Kabelkopfstelle

Eine Kabelkopfstelle (auch Kabelkopfstation oder kurz Kopfstelle; englisch Cable television headend) ist ein Teil eines Breitbandkabelnetzes und dient zur Einspeisung sämtlicher im entsprechenden Netz verfügbaren Signale. Breitbandkabelnetze zur Verteilung von Hörfunk- und Fernsehprogrammen (analog und digital) sind in Baumstruktur aufgebaut. Am Stamm dieses Baumes befindet sich die Kabelkopfstelle.

Technischer Aufbau

Antennenanlage einer Kabelkopfstation in New York

Eine Kabelkopfsstelle kann in verschiedenen Größen aufgebaut sein, von der kleinen Anlage für Mehrfamilienhäuser bis zur Versorgung mehrerer Städte, Landkreise und Bezirke, also bis zu mehreren Hunderttausend Wohneinheiten. Sie befindet sich in der Rangordnung der Netzebenen im Kabelnetz an Ordnungsnummer 2.

Innerhalb der Kabelkopfstation werden die empfangenen Signale vom Satelliten (analog und/oder digital) oder der terrestrischen Antenne (analog/digital) in einen Frequenzbereich von 47 oder 87,5-862 MHz umgewandelt, so dass der Teilnehmer im Kabelnetz die Programme entsprechend auf seinen Endgeräten wie Fernsehgerät mit Analogempfang, Set-Top-Box für Digitalempfang oder Rundfunkempfänger für UKW-Empfang wiedergeben kann. Außerdem können in der Kopfstelle weitere Signale für bidirektionale Dienste wie Internet oder Telefonie (Triple Play) im Vorweg (Downstream) beigemischt und aus dem Rückkanal (Upstream) empfangen werden.

Eine Station besteht im Prinzip

• aus einer Antennenanlage, die terrestrische und von Satelliten übertragene Programme empfängt,
• aus einer Empfängersektion, in der alle notwendigen Empfangsgeräte zusammengefasst sind, und
• aus Senderbaugruppen, die die von den Empfängern gelieferten einzelnen Signale auf Trägerwellen aufmodulieren und in die Stammleitung des Netzes zur Weiterverbreitung einspeisen.

Eine Kabelkopfstelle kann man mit einer Großgemeinschaftsantennenanlage vergleichen. Mit der terrestrischen Antennenanlage werden mit Hilfe von mehreren Richtantennen mit hohem Antennengewinn die in einer Region einfallenden terrestrischen Programme (UKW-Rundfunk und Fernsehprogramme) empfangen. Aus diesem Grund werden Kabelkopfstellen an topographisch günstigen Standorten errichtet, z. B. auf Bergen oder hohen Gebäuden. Die Satellitenprogramme werden von mehreren großen Parabolantennen aufgefangen und den entsprechenden Satellitenreceivern zugeführt. Die Parabolspiegel sind überdimensioniert, um auch bei ungünstigsten Wetterverhältnissen immer einen qualitativ hochwertigen Empfang zu gewährleisten.

Aufmodulation

Für jedes eingespeiste Programm wird ein eigener Receiver und eine eigene Sendeeinheit am Ausgang der Station benötigt. Die UKW-Hörfunkprogramme werden im herkömmlichen UKW-Rundfunkbereich zwischen 87,5 und 108 MHz in der üblichen Frequenzmodulation (FM) ins Netz eingespeist, so dass sie mit den normalen UKW-FM-Receivern empfangen werden können. Dabei werden die Programme aber nicht auf den Frequenzen weiterübertragen auf denen sie empfangen wurden, sondern ihnen werden Frequenzen zugewiesen, die nur für ein Kabelnetz gelten. Um Störungen im Netz zu vermeiden muss der Frequenzaufteilung besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Die Fernsehprogramme (terrestrisch oder von Satelliten empfangen) werden in der in Deutschland üblichen Fernsehnorm (CCIR-Gerber-Norm, Restseitenband-Amplitudenmodulation, PAL) im Frequenzbereich zwischen 42 und 302 MHz in das Netz eingespeist (Remodulation). Im Netz der schweizerischen Cablecom wurde im zweiten Halbjahr 2008 das Band I (47-68 MHz) geräumt, um Platz für den breiteren Rückkanal zu schaffen. So ergibt sich folgende Frequenzaufteilung: 5-65 MHz Rückweg für IP-Anbindung, 87,5-108 MHz FM-Radio, 108-862 MHz TV-Kanäle. Außerdem werden am oberen Ende dieses Frequenzbereiches auch digitale Fernsehprogramme übertragen (z. B. Bezahl-Programme). Hierfür benötigt der Teilnehmer allerdings einen speziellen Digitalempfänger (Set-Top-Box), der die Digitalprogramme in die für Fernsehgeräte herkömmliche Fernsehnorm umwandelt.

Pilotfrequenzen

Um an den Übergabepunkten der Kunden konstante Signalpegel zu gewährleisten, werden von der Kopfstation auf mindestens zwei Frequenzen in der Nähe des unteren und oberen Frequenzbandendes unmodulierte Trägerwellen (Pilottöne) mitgesendet. Deren Pegel werden in den verschiedenen Zwischenverstärkerstationen ausgewertet und regeln die Verstärkungen so nach, dass am entferntesten Übergabepunkt ein stabiler Mindestpegel zur Verfügung steht. Somit können die temperatur- und frequenzbedingten Dämpfungsschwankungen der Übertragungskabel ausgeglichen werden.

Übertragung in umgekehrter Richtung

Moderne Kabelnetze sind in der Lage, Signale auch von den Endverbrauchern zur Kopfstation zu übertragen. Hierbei werden Frequenzen zwischen 3 und 30 MHz, neuerdings auch zwischen 5 und 65 MHz genutzt, die Verstärkerstationen müssen hierzu umgangen werden. Das geschieht mit entsprechend dimensionierten Frequenzweichen. Solche Kabelnetze können auch für Telefonie (VoIP) und Internet-Anbindung genutzt werden. In der Schweiz sind die meisten Kabelnetze rückwegtauglich.

Siehe auch Rückkanal.