La técnica de multiplexación se desarrolló en 1870, sin embargo, a fines del siglo XX; se volvió mucho más aplicable para las telecomunicaciones digitales. En telecomunicaciones, la multiplexación La técnica se utiliza para combinar y enviar múltiples flujos de datos a través de un solo medio. Por lo tanto, el hardware que se utiliza para la multiplexación se conoce como multiplexor o MUX que fusiona n líneas de entrada para producir una sola línea o/p. El método de multiplexación se usa ampliamente en telecomunicaciones, donde numerosas llamadas telefónicas se transmiten a través de un solo cable. La multiplexación se clasifica en tres tipos, tales como; división de frecuencia, división de longitud de onda (WDM) , y división del tiempo. En la actualidad, estas tres técnicas de multiplexación se han convertido en un activo muy importante en los procesos de telecomunicaciones y han mejorado mucho la forma en que enviamos y recibimos señales independientes a través de líneas telefónicas, radio AM y FM y también fibras ópticas. Este artículo analiza uno de los tipos de multiplexación conocidos como FDM o multiplexación por división de frecuencia – trabajo y sus aplicaciones.

¿Qué es la multiplexación por división de frecuencia?

La definición de multiplexación por división de frecuencia es: una técnica de multiplexación que se utiliza para combinar más de una señal en un medio compartido. En este tipo de multiplexación, las señales con diferentes frecuencias se fusionan para la transmisión simultánea. En FDM, se fusionan múltiples señales para su transmisión a través de un canal o una sola línea de comunicaciones donde cada señal se asigna a una frecuencia diferente en el canal principal.

FDM

Diagrama de bloques de multiplexación por división de frecuencia

A continuación se muestra el diagrama de bloques de división de frecuencia que incluye un transmisor y un receptor. En FDM, las diferentes señales de mensaje como m1(t), m2(t) y m3(t) se modulan en las diferentes frecuencias portadoras como fc1, fc2 y fc3. De esta manera, las diferentes señales moduladas se separan entre sí dentro del dominio de la frecuencia. Estas señales moduladas se fusionan para dar forma a la señal compuesta que se transmite por el canal/medio de transmisión.

“diagrama de cableado del disyuntor de falla de arco ”

Para evitar interferencias entre las dos señales de mensajes, también se mantiene una banda de protección entre estas dos señales. Se utiliza una banda de guarda para separar dos amplios rangos de frecuencias. Esto asegura que los canales de comunicación que se usan simultáneamente no experimenten interferencias que afectarían la calidad de las transmisiones.

Diagrama de bloques de multiplexación por división de frecuencia

Como se muestra en la figura anterior, hay tres señales de mensajes diferentes que se modulan en varias frecuencias. Después de eso, se fusionan en una sola señal compuesta. Las frecuencias portadoras de cada señal deben elegirse de modo que no haya superposición de señales moduladas. Así, cada señal modulada dentro de la señal multiplexada simplemente se separa entre sí dentro del dominio de la frecuencia.

En el extremo del receptor, se utilizan filtros de paso de banda para separar cada señal modulada de la señal compuesta y demultiplexada. Al transmitir la señal demultiplexada a través del LPF, se puede recuperar cada señal de mensaje. Así es como es un método típico de FDM (multiplexación por división de frecuencia).

¿Cómo funciona la multiplexación por división de frecuencia?

En el sistema FDM, el extremo del transmisor tiene varios transmisores y el extremo del receptor tiene varios receptores. Entre el transmisor y el receptor, el canal de comunicación está ahí. En FDM, en el extremo del transmisor, cada transmisor transmite una señal con una frecuencia diferente. Por ejemplo, el primer transmisor transmite una señal con una frecuencia de 30 kHz, el segundo transmisor transmite una señal con una frecuencia de 40 kHz y el tercer transmisor transmite una señal con una frecuencia de 50 kHz.

Después de eso, estas señales con diferentes frecuencias se combinan con un dispositivo conocido como multiplexor que transmite las señales multiplexadas a través de un canal de comunicación. FDM es un método analógico que es un método de multiplexación muy popular. En el extremo del receptor, el demultiplexor se usa para separar las señales multiplexadas y luego transmite estas señales separadas a los receptores particulares.

Un FDM típico tiene un total de n canales, donde n es un número entero mayor que 1. Cada canal transporta un bit de información y tiene su propia frecuencia portadora. La salida de cada canal se envía a una frecuencia diferente de todos los demás canales. La entrada a cada canal se retrasa en una cantidad dt, que puede medirse en unidades de tiempo o ciclos por segundo.

El retraso a través de cada canal se puede calcular de la siguiente manera:

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

Yo(t) = 1/T + C2 *

Yo(t) = 1/T + C3 *

donde T = periodo de la señal en unidades de tiempo (en nuestro caso son nanosegundos). C1, C2 y C3 son constantes que dependen del tipo de señal que se transmite y su esquema de modulación.

Cada canal consta de una serie de cristales fotónicos que actúan como filtros para las ondas de luz que los atraviesan. Cada cristal puede pasar solo ciertas longitudes de onda de luz; otros están completamente bloqueados por su estructura o por la reflexión de un cristal adyacente.

FDM requiere el uso de un receptor adicional para cada usuario, lo que puede ser costoso y difícil de instalar en dispositivos móviles. Este problema se ha resuelto utilizando técnicas de modulación de frecuencia como multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) . La transmisión OFDM reduce la cantidad requerida de receptores al asignar diferentes subportadoras a diferentes usuarios en una sola frecuencia portadora.

Requiere receptores adicionales porque la estación base y cada unidad móvil tienen que estar sincronizadas en el tiempo. En esta multiplexación, los datos no se pueden enviar en modo ráfaga, por lo que los datos se envían continuamente, por lo que el receptor debe esperar hasta que se reciba el siguiente paquete antes de poder comenzar a recibir el siguiente. Requiere receptores especiales para poder recibir paquetes a diferentes velocidades desde diferentes estaciones base, de lo contrario no podrían decodificarlos correctamente.

La cantidad de transmisores y receptores involucrados en los sistemas FDM se denomina 'par transmisor-receptor' o TRP para abreviar. El número de TRP que deben estar disponibles se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

NúmeroDeTRPs = (# Transmisores) (Número de puntos recibidos) (# Antenas)

Por ejemplo, si tenemos tres transmisores y cuatro puntos de recepción (RP), tendremos nueve TRP porque hay tres transmisores y cuatro RP. Para simplificar las cosas, supongamos que cada RP tiene una antena RP y cada TRP tiene dos antenas RP; esto significa que necesitaremos nueve TRPS más:

Esta multiplexación puede ser punto a punto o punto a multipunto . En el modo punto a punto, cada usuario tiene su propio canal dedicado con su propio transmisor, receptor y antena. En este caso, podría haber más de un transmisor por usuario y todos los usuarios utilizarían diferentes canales. En el modo punto a multipunto, todos los usuarios comparten el mismo canal, pero el transmisor y el receptor de cada usuario están conectados a los de otros usuarios en el mismo canal.

Multiplexación por división de frecuencia frente a multiplexación por división de tiempo

La diferencia entre la multiplexación por división de frecuencia y la multiplexación por división de tiempo se analiza a continuación.

Multiplexación por división de frecuencia	Multiplexación por división de tiempo
El término FDM significa 'multiplexación por división de frecuencia'.	El término TDM significa 'multiplexación por división de tiempo'.
Esta multiplexación simplemente funciona solo con señales analógicas.	Esta multiplexación simplemente funciona con señales analógicas y digitales.
Esta multiplexación tiene un alto conflicto.	Esta multiplexación tiene un bajo conflicto.
El chip/cableado FDM es complejo.	El chip/cableado TDM no es complejo.
Esta multiplexación no es eficiente.	Esta multiplexación es muy eficiente.
En FDM, la frecuencia es compartida.	En TDM, el tiempo se comparte.
La banda de guardia es obligatoria en FDM.	El pulso de sincronización en TDM es obligatorio.
En FDM, todas las señales con diferentes frecuencias operan simultáneamente.	En TDM, todas las señales con igual frecuencia operan en diferentes momentos.
El FDM tiene un rango muy alto de interferencia.	El TDM tiene un rango de interferencia insignificante o muy bajo.
El circuito de FDM es complejo.	El circuito de TDM es simple.

Ventajas y desventajas

Él ventajas de la multiplexina por división de frecuencia g incluye lo siguiente.

El transmisor y receptor de FDM no necesita ninguna sincronización.
Es más simple y su demodulación es fácil.
Solo un canal tendrá efecto debido a la banda estrecha y lenta.
FDM es aplicable para señales analógicas.
Se puede transmitir simultáneamente un gran número de canales.
No es caro.
Esta multiplexación tiene una alta fiabilidad.
Usando esta multiplexación, es posible transmitir datos multimedia con bajo ruido y distorsión y también con alta eficiencia.

Él Desventajas de la multiplexación por división de frecuencia. Incluya lo siguiente.

FDM tiene un problema de diafonía.
FDM es aplicable solo cuando se prefieren algunos canales de menor velocidad
Se produce distorsión de intermediación.
El circuito FDM es complejo.
Necesita más ancho de banda.
Da menos rendimientos.
En comparación con TDM, la latencia proporcionada por FDM es mayor.
Esta multiplexación no tiene coordinación dinámica.
FDM necesita una gran cantidad de filtros y moduladores.
El canal de esta multiplexación puede verse afectado por el desvanecimiento de banda ancha
El ancho de banda completo del canal no se puede utilizar en el FDM.
El sistema de FDM requiere una señal portadora.

Aplicaciones

Las aplicaciones de la multiplexación por división de frecuencia incluyen las siguientes.

“principio de funcionamiento del sensor de fibra óptica ”

Anteriormente, FDM se utiliza en el sistema de telefonía celular y telegrafía armónica. sistema de comunicación .
La multiplexación por división de frecuencia se utiliza principalmente en la radiodifusión.
FDM también se utiliza en la transmisión de televisión.
Este tipo de multiplexación es aplicable en el sistema telefónico para ayudar a transmitir varias llamadas telefónicas a través de un solo enlace o una sola línea de transmisión.
FDM se utiliza en un sistema de comunicación por satélite para transmitir varios canales de datos.
Se utiliza en sistemas de transmisión de FM o modulación de frecuencia estéreo.
Se utiliza en sistemas de transmisión de radio AM/modulación de amplitud.
Se utiliza para teléfonos públicos y sistemas de televisión por cable.
Se utiliza en la radiodifusión.
Se utiliza en la radiodifusión AM y FM.
Se utiliza en redes inalámbricas, redes celulares, etc.
FDM se utiliza en sistemas de conexión de banda ancha y también en módems DSL (Digital Subscriber Line).
El sistema FDM se utiliza principalmente para datos multimedia como transmisión de audio, video e imágenes.

Así que esto es una descripción general de la multiplexación por división de frecuencia o FDM. Esta es una técnica de multiplexación que separa el ancho de banda existente en varias subbandas donde cada una puede transportar una señal. Entonces, esta multiplexación permite transmisiones simultáneas sobre un medio de comunicación compartido. Esta multiplexación permite que el sistema transmita una gran cantidad de datos a través de una serie de segmentos transmitidos por encima de subbandas de frecuencia independientes. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es la multiplexación por división de tiempo?