Frequenzmultiplex (englisch Frequency-Division Multiplexing, FDM) ist ein Multiplexverfahren, bei dem ein breites Übertragungsband in mehrere schmale Frequenzbänder aufgeteilt wird. Jedes Teilband bekommt eine eigene Trägerfrequenz und bildet einen unabhängigen Kanal – alle Kanäle werden gleichzeitig und parallel übertragen.
So funktioniert Frequenzmultiplex
Der Sender setzt jedes Nutzsignal auf eine eigene Trägerfrequenz (siehe Amplitudenmodulation und Frequenzmodulation). Am Empfänger filtert ein Bandpass genau das gewünschte Teilband heraus, der Demodulator gewinnt das Nutzsignal zurück. Zwischen den Teilbändern bleiben Guard-Bänder (Schutzabstände) frei, damit sich benachbarte Kanäle nicht überlappen – sie kosten jedoch Bandbreite.
Klassische Beispiele
- Rundfunk: Jeder Radio- und Fernsehsender belegt eine eigene Frequenz im Band – UKW-Sender liegen nur wenige 100 kHz auseinander, stören sich aber nicht.
- Kabelnetze: Beim Kabelfernsehen transportiert ein Koaxialkabel viele TV-Kanäle gleichzeitig auf unterschiedlichen Frequenzen.
- Analoges Telefonnetz: Die Trägerfrequenztechnik bündelte früher viele Gespräche auf einer Fernleitung (Frequenzlagenvielfach).
- Mobilfunk: FDMA (Frequency-Division Multiple Access) teilt ein Frequenzband in viele schmale Kanäle auf; bei FDD (Frequency-Division Duplex) nutzen Uplink und Downlink getrennte Frequenzbereiche.
Frequenzmultiplex vs. Zeitmultiplex vs. Wellenlängenmultiplex
Beim Zeitmultiplex teilen sich die Kanäle dieselbe Frequenz, aber senden nacheinander in Zeitschlitzen – beim Frequenzmultiplex senden alle gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzen. Die optische Variante des Frequenzmultiplex ist der Wellenlängenmultiplex (WDM): Statt Funkfrequenzen werden verschiedene Lichtwellenlängen in einer Glasfaser gebündelt.
Moderne Sonderform: OFDM
Eine digitale Weiterentwicklung ist das Orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM). Es packt hunderte Unterträger ohne Guard-Bänder eng nebeneinander, weil sie mathematisch orthogonal sind – dadurch ist die spektrale Effizienz deutlich höher als beim klassischen FDM. OFDM steckt in WLAN, DVB-T und LTE/5G.
Vor- und Nachteile
- Vorteil: gleichzeitige Übertragung, einfach zu realisieren, gut für analoge Signale geeignet
- Nachteil: Guard-Bänder verschwenden Bandbreite; analoge Schaltungstechnik ist anfällig für Übersprechen und Intermodulation
- Für digitale Daten ist Zeitmultiplex meist effizienter, weil er die Bandbreite vollständig ausnutzt
Verwandte Grundlagen: Bandbreite, Leitungsvermittlung, Paketvermittlung.