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在数据的传输过程中，传输的双方必须以某种方式进行时间的匹配，接受的一方必须知道信号什么时候应该被接收，这称为同步。同步方式可以分为异步传输和同步传输两种。
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异步传输意味着传输的双方不需要使用某种方式来“对时”，所以它并不适合传送很长的数据，数据是按单个的字符传送的，每个字符被加上开始位和停止位，有时还会加上校验位。在不传输字符时，线路为空闲状态。传输时，这些位按照次序经过媒体，接收方在线路空闲时收到开始位，就开始了接收数据的过程。当收到停止位，意味着线路再次空闲，等待下一个字符的到来。
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异步传输最重要的特点是简单而廉价，由于有开始位和停止位的存在，对双方的时钟精确度要求并不高。计算机的串口就是典型的异步传输的应用。
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异步传输中发送和接收时钟不一致导致常常会引发差错，其中差错的示意图如下图所示。
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因此可以看出异步传输很重要的工作之一，就是进行数据同步，这也是异步传输的主要缺点。由于异步传输额外的开销比较大，在没有校验位的情况下，用于同步的数据也要占传输总数据的20%，不利于进行高速、大量的数据传输。
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和异步传输不同，同步传输不用起始位和停止位，传输的是一个整块的数据流。这样，就必须使用某种方式将传输双方的时钟进行调整。
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这种调整可以使用单独的时钟线路，传输的一方不停地有规律地定时发出短的脉冲信号，接收方把这些脉冲信号当作时钟调整的依据。这种方式不适用于远距离的传输，因为时钟信号可能受到损伤。
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还可以使用具有时钟同步功能的编码方式，如数字编码中的曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码，模拟传输中的载波相位来进行同步。
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使用同步传输，接收方需要知道数据块的边界，也就是从什么时候开始传送一连串连续的位流。和异步传输有些类似，数据块被加上“前同步码”、“后同步码”，以及在需要的情况下，还加上“校验码”来进行传输，这些组合在传输中称为“帧”，如下表所示。
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由于同步传输的数据信息位远远多于用于帧同步的同步码，所以它的效率要比异步传输高得多。
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