频分多路复用(Frequency-division multiplexing,FDM),是一种将多路基带信号调制到不同频率载波上再进行叠加形成一个复合信号的多路复用技术。在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽的情况下,可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同(或略宽)的子信道,每个子信道传输一种信号,这就是频分多路复用。
电话网络曾使用FDM技术在单个物理电路上传输若干条语音信道。这样,12路语音信道被调制到载波上各自占据4KHz带宽。这路占据60-108KHz频段的复合信号被认为是一个组。反过来,五个这样的信号组本身被同样的方法多路复用到一个超级组中,这个组包含60条语音信道。进一步甚至有更高层次的多路复用,这样使得单个电路中传输几千条语音信道成为可能。
在现代电话系统所使用的数字传输方式中,TDM(时分多路复用,Time-Division Multiplexing)代替了FDM技术。
在无线网路的应用上,除了以FDM在各个频率作传输,为了使不同的封包能在同一通道上传输,也同时使用了CDM(分码多工,Code-Division Multiplexing)这样的多路复用技术。
FDM也能被用于在最终调制到载波上之前合并多路信号。在这种情况下,所载信号被认为是次载波。立体声调频(stereoFM)传输就是这样一个例子:38KHz次载波被用于在复合信号频率调制之前从中央左右合并信道中分离出左右不同的信号。当频分多路复用被用于允许多路用户共享一个物理通信信道时,它又被称为频分多址(FDMA)。FDMA是一种从不同发送器中分离无线电信号的传统方法。在光学领域类似频分多路复用的技术被称为分波多工(wave length division multiplexing)。
不同的传输媒体具有不同的带宽(信号不失真传输的频率范围).频分多路复用技术对整个物理信道的可用带宽进行分割,并利用载波调制技术,实现原始信号的频谱迁移,使得多路信号在整个物理信道带宽允许的范围内,实现频谱上的不重叠,从而共用一个信道。为了防止多路信号之间的相互干扰,使用隔离频带来隔离每个子信道。
每个用户终端的数据通过专门分配给它的予信道传输,在用户没有数据传输时,别的用户也不能使用。频分多路复用适合于模拟信号的频分传输,主要用于电话和电缆电视(CATV)系统,在数据通信系统中应和调制解调技术结合使用。
传统的频分复用
传统的频分复用典型的应用莫过于广电HFC网络电视信号的传输了,不管是模拟电视信号还是数字电视信号都是如此,因为对于数字电视信号而言,尽管在每一个频道(8MHz)以内是时分复用传输的,但各个频道之间仍然是以频分复用的方式传输的。
正交频分复用
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)实际是一种多载波数字调制技术。OFDM全部载波频率有相等的频率间隔,它们是一个基本振荡频率的整数倍,正交指各个载波的信号频谱是正交的。
OFDM系统比FDM系统要求的带宽要小得多。由于OFDM使用无干扰正交载波技术,单个载波间无需保护频带,这样使得可用频谱的使用效率更高。另外,OFDM技术可动态分配在子信道中的数据,为获得最大的数据吞吐量,多载波调制器可以智能地分配更多的数据到噪声小的子信道上。目前OFDM技术已被广泛应用于广播式的音频和视频领域以及民用通信系统中,主要的应用包括:非对称的数字用户环线(ADSL)、数字视频广播(DVB)、高清晰度电视(HDTV)、无线局域网(WLAN)和第4代(4G)移动通信系统等。