Dažnio padalijimo tankinimas: blokinė diagrama, veikimas ir programos

Multipleksavimo technika buvo sukurta 1870 m., tačiau XX amžiaus pabaigoje; ji tapo daug labiau pritaikyta skaitmeninėms telekomunikacijoms. Telekomunikacijų srityje Multipleksavimas technika naudojama norint sujungti ir siųsti kelis duomenų srautus per vieną laikmeną. Taigi aparatinė įranga, naudojama tankinimui, yra žinoma kaip multiplekseris arba MUX, kuris sujungia n įvesties eilutes, kad sukurtų vieną o/p liniją. Multipleksavimo metodas plačiai naudojamas telekomunikacijose, kur vienu laidu perduodama daug telefono skambučių. Multipleksavimas skirstomas į tris tipus, tokius kaip; dažnio padalijimas, bangos ilgio padalijimas (WDM) , ir laiko padalijimas. Šiuo metu šie trys tankinimo būdai tapo labai reikšmingu telekomunikacijų procesų pranašumu ir labai pagerino nepriklausomų signalų siuntimo ir priėmimo būdą telefono linijomis, AM ir FM radiju, taip pat optinėmis skaidulomis. Šiame straipsnyje aptariamas vienas iš tankinimo tipų, žinomų kaip FDM arba dažnio padalijimo tankinimas – darbas ir jo pritaikymai.

Kas yra dažnio padalijimo tankinimas?

Dažnio padalijimo tankinimo apibrėžimas yra: tankinimo technika, naudojama sujungti daugiau nei vieną signalą bendroje terpėje. Šio tipo multipleksavimo metu skirtingų dažnių signalai sujungiami, kad būtų galima perduoti vienu metu. FDM sistemoje keli signalai sujungiami, kad juos būtų galima perduoti vienu kanalu arba viena ryšio linija, kur kiekvienas signalas pagrindiniame kanale priskiriamas skirtingam dažniui.

Dažnio padalijimo tankinimo blokinė diagrama

Žemiau parodyta dažnio padalijimo blokinė schema, kurioje yra siųstuvas ir imtuvas. Naudojant FDM, skirtingi pranešimų signalai, tokie kaip m1(t), m2(t) ir m3(t), yra moduliuojami skirtingais nešlio dažniais, tokiais kaip fc1, fc2 ir fc3. Tokiu būdu skirtingi moduliuoti signalai yra atskirti vienas nuo kito dažnio srityje. Šie moduliuoti signalai sujungiami, kad suformuotų sudėtinį signalą, kuris perduodamas kanalu / perdavimo terpe.

Siekiant išvengti trukdžių tarp dviejų pranešimų signalų, tarp šių dviejų signalų taip pat yra saugos juosta. Apsauginė juosta naudojama atskirti du plačius dažnių diapazonus. Tai užtikrina, kad vienu metu naudojami ryšio kanalai nepatirs trukdžių, kurie galėtų turėti įtakos suprastėjusiai perdavimo kokybei.

Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, yra trys skirtingi pranešimų signalai, moduliuojami įvairiais dažniais. Po to jie sujungiami į vieną sudėtinį signalą. Kiekvieno signalo nešlio dažniai turi būti parinkti taip, kad nebūtų moduliuotų signalų persidengimo. Taip kiekvienas moduliuotas signalas multipleksuotame signale yra tiesiog atskiriamas vienas nuo kito dažnio srityje.

Imtuvo gale naudojami pralaidumo filtrai, skirti atskirti kiekvieną moduliuotą signalą nuo sudėtinio signalo ir demultipleksuoti. Per LPF perduodant demultipleksuotą signalą, galima atkurti kiekvieną pranešimo signalą. Štai toks yra tipiškas FDM (dažnio padalijimo tankinimo) metodas.

Kaip veikia dažnio padalijimo tankinimas?

FDM sistemoje siųstuvo gale yra keli siųstuvai, o imtuvo gale yra keli imtuvai. Tarp siųstuvo ir imtuvo yra ryšio kanalas. FDM, siųstuvo gale, kiekvienas siųstuvas perduoda signalą skirtingu dažniu. Pavyzdžiui, pirmasis siųstuvas perduoda signalą 30 kHz dažniu, antrasis siųstuvas siunčia signalą 40 kHz dažniu, o trečiasis siųstuvas perduoda signalą 50 kHz dažniu.

Po to šie skirtingų dažnių signalai sujungiami su įrenginiu, vadinamu multiplekseriu, kuris perduoda multipleksuotus signalus per ryšio kanalą. FDM yra analoginis metodas, kuris yra labai populiarus tankinimo metodas. Imtuvo gale demultiplekseris naudojamas multipleksuotiems signalams atskirti, tada jis perduoda šiuos atskirtus signalus į konkrečius imtuvus.

Tipiškas FDM iš viso turi n kanalų, kur n yra sveikasis skaičius, didesnis nei 1. Kiekvienas kanalas neša vieną informacijos bitą ir turi savo nešlio dažnį. Kiekvieno kanalo išvestis siunčiama skirtingu dažniu nei visų kitų kanalų. Įvestis į kiekvieną kanalą vėluojama dt dydžiu, kuris gali būti matuojamas laiko vienetais arba ciklais per sekundę.

Vėlavimą per kiekvieną kanalą galima apskaičiuoti taip:

dI(t) = I(t) + I(t-dt)/2 − I(t-dt)/2, kur I(t) = 1/T + C1 *

I(t) = 1/T + C2*

I(t) = 1/T + C3*

kur T = signalo laikotarpis laiko vienetais (mūsų atveju tai yra nanosekundės). C1, C2 ir C3 yra konstantos, kurios priklauso nuo perduodamo signalo tipo ir jo moduliavimo schemos.

Kiekvienas kanalas susideda iš fotoninių kristalų masyvo, kurie veikia kaip filtrai per juos sklindančioms šviesos bangoms. Kiekvienas kristalas gali praleisti tik tam tikrus šviesos bangos ilgius; kitus visiškai užstoja jų struktūra arba atspindys nuo gretimo kristalo.

FDM kiekvienam vartotojui reikia naudoti papildomą imtuvą, kuris gali būti brangus ir sunkiai įdiegiamas mobiliuosiuose įrenginiuose. Ši problema buvo išspręsta naudojant dažnio moduliavimo metodus, tokius kaip Ortogoninis dažnio padalijimo tankinimas (OFDM) . OFDM perdavimas sumažina reikiamą imtuvų skaičių, priskirdamas skirtingus antrinius nešiklius skirtingiems vartotojams vienu nešlio dažniu.

Tam reikia papildomų imtuvų, nes bazinė stotis ir kiekvienas mobilusis įrenginys turi būti sinchronizuojami laikui bėgant. Atliekant šį multipleksavimą, duomenys negali būti siunčiami serijiniu režimu, todėl duomenys siunčiami nuolat, todėl imtuvas turi palaukti, kol bus gautas kitas paketas, kad galėtų pradėti priimti kitą. Tam reikalingi specialūs imtuvai, kurie galėtų priimti paketus skirtingu greičiu iš skirtingų bazinių stočių, kitaip jie negalėtų jų teisingai iššifruoti.

FDM sistemose dalyvaujančių siųstuvų ir imtuvų skaičius vadinamas „siųstuvo ir imtuvo pora“ arba sutrumpintai TRP. TRP, kuris turi būti prieinamas, skaičių galima apskaičiuoti naudojant šią formulę:

NumberOfTRP = (# siųstuvų) (# gaukite taškų) (# antenos)

Pavyzdžiui, jei turime tris siųstuvus ir keturis priėmimo taškus (RP), turėsime devynis TRP, nes yra trys siųstuvai ir keturi RP. Kad viskas būtų paprasta, tarkime, kad kiekvienas RP turi RP anteną, o kiekvienas TRP turi dvi RP antenas; tai reiškia, kad mums reikės dar devynių TRPS:

Šis multipleksavimas gali būti bet kuris nuo tasko iki tasko arba taškas į kelis taškus . Režimu nuo taško iki taško kiekvienas vartotojas turi savo kanalą su savo siųstuvu, imtuvu ir antena. Tokiu atveju vienam vartotojui gali būti daugiau nei vienas siųstuvas ir visi vartotojai naudotų skirtingus kanalus. Režimu nuo vieno taško iki kelių taškų visi vartotojai naudojasi tuo pačiu kanalu, tačiau kiekvieno vartotojo siųstuvas ir imtuvas yra prijungti prie kitų to paties kanalo vartotojų.

Dažnio padalos tankinimas vs laiko padalijimas

Skirtumas tarp dažninio tankinimo ir laiko padalijimo tankinimo aptariamas toliau.

Privalumai ir trūkumai

The dažnio padalijimo multipleksino pranašumai g apima šiuos dalykus.

• FDM siųstuvui ir imtuvui sinchronizuoti nereikia.
• Tai paprastesnė ir lengva demoduliuoti.
• Tik vienas kanalas gaus efektą dėl lėtos siauros juostos.
• FDM taikomas analoginiams signalams.
• Vienu metu galima perduoti daug kanalų.
• Tai nėra brangu.
• Šis multipleksavimas pasižymi dideliu patikimumu.
• Naudojant šį multipleksavimą, galima perduoti daugialypės terpės duomenis su mažu triukšmu ir iškraipymais bei dideliu efektyvumu.

The dažnio padalijimo multipleksavimo trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• FDM turi kryžminio pokalbio problemą.
• FDM taikomas tik tada, kai pirmenybė teikiama keliems mažesnio greičio kanalams
• Atsiranda tarpinis iškraipymas.
• FDM grandinė yra sudėtinga.
• Tam reikia daugiau pralaidumo.
• Tai suteikia mažesnį pralaidumą.
• Palyginti su TDM, FDM suteikiamas delsos laikas yra didesnis.
• Šis multipleksavimas neturi dinaminio koordinavimo.
• FDM reikia daug filtrų ir moduliatorių.
• Šio tankinimo kanalą gali paveikti plačiajuosčio ryšio blukimas
• Visas kanalo pralaidumas negali būti naudojamas FDM.
• FDM sistemai reikalingas nešiklio signalas.

Programos

Dažnio padalijimo tankinimo taikymas apima šiuos dalykus.

• Anksčiau FDM buvo naudojamas korinio telefono sistemoje ir harmoninėje telegrafijoje komunikacijos sistema .
• Dažnio padalos tankinimas daugiausia naudojamas radijo transliavimui.
• FDM taip pat naudojamas televizijos transliavimui.
• Šis multipleksavimo tipas yra taikomas telefono sistemoje, siekiant padėti perduoti kelis telefono skambučius per vieną nuorodą arba vieną perdavimo liniją.
• FDM naudojamas a palydovinio ryšio sistema įvairiems duomenų kanalams perduoti.
• Jis naudojamas FM perdavimo sistemose arba stereo dažnio moduliacijoje.
• Jis naudojamas AM radijo perdavimo sistemose / amplitudės moduliavime.
• Jis naudojamas viešiesiems telefonams ir kabelinės televizijos sistemoms.
• Jis naudojamas transliacijoje.
• Jis naudojamas AM ir FM transliavimui.
• Jis naudojamas belaidžiuose tinkluose, korinio ryšio tinkluose ir kt.
• FDM naudojamas plačiajuosčio ryšio sistemose, taip pat DSL (skaitmeninės abonentinės linijos) modemuose.
• FDM sistema daugiausia naudojama daugialypės terpės duomenims, tokiems kaip garso, vaizdo ir vaizdo perdavimas.

Taigi tai yra Dažnio padalijimo tankinimo apžvalga arba FDM. Tai yra tankinimo technika, kuri padalija esamą dažnių juostos plotį į keletą antrinių juostų, iš kurių kiekviena gali perduoti signalą. Taigi šis multipleksavimas leidžia vienu metu perduoti duomenis virš bendros ryšio terpės. Šis multipleksavimas leidžia sistemai perduoti didžiulį duomenų kiekį daugelyje segmentų, perduodamų virš nepriklausomų dažnių juostų. Štai jums klausimas, kas yra laiko padalijimo tankinimas?