आवृति विभाजन बहुसंकेत

दूरसंचार में, फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग (FDM) एक ऐसी तकनीक है जिसके द्वारा संचार चैनल में उपलब्ध कुल  बैंडविड्थ (सिग्नल प्रोसेसिंग)  को गैर-अतिव्यापी  आवृत्ति बैंड  की एक श्रृंखला में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक का उपयोग एक अलग सिग्नल ले जाने के लिए किया जाता है। यह एक एकल संचरण माध्यम जैसे केबल या  प्रकाशित तंतु  को कई स्वतंत्र संकेतों द्वारा साझा करने की अनुमति देता है। एक अन्य उपयोग  समानांतर संचार  में अलग सीरियल बिट्स या उच्च दर सिग्नल के खंडों को ले जाने के लिए है। फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग का सबसे आम उदाहरण रेडियो  और टेलीविज़न प्रसारण है, जिसमें विभिन्न आवृत्तियों पर कई रेडियो सिग्नल एक ही समय में हवा से गुजरते हैं। एक अन्य उदाहरण  केबल टेलीविज़न  है, जिसमें एक ही केबल पर कई टेलीविजन चैनलों को एक साथ ले जाया जाता है। FDM का उपयोग टेलीफोन सिस्टम द्वारा उच्च क्षमता वाली ट्रंकलाइन,  संचार उपग्रह ों के माध्यम से अपलिंक और डाउनलिंक रेडियो बीम पर डेटा के कई चैनलों को प्रसारित करने के लिए, और ब्रॉडबैंड DSL मोडेम द्वारा बड़ी मात्रा में कंप्यूटर डेटा को ट्विस्टेड जोड़ी टेलीफोन लाइनों के माध्यम से संचारित करने के लिए किया जाता है। कई अन्य उपयोग।

वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग नामक एक समान तकनीक का उपयोग फाइबर-ऑप्टिक संचार में किया जाता है, जिसमें विभिन्न  तरंग दैर्ध्य  (आवृत्तियों) का उपयोग करके एक ही ऑप्टिकल फाइबर पर डेटा के कई चैनल प्रसारित किए जाते हैं।

सिद्धांत
एक FDM सिस्टम पर भेजे जाने वाले कई अलग-अलग सूचना (मॉड्यूलेशन) सिग्नल, जैसे कि केबल टीवी सिस्टम पर भेजे जाने वाले टेलीविज़न चैनलों के वीडियो सिग्नल, बेसबैंड  सिग्नल कहलाते हैं। स्रोत के अंत में, प्रत्येक  आवृत्ति  चैनल के लिए, एक  इलेक्ट्रॉनिक थरथरानवाला  एक  वाहक संकेत  संकेत उत्पन्न करता है, एक एकल आवृत्ति पर एक स्थिर दोलन तरंग जो सूचना ले जाने का कार्य करता है। बेसबैंड सिग्नल की तुलना में  वाहक आवृत्ति  में बहुत अधिक है। कैरियर सिग्नल और बेसबैंड सिग्नल एक मॉड्यूलेटर सर्किट में संयुक्त होते हैं।  न्यूनाधिक  वाहक सिग्नल के कुछ पहलू को बदल देता है, जैसे कि इसका  आयाम, आवृत्ति, या चरण, बेसबैंड सिग्नल के साथ,  पिगीबैकिंग (डेटा ट्रांसमिशन)  वाहक पर डेटा।

बेसबैंड सिग्नल के साथ वाहक को मॉडुलन  (मिश्रण) का परिणाम, वाहक आवृत्ति के पास उप-आवृत्तियों को योग (f) पर उत्पन्न करना हैC + एफB) और अंतर (f .)C - एफB) आवृत्तियों की। संग्राहक संकेत से सूचना वाहक आवृत्ति के प्रत्येक पक्ष पर  साइडबैंड  में ले जाया जाता है। इसलिए, चैनल द्वारा वहन की जाने वाली सभी जानकारी वाहक आवृत्ति के चारों ओर एकत्रित आवृत्तियों के एक संकीर्ण बैंड में होती है, इसे चैनल का  पासबैंड  कहा जाता है।

इसी तरह, अतिरिक्त बेसबैंड संकेतों का उपयोग अन्य आवृत्तियों पर वाहकों को मॉड्यूलेट करने के लिए किया जाता है, जिससे सूचना के अन्य चैनल बनते हैं। वाहकों को फ़्रीक्वेंसी में इतनी दूर तक फैलाया जाता है कि प्रत्येक चैनल, अलग-अलग चैनलों के पासबैंड द्वारा कब्जा की गई आवृत्तियों का बैंड ओवरलैप नहीं होता है। सभी चैनल प्रसारण माध्यम से भेजे जाते हैं, जैसे कि समाक्षीय केबल, ऑप्टिकल फाइबर, या रेडियो ट्रांसमीटर  का उपयोग करके हवा के माध्यम से। जब तक चैनल आवृत्तियों को इतना दूर रखा जाता है कि कोई भी पासबैंड ओवरलैप न हो, अलग-अलग चैनल एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करेंगे। इस प्रकार उपलब्ध बैंडविड्थ को स्लॉट्स या चैनलों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक एक अलग मॉड्यूलेटेड सिग्नल ले जा सकता है।

उदाहरण के लिए, केबल टेलीविजन सिस्टम द्वारा उपयोग की जाने वाली समाक्षीय केबल में लगभग 1000 मेगाहर्ट्ज  की बैंडविड्थ होती है, लेकिन प्रत्येक टेलीविजन चैनल का पासबैंड केवल 6 मेगाहर्ट्ज चौड़ा होता है, इसलिए केबल पर कई चैनलों के लिए जगह होती है (आधुनिक  डिजिटल केबल  सिस्टम में प्रत्येक चैनल बदले में उप-चैनलों में विभाजित किया गया है और 10 डिजिटल टेलीविजन चैनल तक ले जा सकता है)।

केबल या फाइबर, या रेडियो रिसीवर के गंतव्य छोर पर, प्रत्येक चैनल के लिए एक स्थानीय थरथरानवाला  उस चैनल की वाहक आवृत्ति पर एक संकेत उत्पन्न करता है, जो आने वाले मॉड्यूलेटेड सिग्नल के साथ मिश्रित होता है। फ़्रीक्वेंसी घटती है, उस चैनल के लिए फिर से बेसबैंड सिग्नल का उत्पादन करती है। इसे  demodulation  कहते हैं। परिणामी बेसबैंड सिग्नल उपयोगकर्ता को अन्य आवृत्तियों और आउटपुट से फ़िल्टर किया जाता है।

टेलीफोन
लंबी दूरी के टेलीफोन कनेक्शन के लिए, 20वीं सदी की टेलीफोन कंपनियों ने ए एल-वाहक और इसी तरह के समाक्षीय केबल सिस्टम का इस्तेमाल किया, जिसमें  चैनल बैंक ों द्वारा कई चरणों में हजारों वॉयस सर्किट होते थे।

कम दूरी के लिए, बेल सिस्टम  के- और एन-कैरियर सहित विभिन्न प्रणालियों के लिए सस्ते  संतुलित जोड़ी  केबल्स का उपयोग किया गया था। उन केबलों ने इतने बड़े बैंडविड्थ की अनुमति नहीं दी, इसलिए केवल 12 वॉयस चैनल ( डबल साइडबैंड ) और बाद में 24 ( सिंगल साइडबैंड ) को  चार तार सर्किट  में मल्टीप्लेक्स किया गया था, प्रत्येक दिशा के लिए एक जोड़ी हर कई मील, लगभग 10 किमी पर  अपराधी ्स के साथ।  12-चैनल वाहक प्रणाली  देखें। 20वीं सदी के अंत तक, FDM वॉयस सर्किट दुर्लभ हो गए थे। आधुनिक टेलीफोन सिस्टम डिजिटल ट्रांसमिशन को नियोजित करते हैं, जिसमें FDM के बजाय  समय विभाजन बहुसंकेतन  (TDM) का उपयोग किया जाता है।

20वीं सदी के उत्तरार्ध से, डिजिटल खरीदारों की पंक्ति ्स (DSL) ने अपने स्पेक्ट्रम को फ़्रीक्वेंसी चैनलों में विभाजित करने के लिए  समकोणकार आवृति विभाजन बहुसंकेतन  (DMT) सिस्टम का उपयोग किया है।

ऑप्टिकल डोमेन में फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग से संबंधित अवधारणा को वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग  के रूप में जाना जाता है।

समूह और सुपरग्रुप
एल-कैरियर में उदाहरण के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक सामान्य एफडीएम सिस्टम, क्रिस्टल फिल्टर का उपयोग करता है जो 8 मेगाहर्ट्ज रेंज में 12 चैनलों का चैनल समूह बनाने के लिए संचालित होता है, 8140 से 8188 किलोहर्ट्ज़ की सीमा में 48 kHz बैंडविड्थ 8140 की सीमा में वाहक का चयन करके। 8184 kHz तक ऊपरी साइडबैंड  का चयन करते हुए इस समूह को 8248 kHz के वाहक द्वारा मानक श्रेणी 60 से 108 kHz में अनुवादित किया जा सकता है। ऐसी प्रणालियों का उपयोग डीटीएल (डायरेक्ट टू लाइन) और डीएफएसजी (डायरेक्टली गठित सुपर ग्रुप) में किया जाता है।

132 वॉयस चैनल (2SG + 1G) DTL प्लेन का उपयोग करके बनाए जा सकते हैं, मॉड्यूलेशन और आवृत्ति योजना  FIG1 और FIG2 में दिए गए हैं DTL तकनीक का उपयोग अधिकतम 132 वॉयस चैनल बनाने की अनुमति देता है जिन्हें सीधे लाइन में रखा जा सकता है। डीटीएल समूह और सुपर समूह उपकरण को समाप्त करता है।

DFSG ऐसे ही कदम उठा सकता है जहां 8 kHz में कई सुपर समूहों का प्रत्यक्ष गठन प्राप्त किया जा सकता है, DFSG समूह उपकरण को भी हटा देता है और पेशकश कर सकता है:
 * लागत में 7% से 13% की कमी
 * कम उपकरण स्थापित करने और बनाए रखने के लिए
 * कम उपकरणों के कारण बढ़ी विश्वसनीयता

डीटीएल और डीएफएसजी दोनों कम घनत्व प्रणाली (डीटीएल का उपयोग करके) और उच्च घनत्व प्रणाली (डीएफएसजी का उपयोग करके) की आवश्यकता को पूरा कर सकते हैं। DFSG टर्मिनल DTL टर्मिनल के समान है, दो सुपर समूहों के बजाय कई सुपर समूह संयुक्त हैं। 600 चैनलों का एक मास्टरग्रुप (10 सुपर-ग्रुप) DFSG पर आधारित एक उदाहरण है।

अन्य उदाहरण
FDM का उपयोग वाहक तरंग पर अंतिम मॉडुलन से पहले संकेतों को संयोजित करने के लिए भी किया जा सकता है। इस मामले में वाहक संकेतों को उप-वाहक के रूप में संदर्भित किया जाता है: एक उदाहरण एफएम स्टीरियो  ट्रांसमिशन है, जहां एक 38 kHz उप-वाहक का उपयोग बाएं-दाएं अंतर सिग्नल को केंद्रीय बाएं-दाएं योग चैनल से अलग करने के लिए किया जाता है, आवृत्ति मॉड्यूलेशन से पहले संयुक्त संकेत। एक एनालॉग एनटीएससी  टेलीविजन चैनल को वीडियो, रंग और ऑडियो के लिए  सबकैरियर #टेलीविजन में विभाजित किया गया है। डीएसएल आवाज के लिए और एक ही कंडक्टर पर अपस्ट्रीम (नेटवर्किंग)  और डाउनस्ट्रीम (कंप्यूटर साइंस) डेटा ट्रांसमिशन के लिए विभिन्न आवृत्तियों का उपयोग करता है, जो आवृत्ति डुप्लेक्स का एक उदाहरण भी है।

जहां फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग का उपयोग कई उपयोगकर्ताओं को एक भौतिक संचार चैनल  साझा करने की अनुमति देने के लिए किया जाता है, इसे  फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीपल एक्सेस  (FDMA) कहा जाता है। FDMA रेडियो संकेतों को अलग-अलग से अलग करने का पारंपरिक तरीका है ट्रांसमीटर।

1860 और 70 के दशक में, कई अन्वेषकों ने ध्वनिक टेलीग्राफी  और हार्मोनिक टेलीग्राफी के नाम से FDM का प्रयास किया। व्यावहारिक FDM इलेक्ट्रॉनिक युग में ही हासिल किया गया था। इस बीच, उनके प्रयासों से इलेक्ट्रोकॉस्टिक तकनीक की प्राथमिक समझ पैदा हुई, जिसके परिणामस्वरूप  टेलीफोन का आविष्कार  हुआ।

यह भी देखें

 * ऑर्थोगोनल फ़्रीक्वेंसी-डिवीज़न मल्टीप्लेक्सिंग (OFDM)
 * गैर-ऑर्थोगोनल आवृत्ति-विभाजन बहुसंकेतन (N-OFDM)

संदर्भ

 * General
 * Harold P.E. Stern, Samy A. Mahmoud (2006). "Communication Systems: Analysis and Design", Prentice Hall. ISBN 0-13-040268-0.

वह:ריבוב

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