Una cabecera de televisión por cable es una instalación maestra para recibir señales de televisión para su procesamiento y distribución a través de un sistema de televisión por cable . Una instalación de cabecera puede contar con personal o no y normalmente está rodeada por algún tipo de valla de seguridad. El edificio suele ser resistente y construido específicamente para proporcionar seguridad, refrigeración y fácil acceso a los equipos electrónicos utilizados para recibir y retransmitir vídeo a través de la infraestructura de cable local. También se pueden encontrar cabeceras en subestaciones de comunicación por línea eléctrica (PLC) y redes de comunicaciones por Internet .
Casi todos los sistemas de televisión por cable transmiten contenido de suscripción que se retransmite desde un satélite en órbita geoestacionaria . Este contenido, cifrado para evitar el uso no autorizado, se transmite desde una o más estaciones terrestres operadas por varias empresas de distribución de contenido. Luego, el contenido se modula de forma analógica o digital y se transmite a través de la red de cable (OSP o "planta externa") a los hogares de los suscriptores por medio de cables coaxiales o de fibra óptica enterrados o tendidos desde postes de servicios públicos .
La mayoría de los sistemas de televisión por cable también transmiten estaciones de televisión locales por aire para su distribución. Si bien cada canal terrestre representa una frecuencia definida, se utilizan una o más antenas receptoras de televisión de calidad comercial para recibir los múltiples canales que la compañía de cable desea distribuir. Estas antenas suelen estar integradas en una estructura de una sola torre denominada estructura de antena maestra de televisión . Los preamplificadores de televisión comercial refuerzan las señales de televisión terrestre debilitadas para su distribución, generalmente después de una remodulación mediante un esquema analógico o digital específico del cable.
Algunos sistemas de televisión por cable reciben la programación de las estaciones de televisión locales mediante un cable coaxial dedicado , un enlace de microondas o una línea de fibra óptica , instalados entre la estación local y la cabecera. Un dispositivo llamado modulador en las instalaciones de la estación local transmite su programación por esta línea a la cabecera de televisión por cable, que a su vez la recibe con otro dispositivo llamado demodulador . Luego se distribuye a través de la cabecera de televisión por cable a los suscriptores. Esto suele ser más confiable que recibir las transmisiones de las estaciones locales por aire con una antena. Sin embargo, la recepción fuera del aire se utiliza como respaldo por parte de la cabecera en caso de falla. En algunos casos, los sistemas reciben canales locales por satélite.
Otras fuentes de programación incluyen aquellas distribuidas a través de fibra óptica, cables telefónicos , Internet , torres de microondas y canales de televisión de acceso público locales que se envían a la cabecera de cable en una frecuencia ascendente a través del propio sistema de cable (conocidos en la industria como canales "T" ), o a través de una línea dedicada configurada por la compañía de cable, como se mencionó anteriormente para la recepción de la programación de las estaciones de televisión locales por la cabecera.
Una vez que se recibe una señal de televisión, es necesario procesarla. Para las señales de televisión digital por satélite, se necesita un receptor de satélite comercial dedicado para cada canal que se va a distribuir por el sistema de cable; estos suelen ser receptores que se montan en bastidor y están diseñados para ocupar menos espacio que los receptores de consumo. Emiten señales de vídeo y audio estéreo, así como una señal digital para plantas digitales.
Las señales de TV terrestre analógica requieren un procesador, que es un receptor de RF que emite video y audio. En algunos casos, el procesador incluye un modulador incorporado.
Las señales de televisión digital terrestre requieren un procesador digital especial.
Los canales digitales se reciben generalmente en una transmisión QAM de banda L desde un satélite, que utiliza multiplexación . Mediante receptores especiales como el Motorola MPS, la señal se puede demultiplexar o "Demuxar" para extraer canales específicos de la señal multiplexada. En este punto, se puede realizar una inserción local para agregar contenido específicamente dirigido al área geográfica local.
Las señales de televisión por cable se mezclan de acuerdo con el esquema de numeración de canales del sistema de cable mediante una serie de moduladores de cable (uno para cada canal), que a su vez se introducen en un multiplexor de frecuencia o combinador de señales. Las señales mezcladas se envían a un amplificador de banda ancha, que luego se envía al sistema de cable por la línea troncal y se vuelve a amplificar continuamente según sea necesario.
Los moduladores toman básicamente una señal de entrada y la vinculan a una frecuencia específica. Por ejemplo, en Norteamérica, las normas NTSC dictan que el canal 2 es un canal de 6 MHz de ancho con una portadora de luminancia de 55,25 MHz, por lo que el modulador del canal 2 impondrá la señal de entrada adecuada a la frecuencia de 55,25 MHz para que la reciba cualquier televisor sintonizado en el canal 2.
Los canales digitales también se modulan; sin embargo, en lugar de que cada canal se module en una frecuencia específica, se modulan varios canales digitales en una frecuencia ATSC específica. Al utilizar QAM ( modulación de amplitud en cuadratura ), un operador de CATV puede colocar normalmente hasta ocho subcanales en cada canal, de modo que el canal 2 puede estar transmitiendo los canales 1 a 8 en la ciudad del televidente. Se requieren decodificadores (STB) o CableCards para recibir estas señales digitales, que son proporcionados por el propio operador de cable.
Muchos sistemas de cable modernos son ahora "totalmente digitales", lo que significa que las señales de video analógicas se han discontinuado para reutilizar el espectro. Los canales de RF que solían ocupar los analógicos ahora están abiertos para que un sistema de cable los reutilice, generalmente como canales de datos de alta velocidad (comúnmente conocidos en la industria como "HSD") para aumentar las velocidades de descarga/carga de Internet de los suscriptores. (ver DOCSIS ) La eliminación del video analógico también elimina esencialmente el robo de cables , ya que las señales analógicas se transmitían sin cifrar. La mayoría de las señales de video digitales se comprimen a formatos MPEG-2 y MPEG-4 para combinar múltiples transmisiones de video en un QAM, lo que hace el uso más eficiente del espectro que un decodificador de cable del cliente recibe, demodula, descifra y muestra como un número de canal virtual que el espectador reconoce. En muchos casos, la misma cadena de televisión puede aparecer varias veces en una programación de canales locales como un canal diferente que ve el espectador (por ejemplo, CNN como 34, 334, 1034). Esto se debe a que las generaciones anteriores de programaciones de canales se mantuvieron en servicio y se pretendía no confundir a los espectadores que están familiarizados con la cadena que aparece en un número al que están acostumbrados. Aunque un canal puede estar en una programación varias veces, la QAM de RF en la que se combina o "muxea" se modula y comprime solo una vez. Un decodificador sintoniza esa misma QAM cuando el espectador llama a cualquier instancia de esa red. La canalización virtual también permite al operador de cable cambiar la frecuencia física en la que se encuentra una QAM sin que el espectador note que el número de canal cambia en su programación.
La mayoría de los sistemas de cable digital cifran sus señales (tanto de datos como de vídeo) para eliminar la recepción no autorizada.
En los grandes sistemas de cable a nivel nacional, lo más común es que haya una cabecera central o "supercabecera" en servicio para alimentar a un concentrador local a través de un circuito de transporte de fibra óptica . En algunos casos, una sola cabecera supercabecera podría dar servicio a toda la cobertura de servicio de una empresa de cable. Las supercabeceras permiten tener un único sitio de antenas parabólicas que se pueden colocar en ubicaciones óptimas para la cobertura satelital y la intensidad de la señal, generalmente en áreas de gran elevación del terreno y terreno abierto. En los grandes sistemas de cable, un proveedor puede operar varias cabeceras supercabeceras como una forma de redundancia en caso de una falla. Las supercabeceras también crean un entorno rentable para los operadores de cable, ya que la cantidad de equipos y facultades se reduce en gran medida y las señales se pueden replicar y transmitir a los concentradores locales que alimentan a una comunidad o ciudad.
En algunos sistemas de cable de gran tamaño a nivel nacional, existe una especie de punto intermedio entre una gran supercabecera y un centro local, conocido como cabecera de centro de mercado o cabecera regional. Normalmente, una cabecera de centro de mercado recibe su contenido de video nacional de la supercabecera y luego lo reenvía junto con la unión de anuncios locales y los canales locales a los centros locales. Las cabeceras de centro de mercado cuentan con personal de manera regular, mientras que los centros no (fuera del mantenimiento y servicio normales). Una de las principales ventajas de una cabecera de centro de mercado es que puede prestar más atención al servicio local y a los detalles que una supercabecera nacional. Por ejemplo, una cabecera de centro de mercado permite a los ingenieros extraer señales de video locales, como canales de acceso público y canales locales, para ver y analizar defectos de calidad de video cuando es posible que un problema de este tipo no se note de inmediato a nivel local. Otra ventaja es la rápida acción de los apagones de canales en ciertas áreas durante épocas de disputas por contratos de transmisión con las emisoras. Las cabeceras de centro de mercado pueden prestar servicio a centros en una gran ciudad, un estado entero o incluso varios estados.
Un concentrador de cable es un edificio o refugio, generalmente más pequeño que una cabecera, que toma una señal de video ya procesada de una cabecera y la transmite a una comunidad local (o múltiples comunidades). La mayoría de los concentradores de cable se utilizan junto con una planta HFC . El video y los datos IP combinados ingresan a un concentrador a través de un circuito de transporte de microondas o fibra óptica y se enrutan a dispositivos QAM, como un sistema de terminación de módem de cable , que cambia los datos IP a un QAM de RF para combinarse con otros servicios (como video a pedido , video conmutado ) y transmitirse al suscriptor. La RF de cada servicio se combina en el concentrador para finalmente formar un solo cable coaxial dividido por nodo, pero justo antes de que salga del concentrador para alimentar a los clientes, se cambia a luz de fibra óptica para alimentar nodos de cable locales que pueden cubrir un edificio grande, un vecindario o, en áreas rurales, una comunidad entera. El nodo de cable ubicado en el campo, a su vez, invierte la luz óptica del concentrador y cambia las señales nuevamente a RF a través del cable coaxial. Esto se llama ruta "hacia adelante" (descarga). En la ruta de carga o "retorno" ocurre lo contrario, ya que los clientes transmiten datos de vuelta a un concentrador. Los nodos de cable se diseñaron inicialmente para reducir la cascada de amplificadores y mejorar la calidad de la señal para los suscriptores que se encuentran lejos de un concentrador. Los nodos de cable modernos siguen cumpliendo la misma función de reducción de la cascada de amplificadores, pero ahora se ubican estratégicamente en áreas de alta densidad de datos para asignar mejor la disponibilidad de ancho de banda y reducir la sobresuscripción en un área en particular. Los nodos de cable también permiten la existencia de múltiples alineaciones de canales o mercados de acceso público desde el mismo concentrador.
Dado que una supercabecera que alimenta a un centro puede estar ubicada fuera del mercado, un centro también puede estar equipado con una torre de antena y antenas fuera del aire para recibir los canales locales en ese mercado en particular. Los canales locales recibidos en ese centro se distribuyen luego a otros centros en el área. Dependiendo de su huella geográfica y ubicación, un centro también puede recibir canales locales de mercados vecinos y combinarlos con el mercado inmediato, brindando a los espectadores de ese centro en particular una programación multimercado, de la cual la compañía de cable puede excluir cierta programación según el contrato de transmisión y las regulaciones de la FCC . Un sistema de cable puede construir un circuito de fibra óptica como ruta principal a una estación de televisión local como un medio adicional para llevar su programación a un sistema de cable y utilizar las antenas fuera del aire como respaldo.
Los concentradores OTN (nodo terminal óptico) suelen ser un sitio remoto que surge de un concentrador más grande, ubicado en comunidades rurales y destinado a brindar servicio, y están equipados solo con equipos de combinación HFC para una cantidad limitada de nodos ópticos en la comunidad. El propósito principal de un OTN es extender la planta de cable HFC a las comunidades rurales sin tener que ubicar en el sitio equipos de red central, como un CMTS o dispositivos QAM de borde de video. El OTN depende del concentrador principal (donde se encuentra realmente el equipo de red central) para brindar los servicios de video y HSD a su área. Un OTN suele ser un pequeño refugio o edificio que contiene solo unos pocos bastidores de equipos.
Dado que los equipos de red centrales (CMTS, dispositivos de borde de video, enrutadores/conmutadores centrales) no se encuentran dentro de la propia OTN, los servicios de video y HSD se multiplexan y transmiten a la OTN desde el concentrador principal a través de un enlace de RF a fibra. En la OTN, los servicios individuales se desmultiplexan y se conectan a la planta de combinación de ida y vuelta de la OTN para su distribución a la comunidad. Las OTN también permiten que las comunidades rurales reciban el mismo nivel de servicio que las comunidades urbanas sin que el operador de cable tenga que invertir grandes cantidades de dinero en construcción de fibra adicional y equipos de red para solo un número limitado de clientes potenciales.