Wenn die Übertragungskapazität eines physischen Kanals höher ist als der Bedarf für ein Signal, kann der Kanal von mehreren Signalen gemeinsam genutzt werden. Beispielsweise werden auf der Hauptleitung eines Telefonsystems häufig Tausende von Signalen über eine einzige Glasfaser übertragen. Multiplexing ist eine Technologie zur Lösung der Frage, wie ein Kanal zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Signale genutzt werden kann. Sein Zweck besteht darin, das Frequenzband oder die Zeitressourcen des Kanals vollständig zu nutzen und die Auslastungsrate des Kanals zu verbessern. Es gibt zwei gängige Methoden des Signalmultiplexens: Frequenzmultiplex (FDM) und Zeitmultiplex (TDM). Zeitmultiplex wird üblicherweise zum Multiplexen digitaler Signale verwendet und wird in Kapitel 10 besprochen. Frequenzmultiplex wird hauptsächlich zum Multiplexen analoger Signale verwendet, kann aber auch für digitale Signale verwendet werden. In diesem Abschnitt werden die Prinzipien und Anwendungen von FDM besprochen.
Beim Frequenzmultiplex handelt es sich um ein Multiplexverfahren, das Kanäle nach Frequenz aufteilt. Bei FDM wird die Bandbreite des Kanals in mehrere sich nicht überlappende Frequenzbänder (Unterkanäle) unterteilt, und jedes Signal belegt einen der Unterkanäle, und zwischen den Kanälen müssen ungenutzte Frequenzbänder (Schutzbänder) vorhanden sein, um Signalüberlappungen zu verhindern. Auf der Empfangsseite wird der entsprechende Bandpassfilter verwendet, um die mehreren Signale zu trennen und so die erforderlichen Signale wiederherzustellen.
Das folgende Diagramm zeigt das Blockdiagramm des Frequenzmultiplexsystems. Auf der Sendeseite wird jedes Basisband-Sprachsignal zunächst durch einen Tiefpassfilter (LPF) geleitet, um die maximale Frequenz jedes Signals zu begrenzen. Anschließend wird jedes Signal auf eine andere Trägerfrequenz moduliert, sodass jedes Signal in seinen eigenen Frequenzbandbereich verschoben und dann zur Übertragung in den Kanal synthetisiert wird. Auf der Empfangsseite werden eine Reihe von Bandpassfiltern mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen verwendet, um die modulierten Signale zu trennen, und die entsprechenden Basisbandsignale werden nach der Demodulation wiederhergestellt.
Um eine gegenseitige Beeinflussung benachbarter Signale zu verhindern, sollten die Trägerfrequenzen f_c1, f_c2, f_cn sinnvoll ausgewählt werden, um zwischen jedem modulierten Signalspektrum ein bestimmtes Schutzband zu lassen.
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