什么是同步传输_同步传输有什么特点

什么是同步传输

同步传输该方式是在一块数据的前面加人1个或2个以上的同步字符SYN。SYN字符是从ASCII码中精选出来供通信用的同步控制字符。同步字符后面的数据字符不需任何附加位，同步字符表示字符传送的开始，发送端和接收端应先约定同步字符的个数。

同步传输是以同定的时钟节拍来发送数据信号的。因此，在一个串行的数据流中，各信号码元之间的相对位置都是固定的，接收方为了从收到的数据流中正确地区分出一个个信号码元，首先必须建立准确的时钟信号。这是同步传输比异步传输复杂的点。在同步传输中，数据的发送一般以组(或称帧，或称包)为单位，一组数据包含多个字符的代码或多个独立的比特位，在组的开头和结束需加上预先规定的起始序列和终止序列作为标志。起始序列和终止序列的形式随采用的传输控制规程而异。面向位流的通信规程即位同步方式有HDLC(HighLevelDataLinkContr01)规程。面向字符的通信规程，即按字符同步方式有BSC二进制同步通信规程。

在网络通信过程中，通信双方要交换数据，需要高度的协同工作。为了正确的解释信号，接收方必须确切地知道信号应当何时接收和处理，因此定时是至关重要的。在计算机网络中，定时的因素称为位同步。同步是要接收方按照发送方发送的每个位的起止时刻和速率来接收数据，否则会产生误差。通常可以采用同步或异步的传输方式对位进行同步处理。同步传输方式中发送方和接收方的时钟是统一的、字符与字符间的传输是同步无间隔的。

同步传输特点

同步传输(SynchronousTransmission):同步传输的比特分组要大得多。它不是独立地发送每个字符，每个字符都有自己的开始位和停止位，而是把它们组合起来一起发送。我们将这些组合称为数据帧，或简称为帧。

数据帧的第一部分包含一组同步字符，它是一个独特的比特组合，类似于前面提到的起始位，用于通知接收方一个帧已经到达，但它同时还能确保接收方的采样速度和比特的到达速度保持一致，使收发双方进入同步。

帧的最后一部分是一个帧结束标记。与同步字符一样，它也是一个独特的比特串，类似于前面提到的停止位，用于表示在下一帧开始之前没有别的即将到达的数据了。

单线实现同步传输

单线能实现同步传输且这种协议还有很多，曼切斯特编码(ManchesterEncoding)就是其中的一种，曼切斯特编码也叫做相位编码(PE)和双相码(BiphaseCode)。它的编码规则是将每个二进制码元变换成相位不同的一个方波周期。例如，消息码“0”对应相位，“1”对应相位0。也可以这样理解，每一位的中间有一跳变，位中间的跳变既作为时钟信号，又作为数据信号;从高到低跳变表示“0”，从低到高跳变表示“1”，如图1所示，以ManchesterIEEE802.3为准。在传输码元信息的同时，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(高电平和低电平电压相反的情况)，因此具有自同步能力和良好的抗干扰性能。小小的不足就是每一个码元都被调制成两个电平，所以数据传输的速率只有调制速率的1/2。

1、编码

如图1所示，曼切斯特编码一种简单的实现就是数据和时钟的异或，这种实现的前提是数据是依据时钟信号进行输出，即当前的数据和时钟是同步的，这种方式实现在数据和时钟的边沿处可能会出现毛刺信号。如果数据和时钟异步的，那毛刺信号就很多了，就不能简单采用异或的方式实现。因此为了得到质量较好的曼切斯特编码不能简单的采用异或方式实现，另一种实现方式就是采用两倍的是时钟进行调制，即得到时钟双边沿，双边沿采用数据，依据数据的电平决定输出的信号，较好的实现方式就是采用状态机进行转换，由于实现比较复杂因此也就不详细讲解了。

2、解码

如图1所示，曼切斯特解码一种简单的实现就是曼切斯特信号和时钟的异或，这种实现是不稳定的，因为解码端的时钟和编码端时钟是很难保证一样，都有各自的时钟抖动和偏差。因此保证正确的解码，一种好的实现方式是采用高频时钟信号去采用曼切斯特信号，得到曼切斯特信号的脉宽和边沿类型，脉宽可以得到时钟频率，脉宽和边沿一起可以解码出具体数据，由于实现比较复杂因此也就不详细讲解了。

3、应用

由于曼切斯特编码具有自同步能力和良好的抗干扰性能，因此在智能变电站中，互感器采样得到数据传输通信就采用了曼切斯特编码作为传输协议，并定义了数据传输规约，简称为FT3。FT3是IEC60044-8电子式电流互感器标准里规定使用的帧格式，所以描述FT3实际上要从IEC60044-8的标准说起。FT3的数据传输采用串行传输，可采用异步方式传输，也可采用同步方式传输。

FT3同步传输介质宜采用光纤传输系统，逻辑“1”定义为“光纤亮”，逻辑“0”定义为“光纤灭”。传输比特速率为2.5Mbit/s或其整数倍。采样率为4KHz和12.8KHz。光波长范围为820nm~860nm(850nm)，光缆类型为62.5/125μm多模光纤，光纤接头宜采用ST或FC接头。

数字编码采用曼彻斯特编码，首先传输MSB(最高有效位)。曼彻斯特编码:从高位转移到低位(下降沿)为二进制1，从低位转移到高位(上升沿)为二进制0，即图1的ManchesterG.E.Thomas。

FT3帧结构如表1所示。

(1)每帧固定长度，每个字节8位。

(2)每帧由起始符开始，起始符由两个字节组成，固定为0x0564。

(3)报文类型:表示不同的帧类型和数据长度、信息排序。

(4)用户数据，不同帧类型代表的意义不同。

(5)用户数据之后跟随一个16位的CRC校验序列，由下列多项式生成校验，序列码为X16+X13+X12+X11+X10+X8+X6+X5+X2+1，生成的16比特校验序列再取反成为所要求的校验序列。

数字变电站光分析仪DT6000系统都支持FT3的编码和解码，FT3的解码为自适应波特率，不需要用户配置波特率。并且解码自动识别报文类型，目前支持报文类型有，FT3标准帧、FT3扩展帧和四种互感器协议，自适应解码如图2所示。

曼切斯特编码具有自同步能力和良好的抗干扰性能，单线串行传输数据和时钟，因此在智能变电站中，FT3协议就采用了曼切斯特编码作为传输协议，智能变电站光分析仪DT6000系列支持FT3的编码与解码，并且解码为自适应波特率，自识别FT3帧格式。