물리적 채널의 전송 용량이 하나의 신호에 대한 수요보다 높을 경우 채널은 여러 신호에 의해 공유될 수 있습니다. 예를 들어 전화 시스템의 트렁크 라인에는 단일 광섬유로 전송되는 수천 개의 신호가 있는 경우가 많습니다. 멀티플렉싱은 여러 신호를 동시에 전송하기 위해 채널을 사용하는 방법을 해결하는 기술입니다. 그 목적은 채널의 주파수 대역 또는 시간 자원을 최대한 활용하고 채널 활용률을 높이는 것입니다. 신호 다중화에는 주파수 분할 다중화(FDM)와 시분할 다중화(TDM)의 두 가지 일반적인 방법이 있습니다. 시분할 다중화는 일반적으로 디지털 신호의 다중화에 사용되며 10장에서 설명합니다. 주파수 분할 다중화는 주로 아날로그 신호의 다중화에 사용되지만 디지털 신호에도 사용할 수 있습니다. 이 섹션에서는 FDM의 원리와 적용에 대해 설명합니다.
주파수 분할 다중화(Frequency Division Multiplexing)는 주파수에 따라 채널을 분할하는 다중화 방식이다. FDM에서는 채널의 대역폭을 중첩되지 않는 여러 개의 주파수 대역(부채널)으로 나누어 각 신호가 부채널 중 하나를 점유하며, 신호 중첩을 방지하기 위해 채널 간에 사용되지 않는 주파수 대역(보호 대역)이 있어야 합니다. 수신 측에서는 적절한 대역 통과 필터를 사용하여 여러 신호를 분리하여 필요한 신호를 복구합니다.
아래 다이어그램은 주파수 분할 다중화 시스템의 블록 다이어그램을 보여줍니다. 송신단에서는 각 기저대역 음성 신호가 먼저 저역 통과 필터(LPF)를 통과하여 각 신호의 최대 주파수를 제한합니다. 그런 다음 각 신호는 서로 다른 반송파 주파수로 변조되어 각 신호가 고유한 주파수 대역 범위로 이동된 다음 전송용 채널로 합성됩니다. 수신단에서는 서로 다른 중심 주파수를 갖는 일련의 대역 통과 필터를 사용하여 변조된 신호를 분리하고 해당 기저대역 신호는 복조된 후 복구됩니다.
인접 신호 간의 상호 간섭을 방지하기 위해서는 변조된 각 신호 스펙트럼 사이에 일정한 보호 대역을 남기도록 반송파 주파수 f_c1,f_c2, f_cn을 합리적으로 선택해야 합니다.
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