8、同步传输与异步传输

同步传输和异步传输的区别在网络通信过程中，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%。

同步通信和异步通信的传输方式通信是现代社会最基本的交流手段之一。

在网络连通的时代，需要通过不同的方式进行数据传输。

同步通信和异步通信都是通信领域非常重要的传输方式。

同步通信是指在数据的传输过程中，发送方和接收方的时钟是同步的。

也就是说，在发送数据的时候，需要和接收方的时钟进行同步和匹配，使得数据的传输能够实时、准确地进行。

同步通信可以提供高效、可靠的传输方式。

但是，它也有一些不足之处。

例如，同步通信需要使用更多的数据信号线路，这样就意味着它对于电路和软件的设计要求更高。

此外，同步通信还容易受到传输距离以及传输速度等因素的影响。

因此，当需要进行长距离、高速的数据传输时，同步通信可能不太合适。

与同步通信不同，异步通信则是通过发送方和接收方之间的信号进行传输。

在异步通信中，每一份数据都被封装为一个帧，然后发送到接收方。

这些帧经常包含数据、起始符、停止符和奇偶校验位等信息来保证数据传输的准确性。

由于异步通信的传输方式相对简单，因此它很适合于长距离、低速的传输。

此外，由于异步通信可以节省数据信号线路，因此它也很常见于基于串行接口的设备之间。

总体而言，同步通信和异步通信都各自有其独特的应用场景。

当需要进行高效、高速的数据传输时，同步通信可能是更好的选择。

而当需要进行低速、长距离的传输时，异步通信则是更加合适的方式。

当然，这只是一些通用规则，并不一定适用于所有的情况。

在具体的应用场景中，我们需要根据实际需求来选择最适合的通信方式。

综上所述，同步通信和异步通信都是通信领域非常重要的传输方式。

尽管它们的工作方式和原理有所不同，但都可以为不同的应用场景提供高效、可靠的数据传输方式。

在进行通信设计时，我们需要仔细考虑实际需求，选择最适合的通信方式。

通信同步方式在数字数据通信中，发送端和接收端之间必须在时间上保持同步，接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间，才能保证数据接收的正确性和可靠性。

为此，通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式，并按照规定的同步方式进行数据传输。

根据通信协议所定义的同步方式，数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。

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、19.2kb/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。

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。

通信同步方式在数字数据通信中，发送端和接收端之间必须在时间上保持同步，接收端只有知道数据流中各个位的开始时间和结束时间，才能保证数据接收的正确性和可靠性。

为此，通信双方必须在通信协议中定义通信同步方式，并按照规定的同步方式进行数据传输。

根据通信协议所定义的同步方式，数据传输可分为异步传输 (Asynchronous Transmission)和同步传输(Synchronous Transmission)两大类。

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、19.2kb/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。

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。

异步传输和同步传输的概念异步传输和同步传输的概念听上去可能有点复杂，但其实就像我们平时聊天一样，简单易懂。

想象一下，你在一个热闹的聚会上，大家都在各自的角落聊天。

有人说话的时候，其他人也可以随意插嘴，这就是异步传输。

你随时可以说“嘿，你听过那个笑话吗？”而不需要等别人说完。

这种方式在网络数据传输中也一样，信息可以在不同的时间到达，而不需要所有的数据都齐刷刷地到位。

再说说同步传输，就像是一场音乐会，乐队里的每个人都得严格按照节奏来演奏。

你不能随便插入自己的即兴创作，不然乐曲就变得乱七八糟。

所有的信息都必须在规定的时间内发送和接收。

就好比你在上课，老师讲课的时候，学生们都得保持安静，等老师讲完才能提问。

这种方式让信息传输的效率更高，适合那些需要及时响应的场合。

现在说到优缺点，异步传输就像是你随意的聚会，轻松自在，但有时候也会造成混乱。

因为信息到达的时间不确定，有时候可能会出现“信息堵车”的情况。

而同步传输就像是精心安排的演出，每个乐器都有它的位置，所有的演奏者都在同一节拍下。

但是，万一有人跑掉了，整个乐队就得停下来，重新调整节奏。

如果把这两种传输方式比作交通方式，那异步传输就是你随心所欲开车，想走哪条路就走哪条路，虽说自由，但有时可能会遇到堵车。

而同步传输就像是高铁，虽然速度快，但必须严格遵守时刻表。

也许你在车站等得不耐烦，但一旦上车，飞速前进的感觉真是爽快。

异步传输在我们的日常生活中其实挺常见的。

比如说你发个微信，朋友未必会立刻回复你，这就是异步。

你可以先做自己的事情，再等对方的回复。

而在工作中，有些文件的提交也都是异步进行的，大家各自忙各自的，等到时间到了，再一起交上来，互不影响。

这种方式让每个人都有更多的自由度。

但在一些对时间要求高的场合，比如在线游戏或者视频通话，异步传输就显得不够给力了。

这时候，大家需要实时互动，信息的延迟可能会影响体验。

同步传输就像是两个人在跳舞，必须配合得当，才能让舞步流畅自然。

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。

异步传输和同步传输的基本原理1. 引言1.1 什么是异步传输和同步传输异步传输和同步传输是指在数据传输过程中，发送方和接收方之间的数据传输方式不同。

异步传输是指数据以不固定的速率进行传输，发送方和接收方之间没有时钟信号进行同步，数据传输不需要双方实时交互。

而同步传输则是指数据以固定的速率进行传输，发送方和接收方之间通过时钟信号进行同步，数据传输需要双方实时交互。

异步传输和同步传输在不同的应用场景中有不同的优势和劣势。

异步传输适用于数据量小，速度不要求特别快的情况，而同步传输适用于数据量大，速度要求高且准确性要求高的情况。

在实际应用中，根据具体的需求和条件选择合适的数据传输方式非常重要。

异步传输和同步传输在数据传输过程中起着不同的作用，各有其优势和劣势。

在选择数据传输方式时需要根据具体情况进行权衡和考虑，以达到最佳的传输效果。

1.2 异步传输和同步传输的应用场景异步传输和同步传输在现代通信领域中有着广泛的应用场景。

异步传输常用于需要同时传输大量数据的场景，比如文件传输、视频流传输等。

在这些场景中，异步传输可以实现数据的快速传输，提高传输效率。

在一些需要实时性较高的场景中，同步传输则更为适用。

比如VoIP通话、视频会议等实时通信场景中，同步传输可以保证数据的实时性和稳定性，确保通信质量。

异步传输和同步传输还常用于不同的应用领域。

异步传输常用于大数据处理、数据备份等领域；而同步传输则常用于在线游戏、实时监控等领域。

在不同的应用场景中，选择合适的传输方式可以提高系统性能和用户体验。

了解异步传输和同步传输的特点和应用场景对于设计和优化通信系统至关重要。

2. 正文2.1 异步传输的基本原理异步传输的基本原理是指在数据传输过程中发送端和接收端的时钟不同步，数据是按照不固定时间间隔发送和接收的。

在异步传输中，数据以字符为单位传输，每个字符之间用起停位来标识。

发送端通过发送起始位来通知接收端数据的开始，而接收端则通过检测起始位来准确地接收数据。

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。