TimeDivisionMultiplexing时分复用TDM技术

Time Division Multiplexing时分复用TDM技术

一、什么是T D M？

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（Time Slot）。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。

二、T D M 应用

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。

三、T D M 分类

1、同步时分多路复用技术（STDM，Synchronization Time-Division Multiplexing）

用固定的时间片（Time Slot）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

DDN网络把数据通信技术、数字通信技术、光纤通信技术、数字交叉连接技术和计算机技术有机地结合在一起。通过发展，DDN应用范围从单纯提供端到端的数据通信扩大到能提供和支持多种通信业务，成为具有众多功能和应用的传输网络。我们要顺应发展潮流，积极追踪新技术的发展，扩大网络服务对象，搞好网络的建设管理，最大限度地发挥网络优势DIGITAL DATA NETWORK数字数据网。它是利用数字信道提供永久性连接电路，用来传输数据信号的数字传输网络。它是利用数字信道提供永久性连接电路，用来传输数据信号的数字传输网络。可提供速率为N*64KBPS（N=1、2、3….31）和N*2MBPS的国际、国内高速数据专线业务。可提供的数据业务接口：V.35、RS232、RS449、RS530、X.21、G.703、X.50等。

DDN专线接入向用户提供的是永久性的数字连接，沿途不进行复杂的软件处理，因此延时较短，避免了传统的分组网中传输协议复杂、传输时延长且不固定的缺点；DDN专线接入采用交叉连接装置，可根据用户需要，在约定的时间内接通所需带宽的线路，信道容量的分配和接续均在计算机控制下进行，具有极大的灵活性和可靠性，使用户可以开通各种信息业务，传输任何合适的信息，因此，DDN专线接入在多种接入方式中深受用户的青睐。它的主要作用是向用户提供永久性和半永久性连接的数字数据传输信道，既可用于计算机之

间的通信，也可用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号或其它数字化信号。

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

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。

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

3、光时分复用技术(OTDM ，optical time-division multiplexing)

OTDM原理就是将多个高速调制光信号转换为等速率光信号，然后放在光发射器里利用超窄光脉冲进行时域复用，将其调制为更高速率的光信号然后再放到光纤里进行传输。经此整合，限制传输速率容量的电子瓶颈就得到了有效的解决。

特点: 可简单地接入极高的线路速率（高达几百Gbit/s）；·支路数据可具有任意速率等级，和现在的技术（如SDH）兼容；由于是单波长传输，大大简化了放大器级联管理和色散管理；网络的总速率虽然很高，但在网络节点，电子器件只需以本地的低数据速率工作；OTDM和WDM的结合可支撑未来超高速光通信网的实现

优点: OTDM之所以引起人们的关注，主要有两个原因：OTDM可克服WDM的一些缺点，如由放大器级联导致的谱不均匀性，非理想的滤波器和波长变换所引起的串话，光纤非线性的限制，苛刻要求的波长稳定性装置及昂贵的可调滤波器；OTDM技术被认为是长远的网络技术。为了满足人们对信息的大量需求，将来的网络必将是采用全光交换和全光路由的全光网络