时分多路复用

同步技术

　　时分复用通信中的同步技术包括位同步(时钟同步)和帧同步，这是数字通信的又一个重要特点。位同步是最基本的同步，是实现帧同步的前提。位同步的基本含义是收、发两端机的时 钟频率必须同频、同相，这样接收端才能正确接收和判决发送端送来的每一个码元。为了达到收、发端频率同频、同相，在设计传输码型时，一般要考虑传输的码型中应含有发送端的时钟频率成分。这样，接收端从接收到PCM码中提取出发端时钟频率来控制收端时钟，就可做到位同步。

　　帧同步是为了保证收、发各对应的话路在时间上保持一致，这样接收端就能正确接收发送端送来的每一个话路信号，当然这必须是在位同步的前提下实现。

　　为了建立收、发系统的帧同步，需要在每一帧(或几帧)中的固定位置插入具有特定码型的帧同步码。这样，只要收端能正确识别出这些帧同步码，就能正确辨别出每一帧的首尾，从而能正确区分出发端送来的各路信号。

复用方式

　　根据每个时间片中存放的内容不同，在时分多路复用器中，数据复用方式分为三种，即

　　比特交错法

　　字符交错法

　　码组交错法

分类与比较

　　时分多路复用又分为同步时分复用（Synchronous Time Division Multiplexing，STDM）和异步时分复用（Asynchronous Time Division Multiplexing，ATDM）。

　　1.同步时分复用

　　同步时分复用采用固定时间片分配方式，即将传输信号的时间按特定长度连续地划分成特定的时间段（一个周期），再将每一时间段划分成等长度的多个时隙，每个时隙以固定的方式分配给各路数字信号，各路数字信号在每一时间段都顺序分配到一个时隙。

　　由于在同步时分复用方式中，时隙预先分配且固定不变，无论时隙拥有者是否传输数据都占有一定时隙，这就形成了时隙浪费，其时隙的利用率很低，为了克服STDM的缺点，引入了异步时分复用技术。

　　2.异步时分复用

　　异步时分复用（ATDM）技术又被称为统计时分复用技术（Statistical Time Division Multiplexing），它能动态地按需分配时隙，以避免每个时间段中出现空闲时隙。

　　ATDM就是只有当某一路用户有数据要发送时才把时隙分配给它；当用户暂停发送数据时，则不给它分配时隙。电路的空闲时隙可用于其他用户的数据传输。

　　另外，在ATDM中，每个用户可以通过多占用时隙来获得更高的传输速率，而且传输速率可以高于平均速率，速率可达到电路总的传输能力，即用户占有所有的时隙。

　　ATDM与STDM比较

　　时间片上：N条输入线路

　　①ATDM: 帧内时间片数为M=N

　　②STDM:帧内时间片数M< = N

　　效率上：

　　① ATDM: 效率低，但技术可靠，通信费用低

　　② STDM:效率高，技术先进，但缓冲的容量较大，需用地址信息以便解复用器确定数据流向，即控制规程较复杂

原理

　　时分多路复用建立在抽样定理基础上，因为抽样定理使连续的基带信号变成在时间上离散的抽样脉冲（参见图中的“原始信号”和“数字化信号”两部分的3路信号波形），这样，当抽样脉冲占据较短时间时，在抽样脉冲之间就留出了时间空隙。利用这种空隙便可以传输其他信号的抽样值，因此，就有可能在一条信道同时传送若干个基带信号（参见图中右部分的“复用后数据”）。时分多路复用以时间作为信号分割的参量，故必须使各路信号在时间轴上互不重叠。由于每路数据总是使用每个时间片的固定时隙，所以这种时分复用也称为“同步时分复用”。

　　若媒体能达到的传输速率超过传输数据所需的数据传输速率，可采用时分多路复用（TDM）技术将一条物理信道按时间分成若干个时间片，然后轮流分配给多个信号使用，每一时间片由复用的一个信号占用。这样，利用每个信号在时间上的交叉，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。时分多路复用不仅局限于传输数字信号，也可同时交叉传输模拟信号。