En su concepto, la tecnología de la televisión por cable es relativamente sencilla. Se trata de un sistema de cables y amplificadores utilizados para recoger las señales de televisión y radio de diversas fuentes y hacerlas llegar a los hogares de una zona geográfica determinada. A veces se compara con el sistema de agua de una ciudad, que toma el agua de una o dos fuentes primarias y la distribuye a los clientes de toda la ciudad. La televisión por cable distribuye igualmente una lista de canales de televisión a todos los residentes de una zona que se conectan a su cable. Los sistemas de cable están ampliando sus servicios para incluir también el acceso a Internet de alta velocidad y el servicio telefónico tradicional. Los componentes fundamentales de un sistema de cable incluyen la oficina principal del sistema local, llamada «cabecera», donde se reúnen las distintas señales, se combinan y se introducen en el sistema; las líneas de fibra óptica y los cables coaxiales, los hilos que transportan la información; los amplificadores que aumentan la señal a intervalos regulares y mantienen la intensidad de la señal; y, a menudo, los descodificadores, que traducen las señales de cable en información electrónica que el televisor doméstico puede utilizar.
La cabecera
El proceso de hacer llegar la programación al hogar comienza lejos de la cabecera del sistema local. Corporaciones nacionales y multinacionales como AOL-Time Warner y Disney crean la programación y operan canales conocidos como CNN, ESPN, HBO, Discovery y MTV. Estas empresas distribuyen las señales de los programas, normalmente por satélite, desde unos pocos puntos de origen principales, transmitiendo el material a los más de diez mil sistemas de cable individuales de Estados Unidos, así como a los sistemas de cable de todo el mundo. Las grandes antenas parabólicas situadas en la cabecera del sistema local reciben estas señales. Las empresas de programación envían simultáneamente sus señales a otros proveedores de televisión multicanal, como las empresas de transmisión directa por satélite (DBS) (por ejemplo, Direc TV).
Además de los paquetes de cable básico y premium, los sistemas transmiten emisoras de televisión locales y regionales, emisoras de radio y servicios de audio nacionales. A menudo, también producen su propia programación o transmiten programas producidos por otros en la comunidad. Las emisoras de radio y televisión locales son captadas por potentes antenas de televisión doméstica, o a veces se envían a la cabecera a través de un enlace de microondas (una tecnología de difusión especializada) o por cable. Normalmente, estas emisoras locales están afiliadas a las principales redes nacionales y las transmiten (por ejemplo, NBC, CBS, ABC, PBS, Fox, WB y UPN). Las emisoras que no están afiliadas a programadores nacionales, incluidas las religiosas, también estarán incluidas en el paquete. Los servicios de audio nacionales que cuentan con decenas de canales de música digital se alimentan por satélite de la misma manera que la programación de vídeo nacional.
Las señales de las emisoras de televisión y radio que están fuera del rango de recepción normal del sistema, como las emisoras de otra parte del estado, pueden captarse cerca de la antena transmisora de esa emisora e importarse por microondas o teléfono fijo. Los programas que se crean en los estudios de televisión (normalmente pequeños) de la cabecera se graban en vídeo para su posterior reproducción con máquinas de vídeo de calidad profesional. Estas máquinas también reproducen las cintas creadas por otros miembros de la comunidad para ser transmitidas por los canales de acceso público o gubernamental del sistema. A veces, la programación se envía por cable a la cabecera desde una instalación de televisión del gobierno local o un estudio de televisión en una escuela secundaria o universidad de la zona. Muchos sistemas modernos de televisión por cable también almacenan y reproducen la programación, normalmente anuncios, utilizando servidores digitales de alta capacidad.
Todo este material de programación se organiza electrónicamente, y cada señal se impone en una onda portadora independiente, o canal. La señal combinada se envía entonces al sistema hacia el hogar del abonado.
El sistema cableado
Hay tres tipos de cable que se utilizan en las telecomunicaciones modernas: el llamado par trenzado, el cable de fibra óptica y el cable coaxial. El par trenzado es el conocido cable que utilizan las compañías telefónicas para transportar voz y datos. En comparación con los cables de fibra óptica y coaxial, el par trenzado, sin un acondicionamiento especial, es bastante limitado en cuanto a la cantidad de información que puede transportar, y es un tubo electrónico demasiado estrecho para transmitir la programación televisiva multicanal. Por ello, los operadores de cable utilizan cables coaxiales y de fibra óptica.
La industria de la televisión por cable deriva su nombre del cable coaxial. Antes de la adopción de la fibra óptica en la década de 1980, un sistema de cable consistía casi totalmente en «coaxial». El término «coaxial» se refiere a los dos ejes del cable, un hilo central de cobre sólido (el primer eje) rodeado por una cubierta o tubo metálico (el segundo eje). Los dos ejes están separados por espaciadores en forma de rosquilla o por un material sólido, similar al plástico, que es transparente a las ondas de radio. Una capa exterior de plástico resistente cubre el cable.
La fibra es básicamente un fino hilo de vidrio que tiene la anchura de un cabello humano. En lugar de transportar información en forma de ondas de radio, la fibra óptica transmite la información en haces de luz generada por láser. Al estar fabricada principalmente con vidrio (cuya materia prima es abundante) en lugar de cobre, la fibra es más barata que el cable coaxial. También puede transportar mucha más información que el cable coaxial y es menos propenso a la pérdida de señal y a las interferencias.
Tanto la fibra como el cable coaxial pueden transportar un gran número de canales de televisión, además de otra información, en parte debido a la forma en que aprovechan el espectro electromagnético. El espectro electromagnético es el medio a través del cual y dentro del cual se transmiten las señales de televisión y radio; es una parte invisible del entorno natural e incluye cosas como la luz visible, los rayos X, los rayos gamma y los rayos cósmicos. Una gran parte de este espectro natural puede emplearse para transmitir información, y el gobierno de Estados Unidos ha asignado ciertas partes del mismo para muchos tipos diferentes de comunicación inalámbrica. Esto incluye las comunicaciones militares, las radios bidireccionales, los teléfonos móviles e incluso los abridores de puertas de garaje. Por lo tanto, las emisoras comerciales, como las de televisión y radio locales, comparten este recurso limitado con otros usuarios.
Los sistemas cableados, como la televisión por cable, por el contrario, reproducen el espectro natural en un entorno aislado y controlado. Pueden utilizar todo el espacio espectral disponible que crea ese sistema sin tener que compartirlo con otros servicios. La cantidad de espacio espectral disponible en un sistema determinado o para una aplicación concreta se denomina «ancho de banda» y se mide en hercios o, más comúnmente, en kilohercios (kHz) y megahercios (MHz). La línea telefónica de un hogar tiene algo más de 4 kHz, y se denomina «banda estrecha». Una señal de televisión requiere 6MHz, y la mayoría de los sistemas de cable de «banda ancha» modernos operan entre 750 y 860 MHz, es decir, más de 110 canales de televisión analógica.
Amplificadores
A medida que la señal de televisión pasa por las líneas de cable, tanto de fibra como coaxiales, esa señal pierde fuerza. La resistencia del cable coaxial o las impurezas de la fibra hacen que la señal se deteriore y se desvanezca con la distancia. Por ello, las señales tienen que ser amplificadas a intervalos regulares. En los sistemas de cable contemporáneos, estos amplificadores se colocan aproximadamente cada dos mil pies para las líneas coaxiales; una serie de amplificadores se llama «cascada». La mayor potencia de transporte de la fibra significa que se necesitan menos amplificadores para cubrir la misma distancia. El número total de amplificadores que se pueden utilizar en una cascada o en un sistema es limitado porque cada amplificador introduce una pequeña cantidad de interferencia en la línea. Esta interferencia se acumula y, con demasiados amplificadores, alcanzará un punto de distorsión inaceptable. El número de amplificadores que se utilizan y la distancia entre ellos en un sistema real depende del ancho de banda del sistema y del medio (es decir, coaxial o fibra). Un sistema de cable puede tener cientos, incluso miles, de kilómetros de fibra y coaxial y cientos de amplificadores.
La sofisticación del amplificador también es la principal responsable del ancho de banda explotable en el sistema, o del número de canales que un sistema puede transportar. Los primeros amplificadores de televisión por cable sólo podían retransmitir un canal a la vez, y un sistema de cable de tres canales tenía que tener un conjunto separado de amplificadores para cada canal. Los amplificadores modernos de banda ancha transmiten decenas de canales simultáneamente.
Arquitecturas de red
El modelo de organización de un sistema de cable (es decir, la configuración de los cables desde la cabecera hasta el hogar del abonado) es la arquitectura del sistema. Desde los primeros días del cable, a finales de los años 40, la arquitectura clásica de un sistema de cable se conocía como «árbol y rama». Imagínese un diagrama de árbol genealógico, con las ramas ancestrales de la familia saliendo del tronco, y esas grandes ramas dividiéndose y extendiéndose en retoños más finos y numerosos. El sistema de cable clásico está diseñado de esta manera. Las señales salen de la cabecera a través de «líneas troncales» de gran capacidad, normalmente de fibra óptica, que se abren paso a través de las principales arterias de la comunidad, por las calles de la ciudad hacia los barrios locales. Los cables «alimentadores» o de distribución se ramifican desde el tronco de fibra, o columna vertebral, y se extienden por las calles del barrio hacia cientos, a veces miles, de hogares. Por último, de los cables alimentadores se desprenden «líneas de bajada» coaxiales más pequeñas que conectan con las casas individuales. Todas las líneas se entierran bajo tierra o se cuelgan en postes que suelen alquilarse a la compañía telefónica o eléctrica local. Dado que las líneas troncales y de alimentación no pueden soportar su propio peso, están atadas a unos pesados cables de acero llamados «filamentos», que también soportan el peso de los amplificadores.
Con el desarrollo de la rentable tecnología de fibra óptica en la década de 1980, los sistemas de cable comenzaron a sustituir gran parte de sus líneas coaxiales por la nueva tecnología de mayor capacidad, empezando por las líneas troncales y avanzando hacia las líneas de alimentación. Con el cambio de hardware se produjo un cambio en la arquitectura del sistema. El uso de la fibra significó una reducción de costes a largo plazo, una disminución del número de amplificadores necesarios y un aumento de la calidad general de la señal. La fibra podía ir directamente desde la cabecera hasta los nodos, que daban servicio a grandes grupos de hogares. Desde estos concentradores de fibra, los sistemas coaxiales en miniatura y en rama darían servicio a los clientes de la zona. Esta combinación de fibra y cable coaxial es la arquitectura híbrida de fibra coaxial (HFC).
Cajas de conexión
Muchos abonados al cable, incluso los que tienen aparatos de televisión contemporáneos «preparados para el cable», tienen cajas de conexión de cable adicionales, o convertidores, que se encuentran sobre o junto a sus aparatos. Los descodificadores realizan varias tareas importantes para el sistema de cable. En algunos televisores, especialmente los más antiguos o no preparados para el cable, actúan como sintonizador de televisión, el dispositivo que selecciona los canales que se van a ver. Dado que el espectro alámbrico es un universo cerrado, los operadores de cable pueden colocar sus canales en casi cualquier frecuencia que deseen, y lo hacen para aprovechar al máximo el espacio y la tecnología. Los operadores, por ejemplo, llevan los canales de VHF de difusión 2 a 13 en su lugar «normal» en el dial, pero los canales de UHF 14 a 69, que en el espectro abierto están más altos y separados de los canales de VHF, se han trasladado al «espacio del cable». El espectro completo del cable está, de hecho, dividido en sus propias bandas. Los canales 2 a 6 se transmiten en la banda baja, los canales 7 a 13 en la banda alta, y el resto de la programación de la red de cable se distribuye en los canales de banda media, superbanda e hiperbanda. Parte de la banda baja (es decir, de 0 a 50 MHz) se utiliza a menudo para transportar las señales desde el hogar del consumidor «aguas arriba» y de vuelta a la cabecera de la compañía de cable. Los televisores que no están preparados para recibir las numerosas bandas especiales del cable necesitan descodificadores para la conversión.
Aunque los televisores preparados para el cable se han hecho cargo de la mayoría de las funciones sencillas de recepción de señales en los sistemas modernos, los descodificadores siguen siendo un elemento básico en el sector para la prestación de servicios más avanzados, como la programación premium y las películas de «pago por visión». Las cajas ayudan a controlar la distribución de esa programación a los hogares de los abonados. Muchos sistemas de cable son «direccionables», lo que significa que cada abonado tiene una dirección electrónica y los operadores pueden encender o apagar la señal a ese hogar desde la cabecera. La tecnología que hace posible la direccionabilidad suele estar alojada en el descodificador. Por último, a medida que el cable se adentra en la era digital, los descodificadores se utilizan para convertir los canales y servicios digitales en señales que el televisor analógico estándar puede utilizar.
Interactividad del cable y servicios avanzados
Aunque la mayoría de los sistemas de cable son direccionables, la verdadera interactividad sigue siendo limitada en la mayoría de los sistemas. La interactividad no tiene una definición fija y puede adoptar muchas formas, como pedir películas cuando el cliente quiera verlas (vídeo a la carta) o hacer que el sistema de cable controle la alarma de incendios de la casa. En todos los casos, requiere algún medio para hacer llegar la señal desde el hogar hasta la cabecera. Los sistemas de televisión por cable se configuraron originalmente para la entrega eficiente de grandes cantidades de programación desde un punto (la cabecera) a múltiples usuarios, un esquema de distribución punto a multipunto. Este sistema ha tenido mucho éxito en la distribución masiva de contenidos en un solo sentido, pero su capacidad bidireccional es limitada. Como se ha señalado, los sistemas de televisión por cable designan una pequeña porción de su espacio espectral para la comunicación ascendente, pero ese ancho de banda ha sido históricamente subexplotado por la industria del cable.
En cambio, los sistemas telefónicos, a pesar de su limitado ancho de banda, están configurados para una comunicación bidireccional completa, punto a punto. A diferencia del cable, las compañías telefónicas utilizan un sistema de conmutación para crear una línea dedicada entre dos interlocutores. Los sistemas de cable tradicionales no tienen la arquitectura ni el conmutador para ofrecer ese servicio. Las empresas de cable intentan superar esta desventaja técnica desarrollando técnicas, tanto de hardware como de software, para que sus sistemas sean más interactivos. La conversión a la tecnología digital se ve especialmente como una forma de proporcionar servicios adicionales y mejorados, incluyendo la televisión interactiva, el servicio telefónico y el acceso a Internet.
Un primer ejemplo de este esfuerzo es el módem de cable. Al distribuir datos informáticos, como páginas web de Internet, a través del sistema de cable, los operadores de cable pueden explotar su capacidad de banda ancha y aumentar drásticamente la velocidad del módem. Los clientes que conectan sus ordenadores a un sistema de cable en lugar de utilizar un módem telefónico estándar pueden descargar páginas en segundos en lugar de minutos, y el módem de cable está encendido todo el tiempo, por lo que no hay que esperar a que el ordenador «marque» una conexión a Internet.
Los operadores de cable también están desarrollando técnicas que les permitirán ofrecer servicio telefónico utilizando su planta de cable. En última instancia, la capacidad de banda ancha del cable proporcionará una de las principales plataformas de distribución para la era digital interactiva de alta velocidad -la autopista de la información- y ayudará a crear una integración perfecta de vídeo, voz y datos.
Véase también:Televisión por cable; Televisión por cable, carreras en; Televisión por cable, historia de; Televisión por cable, programación de; Televisión por cable, regulación de; Comunicación digital; Internet y la World Wide Web; Satélites, comunicación; Industria telefónica, tecnología de; Radiodifusión televisiva, tecnología de.
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Patrick R. Parsons