Čo je FDM (Frequency Division Multiplexing)?
FDM alebo frekvenčné multiplexovanie je technika, ktorá umožňuje prenášať viac signálov cez jedno komunikačné médium súčasne. Každý signál je prenášaný na inej frekvencii, čím sa zabraňuje ich vzájomnému rušeniu. Tento princíp sa využíva napríklad v televíznom vysielaní, rádiovom prenose alebo v optických vláknach.
Princíp činnosti
Pri FDM sa každý vstupný signál prenáša súčasne, ale na inej nosnej frekvencii. Vysielač preto každý signál najprv moduluje na vlastnú nosnú frekvenciu (vznikne samostatný frekvenčný kanál) a tieto kanály následne zlúči do jedného spoločného prenosového pásma. Medzi kanálmi sa často nechávajú ochranné pásma (guard bands), ktoré znižujú vzájomné rušenie. Na strane prijímača sa kanály oddelia pomocou pásmových filtrov podľa frekvencie a potom sa každý kanál demoduluje späť na pôvodný signál.
🧩 Princíp FDM
🧩 Prenosový reťazec s FDM (vysielač → prenosový reťazec → prijímač)
Výhody FDM
- Umožňuje súčasný prenos viacerých signálov.
- Efektívne využíva dostupné pásmo frekvencií.
- Je vhodný pre analógové aj digitálne prenosy.
Nevýhody FDM
- Zložitejšie zariadenie pre multiplexovanie a demultiplexovanie.
- Citlivosť na rušenie medzi kanálmi (interferencia).
- Vyžaduje presnú synchronizáciu frekvencií a kvalitné filtre.
TDM(časový multiplex)
Čo je TDM (Time Division Multiplexing)?
TDM (časové multiplexovanie) je metóda prenosu, pri ktorej sa viac signálov prenáša cez jeden prenosový kanál striedavo v čase. Každému kanálu je pridelený krátky časový úsek (časový slot), počas ktorého môže vysielať svoje údaje. Prenos sa veľmi rýchlo opakuje, takže z pohľadu používateľa prebieha súčasne.
Princíp činnosti TDM
Na vysielacej strane vstupujú viaceré signály do multiplexora, ktorý rozdelí prenosový čas na časové sloty. Každý kanál vysiela iba počas svojho slotu. Spoločný signál sa prenáša prenosovou cestou a na prijímacej strane demultiplexor pomocou časovej synchronizácie rozdelí údaje späť jednotlivým kanálom.
🧩 Princíp TDM (časový multiplex)
🧩 Princíp TDM (časový multiplex) – animácia (sloty A/B/C/D)
Výhody TDM
- Efektívne využitie prenosového kanála.
- Žiadne frekvenčné prekrytie medzi kanálmi.
- Jednoduchá realizácia v digitálnych systémoch.
- Vhodný pre prenos digitálnych dát.
Nevýhody TDM
- Vyžaduje presnú časovú synchronizáciu.
- Pri synchrónnom TDM sa môžu prenášať prázdne časové sloty.
- Oneskorenie pri veľkom počte kanálov.
- Chyba synchronizácie ovplyvní všetky kanály.
🔐 Kodéry a dekodéry v prenosových systémoch
Čo je kódovanie?
Kódovanie je proces, pri ktorom sa informácia (hlas, obraz alebo dáta) prevádza do vhodnej digitálnej formy, aby ju bolo možné spoľahlivo prenášať a spracovať v komunikačnom systéme.
Kódovanie nemení frekvenciu ani časový slot, ale mení spôsob zápisu informácie (napríklad na binárny kód).
Kodér
Kodér je zariadenie alebo algoritmus, ktorý vykonáva kódovanie signálu na vysielacej strane prenosového systému.
- prevádza vstupné údaje na binárny kód (0 a 1),
- môže vykonávať kompresiu dát (zníženie dátového toku),
- pridáva kontrolné alebo ochranné bity pre detekciu a opravu chýb,
- pripravuje signál na multiplexovanie a prenos.
Kodér sa vždy nachádza pred multiplexorom (MUX).
Dekodér
Dekodér vykonáva opačný proces ako kodér a nachádza sa na prijímacej strane prenosového systému.
- prijíma zakódované dáta,
- odstraňuje nadbytočné bity,
- deteguje alebo opravuje chyby vzniknuté pri prenose,
- obnovuje pôvodnú informáciu.
Vzťah kodérov k FDM a TDM
FDM (Frequency Division Multiplexing)
V systéme FDM má každý kanál vlastný kodér. Zakódované signály sa následne modulujú na rôzne frekvencie a prenášajú sa súčasne.
TDM (Time Division Multiplexing)
V systéme TDM sa jednotlivé signály najprv zakódujú a potom sa striedajú v časových slotoch. Dekodér využíva časovú synchronizáciu na správne rozdelenie dát.
Druhy kódovania
🔹 Zdrojové kódovanie
Slúži na zníženie objemu dát (kompresia).
- PCM (Pulse Code Modulation)
- ADPCM
- kompresia zvuku a obrazu (MP3, AAC, H.264)
🔹 Kanálové kódovanie
Slúži na ochranu proti chybám vznikajúcim pri prenose.
- paritný bit
- Hammingov kód
- CRC
- Reed–Solomonov kód
🔹 Linkové (riadkové) kódovanie
Určuje, ako sa bity fyzicky prenášajú po médiu.
- NRZ
- Manchester
- AMI
- 8b/10b
Zhrnutie
- Kodér pripravuje informáciu na prenos
- Dekodér obnovuje pôvodnú informáciu
- Kódovanie zvyšuje spoľahlivosť a efektivitu prenosu
- Je neoddeliteľnou súčasťou FDM aj TDM