同步传输异步传输面向比特面向字符面向字节集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
同步通信和异步通信
一、同步通信和异步通信
串行通信可以分为两种类型，一种叫同步通信，另一种叫异步通信。
同步通信方式，是把许多字符组成一个信息组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息(通常称为信息帧)的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，要填上空字符，因为同步传输不允许有间隙。同步方式下，发送方除了发送数据，还要传输同步时钟信号，信息传输的双方用同一个时钟信号确定传输过程中每1位的位置。见右图所示。
图同步通信示意图
在异步通信方式中，两个数据字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个数据字符的前后都要用一些数位来作为分隔位。
从图中可以看到，按标准的异步通信数据格式（叫做异步通信帧格式），1个字符在传输时，除了传输实际数据字符信息外，还要传输几个外加数位。具体说，在1个字符开始传输前，输出线必须在逻辑上处于“1”状态，这称为标识态。传输一开始，输出线由标识态变为“0”状态，从而作为起始位。起始位后面为 5～8个信息位，信息位由低往高排列，即先传字符的低位，后传字符的高位。信息位后面为校验位，校验位可以按奇校验设置，也可以按偶校验设置，或不设校验位。最后是逻辑的“1”作为停止位，停止位可为1位、位或者2位。如果传输完1个字符以后，立即传输下一个字符，那么，后一个字符的起始位便紧挨着前一个字符的停止位了，否则，输出线又会进入标识态。在异步通信方式中，发送和接收的双方必须约定相同的帧格式，否则会造成传输错误。在异步通信方式中，发送方只发送数据帧，不传输时钟，发送和接收双方必须约定相同的传输率。当然双方实际工作速率不可能绝对相等，但是只要误差不超过一定的限度，就不会造成传输出错。图是异步通信时的标准数据格式。
图异步通信示意图
比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式下的高，因为同步方式下的非数据信息比例比较小。
二、传输率
所谓传输率就是指每秒传输多少位，传输率也常叫波特率（bit rate）。（所以同步还是异步通信都会有波特率的存在）在计算机中，每秒传输多少位和波特率的含义是完全一致的，但是，在最初的定义上，每秒传输多少位和波特率是不同的，前者是指每秒钟传输的数位是多少，而波特率是指每秒钟传输的离散信号的数目。所谓离散信号，就是指不均匀的、不连续的也不相关的信号。在计算机里，只允许高电平和低电平两种离散信号，它们分别表示l和0，于是，造成了波特率与每秒传输数位这两者的吻合。但在其他一些场合，就未必如此。比如，采用脉冲调制时，可以允许取4种相位，而每种相位代表2个数位，这种情况下，按每秒传输多少位(bps)计算的传输率便是波特率的两倍。国际上规定了一个标准波特率系列，标准波特率也是最常用的波特率，标准波特率系列为110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、19200..．．．．。
大多数接口的波特率可以通过编程来指定。
作为例子，我们可以考虑这样一个异步传输过程：设每个字符对应1个起始位、7个数据位、1个奇／偶校验位和1个停止位，如果波特率为1200，那么，每秒钟能传输的最大字符数为1200／10＝120个。？
作为比较，我们再来看一个同步传输的例子。假如也用1200的波特率工作，每个字符为7位，用4个同步字符作为信息帧头部，但不用奇／偶校验，那么，传输 100个字符所用的时间为7×（100＋4）/1200＝，这就是说，每秒钟能传输的字符数可达到100／＝165个。
三、异步通信的差错类型
异步通信过程中，可能发生通信错，一般有3种错误：
1、帧格式错：在应该接收到停止位的时候，接收到逻辑的“0”，便产生帧格式错误。
2、奇偶错：接收到的奇偶校验位错。
3、覆盖错：通信接口接收到数据并存放到数据输入寄存器中，但是CPU没有及时来取，后面新接收的数据覆盖了前面收到的数据，叫做覆盖错。
发生帧格式错和奇偶错的原因可能为下面几种：
◆发送和接收双方采用了不同的传输率，或虽然双方约定了相同的传输率，但传输率不可能绝对相等。在通信的速率比较高的情况下，如果双方的传输率误差达到一定的程度，也会造成通信出错；
◆通信双方采用了不相同的帧格式；
◆干扰。
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1.异步传输
通常，异步传输是以字符为传输单位，每个字符都要附加 1 位起始位和 1 位停止位，以标记一个字符的开始和结束，并以此实现数据传输同
步。所谓异步传输是指字符与字符(一个字符结束到下一个字符开始)之间的时间间隔是可变的，并不需要严格地限制它们的时间关系。起始位
对应于二进制值 0，以低电平表示，占用 1 位宽度。停止位对应于二进制值1，以高电平表示，占用 1~2 位宽度。一个字符占用 5~8位，具
体取决于数据所采用的字符集。例如，电报码字符为 5 位、ASCII码字符为 7 位、汉字码则为8 位。此外，还要附加 1 位奇偶校验位，可以
选择奇校验或偶校验方式对该字符实施简单的差错控制。发送端与接收端除了采用相同的数据格式(字符的位数、停止位的位数、有无校验位及
校验方式等)外，还应当采用相同的传输速率。典型的速率有：9 600 b/s、s、56kb/s等。
异步传输又称为起止式异步通信方式，其优点是简单、可靠，适用于面向字符的、低速的异步通信场合。例如，计算机与Modem之间的通信就是
采用这种方式。它的缺点是通信开销大，每传输一个字符都要额外附加2～3位，通信效率比较低。例如，在使用Modem上网时，普遍感觉速度很
慢，除了传输速率低之外，与通信开销大、通信效率低也密切相关。
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2. 同步传输
通常，同步传输是以数据块为传输单位。每个数据块的头部和尾部都要附加一个特殊的字符或比特序列，标记一个数据块的开始和结束，一般
还要附加一个校验序列(如16位或32位CRC校验码)，以便对数据块进行差错控制。所谓同步传输是指数据块与数据块之间的时间间隔是固定的，
必须严格地规定它们的时间关系。
在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。
1. 异步传输（Asynchronous Transmission）：异步传输将比特分成小组进行传送，小组可以是8位的1个字符或更长。发送方可以在任何时刻发送这些比特组，而接收方从不知道它们会在什么时候到达。一个常见的例子是计算机键盘与主机的通信。按下一个字母键、数字键或特殊字符键，就发送一个8比特位的ASCII代码。键盘可以在任何时刻发送代码，这取决于用户的输入速度，内部的硬件必须能够在任何时刻接收一个键入的字符。
异步传输存在一个潜在的问题，即接收方并不知道数据会在什么时候到达。在它检测到数据并做出响应之前，第一个比特已经过去了。这就像有人出乎意料地从后面走上来跟你说话，而你没来得及反应过来，漏掉了最前面的几个词。因此，每次异步传输的信息都以一个起始位开头，它通知接收方数据已经到达了，这就给了接收方响应、接收和缓存数据比特的时间；在传输结束时，一个停止位表示该次传输信息的终止。按照惯例，空闲（没有传送数据）的线路实际携带着一个代表二进制1的信号，异步传输的开始位使信号变成0，其他的比特位使信号随传输的数据信息而变化。最后，停止位使信号重新变回1，该信号一直保持到下一个开始位到达。例如在键盘上数字“1”，按照8比特位的扩展ASCII编码，将发送“00110001”，同时需要在8比特位的前面加一个起始位，后面一个停止位。
异步传输的实现比较容易，由于每个信息都加上了“同步”信息，因此计时的漂移不会产生大的积累，但却产生了较多的开销。在上面的例子，每8个比特要多传送两个比特，总的传输负载就增加25%。对于数据传输量很小的低速设备来说问题不大，但对于那些数据传输量很大的高速设备来说，25%的负载增值就相当严重了。因此，异步传输常用于低速设备。
2. 同步传输（Synchronous Transmission）：同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。
数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。
帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。
同步传输通常要比异步传输快速得多。接收方不必对每个字符进行开始和停止的操作。一旦检测到帧同步字符，它就在接下来的数据到达时接收它们。另外，同步传输的开销也比较少。例如，一个典型的帧可能有500字节（即4000比特）的数据，其中可能只包含100比特的开销。这时，增加的比特位使传输的比特总数增加%，这与异步传输中25 %的增值要小得多。随着数据帧中实际数据比特位的增加，开销比特所占的百分比将相应地减少。但是，数据比特位越长，缓存数据所需要的缓冲区也越大，这就限制了一个帧的大小。另外，帧越大，它占据传输媒体的连续时间也越长。在极端的情况下，这将导致其他用户等得太久。
同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。
异步传输方式并不要求发送方和接收方的时钟完全一样，字符与字符间的传输是异步的。
同步与异步传输的区别
1,异步传输是面向字符的传输，而同步传输是面向比特的传输。
2,异步传输的单位是字符而同步传输的单位是桢。
3,异步传输通过字符起止的开始和停止码抓住再同步的机会，而同步传输则是以数据中抽取同步信息。
4,异步传输对时序的要求较低，同步传输往往通过特定的时钟线路协调时序。5,异步传输相对于同步传输效率较低。
面向字节协议,面向字节协议是什么意思
目前，采用的通信协议有两类：异步协议和同步协议。同步协议又有面向字符和面向比特以及面向字节计数三种。其中，面向字节计数的同步
协议主要用于DEC公司的网络体系结构中。
（1）面向比特的同步协议
面向比特的协议中最有代表性的是IBM的同步数据链路控制规程SDLC （Synchronous Data Link Control），国际标准化组织ISO
（International Standards Organization）的高级数据链路控制规程HDLC （High Level Data Link Control），美国国家标准协会
（American National Standards Institute ）的先进数据通信规程ADCCP （ Advanced Data Communications Control Procedure）。这些协
议的特点是所传输的一帧数据可以是任意位，而且它是靠约定的位组合模式，而不是靠特定字符来标志帧的开始和结束，故称"面向比特"的协
议。Bit-oriented protocol（面向比特协议）：能不管帧内容而传送帧的数据链路层通讯协议类别。与面向字节协议相比，面向比特协议提供
全双工*作并更加高效和可靠。
（2）面向字符的同步协议
特点与格式：这种协议的典型代表是IBM公司的二进制同步通信协议(BSC）。它的特点是一次传送由若干个字符组成的数据块，而不是只传送一
个字符，并规定了10个字符作为这个数据块的开头与结束标志以及整个传输过程的控制信息，它们也叫做通信控制字。由于被传送的数据块是
由字符组成，故被称作面向字符的协议。
（3）面向字节的同步协议
Byte-oriented protocol（面向字节协议）：数据链路通信协议的类别，该数据链路通信协议使用用户字符集中的一个特定字符划定帧的界限
。这些协议大多数已被面向比特的协议取代。典型应用为PPP协议。