3.3.1 FDM频分复用技术

频分复用(Frequency Division Multiplex,FDM)技术是模拟传输系统为解决在一条传输线路上能够同时传输多路信号而采用的技术处理方法。常用于电话、广播和有线电视信号的传输。

FDM采用频谱搬移的方法,把需传输的各路信号对不同频率的高频载波(正弦波)进行调制,调制后的各频道的信号频谱在频率轴上会按规定的频道间距相互隔开而不会相互重叠。接收端解调时只要使用相对应的带通滤波器把各频道的信号分别过滤出来,如图3-12所示。

频分多路复用技术最初用于电话通信系统。每一路电话需要300~3000Hz的频谱带宽,双绞线缆的可用带宽是100kHz,因此在同一根双绞线缆上采用频分复用技术后,最多可同时传输24路电话。图3-13是频分复用技术在电话通信中的应用。图中的第一个滤波器为0~4kHz低通滤波器,它只能让0~4kHz的话音频谱通过,阻止4kHz以上的频率进入系统。第二个滤波器是经载频调制后采用的带通滤波器,它的作用是只能让该通道调制后的有用频谱通过,阻止有用频谱之外的其他频率成分通过。多路复用器是把各路不同载波频率的调制频谱合成在一起,作为一路信号加载于一条传输线路上同时传输。

图3-12 频分复用原理

图3-13 频分复用技术(FDM)在电话通信中的应用

如果传输媒体是无线系统,为适应无线电波发送的需要,在多路复用器之后还需对合成信号进行频率更高的射频(RF)调制。为便于区别前后两种调制,前面那个调制称为副载频调制,在复用器之后对更高载波频率的调制称为射频(载频)调制,FDM频分复用技术可容纳的最大复用信道数量N与传输媒体(传输线路)的带宽和每路信号的频谱宽度的关系如下:

FDM频分复用技术系统结构简单,在长途干线通信中采用放大器(中继器)可补偿信号的传播衰减。在广播电视(包括卫星电视)、CATV电缆电视和数字数据传输中获得较多应用。