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數據通信同步傳輸和異步傳輸

??同步是數字通信中必須解決的一個重要問題。所謂同步，就是要求通信的收發雙方在時間基準上保持一致。

??計算機的通信過程與人們使用電話進行通話的過程有很多相似之處。在正常的通話過程中，人們在撥通電話，并確定對方就是他要找的人時，雙方就可以進入通話狀態。在通話過程中，說話的人要講清楚每個字，并在每講完一句話時需要停頓一下。聽話的人也要適應講話人的說話速度，聽清楚對方講的每一個字；同時要根據講話人的語氣和停頓來判斷一句話的開始與結束，這樣才可能聽懂對方所說的每句話。這就是人們在電話通信過程中需要解決的“同步”問題。如果在數據通信中收發雙方同步不良，輕者會造成通信質量下降，嚴重時甚至會造成系統完全不能工作。

??與人們通過電話進行通信的過程相似，在數據通信過程中，收發雙方同樣也要解決同步問題，只是問題更復雜一些。數據通信的同步包括以下兩種。

位同步(Bit synchronous)

??數據通信的雙方如果是兩臺計算機的話，那么兩臺計算機的時鐘頻率即使標稱值都是相同的(都是166MHz)，也一定存在著頻率誤差。因此，不同計算機的時鐘頻率肯定存在著差異。這種時鐘頻率的差異，將導致不同計算機的時鐘周期的微小誤差。

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??盡管這種差異是微小的，但是在大量的數據的傳輸過程中，其積累誤差也足以造成傳輸錯誤。因此，在數據通信過程中，首先要解決收發雙方的時鐘頻率的一致性問題。解決的基本方法:要求接收端根據發送端發送數據的起止時間和時鐘頻率，來校正自己的時間基準與時鐘頻率。這個過程就叫做位同步。

??實現位同步的方法主要有以下兩種:

??(1)外同步法外同步法是在發送端發送一路數據信號的同時，另外發送一路同步時鐘信號。接收端根據接收到的同步時鐘信號來校正時間基準與時鐘頻率，實現收發雙方的位同步。

??(2)內同步法內同步法是從自含時鐘編碼的發送數據中提取同步時鐘的方法，曼徹斯特編碼與差分曼徹斯特編碼都是自含時鐘編碼方法。這個問題將會在數據編碼一節中進行介紹。

??2.字符同步(Character synchronous)]

??在實現了位同步后，第二步要實現的是字符同步。標準的ASCI字符由8位二進制0、1組成。發送端以8位為一個字符單元來發送，接收端也以8位為字符單元來接收。保證收發雙方正確傳輸字符的過程就叫做字符同步。

??實現字符同步的方法主要有以下兩種。

??1)同步式(Synchronous)

??采用同步方式進行數據傳輸稱為同步傳輸(Synchronoustransmission)。同步傳輸將字符組織成組，以組為單位連續傳送。在每組字符之前加上一個或多個用于同步控制的同步字符SYN，每個數據字符內不加附加位。接收端接收到同步字符SYN后，根據SYN來確定數據字符的起始與終止，以實現同步傳輸的功能。同步傳輸的工作原理如圖6-4所示。

??2)異步式(Asynchronous)

??采用異步方式進行數據傳輸稱為異步傳輸(Asynchronous transmission)。異步傳輸的特點:每個字符作為一個獨立的整體進行發送，字符之間的時間間隔可以是任意的。為了實現字符同步，每個字符的第一位前加1位起始位(邏輯“1”)，字符的*后一位后加1位、1.5位或2位終止位(邏輯“0”)。異步傳輸的比特流結構如圖6-5所示。

??在實際問題中，人們也將同步傳輸叫做同步通信，將異步傳輸叫做異步通信。同步通信的傳輸效率要比異步通信的傳輸效率高，因此，同步通信方式更適用于高速數據傳輸。