한된 수의 광학 노드를 위한 장비를 결합하는 HFC만 갖추고 있다. OTN의 주요 목적은 HFC 케이블 공장을 현장에 배치할 필요 없이 시골지역, CMTS와 같은 핵심 네트워크 장비 또는 비디오 에지 QAM 장치로 확장하는 것이다. OTN은 (핵심 네트워크 장비가 실제로 위치한) 부모 허브에 의존하여 비디오와 HSD 서비스를 그 영역에 제공한다. OTN은 일반적으로 몇 개의 장비 랙만 있는 작은 대피소 또는 건물이다.

OTN으로 서비스 전송

핵심 네트워크 장비(CMTS, 비디오 에지 장치, 코어 라우터/스위치)가 OTN 자체 내에 위치하지 않기 때문에, HSD와 비디오 서비스는 RF-파이버 링크를 통해 부모 허브에서 OTN으로 멀티플렉싱되고 전송된다. OTN에서는 개별 서비스가 중복되지 않고 지역사회에 분배하기 위해 OTN의 선도/수익 결합 공장에 연결된다. 또한 OTN은 제한된 수의 잠재 고객만을 위해 케이블 사업자가 추가 광섬유 건설과 네트워킹 장비에 많은 돈을 투자하지 않아도 도시 공동체가 받을 수 있는 동일한 수준의 서비스를 제공하도록 허용한다.

참고 항목

참조

외부 링크