一般说来，链路是指物理链路，即一条无源的点到点的物理线路段，中间没
有任何交换节点。本章讨论一段链路中的数据传输技术，即将数据从一个节点
传送到另一个节点的技术。这些技术包括：
�源节点与目标节点之间的交互方式（单工、双工或半双工）；
�数据的传输形式（并行传输／串行传输）；
�同步控制方式（同步传输／异步传输）；
�信号形式（信号分析与编码）；
�在一条物理信道中传输多路信号———多路复用技术；
�差错控制技术；
�流量控制技术；
�典型传输规程。
本章还将使用另一个术语———信道。读者应当注意信道与链路的微小区
别。
２．１　基本通信方式
这一节先介绍链路上通信要解决的三个问题：
�通信双方的交互形式；
�数据线提供的传输条件是一个字节中的各位同时传输———并行传输，还
是只能一位一位地传输———串行传输；
�链路所连接的两方如何取得同步。
２．１．１　交互方式
信道的交互方式是指在一条物理信道上所允许的信号流动方向，有三种形
式：信道两端的用户只能一方收，另一方发；双方可以同时进行收、发；双方虽然
都可以进行收、发，但每一方的收和发只能交替进行，而不可同时进行。这样的
三种情形分别称为单工方式、全双工方式和半双工方式。图２．１是这三种交互
方式的示意图。
图２．１　三种交互方式示意图
（１）单工方式
单工方式的特点是单向通信，信号只能进行一个方向的流动，即只能固定地
由一端发出，由另一端接收。如无线广播、电视等。
（２）全双工方式
全双工方式的特点是同时双向，即通信双方都可同时发送和接收信号。全
双工通信线路相当于２个单工线路的组合，例如电话就是全双工通信方式。
（３）半双工方式
半双工方式的特点是不同时双向，也称双向交替方式，即通信双方都可收、
发信息，但不可同时进行，同一时刻只限一个方向的信号传输，只能由一端发出，
另一端接收。例如对讲机，讲话和听话不能同时进行。
２．１．２　并行传输与串行传输
在计算机中通常以字节或字为单位进行数据处理。在数据传输时，一条线
路同一时刻只能传输信号的１位。如果将信号的各位分别在多条线路同时传
输，则称为并行传输；如果只用一条线，让信号以位为单位顺序传输，就称为串行
传输。图２．２为串／并行传输的示意图。
２．１．３　串行通信中的同步控制
１．同步的概念
为了让计算机的各部件间协调工作，必须靠时钟对它们分别定时和定序。
· ４ １ · 第１篇　计算机网络组成原理
图２．２　并行传输与串行传输
在计算机网络中，接收方和发送方的时序协调也要依靠时钟定时，即发送方依靠
时钟来决定每一位的起始和终止，接收方也要依靠定时时钟来确定对信号每一
位的采样取值位置和时间间隔。然而，任何两个系统间时钟完全准确地同步（一
致）是不太可能的。随着时钟漂移（不一致）的积累，就会产生接收方取值位置和
时间间隔的错位，要么在信号某一位上多采了一次样，要么信号的某一位被跳
过。为解决这一问题，就需要像对表一样，每隔一个时间间隔，发收两端校对一
下时间。发收两端校对时间就称为收发两端的同步。
２．帧级同步、字节级同步和位级同步
按照传输的数据的长度，可以考虑从三个级别上进行收发两端的同步：帧
级、字节级和位级。
（１）帧级同步
帧（Ｆｒａｍｅ）是在链路连接的两端每次所传输的数据块，通常由多个字节组
成，具体长度由链路上所使用协议规定。帧的同步，就是在数据块的两端加上前
文（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）和后文（Ｐｏｓｔａｍｂｌｅ），表示帧的起始和结束。前文和后文的特性也取
决于所用的协议，并可以分为面向字符和面向位两大类。
（ａ）在面向字符的同步传输中，帧头包含一个或多个同步字符———ＳＹＮ。
· ５ １ · 第２章　链路上的通信技术
ＳＹＮ是一个控制字符，后面是控制和数据字节。接收端发现帧头，便开始接收后
面的数据块，直至遇到另一个同步字符。ＩＢＭ的二进制同步规程（ＢＳＣ或Ｂｉｓｙｎｃ）
是具有代表性的面向字符的同步传输规程。
（ｂ）在面向位的同步传输中，将数据块看作数据流，并用序列“０１１１１１０”作
为开始和结束的标志。为了避免在数据流中出现序列“０１１１１１０”时引起混乱，发
送方总是在其发送的数据流中每出现５个连续的“１”，就插入一个附加的“０”；接
收方则每检测到５个连续的“１”并且其后有一个“０”时，就删除该“０”。目前应用
最普遍的面向位的同步传输规程是ＨＤＬＣ和ＳＤＬＣ。
显然，同步传输的传输效率要比异步传输高。图２．３所示为同步传输的两
种帧格式。
图２．３　同步传输的两种帧格式
采用帧同步时，接收端时钟与发送端时钟会有微小的差异，会造成帧内各数
据位的漂移。由于帧一般较长，位漂移的积累将造成一个帧内后面部分的数据
位无法正确接收，所以帧同步不能独立使用。
（２）字节级同步
字节级同步就是两端每次以字节为单位传输数据，并在字节的两端加上特
殊记号，表示字节的开始和结束，以实现收发两端同步。通常采用如图２．４所示
的方法：
�不传送时，信道一直处于高电平，表示停止（状态“１”）；
�用１位低电平（状态“０”）表示起始位；
�接着传送１个字符；
�最后用１位或２．５位或２位的高电平表示停止位。
在字节级同步方式中，接收方知道了字节起止后，尽管会由于时钟的差异造
成字节内位的漂移，但由于字节较短，还不至于漂移到使接收端脉冲信号不能正
确接收的程度，因而它可以直接独立使用。
· ６ １ · 第１篇　计算机网络组成原理
图２．４　异步传输过程
（３）位级同步
前面两种方法都是采用附加冗余数据信号来实现同步。但是位级同步不能
再采用附加冗余数据信号的方法了。因为这样不仅冗余太大，而且几乎无法实
现。因此，位级同步要采用同步时钟实现，即用发送方时钟直接控制接收方时
钟，使双方达到完全同步。发送方对接收方的同步可以通过两种方法进行：
（ａ）外同步法
外同步法在发送方和接收方之间提供单独的时钟线路，发送方在每个比特
周期都向接收方发送一个同步脉冲。接收端根据这一串同步脉冲来调整自己的
接收时序，把接收时钟的重复频率锁定在同步频率上，以便在接收数据的过程中
始终与发送端同步。这种方法在短距离传输中比较有效；长距离传输中，会因同
步信号失真而失效。
（ｂ）自同步法
自同步法利用特殊编码（如曼彻斯特编码或微分曼彻斯特编码）让数据信号
携带时钟信号。
由于实际上不可能以位为单位进行传输，所以位级同步方式也不能独立使
用。而字节级同步又可以独立使用，所以位级同步只能与另外一个不能独立使
用的同步方式———帧同步配合使用。
３．同步传输和异步传输
在实际应用中，通常用位级同步来弥补帧同步的不足，而字节级同步可以独
立使用。于是实际应用的同步方式只有两种。位级同步和帧同步结合的同步方
式最显著的特点是接收端与发送端具有共同的时钟。这种方式被称为同步传输
方式；相对而言，字节级同步方式中接收端与发送端不需要严格的时间标准，因
而称为异步传输，或称起止同步方式。
异步传输实现简单，设备技术开销小，价格便宜。但由于传输时每个字符都
· ７ １ · 第２章　链路上的通信技术
要附加２～３位用于起止位，字节之间还有间隔，因此传输效率低。