数据通信中的同步方式

数据通信中的同步方式

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。

数据通信中常用的两种同步方式是：异步传输和同步传输。

1. 异步传输

(1) 异步传输分组的组成

在异步传输中，数据被划分成字符分组独立进行传输。该小组包含起始位、数据位、校验位（可选项）和停止位，具体如下：

☆ 1 bit起始位：表示字符的开始

☆ 5～8bit数据位：表示要传输的字符内容

☆ 1bit校验位：用于进行奇校验或偶校验

☆ 1～2bit终止位：表示接收字符结束

(2) 异步传输的工作原理

异步传输的工作原理如图2-1-10所示（图中的信号为负逻辑）：无数据传输时，传输线处于停止状态，即高电平（逻辑"0"）；当检测到传输线状态从高电平变为低电平时，即检测到起始位（逻辑"1"）时，接收端启动定时机构，按收、发双方约定的时钟频率对约定的字符比特数（5～8bit）进行接收，并以约定的校验算法（如果有校验位）进行差错控制；待传输线状态从低电平变为高电平时（检测到终止位），接收结束。

异步传输方式中，各字符分组所含比特数相同，因此传输每一字符所用的时间相同。起始位的作用是使每一字符内的各比特收发同步。但是，发送各字符的间隔可以不相同，也就是不同步。换句话说，异步方式中，各字符分组作为独立的单位被传输，其中的每个比特位都同步，但是传输的字符分组间并不要求同步。

图2-1-10 异步传输工作原理

异步传输的优点是实现简单，但数据传输额外开销大（每个字符需加起始位和终止位）。因此，这种方式主要用于低速设备，如键盘和某些打印机等。

2 同步传输

(1) 同步传输数据帧的组成

同步方式是指在一组字符（数据帧）之前加入同步字符，同步字符之后可以连续发送任意多个字符。即，同步字符表示一组字符的开始。

同步方式数据帧的典型组成如图2-1-11所示。

图2-1-11 同步方式下的数据帧组成

其中：

☆ 同步字符（SYN）：表示数据帧的开始

☆ 地址字段：包括源地址（发送方地址）和目的地址（接收方地址）

☆ 控制字段：用于控制信息（该部分对于不同数据帧可能变化较

大）

☆ 数据字段：用户数据（可以是字符组合，也可以是比特组合）☆ 检验字段：用于检错

☆ 帧结束字段：表示数据帧的结束

(2) 同步传输的工作原理

发送前，收发双方先约定同步字符的个数及相应的代码，以便实现接收与发送的同步：接收端一旦检测到同步字符SYN，即可按双方约定的时钟频率接收数据，并以约定的算法进行差错校验，直至帧结束字段出现。

同步方式中，整个字符组（数据帧）在发送端和接收端被同步后，才作为一个单元传输，不需要对每个字符添加表示起始和停止的控制位。所以数据传输额外开销小，传输效率高。但是同步方式实现复杂，传输中的一个错误将影响整个字符组（而异步传输中的同样错误只影响一个字符的正确接收）。这种方式主要用于需高速数据传输的设备。