[科普中国]-异步时分复用

异步时分复用又称统计时分复用( STDM, Statistical Time Division Multiplexing)或智能时分复用，它对用户采用动态“按需分配”时隙，即只要用户有传输数据的需要时就应为其分配时隙，用户需要传输的数据量较大时，可以分配给它较多的时隙，需要传送的数据量较小时，就分配给它较小的时隙；用户如果没有数据需要传送，则可以不分配时隙给它。因此每个用户分配的时隙宽度及顺序均不固定，而是随用户要求传输的数据量变化而变化。异步时分多路复用是目前计算机网络中应用广泛的多路复用技术。1

简介异步时分复用也称为统计时分复用，是对同步时分复用的改进，提高了链路的利用率。在同步时分复用中，每个站点都要分配时间片，如果有n个站点，至少需要n个时间片。而在异步时分复用中，时间片的数目要小于站点的数目，因为并不是每个站点在时间片到来时都有数据发送，所以在时间片数目相同的情况下，异步时分复用能支持更多的站点。3

在异步时分复用中，时间片不进行预分配，每个时间片可以被任何一个有数据发送的站点使用。复用器轮流扫描各个站点的输入线路，如果有数据，就将其放入帧中；如果没有数据，就跳过，当一帧放满后就发送出去。由于时间片不事先分配，每个站点发送的数据在一帧中的位置是不固定的，因此在发送数据时要附加地址信息。3

如右图所示，每站都编有地址，分别是1、2、3、4。帧中每个数据前都有地址信息。另外，从图中还可以看出，每帧中只有3个数据，说明每帧有3个时间片，时间片的数目要小于站点的数目。3

统计时分复用提高了线路的利用率，但是附加的地址信息也带来了额外的处理开销。3

工作过程异步时分复用的基本工作过程是多路复用器对用户数据输入缓冲存储器进行不断扫描，根据扫描结果向线路上输出复用后的多路用户数据信号。只要有任意用户向缓冲存储器中输入数据，复用器输出线路就会持续不断地工作。除非所有用户在同一时间内都没有传送数据的要求，线路才会处于空闲状态。但是在参与复用的用户数较多时，这种情况出现的几率极低，因此线路几乎没有闲置的机会。可见异步时分复用方式的线路利用率将比同步时分复用高。1

工作原理异步时分多路复用允许动态地分配时间片。异步时分多路复用的工作原理如右图所示。4

假设复用的信道数为m，每个周期T分为n个时间片。由于考虑到m个信道并不总是同时工作，为了提高通信线路的利用率，允许m>n。这样，每个周期内的各个时间片只分配给那些需要发送数据的信道。在第一个周期内，可以将第1个时间片分配给第2路信号将第2个时间片分配给第3路信号，将第3个时间片分配给第8路信号……将第n个时间片分配给第m-1路信号；在第二个周期到来后，可以将第1个时间片分配给第1路信号，将第2个时间片分配给第5路信号，将第3个时间片分配给第6路信号……将第n个时间片分配给第m路信号，并且继续循环下去。4

时间片序号与信道号之间不再存在固定的对应关系。这种方法可以避免通信线路资源的浪费，但由于信道号与时间片序号无固定对应关系，因此发送端无法确定应将哪个时间片的信号传送到哪个信道。为了解决这个问题，异步时分多路复用的发送端需要在传送数据的同时，还要传送发送信道与接收信道的序号。4

本词条内容贡献者为:

孙锐 - 教授 - 合肥工业大学