同步异步时分复用

时分复用是指将时间分成若干个时隙( timeslot )，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，这也是同步时分复用的特征。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。 具体是因为：统计时分复用利用公共信道“时隙”的方法与 传统的时分复用方法不同，传统的时分复用接入的每个终端 都固定地分配了一个公共信道的一个时隙，是对号入座的， 不管这个终端是否正在工作都占用着这个时隙，这就使时隙 常常被浪费掉了。因为终端和时隙是“对号入座”的，所以 它们是“同步”的。而异步时分复用或统计时分复用是把公 共信道的时隙实行“按需分配” ，即只对那些需要传送信息 或正在工作的终端才分配给时隙，这样就使所有的时隙都能 饱满地得到使用，可以使服务的终端数大于时隙的个数，提 高了媒质的利用率， 从而起到了 “复用” 的作用。 统计分析， 统计复用可比传统的时分复用提高传输交率 2-4 倍。这种复 用的主要特点是动态地分配信道时隙，所以统计复用又可叫 做“动态复用” ，有效提高了信道和设备利用率，所以更适 合用于数据传输。 详细参考：

时分复用技术把公共信道按时间分配给用户使用，是一 种按时间

区分信号的方法。时分复用时先将多个用户设备通 过时分多路复用器连接到一个公共信道上，时分多路复用器 给各个设备分配一段使用公共信道的时间，这段时间也称为 时隙( TimeSlot )。当轮到某个设备工作时，该设备就同公共 信道接通，而其它设备就同公共信道暂时断开。设备使用时 间过后，时分多路复用器将信道使用权交给下一个设备，依 此类推一直轮流到最后一个设备，然后再重新开始。这样既 保证了各路信号的传输，又能让它们互不干扰。使用时分复 用信道的设备一般是低速设备，时分复用器将不间断的低速 率数据在时间上压缩后变成间断的高速率数据，从而达到低 速设备复用高速信道的目的。

X 主要应用于数字通信系统，在数字通信系统中传输某路模拟 信号的

采样数据时，采用时分复用技术解决了由于采样信号 在信道上占用时间的有限性(传输一个采样信号的时间仅占 采样间隔的一部分)引起的信道与设备利用率低的问题。另 外，时分复用技术也可以用在频分制下的某个子通道上。

同步时分多路复用技术( STDM ， Synchronization Time-

1)

DivisionMultiplexing ):用固定的时间片( TimeSlot )分 配方法，即将

公共信道的传输时间按特定长度连续地划分成 '帧'，再将帧划分成几个固定长度的时间片， 然后把时间片以 固定的方式分配给各个数据终端（每一路信号具有相同大小 的时间片），通过时间片交织形成多路复用信号，从而把各 低速数据终端信号复用成较高速率的数据信号。 特点： STDM 的公共信道的速率必须是每一个子信道速率的 总和，即每个用户的位周期必须是公共信道的位周期的 N 倍，N是用户数。

优点：时隙分配固定，便于调节控制，适于数字信息的传输 缺点：信道与设备利用率低（某路信号没有足够多的数据， 它所对应的信道会出现空闲，而其他有大量数据要发送的繁 忙的信道无法占用这个空闲的信道，由于没有足够多的时间 片可利用而拖很长一段的时间） 应用： DDN 网

（ 2）异步时分多路复用技术（ ATDM ， Asynchronism Time-

DivisionMultiplexing ）；统计时分多路复用技术 （STDM ， Statistic Time-DivisionMultiplexing ） :是对异步时分多路复用 技术

的改进，通过集中器（ STDM 下的 MUX ）为各个数据 终端或线路动态分配时间片（大量数据要发送的数据终端占 有较多的时间片，数据量小的数据终端少占用时间片，没有 数据的数据终端不分配时间片） 。这时，为了区分哪一个时 间片是哪一个数据终端或线路的，必须在时间片的数据前加 上该数据终端或线路的标识（源线路号地址） 。由于一个用 户的数据并不按照固定的时间间隔发送，所以称为“异步” 。 特点：把时间片动态地分配给各个终端，即当终端的数据要 传送时，才会分配到时间片，因此每个用户的数据传输速率 可以高于平均传输速率，最高可以达到线路总的传输能力。 例如；线路传输速率为 9600bit/s ， 4 个用户的平均速率为 2400bit/s，当用同步时分复用时，每个用户的最高速率为 2400bit/s，而在统计时分复用方式下，每个用户最高速率可 达 9600bit/s。

优：提高信道和设备利用率 缺：技术复杂（需使用保存输入排队信息的缓冲数据存储器 和比较复杂的寻址、控制技术。 ） 应用：高速远

程通信过程中，主要应用场合有数字电视节目 复用器和分组交换网等，下面就以这两种主要应用分别叙 述。

1 数字电视节目复用器

数字电视节目复用器主要完成对

MPEG-2传输流（TS）的

再复用功能， 形成多节目传送流 （MPTS） ，用于数字电视节目 的传输任务。所谓统计复用是指被复用的各个节目传送的码 率不是恒定的，各个节目之间实行按图像复杂程度分配码率 的原则。因为每个频道 （标准或增补 ）能传多个节目，各个节 目在同一时刻图像复杂程度不一样 （一样的概率很小 ），所以 我们可以在同一频道内各个节目之间按图像复杂程度分配 码率，实现统计复用。

实现统计复用的关键因素：一是如何对图像序列随时进 行复杂程度评估，有主观评估和客观评估两种方法；二是如 何适时地进行视频业务的带宽动态分配。使用统计复用技术 可以提高压缩效率，改进图像质量，便于在 1 个频道中传输 多套节目，节约传输成本。

2 分组交换网 分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后的一

种

新型交换网络，它主要用于数据通信，如X.25 ,帧中继，DPT ,

SDH ， GE 和 ATM 都是分组交换的例子。分组交换是一种存 储转

发的交换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组 （可以定长和不定长 ），以分组为存储转发。因此，它比电路 交换的利用率高，比报文交换的时延小，具有实时通信的能 力。分组交换利用统计时分复

用原理，将 1 条数据链路复用

成多个逻辑信道，最终构成 1 条主叫、被叫用户之间的信息 传送通路，称之为虚电路 （即 VC ，两个用户终端设备在开始 互相发送和接收数据之前需要通过网络建立逻辑上的连接 ）， 实现数据的分组传送。分组交换网中有的支持统计复用，有 的不支持统计复用，例如

SDH 就不支持统计复用，其带宽 是固定不变的， 支持统计复用技术

的主要有帧中继、 ATM 和 IP,下面作分别介绍。

(1) 帧中继

帧中继是在 X.25 分组交换技术基础上发展起来的一种 快速分组交换传输技术，用户信息以帧

传输，并对用户信息流进行统计复用。

(可变长 )为单位进行

(2) ATM

ATM 支持面向连接 (非物理的逻辑连接 )的业务，具有很 大的灵

活性，可按照多媒体业务实际需要动态分配通信资 源，对于特定业务，传送速率随信息到达的速率而变化，因 此， ATM 具有统计复用的能力，能够适应任何类型的业务。

(3) DPT

DPT(Dynamic PacketTransport) 是 Sisco 公司独创的新一 代

优化动态分组的传输技术，吸收了 SDH 的优点而克服其 缺点，将 IP 路由技术对宽带的高效利用以及丰富的业务融合 能力，和光纤环路的高带宽及可靠的自愈功能紧密结合，由 于所有节点都具有公平机制且

支持带宽统计复用，可成倍提 高网络可用带宽。

(4) 吉位以太网

GE(GigabitEthernet) 是以太网技术的延伸， 是第 3 代以太

网，它主要处理数据业务，是目前广电宽带城域骨干网采用 的主流技术。以太网交换机端口

(RJ45)所带的用户信道使用

率通常是不相同的，经常会出现有的信道很忙，有的信道处 于空闲状态，即便是以太网交换机所有的端口都处于通信状 态下，还会涉及到带宽的不同需求问题，而数据交换的特性 在于突发性，只有通过统计复用，即带宽动态分配才能降低 忙闲不一的现象，从而最大限度地利用网络带宽。