在逐位传送的串行通信中，接受端必须能识别每个二进制位从什么时刻开始，这就是位定时。通信中一般以若干位表示一个字（或字符），除了位定时外还需要在接收端能识别每个字符从哪位开始，这就是字符定时。异步传输把每个字符看做一个独立的信息，在每个字符起始处同步，但各个字符之间的间隔时间是可以变化的，由于发送器和接收器近似于同一频率的两个时钟（要两个时钟频率严格完全相同是不可能的）能够在同一段短时间内保持同步，就可以用字符起始处同步的时钟来采样各字符中的各位，而不需要每位都严格的同步。同步传输则是把许多字符组织成一个数据块（即帧），除在数据块的起始处同步外，还要在后边维持固定的时钟，实际上是发送端通过某种技术将时钟混合到数据中一起发送出来，而接收端又从输入数据分离出时钟来。该时钟不但用来定时字符内的各位，也用来定时字符本身。可见，同步和异步主要区别在字符之间，同步是指连续传送的字符之间是同步的，而异步则指字符之间不是同步的。同步传输由于接收器能从输入数据中分离出时钟，实现起来较复杂。但是由于同步传输是许多字符组成一个数据块发送的，它能够有效地利用信道，也便于实现差错和其它更强的控制功能。
一、异步传输方式
异步（Asynchronous）传输方式指收发两端各自有相互独立的位定时时钟，数据的传输速率是双方约定的，收方利用数据本身来进行同步的传输方式，一般是起止式同步方式。这种方式以字（一般为8比特）为单位进行传送，在需传送的字符前设置1比特的零电平作为起始位，预告待传送字符即将开始；同时在字符之后，设置1~2比特高电平作为终止位，以表示该字符传送结束。该终止位的电平也表示平时不进行通信的状态（即处于“闲”时状态），如图1所示。在异步方式中，不传送字符时，并不要求收发时钟“同步”，但在传送字符时，要求收发时钟在每一字符中的每一位上“同步”。
图1：异步传输方式
那么在这一通信过程中，是怎样进行同步的呢？当从长“1”的“闲”状态转到零电平的起始位状态时，接收端串口电路将检测出极性状态的改变，并利用这种极性的变化来启动串口电路的接收时钟。串口电路首先在起始位的中间进行取样判决。若是高电平“1”，则认为是噪声干扰而不是起始位；若是零电平，则以此为起始时刻，按照双方预定的速率为时间间隔，对起始位之后的各位进行取样判决，至终止位结束。若终止位判决为“0”时，则“帧出错”，该字无效，从而实现收发时钟同步。接收端收到正确的终止位后，就将定时器复位，准备接收下一个字符。
从图1中还可以看出：
① 在起始位和终止位之间为信息位和校验位，各信息位及校验位所占的时间相等；
② 各字之间的间隔可以是任意的；若只有终止位，则表明连续发送，否则是人工按键发送；
③ 收发双方的时钟是存在误差的，一般石英晶体的时钟精度在10-4~l0-5。在一个字的范围内，从起始位到终止位，数据长度很短，时钟的误差可以忽略不计，因而仅以一字为单位，也就不存在累计误差了；
④ 起始位为1位零电平，终止位可选1、1.5、2位高电平，起止位之间“夹住”的是信息位和校验位，可取5、6、7、8位。其中以8位居多。校验方式通常取偶校验。
异步传输方式的特点是收发双方有各自独立的时钟，从宏观上看无需双方时钟的同步；而从微观上看收方时钟的判决时刻取自于接收起始位的沿变化，字符同步也借此可得。异步传输方式实现简单，但是由于增加了起位和止位，影响了传输效率。
二、同步传输方式
同步（Synchronous）传输方式，是相对于异步传输方式而谈的，是针对时钟的同步，即指收发双方采用了统一时钟的传输方式。至于统一时钟信号的来源，或是双方有一条时钟信号的信道，或是利用独立同步信号来提取时钟。
在同步传输方式中，是以固定的时钟节拍来传输信号的，即有恒定的传输速率。在串行数据流中，各个信号码元之间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，首先必须建立起准确的时钟信号，即位同步，也就是要求收发两方具有一个同步（同频同相）时钟，从而满足收发双方同步工作。如是，同步传输方式中的双方设备，或是双方之间的信道就比较复杂了。但与异步方式来比，同步方式没有起止位，所以传输效率较高。
但有了位定时的同步后，只是能够识别某一位，为了进一步识别“某一句”，即某一帧或某一数据块，一般还要采用帧或群同步的手法。一种典型的帧同步方法是同步字方式。
在采用这种同步方式进行传输时，为了通知接收端开始接收数据，还需在每次传输信息之前先发送特殊的同步字符（记为SYN）。在平时不传信息时，在线路上传送的是“1”，当接收端搜索到SYN时，就开始接收数据块信息。发送端在发完数据块报文之后，若无新的报文，则一直发送SYN字符。考虑到数据的透明性，同步字还可以设定为两个：SYN 1和SYN2。如图2所示。一般在同步字后会有帧长等控制信息，这需要由通信协议来规范。
图2：同步字方式结构
应该指出，同步字方式还可以采用数据本身的“自同步”时钟方式。这时类似异步传输方式，收发两端各有一个位定时时钟。另外信息帧中还有该数据块的长度n。当表示“闲”状态的“1”发生极性变化，即下降沿出现时，处于搜索状态的收端串口电路开始逐位接收并搜索同步字；在搜索到SYN1和SYN2后，就退出搜索方式，继而开始接收数据块（长度为n)信息；当长度为n的数据块接收完毕后，接收方则复位并再次进入同步字搜索状态，以便接收下一批的数据块。而块长n则取决于收发双方时钟的相对误差。BP机中POCSAG码的同步方式就类似于这种同步字方式。
由上可见，同步传输方式可采用同步字的帧同步方式，而同步字方式则不一定属于同步传输方式范畴，有时也可以属于异步传输方式。
总之，异步传输方式简单、可靠，但所需的通信额外开销较大。以异步传输方式传输ASCII码为例，传输8位ASCII码至少需1位起始位和1位停止位，即通信额外开销占20%以上。故这种方式广泛应用于点对点的传输速率较低的通信系统。而同步传输方式虽然也需要额外开销（SYN），但所占比重相对于异步传输方式小得多，因此主要用于要求速率较高的通信系统和数据通信网。
