统计时分多路复用

通信名词

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。