数据通信同步传输和异步传输

  同步是数字通信中必须解决的一个重要问题。所谓同步，就是要求通信的收发双方在时间基准上保持一致。

  计算机的通信过程与人们使用电话进行通话的过程有很多相似之处。在正常的通话过程中，人们在拨通电话，并确定对方就是他要找的人时，双方就可以进入通话状态。在通话过程中，说话的人要讲清楚每个字，并在每讲完一句话时需要停顿一下。听话的人也要适应讲话人的说话速度，听清楚对方讲的每一个字；同时要根据讲话人的语气和停顿来判断一句话的开始与结束，这样才可能听懂对方所说的每句话。这就是人们在电话通信过程中需要解决的“同步”问题。如果在数据通信中收发双方同步不良，轻者会造成通信质量下降，严重时甚至会造成系统完全不能工作。

  与人们通过电话进行通信的过程相似，在数据通信过程中，收发双方同样也要解决同步问题，只是问题更复杂一些。数据通信的同步包括以下两种。

  1.位同步(Bit synchronous)

  数据通信的双方如果是两台计算机的话，那么两台计算机的时钟频率即使标称值都是相同的(都是166MHz)，也一定存在着频率误差。因此，不同计算机的时钟频率肯定存在着差异。这种时钟频率的差异，将导致不同计算机的时钟周期的微小误差。

  尽管这种差异是微小的，但是在大量的数据的传输过程中，其积累误差也足以造成传输错误。因此，在数据通信过程中，首先要解决收发双方的时钟频率的一致性问题。解决的基本方法:要求接收端根据发送端发送数据的起止时间和时钟频率，来校正自己的时间基准与时钟频率。这个过程就叫做位同步。

  实现位同步的方法主要有以下两种:

  (1)外同步法外同步法是在发送端发送一路数据信号的同时，另外发送一路同步时钟信号。接收端根据接收到的同步时钟信号来校正时间基准与时钟频率，实现收发双方的位同步。

  (2)内同步法内同步法是从自含时钟编码的发送数据中提取同步时钟的方法，曼彻斯特编码与差分曼彻斯特编码都是自含时钟编码方法。这个问题将会在数据编码一节中进行介绍。

  2.字符同步(Character synchronous)]

  在实现了位同步后，第二步要实现的是字符同步。标准的ASCI字符由8位二进制0、1组成。发送端以8位为一个字符单元来发送，接收端也以8位为字符单元来接收。保证收发双方正确传输字符的过程就叫做字符同步。

  实现字符同步的方法主要有以下两种。

  1)同步式(Synchronous)

  采用同步方式进行数据传输称为同步传输(Synchronoustransmission)。同步传输将字符组织成组，以组为单位连续传送。在每组字符之前加上一个或多个用于同步控制的同步字符SYN，每个数据字符内不加附加位。接收端接收到同步字符SYN后，根据SYN来确定数据字符的起始与终止，以实现同步传输的功能。同步传输的工作原理如图6-4所示。

  2)异步式(Asynchronous)

  采用异步方式进行数据传输称为异步传输(Asynchronous transmission)。异步传输的特点:每个字符作为一个独立的整体进行发送，字符之间的时间间隔可以是任意的。为了实现字符同步，每个字符的第一位前加1位起始位(逻辑“1”)，字符的最后一位后加1位、1.5位或2位终止位(逻辑“0”)。异步传输的比特流结构如图6-5所示。

  在实际问题中，人们也将同步传输叫做同步通信，将异步传输叫做异步通信。同步通信的传输效率要比异步通信的传输效率高，因此，同步通信方式更适用于高速数据传输。