同步與異步傳輸?shù)膮^(qū)別
1,異步傳輸是面向字符的傳輸,而同步傳輸是面向比特的傳輸。
2,異步傳輸?shù)膯挝皇亲址絺鬏數(shù)膯挝皇菢E。
3,異步傳輸通過(guò)字符起止的開(kāi)始和停止碼抓住再同步的機(jī)會(huì),而同步傳輸則是以數(shù)據(jù)中抽取同步信息。
4,異步傳輸對(duì)時(shí)序的要求較低,同步傳輸往往通過(guò)特定的時(shí)鐘線路協(xié)調(diào)時(shí)序。
5,異步傳輸相對(duì)于同步傳輸效率較低。
同步傳輸方式中發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘是統(tǒng)一的、字符與字符間的傳輸是同步無(wú)間隔的。
異步傳輸方式并不要求發(fā)送方和接收方的時(shí)鐘完全一樣,字符與字符間的傳輸是異步的。
在網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中,通信雙方要交換數(shù)據(jù),需要高度的協(xié)同工作。為了正確的解釋信號(hào),接收方必須確切地知道信號(hào)應(yīng)當(dāng)何時(shí)接收和處理,因此定時(shí)是至關(guān)重要的。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中,定時(shí)的因素稱(chēng)為位同步。同步是要接收方按照發(fā)送方發(fā)送的每個(gè)位的起止時(shí)刻和速率來(lái)接收數(shù)據(jù),否則會(huì)產(chǎn)生誤差。通常可以采用同步或異步的傳輸方式對(duì)位進(jìn)行同步處理。
1. 異步傳輸(Asynchronous Transmission): 異步傳輸將比特分成小組進(jìn)行傳送,小組可以是8位的1個(gè)字符或更長(zhǎng)。發(fā)送方可以在任何時(shí)刻發(fā)送這些比特組,而接收方從不知道它們會(huì)在什么時(shí)候到達(dá)。一個(gè)常見(jiàn)的例子是計(jì)算機(jī)鍵盤(pán)與主機(jī)的通信。按下一個(gè)字母鍵、數(shù)字鍵或特殊字符鍵,就發(fā)送一個(gè)8比特位的ASCII代碼。鍵盤(pán)可以在任何時(shí)刻發(fā)送代碼,這取決于用戶的輸入速度,內(nèi)部的硬件必須能夠在任何時(shí)刻接收一個(gè)鍵入的字符。
異步傳輸存在一個(gè)潛在的問(wèn)題,即接收方并不知道數(shù)據(jù)會(huì)在什么時(shí)候到達(dá)。在它檢測(cè)到數(shù)據(jù)并做出響應(yīng)之前,第一個(gè)比特已經(jīng)過(guò)去了。這就像有人出乎意料地從后面走上來(lái)跟你說(shuō)話,而你沒(méi)來(lái)得及反應(yīng)過(guò)來(lái),漏掉了最前面的幾個(gè)詞。因此,每次異步傳輸?shù)男畔⒍家砸粋€(gè)起始位開(kāi)頭,它通知接收方數(shù)據(jù)已經(jīng)到達(dá)了,這就給了接收方響應(yīng)、接收和緩存數(shù)據(jù)比特的時(shí)間;在傳輸結(jié)束時(shí),一個(gè)停止位表示該次傳輸信息的終止。按照慣例,空閑(沒(méi)有傳送數(shù)據(jù))的線路實(shí)際攜帶著一個(gè)代表二進(jìn)制1的信號(hào),異步傳輸?shù)拈_(kāi)始位使信號(hào)變成0,其他的比特位使信號(hào)隨傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息而變化。最后,停止位使信號(hào)重新變回1,該信號(hào)一直保持到下一個(gè)開(kāi)始位到達(dá)。例如在鍵盤(pán)上數(shù)字“1”,按照8比特位的擴(kuò)展ASCII編碼,將發(fā)送“00110001”,同時(shí)需要在8比特位的前面加一個(gè)起始位,后面一個(gè)停止位。
異步傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)比較容易,由于每個(gè)信息都加上了“同步”信息,因此計(jì)時(shí)的漂移不會(huì)產(chǎn)生大的積累,但卻產(chǎn)生了較多的開(kāi)銷(xiāo)。在上面的例子,每8個(gè)比特要多傳送兩個(gè)比特,總的傳輸負(fù)載就增加25%。對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸量很小的低速設(shè)備來(lái)說(shuō)問(wèn)題不大,但對(duì)于那些數(shù)據(jù)傳輸量很大的高速設(shè)備來(lái)說(shuō),25%的負(fù)載增值就相當(dāng)嚴(yán)重了。因此,異步傳輸常用于低速設(shè)備。
2. 同步傳輸(Synchronous Transmission):同步傳輸?shù)谋忍胤纸M要大得多。它不是獨(dú)立地發(fā)送每個(gè)字符,每個(gè)字符都有自己的開(kāi)始位和停止位,而是把它們組合起來(lái)一起發(fā)送。我們將這些組合稱(chēng)為數(shù)據(jù)幀,或簡(jiǎn)稱(chēng)為幀。
數(shù)據(jù)幀的第一部分包含一組同步字符,它是一個(gè)獨(dú)特的比特組合,類(lèi)似于前面提到的起始位,用于通知接收方一個(gè)幀已經(jīng)到達(dá),但它同時(shí)還能確保接收方的采樣速度和比特的到達(dá)速度保持一致,使收發(fā)雙方進(jìn)入同步。
幀的最后一部分是一個(gè)幀結(jié)束標(biāo)記。與同步字符一樣,它也是一個(gè)獨(dú)特的比特串,類(lèi)似于前面提到的停止位,用于表示在下一幀開(kāi)始之前沒(méi)有別的即將到達(dá)的數(shù)據(jù)了。
同步傳輸通常要比異步傳輸快速得多。接收方不必對(duì)每個(gè)字符進(jìn)行開(kāi)始和停止的操作。一旦檢測(cè)到幀同步字符,它就在接下來(lái)的數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)接收它們。另外,同步傳輸?shù)拈_(kāi)銷(xiāo)也比較少。例如,一個(gè)典型的幀可能有500字節(jié)(即4000比特)的數(shù)據(jù),其中可能只包含100比特的開(kāi)銷(xiāo)。這時(shí),增加的比特位使傳輸?shù)谋忍乜倲?shù)增加2.5%,這與異步傳輸中25 %的增值要小得多。隨著數(shù)據(jù)幀中實(shí)際數(shù)據(jù)比特位的增加,開(kāi)銷(xiāo)比特所占的百分比將相應(yīng)地減少。但是,數(shù)據(jù)比特位越長(zhǎng),緩存數(shù)據(jù)所需要的緩沖區(qū)也越大,這就限制了一個(gè)幀的大小。另外,幀越大,它占據(jù)傳輸媒體的連續(xù)時(shí)間也越長(zhǎng)。在極端的情況下,這將導(dǎo)致其他用戶等得太久。