基本概念
異步傳輸是數據傳輸的一種方式。由于數據一般是一位接一位串行傳輸的，例如在傳送一串字符信息時，每個字符代碼由7位二進制位組成。但在一串二進制位中，每個7位又從哪一個二進制位開始算起呢?異步傳輸時，在傳送每個數據字符之前，先發送一個叫做開始位的二進制位。當接收端收到這一信号時，就知道相繼送來7位二進制位是一個字符數據。在這以後，接着再給出1位或2位二進制位，稱做結束位。接收端收到結束位後，表示一個數據字符傳送結束。這樣，在異步傳輸時，每個字符是分别同步的，即字符中的每個二進制位是同步的，但字符與字符之間的間隙長度是不固定的。
異步傳輸，英文名AsynchronousTransfer Mode，ATM，是實現B-ISDN的一項技術基礎，是建立在電路交換和分組交換的基礎上的快速分組交換技術。ATM的主要特點是面向連接;采用小的、固定長度的單元(53字節);取消鍊路的差錯控制和流量控制等，這些措施提高了傳輸效率。ATM的突出優點是可以為每個虛連接提供相應的服務質量(QOS)，可以有效地支持視、音頻多媒體傳輸，包括語音、視頻和數據等;另外，ATM可以實現局域網和廣域網的平滑無縫連接。
異步傳輸一般以字符為單位，不論所采用的字符代碼長度為多少位，在發送每一字符代碼時，前面均加上一個“起”信号，其長度規定為1個碼元，極性為“0”，即空号的極性；字符代碼後面均加上一個“止”信号，其長度為1或者2個碼元，極性皆為“1”，即與信号極性相同，加上起、止信号的作用就是為了能區分串行傳輸的“字符”，也就是實現了串行傳輸收、發雙方碼組或字符的同步。
通信協議
使用異步串口傳送一個字符的信息時，對數據格式有如下約定：規定有空閑位、起始位、數據位、奇偶校驗位、停止位。
其中各位的意義如下：
起始位：先發出一個邏輯”0”信号，表示傳輸字符的開始。
數據位：緊接着起始位之後。資料位的個數可以是4、5、6、7、8等，構成一個字符。通常采用ASCⅡ碼。從最低位開始傳送，靠時鐘定位。
奇偶校驗位：資料位加上這一位後，使得“1”的位數應為偶數（偶校驗）或奇數（奇校驗），以此來校驗資料傳送的正确性。
停止位：它是一個字符數據的結束标志。可以是1位、1.5位、2位的高電平。
空閑位：處于邏輯“1”狀态，表示當前線路上沒有資料傳送。
波特率：是衡量數據傳送速率的指針。表示每秒鐘傳送的二進制位數。例如資料傳送速率為120字符/秒，而每一個字符為10位，則其傳送的波特率為10×120=1200位/秒=1200波特。
注：異步通信是按字符傳輸的，接收設備在收到起始信号之後隻要在一個字符的傳輸時間内能和發送設備保持同步就能正确接收。下一個字符起始位的到來又使同步重新校準（依靠檢測起始位來實現發送與接收方的時鐘自同步的）。
傳輸模式
異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，縮略語為ATM），又叫信息元中繼。異步傳輸模式（ATM）在 ATM 參考模式下由一個協議集組成。ATM采用面向連接的交換方式，它以信元為單位。每個信元長53字節。其中報頭占了5字節。信息元中繼（cellrelay）的一種标準的（ITU）實施方案，這是一種采用具有固定長度的分組（信息元）的交換技術。之所以稱其為異步，是因為來自某一用戶的、含有信息的信息元的重複出現不是周期性的。
ATM是一種面向連接的技術，是一種為支持寬帶綜合業務網而專門開發的新技術，它與現在的電路交換無任何銜接。當發送端想要和接收端通信時、它通過UNI發送一個要求建立連接的控制信号。接收端通過網絡收到該控制信号并同意建立連接後，一個虛拟線路就會被建立。與同步傳遞模式（STM）不同，ATM采用異步時分複用技術（統計複用）。來自不同信息源的信息彙集在一個緩沖器内排隊。列中的信元逐個輸出到傳輸線上，形成首尾相連的信息流。
ATM具有以下特點：因傳輸線路質量高，不需要逐段進行差錯控制。ATM在通信之前需要先建立一個虛連接來預留網絡資源，并在呼叫期間保持這一連接，所以ATM以面向連接的方式工作。信頭的主要功能是标識業務本身和它的邏輯去向，功能有限。信頭長度小，時延小，實時性較好。
ATM能夠比較理想地實現各種QoS，既能夠支持有連接的業務，又能支持無連接的業務。是寬帶ISDN（B-ISDN）技術的典範。
ATM的傳播速度是從25兆比特每秒到155兆比特每秒。
結構
ATM參考模式分為三層：ATM 适配層（AAL）、ATM層和物理層。AAL連接更高層協議到ATM層，其主要負責上層與ATM層交換ATM信元。當從上層收到信息後，AAL将數據分割成ATM信元；當從ATM層收到信息後，AAL必須重新組合數據形成一個上層能夠辨識的格式，上述過程即稱之為分段與重組（SAR）。不同的AAL用于支持在ATM網絡上使用的不同的流量或服務類型。
ATM 層主要負責将信元從AAL轉發給物理層便于傳輸和将信元從物理層轉發給AAL便于其在終端系統的使用。ATM層能夠決定進來的信元應該被轉發至哪裡；重新設置相應的連接标識符并且轉發信元給下一個鍊接、緩沖信元以及處理各種流量管理功能，如信元丢失優先權标記、擁塞标注和通用流控制訪問。此外ATM層還負責監控傳輸率和服從服務約定（流量策略）。
ATM的物理層定義了位定時及其它特征，将數據編碼并解碼為适當的電波或光波形式，用于在特定物理媒體上傳輸和接收。此外它還提供了幀适配功能，包括信元描繪、信頭錯誤校驗（HEC）的生成和處理、性能監控以及不同傳輸格式的負載率匹配。物理層通常使用的介質有 SONET 、DS3 、光纖、雙絞線等。
工作原理
異步傳輸模式的主要優點是具有以每秒高達2千兆的速度傳播聲音、數據、圖形及視頻圖像的能力。它允許網絡管理者在工作站要求改變時動态重組LAN。當前，LAN的分段原則是一個工作站與它的LAN服務器的地理位置較近，ATM将允許網絡管理者建立一個邏輯的而不是物理的分段。一個ATM開關将允許你建立一個完全不依賴于網絡的物理結構的邏輯網絡。異步傳輸模式提供了任何兩個同點間的點到點的連接，保證兩點間可有完全的網絡帶寬——每秒45兆位或155兆位（标準草案中規定的兩個接口速度）。因為ATM是獨立于介質，它能在一定速度範圍内操作。
潛在問題
異步傳輸存在一個潛在的問題，即接收方并不知道數據會在什麼時候到達。在它檢測到數據并做出響應之前，第一個比特已經過去了。這就像有人出乎意料地從後面走上來跟你說話，而你沒來得及反應過來，漏掉了最前面的幾個詞。因此，每次異步傳輸的信息都以一個起始位開頭，它通知接收方數據已經到達了，這就給了接收方響應、接收和緩存數據比特的時間；在傳輸結束時，一個停止位表示該次傳輸信息的終止。
按照慣例，空閑（沒有傳送數據）的線路實際攜帶着一個代表二進制1的信号，異步傳輸的開始位使信号變成0，其他的比特位使信号随傳輸的數據信息而變化。最後，停止位使信号重新變回1，該信号一直保持到下一個開始位到達。例如在鍵盤上數字“1”，按照8比特位的擴展ASCⅡ編碼，将發送“00110001”，同時需要在8比特位的前面加一個起始位，後面一個停止位。
異步傳輸的實現比較容易，由于每個信息都加上了“同步”信息，因此計時的漂移不會産生大的積累，但卻産生了較多的開銷。在上面的例子，每8個比特要多傳送兩個比特，總的傳輸負載就增加25%。對于數據傳輸量很小的低速設備來說問題不大，但對于那些數據傳輸量很大的高速設備來說，25%的負載增值就相當嚴重了。因此，異步傳輸常用于低速設備。
主要區别
同步傳輸方式中發送方和接收方的時鐘是統一的、字符與字符間的傳輸是同步無間隔的。
異步傳輸方式并不要求發送方和接收方的時鐘完全一樣，字符與字符間的傳輸是異步的。
區别點
1,異步傳輸是面向字符的傳輸，而同步傳輸是面向比特的傳輸。
2,異步傳輸的單位是字符而同步傳輸的單位是幀。
3,異步傳輸通過字符起始和停止碼抓住再同步的機會，而同步傳輸則是在數據中抽取同步信息。
4,異步傳輸對時序的要求較低，同步傳輸往往通過特定的時鐘線路協調時序。
5,異步傳輸相對于同步傳輸效率較低。
簡單形容
同步傳輸就是，數據沒有被對方确認收到則調用傳輸的函數就不返回。
接收時，如果對方沒有發送數據，則你的線程就一直等待，直到有數據了才返回，可以繼續執行其他指令。
異步傳輸就是，你調用一個函數發送數據，馬上返回，你可以繼續處理其他事。
接收時，對方的有數據來，你會接收到一個消息，或者你的相關接收函數會被調用。
形象形容
異步傳輸:你傳輸吧，我去做我的事了，傳輸完了告訴我一聲。
同步傳輸：你現在傳輸，我要親眼看你傳輸完成，才去做别的事。
糾錯方法
所有傳輸介質都易受幹擾和由介質本身引進的問題的影響，如電阻和信号衰減。外來幹擾可以由背景噪聲、大氣輻射、機器甚至故障設備引起。受幹擾影響的比特數随傳輸速率的增力而增加，因為在幹擾的時幀中涉及到更多的比特。要更正這些問題，需使用檢錯與糾錯方法。
在奇偶校驗時，各組中1的數目必須總是相同（無論奇或偶），以表示一組比特正确無誤地傳輸。逐個字符的檢查叫做VRC （垂直冗餘校驗）。逐塊檢查叫做LRC(縱向冗餘校驗）。在傳輸開始之前，兩個系統的奇偶校驗方法必須達成一緻。有偶校驗（1的數目必須為偶數）、奇校驗（1的數目必須為奇數）、空号奇偶校驗（校驗位始終為0）和傳号奇偶校驗（校驗位始終為1）。
新型的調制解調器提供高級的檢錯和糾錯方法，比上面讨論過的那些方法要實用并有效得多。
異步通信
異步通信指兩個互不同步的設備通過計時機制或其他技術進行數據傳輸。異步通信中兩個字符之間的時間間隔是不固定的，而在一個字符内各位的時間間隔是固定的。基本上，發送方可以随時傳輸數據，而接收方必須在信息到達時準備好接收。相反，同步傳輸是一個精确同步的位流，其中字符的起始是由計時機制來定位的。
在大量使用異步與同步傳輸的大型機/終端環境中，異步傳輸用于傳輸來自用戶周期性按鍵的終端的字符。接收系統知道等待下一次按鍵，即使這會花費較多的時間。相反，同步傳輸用作定期傳輸大量信息的大型系統之間的數據鍊路。協議為在公用電話系統上利用慢速鍊路而進行了優化，因此無關位将從傳輸中删除，并且時鐘用于隔開字符。
在異步通信中，字符作為比特串編碼，由起始位（start bit）、數據位(data bit）、奇偶校驗位(parity）和停止位（stop bit）組成。這種用起始位開始，停止位結束所構成的一串信息稱為幀（frame）。校驗比特有時用于檢錯和糾錯。傳輸的“起始一停止”模式意味着對于每個新字符，傳輸都重新從頭開始，而消除在上次傳輸過程中可能出現的任意計時差異。當差異确實出現時，檢錯和糾錯機制能夠請求重傳。
在傳送一個字符時，由一位低電平的起始位開始，接着傳送數據位，數據位的位數為5～8。在傳輸時，按低位在前，高位在後的順序傳送。奇偶校驗位用于檢驗數據傳送的正确性，也可以沒有，可由程序來指定。最後傳送的是高電平的停止位，停止位可以是1位、1.5位或2位。停止位結束到下一個字符的起始位之間的空閑位要由高電平2來填充（隻要不發送下一個字符，線路上就始終為空閑位）。
異步通信中典型的幀格式是：1位起始位，7位（或8位）數據位，1位奇偶校驗位，2位停止位。
在異步通信中，每接收一個字符，接收方都要重新與發送方同步一次，所以接收端的同步時鐘信号并不需要嚴格地與發送方同步，隻要它們在一個字符的傳輸時間範圍内能保持同步即可，這意味着對時鐘信号漂移的要求要比同步信号低得多，硬件成本也要低的多，但是異步傳送一個字符，要增加大約20%的附加信息位，所以傳送效率比較低。異步通信方式簡單可靠，也容易實現，故廣泛地應用于各種微型機系統中。
信道是兩個通信設備之間的一個單一通信路徑，是由物理連接或複用技術創建的。電路是一個提供通信信道的實際物理連接。撥号電話系統為兩個系統之間的通信信道提供電路。單工電路是一個在單一方向傳輸信号的單向傳輸路徑。半雙工電路是一個在兩個方向都提供傳輸的傳輸路徑，但一次隻能一個方向。全雙工鍊路是一個能夠同時在兩個電路上進行雙向傳輸的雙向傳輸路徑。
接口标準
用于異步通信的連接在OSI(開放系統互連）參考模型的物理層中被定義。此層定義與連接器類型、管腳引出線和電氣信号相關的規範。如RS-232、RS-449、CCITT V.24等之類的标準為各種要求定義這些接口。
為确保連接的設備可以互相通信定義了各種标準。EIA(電子工業協會）已經為在計算機設備間通過銅線傳輸異步信息設定了标準。EIA RS-232-C标準是一種串行物理接口标準。RS是英文“推薦标準”的縮寫，232為标識号，C表示修改次數。RS-232-C總線标準設有25條信号線，包括一個主通道和一個輔助通道。在多數情況下主要使用主通道，對于一般雙工通信，僅需幾條信号線就可實現，如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C定義了物理連接、信号電壓與定時、錯誤檢查及其他功能等内容以及位流通過單個線路的串行傳輸。相反，并行傳輸包括在同一個電纜的多個線路上同時發送多個比特，類似于多車道高速公路。
RS-232-C标準規定的數據傳輸速率為50、75、100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。
EIA RS-232-C标準支持短距離傳輸。例如，用它将計算機連接至調制解調器。如果電纜長度變得過長，電流将減弱，而且接收方也許無法讀取它。RS-232電纜建議的最大長度為50英尺，最大信号速率為20kbps。要經過較長距離連接内部系統，請建立一個LAN。要與所在建築物外部的系統連接，可使用調制解調器和電話系統或由本地和長途運營商提供的其他服務。
