位同步-幀同步

1、位同步（比特同步）和幀同步的區(qū)別是什么？2012-07-27 00:13:15| 分類：傳輸技術(shù)|標(biāo)簽：同步|舉報(bào)|字號(hào) 訂閱在數(shù)據(jù)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。比特是數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钚挝?。位同步（比特同步）是指接收端時(shí)鐘已經(jīng)調(diào)整 到和發(fā)送端時(shí)鐘完全一樣，因此接收端收到比特流后，就能夠在每一位的中間位 置進(jìn)行判決（如下圖所示）。位同步（比特同步）的目的是為了將發(fā)送端發(fā)送的 每一個(gè)比特都正確地接收下來。這就要在正確的時(shí)刻（通常就是在每一位的中間 位置）對(duì)收到的電平根據(jù)事先已約定好的規(guī)則進(jìn)行判決。例如，電平若超過

2、一定數(shù)值則為1,否則為0。接收到的比轉(zhuǎn)說11r 11117TTI |111II11111111 11t 1111接枚端時(shí)髀舞整到和投為味忖汕iH但僅僅有位同步還不夠。因?yàn)閿?shù)據(jù)要以幀為單位進(jìn)行發(fā)送。若某一個(gè)幀有差錯(cuò)， 以后就重傳這個(gè)出錯(cuò)的幀。因此一個(gè)幀應(yīng)當(dāng)有明確的界限，也就是說，要有幀定 界符。接收端在收到比特流后，必須能夠正確地找出幀定界符， 以便知道哪些比 特構(gòu)成一個(gè)幀。接收端找到了幀定界符并確定幀的準(zhǔn)確位置，就是完成了"幀同步"（frame synchronization）。在使用PCM的時(shí)分復(fù)用通信中（這種通信都采用同步通信方式），接收端僅僅 能夠正確接收比特流是不夠

3、的。接收端還必須準(zhǔn)確地將一個(gè)個(gè)時(shí)分復(fù)用幀區(qū)分出 來。因此要利用特殊的時(shí)隙（包含有一些特殊的比特組合），使接收端能夠把每 一個(gè)時(shí)分復(fù)用幀的位置確定出來。這也叫做幀同步。下圖給出了這兩種不同的幀 同步的示意圖。KM（冃弘劃?。?#171; i »IM*AMM訃1MMUBMl出曲丄耳一MH力朝川st空鯉拒轉(zhuǎn)I w.arn j1 1fl£；霾圖中上面部分的同步通信方式在電信網(wǎng)中使用得非常廣泛， 其中的一個(gè)重要特點(diǎn) 是在發(fā)送端連續(xù)不斷地發(fā)送比特流中， 即使有的時(shí)隙沒有被用戶使用，但用于同 步的時(shí)隙也要保留在時(shí)分復(fù)用幀中的相應(yīng)位置上。 在同步通信中幀同步的任務(wù)就 是使接收端能夠從收到的

4、連續(xù)比特流中確定出每一個(gè)時(shí)分復(fù)用幀的位置。圖中下面部分的異步通信方式在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中使用得較多。我們可以注意到，數(shù)據(jù)幀在接收端出現(xiàn)的時(shí)間是不規(guī)則的。 因此在接收端必須進(jìn)行幀定界。但幀定界 也常稱為幀同步。因此，當(dāng)我們看到"幀同步"時(shí)，應(yīng)當(dāng)弄清這是同步通信中的幀 同步，還是異步通信中的幀定界。這里我們要強(qiáng)調(diào)一下，在異步通信時(shí)，接收端即使找到了數(shù)據(jù)幀的開始處， 也還 必須將數(shù)據(jù)幀中的所有比特逐個(gè)接收下來。 因此，接收端必須和數(shù)據(jù)幀中的各個(gè) 比特進(jìn)行比特同步（這就是異步通信中的同步問題）。試想：如果接收端不知道 每一個(gè)比特要持續(xù)多長時(shí)間，那怎樣能將一個(gè)個(gè)比特接收下來呢？ 因此，不管

5、是 同步通信還是異步通信，要想接收比特塊中的每一個(gè)比特，就必須和比特塊中的 比特進(jìn)行位同步（比特同步）。然而在異步通信中，位同步（比特同步）的方法 和同步通信時(shí)并不完全一樣。在同步通信中，最精確的同步方法是使全網(wǎng)時(shí)鐘精確同步。 全網(wǎng)的主時(shí)鐘的長期 精度要求達(dá)到 ±1.0 ? 1011，因此必須采用原子鐘（例如，銫原子鐘），但這樣 的同步網(wǎng)絡(luò)的價(jià)格很高（如 SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)）。實(shí)際上，在同步通信中，也 可以采用比較經(jīng)濟(jì)的方法實(shí)現(xiàn)同步。這種方法就是在接收端設(shè)法從收到的比特流 中將位同步的時(shí)鐘信息提取出來（發(fā)送端在發(fā)送比特流時(shí)，發(fā)送時(shí)鐘的信息就已 經(jīng)在所發(fā)送的比特流之中了）。這種同步

6、方式常稱為準(zhǔn)同步 （plesiochronous）。 在教材中的圖3-16中介紹的曼徹斯特編碼就能夠使接收端很方便地從收到的比 特流中將時(shí)鐘信息提取出來，這樣就能夠很容易地實(shí)現(xiàn)位同步。在以幀為傳送單 位的異步通信中，接收端通常也是采用從收到的比特流中提取時(shí)鐘信息的方法來 實(shí)現(xiàn)位同步。在以字符為單位的異步通信中，由于每一個(gè)字符只有8個(gè)比特，因此只要收發(fā)雙 方的時(shí)鐘頻率相差不太大，在開始位的觸發(fā)下，這8個(gè)比特的位同步很容易做到， 因此不需要采取其他措施來實(shí)現(xiàn)位同步（但不等于說可以不要位同步）。何為曼徹斯特編碼?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自同步法是指能從數(shù)據(jù)信號(hào)波形中提取同步信號(hào)的方法。典型例子就是著名的曼 徹斯特編碼，常用于局域網(wǎng)傳輸。在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變， 位中間的跳變既作時(shí)鐘信號(hào)，又作數(shù)據(jù)信號(hào)；從高到低跳變表示"1"，從低到高跳變表示"0"。還有一種是差分曼

8、徹斯特編碼，每位中間的跳變僅提供時(shí)鐘定時(shí)， 而用每位開始時(shí)有無跳變表示"0"或"1"，有跳變?yōu)?quot;0"，無跳變?yōu)?quot;1"。兩種曼徹斯特編碼是將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)包含在數(shù)據(jù)流中， 在傳輸代碼信息的同時(shí)，也 將時(shí)鐘同步信號(hào)一起傳輸?shù)綄?duì)方， 每位編碼中有一跳變，不存在直流分量，因此 具有自同步能力和良好的抗干擾性能。 但每一個(gè)碼元都被調(diào)成兩個(gè)電平，所以數(shù) 據(jù)傳輸速率只有調(diào)制速率的1/2。就是說主要用在數(shù)據(jù)同步傳輸?shù)囊环N編碼方式數(shù)據(jù)同步方式：目的是使接收端與發(fā)送端在時(shí)間基準(zhǔn)上一致（包括開始時(shí)間、位邊界、重復(fù)頻率等）。有三種同步方法：位

9、同步、字符同步、幀同步。位同步：目的是使接收端接收的每一位信息都與發(fā)送端保持同步，有下面兩種方式：外同步一一發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)同時(shí)發(fā)送同步時(shí)鐘信號(hào)，接收方用同步信號(hào)來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。自同步一一通過特殊編碼(如曼徹斯特編碼)，這些數(shù)據(jù)編碼信號(hào)包含了同步信號(hào)，接收 方從中提取同步信號(hào)來鎖定自己的時(shí)鐘脈沖頻率。字符同步：以字符為邊界實(shí)現(xiàn)字符的同步接收，也稱為起止式或異步制。每個(gè)字符的傳輸需要：1個(gè)起始位、58個(gè)數(shù)據(jù)位、1 ,1.5 , 2個(gè)停止位。字符同步的性能評(píng)估：頻率的漂移不會(huì)積累，每個(gè)字符開始時(shí)都會(huì)重新同步。每兩個(gè)字符之間的間隔時(shí)間不固定。增加了輔助位，所以效率低。例如，采用1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、2個(gè)停止位時(shí)，其效率為8/11<72%。幀同步:識(shí)