位同步-帧同步

1、位同步（比特同步）和帧同步的区别是什么？2012-07-27 00:13:15| 分类：传输技术|标签：同步|举报|字号 订阅在数据通信中最基本的同步方式就是"位同步"（bit syn chro ni zati on）或比特同步。比特是数据传输的最小单位。位同步（比特同步）是指接收端时钟已经调整 到和发送端时钟完全一样，因此接收端收到比特流后，就能够在每一位的中间位 置进行判决（如下图所示）。位同步（比特同步）的目的是为了将发送端发送的 每一个比特都正确地接收下来。这就要在正确的时刻（通常就是在每一位的中间 位置）对收到的电平根据事先已约定好的规则进行判决。例如，电平若超过

2、一定数值则为1,否则为0。接收到的比转说11r 11117TTI |111II11111111 11t 1111接枚端时髀舞整到和投為味忖汕iH但仅仅有位同步还不够。因为数据要以帧为单位进行发送。若某一个帧有差错， 以后就重传这个出错的帧。因此一个帧应当有明确的界限，也就是说，要有帧定 界符。接收端在收到比特流后，必须能够正确地找出帧定界符， 以便知道哪些比 特构成一个帧。接收端找到了帧定界符并确定帧的准确位置，就是完成了"帧同步"（frame synchronization）。在使用PCM的时分复用通信中（这种通信都采用同步通信方式），接收端仅仅 能够正确接收比特流是不够

3、的。接收端还必须准确地将一个个时分复用帧区分出 来。因此要利用特殊的时隙（包含有一些特殊的比特组合），使接收端能够把每 一个时分复用帧的位置确定出来。这也叫做帧同步。下图给出了这两种不同的帧 同步的示意图。KM（冃弘划帯）« i »IM*AMM讣1MMUBMl出曲丄耳一MH力朝川st空鯉拒轉I w.arn j1 1fl£；霾图中上面部分的同步通信方式在电信网中使用得非常广泛， 其中的一个重要特点 是在发送端连续不断地发送比特流中， 即使有的时隙没有被用户使用，但用于同 步的时隙也要保留在时分复用帧中的相应位置上。 在同步通信中帧同步的任务就 是使接收端能够从收到的

4、连续比特流中确定出每一个时分复用帧的位置。图中下面部分的异步通信方式在计算机网络中使用得较多。我们可以注意到，数据帧在接收端出现的时间是不规则的。 因此在接收端必须进行帧定界。但帧定界 也常称为帧同步。因此，当我们看到"帧同步"时，应当弄清这是同步通信中的帧 同步，还是异步通信中的帧定界。这里我们要强调一下，在异步通信时，接收端即使找到了数据帧的开始处， 也还 必须将数据帧中的所有比特逐个接收下来。 因此，接收端必须和数据帧中的各个 比特进行比特同步（这就是异步通信中的同步问题）。试想：如果接收端不知道 每一个比特要持续多长时间，那怎样能将一个个比特接收下来呢？ 因此，不管

5、是 同步通信还是异步通信，要想接收比特块中的每一个比特，就必须和比特块中的 比特进行位同步（比特同步）。然而在异步通信中，位同步（比特同步）的方法 和同步通信时并不完全一样。在同步通信中，最精确的同步方法是使全网时钟精确同步。 全网的主时钟的长期 精度要求达到 ±1.0 ? 1011，因此必须采用原子钟（例如，铯原子钟），但这样 的同步网络的价格很高（如 SDH/SONET网络）。实际上，在同步通信中，也 可以采用比较经济的方法实现同步。这种方法就是在接收端设法从收到的比特流 中将位同步的时钟信息提取出来（发送端在发送比特流时，发送时钟的信息就已 经在所发送的比特流之中了）。这种同步

6、方式常称为准同步 （plesiochronous）。 在教材中的图3-16中介绍的曼彻斯特编码就能够使接收端很方便地从收到的比 特流中将时钟信息提取出来，这样就能够很容易地实现位同步。在以帧为传送单 位的异步通信中，接收端通常也是采用从收到的比特流中提取时钟信息的方法来 实现位同步。在以字符为单位的异步通信中，由于每一个字符只有8个比特，因此只要收发双 方的时钟频率相差不太大，在开始位的触发下，这8个比特的位同步很容易做到， 因此不需要采取其他措施来实现位同步（但不等于说可以不要位同步）。何为曼彻斯特编码?Manchester En coding10100111001Phase Encodin

7、g on top of square wave carrier (clock)ClockDataManchesterManchesterSt Mr (f t 10? fiAivMgtf frcMTi 朋g/Zwnfod*Lm r* G I rhcnwJSinople XOR withOat* and Clock自同步法是指能从数据信号波形中提取同步信号的方法。典型例子就是著名的曼 彻斯特编码，常用于局域网传输。在曼彻斯特编码中，每一位的中间有一跳变， 位中间的跳变既作时钟信号，又作数据信号；从高到低跳变表示"1"，从低到高跳变表示"0"。还有一种是差分曼

8、彻斯特编码，每位中间的跳变仅提供时钟定时， 而用每位开始时有无跳变表示"0"或"1"，有跳变为"0"，无跳变为"1"。两种曼彻斯特编码是将时钟和数据包含在数据流中， 在传输代码信息的同时，也 将时钟同步信号一起传输到对方， 每位编码中有一跳变，不存在直流分量，因此 具有自同步能力和良好的抗干扰性能。 但每一个码元都被调成两个电平，所以数 据传输速率只有调制速率的1/2。就是说主要用在数据同步传输的一种编码方式数据同步方式：目的是使接收端与发送端在时间基准上一致（包括开始时间、位边界、重复频率等）。有三种同步方法：位

9、同步、字符同步、帧同步。位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都与发送端保持同步，有下面两种方式：外同步一一发送端发送数据时同时发送同步时钟信号，接收方用同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。自同步一一通过特殊编码(如曼彻斯特编码)，这些数据编码信号包含了同步信号，接收 方从中提取同步信号来锁定自己的时钟脉冲频率。字符同步：以字符为边界实现字符的同步接收，也称为起止式或异步制。每个字符的传输需要：1个起始位、58个数据位、1 ,1.5 , 2个停止位。字符同步的性能评估：频率的漂移不会积累，每个字符开始时都会重新同步。每两个字符之间的间隔时间不固定。增加了辅助位，所以效率低。例如，采用1个起始位、8个数据位、2个停止位时，其效率为8/11<72%。帧同步:识