Введение

Статистическая мультиплексировка – это тип совместного использования каналов связи, очень похожий на динамическое распределение полосы пропускания (DBA). При статистической мультиплексировке канал связи разделяется на произвольное количество цифровых каналов с переменной скоростью передачи данных или потоков данных. Совместное использование канала адаптируется к текущим требованиям трафика потоков данных, передаваемых по каждому каналу. Это альтернатива фиксированному разделению канала, такому как в обычном мультиплексировании с разделением по времени (TDM) и мультиплексировании с разделением по частоте (FDM). При правильной реализации статистическая мультиплексировка может обеспечить повышение эффективности использования канала, называемое выигрышем от статистической мультиплексировки. Статистическая мультиплексировка облегчается посредством пакетной или пакетно-ориентированной связи, которая, в частности, используется в компьютерных сетях с коммутацией пакетов. Каждый поток разделяется на пакеты, которые обычно доставляются асинхронно по принципу "первый пришел – первый обслужен". В качестве альтернативы пакеты могут доставляться в соответствии с определенной политикой планирования для обеспечения справедливого обслуживания или дифференцированного и/или гарантированного качества обслуживания. Статистическая мультиплексировка аналогового канала, например беспроводного канала, также может быть реализована с помощью следующих схем:
ортогонального частотного мультиплексирования с произвольным переходом частоты (RFH OFDMA);
множественного доступа с кодовым разделением (CDMA), где различным пользователям может быть назначено разное количество кодов расширения или коэффициентов расширения. Статистическая мультиплексировка обычно подразумевает предоставление услуги "по требованию", а не предварительное выделение ресурсов для каждого потока данных. Схемы статистической мультиплексировки не контролируют передачу пользовательских данных.

Сравнение со статическим TDM

Статистическая мультиплексировка временной области (пакетная передача данных) аналогична мультиплексированию с временным разделением каналов (TDM), за исключением того, что вместо выделения одному потоку данных одного и того же повторяющегося временного слота в каждом кадре TDM, каждому потоку данных назначаются временные слоты (фиксированной длины) или фреймы данных (переменной длины), которые часто кажутся запланированными в случайном порядке и испытывают переменную задержку (в то время как в TDM задержка фиксирована). Статистическая мультиплексировка позволяет произвольно распределять полосу пропускания между переменным количеством каналов (в то время как в TDM количество каналов и скорость передачи данных по каналу фиксированы). Статистическая мультиплексировка обеспечивает отсутствие неиспользованных слотов (в отличие от TDM, где слоты могут оставаться незаполненными). Пропускная способность канала связи используется только теми пользователями, у которых есть пакеты для передачи. Статическое TDM и другие методы коммутации каналов реализуются на физическом уровне в моделях OSI и TCP/IP, а статистическая мультиплексировка – на канальном уровне и выше.

Идентификация канала

При статистическом мультиплексировании каждый пакет или кадр содержит идентификационный номер канала/потока данных или (в случае передачи датаграмм) полную информацию об адресе назначения.

Статистический мультиплексор

Например, в цифровом аудио- и видеовещании статистический мультиплексор — это устройство, объединяющее контент, которое позволяет вещателям предоставлять максимальное количество аудио- или видеосервисов при заданной полосе пропускания за счет распределения общего фиксированного объема полосы пропускания между несколькими сервисами или потоками с переменной скоростью передачи данных. Мультиплексор выделяет каждому сервису полосу пропускания, необходимую для его текущих потребностей, так что сервисы со сложными сценами получают больше полосы пропускания, чем сервисы с менее сложными сценами. Эта технология совместного использования полосы пропускания обеспечивает наилучшее качество видео при минимально возможной суммарной полосе пропускания.