동기식과 비동기식에 대하여

동기식과 비동기식에 대하여 

동기식과 비동기식은 무엇인가? 정보 전송을 하는데 있어 송신과 수신이 원활하게 수행되기 위해서는 정보의 시작과 끝을 알리는 동기화(Synchronization)가 이루어져야 한다. 

 즉, 송신 단에서 정보와 정보 사이를 식별하기 위하여 일정한 간격을 두어 시간적으로 분해하여 데이터를 전송하게 되고, 수신 단은 일련의 입력신호로부터 비트 값을 식별함과 동시에, 일정한 길이의 비트 블록을 묶어 정보를 복원해야 한다. 

이와 같이 송신 단에서 비트를 구별하여 전송하는 방식을 동기 방식이라 하며, 여기에는 비동기식 전송과 동기식 전송으로 구별되는데, 여기서 비동기식은 동기화를 하지 않는다는 의미가 아님을 주의해야 한다. 

① 비동기식 전송(Asynchronous Transmission)

비동기식 전송은 송신측과 수신측 사이의 클록(Clock)을 일치시키는 별다른 절차 없이, 고정된 크기의 비트 묶음을 기본 단위로 하여, 임의의 전송 시점에서 전송하는 방식이다. 

비동기 방식은 한 번에 한 문자씩 비트들이 전송되는 방식으로 스타트 스톱 방식이라고도 한다. 

 전송하고자 하는 문자와 문자를 구분하기 위해서 전송 데이터의 앞뒤에 시작 비트(Start Bit)와 정지 비트(Stop Bit)를 가지는 방식으로 동기는 바이트 단위로 이루어 진다. 

스타트 비트는 통상적으로 1비트가 쓰이고, 데이터 비트는 7 내지 8비트, 정지 비트인 경우는 1비트 혹은 1.5비트, 2비트 등이 쓰인다. 

 비동기식 전송은 휴지(Idle) 상태를 나타내는 비트가 전송되다가 전송될 문자가 있는 경우 시작을 알리는 시작 비트로서 비트 0을 보내면서 전송을 시작한다. 

 그 후 패리티 비트를 포함한 8개 비트를 송신하며, 전송이 완료되었음을 나타내는 정지 비트 1을 보낸 후, 다시 휴지 상태로 들어간다. 

이를 위하여 동기식 전송에서는 송신측과 수신측 간에 클록을 맞추어야 하는데, 그 방법으로 두 가지가 있다.

첫 번째 방법은 송신측과 수신측 간에 클록 신호를 전송하기 위한 별도의 회선을 유지하는 방법으로 이 방법은 근거리에 위치한 시스템 간에는 사용하기 좋은 방법이나, 원거리에 위치한 시스템 간에 적용하기에는 클록 신호 자체도 손상받을 수 있으며 타이밍 오류도 발생할 수 있끼 때문에 적합한 방법은 아니다.

두 번째 방법은 송신측에서 전송할 데이터를 전송에 적합한 형태로 코딩할 때 데이터에 클록 정보를 추가하여 전송하는 방법이 있으며, 원거리 통신에 많이 사용된다.

동기식 전송 방식에서는 송신측이 데이터 블록을 전송할 때 수신측이 데이터 블록의 시작과 끝은 확인할 수 있는 비트 패턴이 추가되며, 제어 정보를 포함하는 부분도 추가된다.

이때 데이터 블록이 시작 부분은 프리엠블(Preamble)이라 하며, 끝 부분은 포스트엠블(postamble)이라 한다.

이와 같이 전송 데이터에 프리엠블, 포스트엠블, 제어 정보 등이 추가된 데이터 블록을 프레임(Frame)이라 한다.

이러한 프레임을 구성하는 방법에는 다음 두 가지가 있다.

• 문자 지향(Character-Oriented) 방식: 

모든 처리를 문자 단위로 처리함으로써 데이터 블록을 구성하는 프리엠블, 포스트엠블, 제어 부분, 데이터 부분 등이 모두 문자 단위로 구성된다.

이 경우 송신측과 수신측 간의 동기를 위한 신호로 “SYN”을 사용하며, 프레임의 시작을 나타내는 문자인 “STX(Start of Text)”와 프레임의 끝을 나타내는 문자인 “ETX(End of Text)”와 같은 특수 제어 문자들이 사용된다.

• 비트 지향(Bit-Oriented) 방식: 모든 처리가 비트 단위로 이루어진다.

이 경우에는 프레임의 시작과 끝을 나타내기 위하여 플래그라는 특정 비트 패턴(01111110)을 추가로 사용한다.

이와 같은 동기식 전송은 비동기식 전송 방식에 비하여 비트의 낭비가 적고 한꺼번에 많은 양의 데이터를 전송할 수 있어 고속의 원거리 망에 많이 사용되고 있다.