同期方式

電気通信における同期方式

電気通信における同期方式とは、送信元と受信先の間で情報をやり取りする際に、データの区切りを正確に認識するための技術です。この同期は、デジタル通信において、情報を正しく解釈するために不可欠な要素です。同期が失われると、受信側は送信されたデータを正確に復元できず、通信エラーが発生します。

デジタル端末機器の同期

デジタル端末機器における同期は、データの最小単位であるビットから、より大きなデータブロックまで、さまざまなレベルで行われます。

ビット単位の同期

ビット単位の同期は、データ伝送の最も基本的なレベルであり、ビット列を正確に識別するために用いられます。このレベルでの同期が崩れると、データ全体が意味をなさなくなります。

同期式

同期式は、データ信号とは別に専用の同期信号を送信することで、データの区切りを明確にする方式です。この方式では、受信側に基準クロックは不要で、高速かつ確実なデータ伝送が可能ですが、コストが高くなる傾向があります。同期式は、SYNC（Synchronous）とも呼ばれます。

調歩同期式

調歩同期式は、非同期方式の一種であり、スタートビットとストップビットを利用して、1文字ごとに同期を取ります。データの送信前にスタートビットが送られ、その後に実際のデータ（通常7ビットまたは8ビット）とストップビットが続きます。この方式は、データ送信速度は遅くなりますが、安価で実装が容易なため、多くのシリアル通信で利用されています。調歩同期式は、しばしば調歩式、調歩式非同期とも呼ばれます。

ブロック単位の同期

ブロック単位の同期は、データ伝送におけるより大きなまとまりであるブロックを識別するために用いられます。この同期により、受信側は、データのブロックを正確に認識し、処理できます。

キャラクタ同期

キャラクタ同期は、文字コードの区切りを識別するのに用いられます。例えば、ベーシック手順では、SYNコードを転送文字列の前後に付加することで、同期を取ります。これにより、受信側は、データの8ビット単位での区切りを認識し、文字として解釈できます。確実な同期のため、SYNコードを複数連続で送信する場合もあります。

フラグ同期

フラグ同期は、文字コードに依存しない一般的なビット列での同期を取るために用いられます。例えば、HDLCでは、フラグシーケンス（01111110）がデータの先頭と末尾に挿入されます。また、データ中に5ビット以上の1が連続する場合には、フラグとの誤認識を避けるために0が挿入されます。受信側では、この0が取り除かれます。この方式は、可変長のデータを効率的に送受信でき、キャラクタ同期よりも伝送効率が良いです。

デジタル通信網の同期

デジタル通信網では、全ての交換機が同じクロックで同期して動作することで、時分割多重化を効率的に行うことができます。より高速な通信のためには、より正確な同期が求められ、さまざまな同期方式が用いられます。

独立同期方式

独立同期方式では、各局に高精度な固定周波数発振器を設置し、それを基準クロックとします。この方式は、同期クロックの配分が困難な国際通信に主に用いられます。各局が独立して同期を維持できるため、柔軟なネットワーク構築が可能です。

従属同期方式

従属同期方式では、主局に高精度な発振器を設置し、そのクロックをネットワーク全体に配分します。この方式には、常にクロックを配分する強結合方式と、一定期間クロック配分がなくても動作可能な弱結合方式があります。強結合方式では、予備の同期網や発振器を用意する必要があります。弱結合方式では、各局が主局のクロックに同期するように調整された可変発振器を装備します。この方式は、主に国内通信で利用されます。

相互同期方式

相互同期方式は、各局が可変周波数の発振器を持ち、ネットワークを通じて互いに同期を取り合う方式です。この方式では、ネットワーク内の各局が協力して同期を維持します。

関連項目

同期 (情報工学)
同期信号

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