同步技术:面向字符和面向位的传输方式

由传输介质连接起来进行数据交换的两台设备，其工作必须密切配合。每次经过介质发送的各位数据，其定时对发送机和接收机必须是相同的，即相互是同步的。要定时就要考虑：速率、持续时间和间隔。因此，同步就是接收端要按照发送端所发送的每个码元的起止时刻和重复频率来接收数据。两者时间上必须取得一致。

传输数据的同步方式有两种：异步传输与同步传输。

2.3.5.1　异步传输

异步传输如图2-16所示方式中，每次传送一个字符（5～8位），都在每个字符代码前加一起始位，表示该字符代码的开始。在字符和校验码后加一停止位，以示该代码的结束。所以又称起止式同步，起始位编码为“0”，持续一位时间，停止位编码为“1”持续1～2位。当不发送数据时，发送端连续地发送停止码“1”。接收端一旦接收到从“1”到“0”信号跳变，便知道要开始新字符的发送，利用这种极性的改变便可启动定时机构，实现同步。

图2-16　串行异步通信ASYNC（Asynchronous Data Communication）

当接收到接收停止位，就将定时机构复位，准备接收下一个字符代码。在异步传输中不需要传输时钟脉冲。由于这种方式的字符发送是相互独立的，故称为异步方式。

异步通信设备易于安装，维护简单且价格便宜；但异步方式由于每一个字符都引入起始和停止位，所以开销大、效率低、速率低，常用于低速传输，如1200bit/s或更低的速度。分时终端与计算机的通信一般是异步的。

2.3.5.2　同步传输(www.xing528.com)

在这种方式中，利用时钟的同步使发送和接收装置之间的定时不发生误差。使时钟保持同步的方法之一，是在接收装置和发送装置之间采用单独的时钟信息，称为同步法。另一种方法是将定时信号包含在数据信号中发送，直接从数据波形本身中提取同步信号，称自同步法。如数字信号利用曼彻斯特编码时，规定传送“0”信号时是先正后负，传送“1”信号时是先负后正。

由于数据信号都是由二进制码按预定规律编排而成，它包含位、字、句及帧。数据传输的代码结构是由若干位组成字，由若干字组成句，由若干句组成帧，传输时不仅位需要同步，其余字、句、帧都要同步，这就叫群同步。只有做到群同步，接收端才能正确识别字、句、帧等码群。如果只有位同步而无群同步，收到的信号将是一串无意义的码元序列。为使接收装置能确定数据块的开始和结束，每一数据块前、后用同步数据块加上同步定界符等控制信息的组合，常称为“帧”。帧的实际格式，常取决于传输方案，有面向位的和面向字符方式的两种。

1.面向字符方式

在面向字符方式中，数据被当作字符（8位）序列，所有控制信息取字符形式。每帧以一个或多个同步字符开始。同步字符常记作SYN，其8位编码为00010110，SYN告知接收装置是一个数据块的开始。在有些方案中，具有特定的字符作后定界符。接收装置一接收到SYN字符，就得知已发送了数据块，而开始接收数据，直到接收到后同步字符，一帧数据就告结束。之后，接收装置又开始寻找新的SYN控制字符。如图2-17所示。

图2-17　同步传输中面向字符的帧

2.面向位的方式

面向位的方式中，数据块被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。在面向位的方式中，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”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”，接收方就删除这个附加的“0”，这种规程就是所谓的位插入。