Frekans Bölünmesi Analog İletişim Ağlarında Multixing (FDM)
Frekans Bölümü Multixing (FDM), birden fazla kullanıcı veya veri akışının karşılıklı sinyal müdahalesi olmadan çalışmasını sağlayan temel bir tekniktir.Bu yöntem, radyo ve televizyon yayınlarında onlarca yıldır yaygın olarak kullanılan, kablo televizyon sistemleri ve hatta erken uydu bağlantılarına ayrılmıştır.FDM'nin analog ağlarda uygulanması, modulationlarının dikkatli bir şekilde tasarlanmasını gerektirir.
Frekans Bölümünin Temelleri Multixing
FDM temel prensibi, arsalama (AM), frekans modülasyonu (SSB) gibi temel bant sinyallerinin çevirisidir, böylece modlanmış sinyallerin toplam ayarlayıcı veya daha geniş bir bant genişliği ile birleştirilerek tek bir kompozit sinyale bağlanır.In alıcılar, grup geçiş filtreleri, her bir bağlantı noktasının her biri tarafından ayarlanmış sinyalleri izole edilir.
[Dönetici: 9/01/2012] [Döneticileri [Döneticileri) [Döndermişler, [Dönderler) [Dönderilmişler, [Dönderler, akıp gidenler, doğrular için) [Dönlerce) akıp gidenler için, doğrular (geçmişler)
Adım-Adım FDM'nin Analog Ağlarda Uygulanması
1. Band geniş Allocation ve Frekans Planlaması
İlk kritik adım, Kuzey Amerika analog televizyon yayınını dahil olmak üzere belirli bir merkez frekansı ve kanal kanallarını ayırarak, her kanal 6 MHz'i kapsadığı ve müdahaleden kaçınmak için bir bekçi grubuyla bölük.A frekansı planı, her kanalda, güvenlikli ürünler üretebilecek belirli bir merkez frekansı ve kanal kanal kanallararası iletişim araçlarına sahip olmak için seçilir. Örneğin, Kuzey Amerika analog televizyon yayınları için her kanal tahsis edilenler gibi frekans standartları sunar.
2. Bireysel İşaretlerin Değiştirilmesi
Her bazband sinyali (çalı, video veya veri) atan taşıyıcısını modüller. modulation tekniğinin seçimi sinyal türüne ve performans gereksinimlerine bağlıdır:
- [FONT:0)Amplitude Modulation (AM): Basit uygulamak; yayın radyoda kullanılan (535-1605 kHz). Occupies iki kat daha bant genişliğine duyarlı; gürültü ve müdahaleye duyarlı.
- [FONT=0)Sekiz Modulation (FM): ), daha geniş bant genişliğine (örneğin, yayın FM, 15 kHz ses sinyali için 200 kHz kanal kullanır.
- [FONT:0) Tek-Sideband Modulation (SSB): ), Band genişliği verimli (kulak BW'ye eşit) uzun mesafe telefony ve HF radyosu spektrumunu korumak için kullanılır.
- [FONT:0)Vestigial Sideband Modulation (VSB):[Dönder TV'de kullanılan bir uzlaşma, bant genişliğini azaltırken kısmi yan bantla aktarmaya başladı.
Modulators, taşıyıcı frekansının kanal çakışmasına neden olacağını engellemek için lineer ve stabil olmalıdır. Kristal osilatörler veya faz kilitlenen döngüler (PLLs) genellikle frekans nesli için kullanılır.
3. Moder Edilmiş İşaretleri Kombine Etmek
Tüm modlu taşıyıcılar tek bir kompozit sinyale bağlanır. Bu, pasif bir dirençli güç bir arayalayıcı veya aktif bir toplam amplifikatör kullanarak yapılır. Kombinasyonel çekirdekleri ile kombine etmek için giriş portları arasında yüksek izolasyonu sağlamak gerekir. Impedance eşleştirme, yansımaları ve güç kaybını önlemek için çok önemlidir.
4. Orta Doğu'da İletim
Kompozit FDM sinyali fiziksel ortamda ile iletilir: Eş eksenli kablo, genişletilmiş çift, dalga kılavuzu veya radyo bağlantısı.In teld systems, yükselteçler ( lineer uzantılı) periyodik olarak kendi kanalını işgal etmek için yerleştirilir.
5. Kabul ve Takride Çokks
Takip edilen sonunda, kompozit sinyal bölünmüş ve birden fazla bandpass filtreye beslenir, her bir belirli bir kanalın merkezi frekansına ayarlanır. Filtre özellikleri kritiktir: bitişik kanalları reddetmesi ve minimum dismeksiyon teknolojileri ile yeterli bant genişliğine sahip olmaları gerekir:
- LC filtreleri: Basit, tunable, ancak sınırlı Q faktör (< 100). Düşük frekanslı kanallar için kullanılır.
- [FONT:0)Ceramik filtreler: [Dönetici:[Dönetici:0) FM alıcılarında IF aşamalar için iyi; yüksek Q ve küçük boyut.
- [FONT=0) <0}[[Dönderilmişler: [Dönderler:0)|Sürekli akışlar ve kablo modemlerinde kullanılır.
- [FONT:0)Crystal filtreler:[Dönetici:[Dönetici:0) Aşırı yüksek Q (örneğin SSB).
Filtreden sonra, her sinyal, bir demodülatör kullanarak silinir ( AM için gelişmiş bir dematör, FM için diskriminator, SSB için ürün dedektörü).
FDM Sistem Tasarımı için Pratik Değerlendirmeler
Guard Bands ve Kanal Spacing
Koruma gruplarının genişliği, kanal genişliğinin %25'ine kadar bitişik kanal müdahalesini önlemek için gereklidir.In yayın FM, kanal sıkıştırması 200 kHz, maksimum ±75 kHz sapması ile; kalan 50 kHz, bir bekçi olarak hareket eder.
Gürültü ve Intermodulation Distortion
Analog FDM sistemleri, yükselticilerden ve uzun kablolardan gelen kompresyon bozulmasından (IMD) sorumlu olmayan ve kombinasyonlayıcılardan oluşur ve frekanslarda belirgin sinyalleri üretirler:0) . . . . . . . . . . ...... ... ... .... ...............................Döneticileri kontrol etmek için özellikle zorlanır, lineer geri bildirimde de etkili bir şekilde yapılır.
senkronizasyon ve Frekans Stability
Zaman zamanlayıcısı birden çok yönlü (TDM), F-DM, kanal arasında eş zamanlı senkronizasyon gerektirmez. Ancak, taşıyıcı frekansı stabilitesi kritiktir. Oscillators kanal genişliğinin küçük bir kısmı içinde doğruluk sağlamalıdır (örneğin, ±10 ppm yayın TV).Eğer bir vericinin taşıyıcısı sürüklenmelerine neden olabilir, alıcının filtre veya alıcının filtre ile karşılaştırıldığında.
Amplitude and Phase Distortion
Uzun mesafelerden fazla, kablonun amplitüd cevabı eğimli olabilir (daha yüksek frekanslarda yüksek kaybı). Equalizers (paz veya aktif) yanıtları düzemek için kullanılabilir. Ayrıca, grup gecikmesi, ölçümsüz bant genişliğindeki gecikme farklarına neden olabilir, veri toplama sistemleri (örneğin, FAX veya erken modemler).
FDM'nin Analog Ağlarında Avantajları
- [FONT:0]Efficient band kullanımı:), Zaman paylaşımı olmadan aynı fiziksel ortamda, tüm kanal kapasitesinin tam kullanımı olmadan iletilen çoklu bağımsız sinyallerin.
- [FONT:0]Siksi ve olgunluk: [Dönetici: [Dönetici:0] FDM, iyi düşünülmüş analog bileşenlere (filtörler, modülatörler, kombinasyonerler, kombinasyonerler) göre ucuz ve güvenilirdir.
- [[0) Mevcut altyapı ile uyumluluk:) Miras analog telefon ağları ve yayın sistemleri FDM ilkeleri üzerine inşa edildi, aşamalı yükseltmelere izin verdi.
- [FONTNT:0) senkronizasyona gerek yok: Her kanal bir tek başına çalışır; sadece taşıyıcı frekansı hassas gereklidir.
- [FONT:0)Kontinuous iletim:[Dönemli 1] Her sinyal, ses ve canlı video için gerçek zamanlı olarak iletilir.
- [FONT:0)Scalability:[Dönetici:[Dönetici: 0,4][) Ek kanallar yedek bantlar ve yeni filtreler yüklü olup (Mevcut spektrum ve kolektif gürültü sınırları ile birlikte) eklenebilir.
Meydanlar ve Sınırlar
- [FONT:0) Direkt tasarım karmaşıklığı:[Dönetici:0) Yüksek seçici filtreler yoğun kanal kullanımı için gereklidir, ancak bu tanıtım ve fiziksel olarak düşük frekanslarda büyük.
- [FONT:0) Gürültüye dikkat edin:[Dönetici: 0,4] Analog sinyalleri yükselticilerden toplu gürültüyü deneyimliyor; gürültü rakam gereksinimleri kanalların sayısı arttıkça sıkılaşıyor.
- [FONT=0) Intermodulation:[[Döneticiler aktif cihazlarda doğrusal olmayan sinyaller, sinyal-to-noise oranı (SNR) için çok önemli sinyaller oluşturur.
- [FONT:0]Limited esnekliği:[Dönetici planı sabitlendiğinde, kanal atamalarını donanım değişiklikleri olmadan dinamik olarak gerçek olarak konumlandırılması veya kanal atamalarını ayarlaması zordur.
- [FONT:0]Frequency sürüklenme ve istikrar: Oscillators sıcaklık ve yaşlanma üzerinde yüksek derecede istikrarlı kalmalı; aksi takdirde, filtreler bitişik kanalları reddetmeyebilirler.
- [FONT:0)Band geniş kısıtlama: [Dönder: [Dönderlik toplam kanal fiziksel ortamın kapasitelerini aşamaz. FDM spektrumu kullanımında doğal olarak lineerdir.
- [FONT=0)Power in failure:[Dönetici:[Dönetici:0) Yüksek üst düzey koruyucu güç oranında birçok modlu taşıyıcı sonucu bir araya getirmek, büyük kafa odalı yükselteçleri, klipten kaçınmak için gerektirir.
Analog İletişim Uygulamaları
Yayın Radyo ve Televizyon
En tanıdık örnek AM ve FM radyo yayındır. AM, kanallar uzaylı 10 kHz (Amerika'da) veya 9 kHz (Avrupa); her istasyon 5 kHz veya 4.5 kHz ses bantını tahsis etti. FM yayın, 88-108 MHz bandında düzinelerce kanal teslim ederek, genellikle 50 MHz'den 1'e kadar toplam bant genişliği ile FDM'yi genişletdi.
Telefon Trunk Networks (FDM Hierarchy)
Dijital telephony baskın hale gelmeden önce, analog telefon ağları standart bir FDM hiyerarşisi kullandı. Tek bir ses kanalı 300-3400 Hz'yi kapladı ve 4 kHz slotuna kadar SSB ile frekans-translated: Güvenlik sistemi (grup dahil) 12 ses kanalı “grup” (48 kHz), beş grup “süperatörlü bir kablo veya mikrodalga bağlantı kurma sistemleri üzerine kurulu bir telefon görüşmesi yaptı.
Uydu İletişimi
Uydu transponderlerinde, FDM, farklı dünya istasyonlarından gelen birçok bağlantı sinyali taşımak için kullanılır.Her istasyon farklı bir taşıyıcı frekansına taşınır; uydu transponder, tüm kompozit sinyalini azaltır ve bu durumda da çok karmaşıktır. Analog uydular genellikle FM-FDM'yi telephony için kullanılır (e.g., Intelsat'in erken SPADE sistemi).
Frekans-Division Duplexing (FD)
İki yönlü iletişimde (örneğin, analog- mobil telefonlar), FDD, bağlantı ve altlink için ayrı frekans grupları kullanır. Bu, ileri ve ters kanalların farklı taşıyıcı frekanslarında birden çok yönlü olduğu özel bir FDM vakasıdır, tam-duks işlemi kendi yorum yapmadan sağlar.
Modern Relevance ve Hybrid Systems
Dijital modülasyon ve Zaman-Division Multixing (TDM) birçok analog FDM sistemleri yerine getirdi, FDM hem de karma bağlamlar ile ilgili olarak kalır. Örneğin, kablo TV ağları hala dijital QAM kanallarının yanı sıra analog video kanalları için FDM kullanıyor. Discrete Multi-Tone (DMT), çok yönlü bir dijital abone hatları (ADSL), FDM'nin tam olarak sabit bir şekilde işlenmesini gerektirir.
Yazılım tanımlı radyo (SDR), FDM kavramı dijital olarak emilir: Birçok kanal aşağı yukarı kapalı, örneklenmiş ve dijital alt-konverterler ve filtreler aracılığıyla ayrılır. Bu yaklaşım, katı analog FDM eksikliğinin kullanıldığı özel uygulamalarda kullanılmaya devam edecektir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Frekans Bölümü Multixing'i analog iletişim ağlarında uygulama, dijital alternatiflerin yükselişine rağmen, FDM birçok geleneksel analog sistemin geri kemiğini ve modern dijital multicarrier teknikleri için kavramsal temel olarak hizmet eder.FDM gibi pratik zorluklara dikkat etmek, intermodülasyon ve yükselteçme gibi sorunlar için önemlidir.
Daha fazla okuma için aşağıdaki kaynakları ele alalım:
- [FONT=0)Frequency-Division Multixing – Wikipedia[Dönetici: 1)
- [FONT:0]FDM in Telephony – Teletopix).
- [FONT=0)FDM Temelleri ve Uygulamaları – Elektronik Notlar).
- [FONT=0)FDM vs TDM Karşılaştırması – RF Kablosuz Dünya).
- [FONT=0)ITU Tavsiye G.211: FDM Carrier Systems).