Lorsque la capacité de transmission d'un canal physique est supérieure à la demande pour un signal, le canal peut être partagé par plusieurs signaux. Par exemple, la ligne principale d'un système téléphonique comporte souvent des milliers de signaux transmis dans une seule fibre. Le multiplexage est une technologie permettant de résoudre l'utilisation d'un canal pour transmettre plusieurs signaux en même temps. Son objectif est d'utiliser pleinement la bande de fréquences ou les ressources temporelles du canal et d'améliorer le taux d'utilisation du canal. Il existe deux méthodes courantes de multiplexage du signal : le multiplexage par répartition en fréquence (FDM) et le multiplexage par répartition dans le temps (TDM). Le multiplexage temporel est couramment utilisé pour le multiplexage de signaux numériques et sera abordé au chapitre 10. Le multiplexage par répartition en fréquence est principalement utilisé pour le multiplexage de signaux analogiques, mais il peut également être utilisé pour les signaux numériques. Cette section abordera les principes et les applications du FDM.
Le multiplexage par répartition en fréquence est une méthode de multiplexage qui divise les canaux en fonction de la fréquence. En FDM, la bande passante du canal est divisée en plusieurs bandes de fréquences (sous-canaux) qui ne se chevauchent pas, et chaque signal occupe l'un des sous-canaux, et il doit y avoir des bandes de fréquences inutilisées (bandes de protection) entre les canaux pour éviter le chevauchement des signaux. À la réception, le filtre passe-bande approprié est utilisé pour séparer les multiples signaux, de manière à récupérer les signaux requis.
Le diagramme ci-dessous montre le schéma fonctionnel du système de multiplexage par répartition en fréquence. À l'extrémité de transmission, chaque signal vocal en bande de base passe d'abord à travers un filtre passe-bas (LPF) afin de limiter la fréquence maximale de chaque signal. Ensuite, chaque signal est modulé sur une fréquence porteuse différente, de sorte que chaque signal soit déplacé vers sa propre plage de fréquences, puis synthétisé dans le canal pour la transmission. À la réception, une série de filtres passe-bande avec différentes fréquences centrales sont utilisées pour séparer les signaux modulés, et les signaux en bande de base correspondants sont récupérés après avoir été démodulés.
Afin d'éviter les interférences mutuelles entre signaux adjacents, les fréquences porteuses f_c1, f_c2, f_cn doivent être raisonnablement sélectionnées pour laisser une certaine bande de protection entre chaque spectre de signal modulé.
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