统计时分多路复用

更新时间:2022-08-25 10:42

统计时分多路复用(statistical time division multiplexing,STDM)是指动态地按需分配共用信道的时隙,只将需要传送数据的终端接入共用信道,以提高信道利用率的多路复用技术,简称STDM。也称异步时分多路复用。

概述

统计时分复用(Statistical Time Division Multiplexing)是一种根据用户实际需要动态分配线路资源的时分复用方法。只有当用户有数据要传输时才给他分配线路资源,当用户暂停发送数据时,不给他分配线路资源,线路的传输能力可以被其他用户使用。采用统计时分复用时,每个用户的数据传输速率可以高于平均速率,最高可达到线路总的传输能力。

时分复用是指将时间分成若干个时隙(time slot),每个时隙对应一个信道。如果该信道被某特定用户固定使用,如传统电路交换网中。也就是说不管有没有信息传送,该信道都不能被其他用户使用。如果该信道能被多用户复用,则为统计时分复用。统计时分复用有两种方式:面向连接的虚电路方式和面向无连接方式。如ATM网络就是前者,IP网络就是后者。

统计时分复用也叫异步时分复用:将所需传输的信息分成小块,附加标记。同一路信号可以占用同一桢中的不同时隙,不同路的信号根据标记加以区分。按照分组中的路由标记寻找出线。标志化信道异步时分多路复用(ATDM,Asynchronism Time-Division Multiplexing)技术,也叫做统计时分多路复用技术(STDM,Statistic Time-Division Multiplexing)。指的是将用户的数据划分为一个个数据单元,不同用户的数据单元仍按照时分的方式来共享信道;但是不再使用物理特性来标识不同用户,而是使用数据单元中的若干比特,也就是使用逻辑的方式来标识用户。

这种方法提高了设备利用率,但是技术复杂性也比较高,所以这种方法主要应用于高速远程通信过程中,例如,异步传输模式ATM。

复用原理

在传统的同步时分多路复用系统中,每个低速数据终端都固定地对应于共用信道中的一个时隙,而不管这些终端是否在工作,因而一帧中的有些时隙被闲置浪费了,而统计TDM只对那些正在工作的终端才分配时隙,从而可为多于时隙数的终端服务。

在统计复用时,一般有N个终端,但STDM帧中可用的时隙只有K个,k

根据终端的数量、来自终端的数据量、允许的时延和溢出概率,并利用等待队列中等待者数目为有限的排队模型,可以确定缓冲存储器的容量、扫描终端的次数以及输入、输出速率等。

STDM所使用的帧结构对性能有影响。在字符交织统计时分多路复用系统,发端把来自低速终端的数据,经压缩编码后送到缓冲存储器,虚拟信道接入器(集中器)仅把时隙分配给那些正在工作的终端,然后把虚拟信道数据组成帧,经帧存储器送入共用传输信道。见图(b)。收端的分路过程为发端的逆过程。字符交织STDM的帧结构如图2。

其中SOH为标题开始,SEQ为发送帧序号,MAP为虚拟信道控制信息。

在比特交织统计时分多路复用系统中,比特时隙只分配给那些正在工作的终端;在Ⅳ个低速终端中,只有K个数据终端通过虚拟信道接入器(集中器)接入共用传输信道。

技术比较

在时分多路复用(TDM)系统中,共用信道数据率为各低速终端数据率之和。而在STDM系统中,各终端数据率之和高于共用信道的数据率,传输效率可提高2~4倍。

在比特交织和字符交织TDM技术中:

① 字符交织TDM的效率高于比特交织TDM。

② 字符交织TDM的传输时延大于比特交织TDM。

③ 字符交织TDM抗突发干扰的性能好。

应用

统计复用的典型应用为:

把低速数据终端经统计复用器、调制解调器接入传输信道,在收端经调制解调器、统计复用器接到交换机。

统计复用器也是一种有效的通信集中器,但一旦产生数据溢出,将会产生差错,此时可以采用可编程集中器。

海底电缆模拟电话系统开发的时分话音插空技术(TASI)也是一种统计复用技术。

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