同步传输/数据同步

问题：什么是同步传输？同步传输是什么意思？

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2.5%，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。

 

异步传输和同步传输
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浏览次数 7144 添加日期 2005-6-21

 

    通信过程中收、发双方必须在时间上保持同步,一方面码元之间要保持同步,另一方面由码元组成的字符或数据块之间在起止时间上也要保持同步。实现字符或数据块之间在起止时间上同步的常用方法有异步传输和同步传输两种。
1.异步传输
    异步传输即前面介绍过的群同步传输。异步传输方式中,一次只传输一个字符(由5~F8位数据组成)。每个字符用一位起始位引导、一位停止位结束。起始位为"。",占一位时间;停止位为"1",占1~2位的持续时间。在没有数据发送时,发送方可发送连续的停止位(称空闲位)。接收方根据"1"至"。"的跳变来判别一个新字符的开始,然后接收字符中的所有位。这种通信方式简单便宜,但每个字符有2~3位的额外开销。
2.同步传输
    同步传输时,为使接收方能判定数据块的开始和结束,还须在每个数据块的开始处和结束处各加一个帧头和一个帧尾,加有帧头、帧尾的数据称为一帧(Fram)。帧头和帧尾的特性取决于数据块是面向字符的还是面向位的。
    如果采用面向字符的方案,那么每个数据块以一个或多个同步字符作为开始。同步字符通常称为SYN,这一控制字符的位模式与传输的任何数据字符都有明显的差别。帧尾是另一个惟一的控制字符。这样,接收方判别到SYN字符后,就可接收数据块,直到发现帧尾字符为止。然后,接收方再判别下一个SW字符。例如IBM公司的二进同步规程mc就是这样一种面向字符的同步传输方案。
    面向位的方案是把数据块作为位流而不是作为字符流来处理。除了帧头和帧尾的原理有一点差外,其余基本相同。在面向位的方案中,由于数据块中可以有任意的位模式,因此不能够保证在数据块中出现帧头和帧尾标志,为此把帧头和帧尾都使用模式01111110(称为标志),而为了避免在数据块中出现这种模式,发送方在所发送的数据中每当出现5个1之后就插入一个附加的0。当接收方检测到5个1的序列时,就检查后续的一位数据,若该位是0,接收方就删除掉这个附加的0,这种规程就是所谓的位插入(Bit Stuffing)。在国际标准化组织ISO所规定的高级数据链路控制规程HDLC和IBM公司所规定的同步数据链路控制规程SDLC中都采用这种技术。