GHÉP KÊNH – MULTIPLEXING
8.2GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ FDM
Ghép kênh theo tần số FDM là một kỹ thuật tương tự có thể được áp dụng khi băng tần của một đường kết nối lớn hơn tổng băng tần của các tín hiệu được truyền dẫn. Trong FDM, các tín hiệu được tạo ra bởi từng thiết bị gửi điều chế các tần số sóng mang khác nhau. Các tín hiệu được điều chế này sau đó được
hợp lại thành một tín hiệu tổ hợp để có thể được truyền trên đường kết nối. Các tần số sóng mang được phân tách với băng tần đủ lớn để cung cấp cho tín hiệu được điều chế. Những khoảng băng tần này là các kênh qua đó nhiều tín hiệu đi qua. Các kênh phải được phân tách bằng các khoảng băng tần không sử dụng (được gọi là các băng tần bảo vệ guard band) để tránh không cho các tín hiệu xếp chồng lên nhau. Thêm nữa, các tần số sóng mang không được làm nhiễu các tần số của dữ liệu gốc. Thất bại trong bất kỳ điều kiện nào cũng có thể là nguyên nhân làm cho việc khôi phục các tín hiệu dữ liệu gốc trở nên khó có thể thực hiện.
Hình 8.3 cho chúng ta cái nhìn khái quát về FDM. Trong hình minh họa này, đường truyền dẫn được chia thành 3 phần, mỗi phần biểu diện một kênh cho truyền dẫn tín hiệu. Chúng ta hãy hình dung có 3 đường nhỏ hòa chung vào với nhau để hình thành lên một đường cao tốc có 3 làn xe. Một trong 3 đường này tương ứng với một làn xe của đường cao tốc. Mỗi xe hòa nhập vào đường cao tốc từ một trong những đường đó vẫn có làn đường riêng của nó và có thể chuyển đi mà không làm ảnh hướng tới các xe khác ở các làn đường khác.
Hình 8.3 FDM
Cần nhớ rằng mặc dù hình 8.3 thể hiện đường dẫn được chia trong không gian thành các kênh riêng biệt, các phân đoạn kênh đạt được nhờ vào tần số hơn là không gian.
Quá trình FDM
Hình 8.4 minh họa khái niệm miền thời gian của xử lý ghép kênh. FDM là một tiền trình tương tự và chúng ta thể hiện ở đây qua việc sử dụng các máy thoại như là các thiết bị đầu vào và đầu ra. Mỗi điện thoại tạo ra một tín hiệu của một phạm vi tần số tương đương. Trong bộ ghép kênh, 3 tín hiệu tương tự được điều chế trên các tần số sóng mang khác nhau (f1, f2 và f3). Các tín hiệu kết quả của tín hiệu được điều chế sau đó hợp thành một tín hiệu tống hợp đơn sao cho có thể được gửi qua một phương tiện truyền dẫn và có đủ băng tần cung cấp cho nó.
Hình 8.5 là một minh họa trên miền tần số cho cùng một khái niệm. (Chú ý rằng trục hoành của hình này biểu diễn tần số chứ không phải thời gian). Tất cả 3 tần số sóng mang tồn tại cùng một thời điểm bên trong băng tần). Trong FDM, các
tín hiệu được điều chế trên các tần số sóng mang riêng biệt (f1, f2 và f3) sử dụng điều chế AM hoặc FM. Như đã đề cập tới ở chương 5, điều chế một tín hiệu trên một tín hiệu khác cho kết quả là trong một băng tần gấp ít nhất 2 lần tín hiệu gốc. Để cho phép sử dụng đường dẫn hiệu quả hơn, băng tần thực tế có thể được làm thập đi bằng cách chặn nửa băng tần sử dụng các kỹ thuật vượt quá phạm vi bàn luận của sách này. Trong hình minh họa này, băng tần của tín hiệu tổng hợp kết quả lớn hơn 3 lần băng tần của từng tín hiệu đầu vào: gấp 3 lần băng tần để có thể cung cấp các kênh cần thiết cộng thêm băng tần bổ sung để cho khoảng băng tần bảo vệ cần thiết.
Hình 8.5 Quá trình ghép kênh theo miền tần số FDM
Tách kênh – Demultiplexing
Bộ tách kênh sử dụng một chuỗi các bộ lọc để phân tích tín hiệu được ghép kênh thành các tín hiệu thành phần liên tục của nó. Các tín hiệu riêng lẻ sau đó được truyền qua một bộ tách kênh nhằm thực hiện phân tách chúng từ các tín hiệu sóng mang của chúng và truyền chúng tới các bên gửi đang đợi. Hình 8.6 là hình minh họa theo miền thời gian của phương pháp tách kênh theo tần số, ở đây thiết bị điện thoại được sử dụng làm các thiết bị truyền thông
Hình 8.7 Quá trình tách kênh FDM theo miền tần số