ELEMANIA
TLC - Multiplazione a divisione di frequenza
Multiplazione a divisione di frequenza (Frequency Division Multiplexing, FDM)

La multiplazione a divisione di frequenza è una tecnica di condivisione di un canale di trasmissione secondo la quale l'intero canale disponibile viene diviso in sottocanali, ognuno costituito da una sottobanda di frequenze e separato da un altro grazie ad un piccolo intervallo di guardia. I diversi sottocanali sono quindi assegnati a diverse sorgenti trasmissive e a diverso utenti, i quali dunque possono così comunicare contemporaneamente sullo stesso canale senza incorrere nella mutua interferenza.

Si tratta di una tecnica utilizzabile solo per la multiplazione di segnali analogici: è dunque soggetta ai problemi di rumore e di distorsione tipici della trasmissione di segnali analogici.

La figura seguente mostra un esempio di FDM in cui tre segnali S1, S2, S3 con banda limitata fra 0 e 4 kHz vengono trasmessi su un unico canale. Ad ogni segnale viene assegnata una porzione di banda di 4 kHz dell'intero canale, per mezzo di una traslazione in frequenza della banda del segnale stesso. In ricezione quindi i diversi segnali vengono estratti dal canale e separati.

Multiplazione a divisione di frequenza in telefonia

Uno degli esempi di utilizzo più comuni della modulazione FDM è in telefonia, specialmente per le tratte a lunga distanza. Poiché si considera per la banda telefonica una larghezza lorda B = 4 kHz (per la comunicazione vera e propria sono utilizzate le frequenze da 300 Hz a 3400 Hz, ma la banda lorda è un po' più larga per facilitare la separazione fra un sottocanale e l'altro), ciascun sottocanale multiplato (corrispondente a una singola conversazione telefonica) occuperà sul mezzo trasmissivo una banda di 4 kHz, che dovrà essere distinta dalle bande relative agli altri canali.

Il numero N di canali multiplabili dipenderà, in linea di principio, solo dalla capacità del mezzo trasmissivo (la banda del canale deve essere maggiore di N * 4 kHz). Ogni sottocanale viene traslato in frequenza, tipicamente per mezzo di una modulazione di ampiezza con trasmissione della sola banda laterale superiore o inferiore (SSB).

La figura seguente illustra la multiplazione di 12 canali telefonici. I segnali di ciascun canale vengono traslati in frequenza attraverso una modulazione con portanti distanziate di 4 kHz (64, 68,…,108 kHz). La banda del segnale trasmesso ha una larghezza BT = 12 x 4 kHz = 48 kHz.

Figura 1

Si noti che in trasmissione occorrono, per ogni segnale, un modulatore (con relativa portante fc) e un filtro (per limitarne la banda). In ricezione invece il segnale dovrà essere demultiplato; occorrerà quindi filtrare le bande relative a ciascun canale e demodulare l'onda risultante per estrarre i segnali trasmessi.

Nel sistema telefonico le frequenze delle varie portanti sono scelte con criteri che consentono, attraverso modulazioni e multiplazioni successive, di multiplare da un minimo di 12 fino a 2700 e anche 10800 canali telefonici. La gerarchia con cui vengono organizzate le varie fasi di multiplazione è normalizzata secondo convenzioni internazionali; esempi sono i sistemi N1 ed N2 riconosciuti dal CCITT (Comitato Consultivo Internazionale Telegrafico e Telefonico).

Multiplazione a divisione di frequenza nelle trasmissioni radio e televisive

Un altro esempio di multiplazione FDM è usato nelle trasmissioni radio e televisive, per suddividere fra i diversi trasmettitori la banda disponibile. La tabella seguente mostra la suddivisione standard della banda di frequenze radio usate per i diversi tipi di trasmissione:

Banda Utilizzo Estensione
onde lunghe radio AM 153 kHz – 279 kHz
onde medie radio AM 535 kHz – 1605 kHz
onde corte radio AM 2310 kHz - 30 MHz
banda radio FM radio FM 88 MHz - 108 MHz
DAB banda L radio digitale 1452 MHz - 1492 MHz

Per esempio, nella trasmissione FM (modulazione di frequenza) la banda compresa fra 88 e 108 MHz viene suddivisa in 100 sottocanali ciascuno di 200 kHz di banda. In realtà la banda effettivamente occupata da ogni canale è un po' inferiore: la modulazione FM audio provoca una variazione di +-75 kHz intorno alla frequenza centrale (la frequenza della portante trasmessa in assenza di segnale modulante), che corrisponde a una banda netta di canale pari a 150 kHz. La banda audio trasmessa è però di soli 15 kHz. Ogni sottocanale viene assegnato a un trasmettitore (stazione radio), con frequenza di sintonia posta al centro della sottobanda (es. il trasmettitore che occupa la banda da 88 MHz a 88,2 MHz avrà una frequenza di sintonia di 88,1 MHz).

Nella trasmissione AM (modulazione di ampiezza) la banda fra 535 e 1605 kHz viene suddivisa in 107 canali, ciascuno di ampiezza circa 10 kHz. Ciò corrisponde a una banda audio (pari a metà della banda del canale) di 5 kHz.

precedente - successiva

Sito realizzato in base al template offerto da

http://www.graphixmania.it