Trasmissione FDM
Il sistema di trasmissione FDM,
o Frequeney Division Multiplex, è caratterizzato fatto
che ad ogni conversazione è assegnata una porzione della banda di
frequenze trasmesse; è così possibile convogliare più conversazioni
simultanee su un unico supporto di trasmissione, senza che avvengano interferenze
fra le comunicazioni stesse. L'attuazione del sistema FDM si basa sulla
possibilità di realizzare alcune condizioni.
In primo luogo è possibile traslare la banda fonica,
relativa alla conversazione, ad una porzione di spettro più elevata; ciò si ottiene modulando una portante, detta anche frequenza
vettrice, con il segnale fonico.
In secondo luogo esistono supporti in grado di consentire la trasmissione di segnali in
alta frequenza: linee aeree, ma soprattutto linee in cavo e ponti radio. Infine è possibile in
ricezione ottenere, dal segnale in alta frequenza, la banda fonica relativa alla
conversazione.
In questo paragrafo vengono considerate le modalità della traslazione in frequenza, detta
anche allocazione, dei canali telefonici e la struttura delle stazioni terminali; per
quanto riguarda le tecniche di modulazione si veda la Sez.
XII.
A) Allocazione in frequenza dei canali telefonici
La gamma di frequenze utili in telefonia è compresa fra 300 Hz e 3400 Hz; si è convenuto, però, di realizzare i canali
larghi 4 kHz. Le bande di frequenza non utilizzate, ai
margini delle frequenze estreme della gamma utile, consentono una più facile separazione
dei canali adiacenti mediante i filtri;
inoltre possono essere utilizzate per segnali di servizio.
Nella trasmissione FDM i canali relativi alle diverse comunicazioni sono traslati in
frequenza mediante la modulazione; il procedimento
comunemente impiegato è la modulazione d'ampiezza a banda
laterale unica e soppressione della portante. In
questo modo si ha il vantaggio di occupare una porzione ridotta
dello spettro e di impiegare potenze relativamente basse,
dato che la portante non è; trasmessa; ciò comporta però l'inconveniente di dovere
reintrodurre la portante in ricezione, con generatori molto stabili per contenere gli scarti di frequenza entro pochi hertz e quindi non avere
alterazioni nella riproduzione della voce.
La traslazione di frequenza avviene attraverso modulazioni successive.
1) Gruppo base B e gruppo base A
Secondo la normalizzazione del CCITT, si dividono i canali di 4 kHz in gruppi di 12 e, mediante una prima modulazione, si traslano fra 60 kHz e 108 kHz; la banda ottenuta
costituisce il gruppo base B o gruppo primario B. L'operazione può essere effettua direttamente o mediante formazione di pregruppi. La modulazione diretta è schematizzata in Fig. XIX.4.10a. Ogni canale modula una portante in un modulatore bilanciato; si ottiene una modulazione a doppia banda laterale, con portante soppressa, e mediante un filtro passa banda si estrae la banda laterale inferiore. La modulazione
mediante la formazione di pregruppi è schematizzata in fig.XIX.4.1Ob. I 12 canali
vengono divisi in 3 gruppi di 4 e modulati, con i criteri visti, precedentemente, in modo
da formare 3 sottogruppi, o pregruppi, che
Un secondo
gruppo normalizzato è il gruppo
base A, che occupa la, banda 12 -60 kHz. Esso non
è usato, in quanto le armoniche delle frequenze più basse sono contenute nella stessa
banda e possono causare disturbi.
2) Super gruppi o gruppi secondari
di 12 kHz il secondo e il
4)
Vantaggi del sistema a modulazioni successive
La
traslazione dei canali è fatta per modulazioni successive,
con i. criteri visti, i
a)Riduzione
del numero dei filtri e delle portanti generate
Infatti
per traslare 960 canali sarebbero necessari 960 filtri ed altrettante frequenze portanti nel caso di modulazione
diretta; il sistema delle modulazioni descritto consente di ridurre il numero dei filtri e
delle portanti, come si può dedurre dalle Fig.
XIX.4.10- 12.
I filtri passa banda necessari per
estrarre la banda laterale inferiore sono complessi quanto minore è
il rapporto fra la larghezza di banda e la frequenze della banda stessa. Nel caso
di modulazione diretta, per ottenere il canale 960 occorrerebbe
un filtro che passasse la banda 4020- 4028 kHz, quindi con un
rapporto fra larghezza di banda e frequenza centrale di circa 10-3.
Nel sistema a modulazioni
successive, la situazione peggiore è nella formazione diretta del gruppo base
rappresentata in Fig. XIX.4.1Oa: per traslare il
canale 1 è necessario un filtro avente rapporto fra larghezza di banda e
frequenza centrale di circa 4*10-2 >>10-3 e quindi complessità del filtro è
inferiore.
B)Struttura delle stazioni terminali
In Fig. XIX.4.13 è riportato lo schema a blocchi semplificato di un terminale di canale in un sistema FDM. Il circuito a 2 fili bassa frequenza, che fa capo alla centrale e quindi all'utente, è connesso alla forchetta telefonica F; essa consente di passare da un circuìto a 2 fili ad uno a 4 fili, e quindi di impiegare dispositiva di modulazione e di amplificazione che sono unidirezionali.
La forchetta
F1 connessa alla linea artificiale LA, fa passare segnale di bassa frequenza
proveniente dall'abbonato al circuito di trasmissione TX
segnale proveniente dall'altro terminale, tramite il circuito RX
e la stessa forchetta, inviato al circuito in bassa frequenza dell'abbonato stesso.
Si consideri il lato trasmissione TX.
Esso è costituito da un attenuatore Variabile che
Il filtro passa
banda F1consente di estrarre la banda desiderata dal seg modulato, come si è
vìsto al precedente Par. A. Alluscita del filtro F1 è connessa circuito alta
frequenza AF, cui sono collegate, in parallelo, le uscite dei filtri relativi a altri
canali del sistema. Nel circuito AF la banda base ottenuta è
amplificata, può essere
Si consideri ora il lato ricezione RX. Il segnale proviene dal circuito alta frequenza AF, in cui è amplificato ed eventualmente demodulato. Nel circuito AF sono inseriti, inoltre,attenuatore ed un equalizzatore: l'attenuatore consente di regolare il livello di esso del lato ricezione RX in modo che abbia il valore desiderato, indipendentente dalla lunghezza della linea; l'equalizzatore attenua in modo diverso le frequenze gamma, così da compensare le diverse attenuazioni che subiscono le varie frequenze in linea.
Il primo blocco che incontra il segnale
nel terminale del canale di Fig. XIX.4.13 è il filtro di canale F2; esso è un filtro passa banda, che lascia
passare le frequenze relative al canale considerato. Il segnale ottenuto è applicato al
demodulatore Dem, che ha la funzione di estrarre la banda in bassa
frequenza dal segnale modulato; esso utilizza la portante dello stesso generatore
usato in trasmissione. Il successivo filtro F3 è un passa basso,
inserito per eliminare frequenze indesiderate che possono essere o ridotte nell'operazione
di demodulazione o inviate, fuori banda, per segnalazione. L'amplificatore Amp e l'attenuatore Att2 hanno lo scopo di regolare il livello del
segnale audio demodulato; comunemente l'amplificatore è a guadagno fisso e le variazioni
di livello sono ottenute agendo sull'attenuatore, che ha attenuazione variabile.
Dall'attenuatore Att2 il segnale è inviato
alla forchetta F, da cui passa al circuito a 2 fili BF e
quindi alla centrale e all'abbonato.
Lo schema semplificato di Fig. XIX.4.13
non comprende i circuiti relativi alle segnalazioni ed i sistemi di compressione ed
espansione di dinamica.