「非同期伝送」

非同期伝送の定義

非同期伝送は、送信者と受信者がそれぞれ独立したクロックを使用して各ビットのタイミングを決定し、個々の文字を1つずつ送信するデータ伝送方法です。送信者と受信者の間で同期したタイミングが必要な同期伝送とは異なり、非同期伝送ではスタートビット、データビット、エラーチェック用の任意のパリティビット、ストップビットで構成されるフレームでデータを送信します。

非同期伝送の仕組み

非同期伝送では、データはフレームに分割され、それぞれにスタートビット、データビット（通常7または8ビット）、オプションのパリティビット、ストップビットが含まれています。これらの要素は、データの正確な伝送と受信を保証するために連携します：

スタートビット: スタートビットは新しい文字の開始を示し、受信者のクロックを送信者のクロックと同期させます。常に低 (0) であり、受信者が内部クロックを送信者のクロックに合わせるのを助けます。

データビット: データビットは実際に送信される情報を含んでいます。それらの長さは使用されるエンコーディング方式によって1文字あたり7または8ビットです。正確なビット数は文字セットと特定のプロトコルによって決まります。

パリティビット: 非同期伝送においてエラーチェック用に任意でパリティビットを含めることができます。パリティビットは事前設定されたルール（奇数または偶数パリティ）に基づいて1または0に設定され、伝送中に発生した可能性のあるエラーを受信者が検出できるようにします。受信者がパリティビットでエラーを検出した場合、通常はデータの再送信を要求します。

ストップビット: ストップビットは同期用に使用され、データフレームの終了を示します。常に高 (1) であり、受信者が次の文字を受信する準備ができるようにし、データの重複を防ぎます。

非同期伝送の利点

非同期伝送には、データ通信においていくつかの利点があります：

柔軟性: 非同期伝送は、不規則な間隔でデータを送信できるため、伝送時間が変動する可能性のあるアプリケーションに適しています。同期伝送のように固定されたクロックスピードに依存しません。

効率性: 非同期伝送はデータ用に1本の線だけを必要とし、送信者と受信者の間で絶えず同期する必要がありません。

エラー検出: 非同期伝送におけるパリティビットの追加は、エラー検出を可能にし、データの完全性を向上させます。

互換性: 非同期伝送は幅広いデバイスやプロトコルとともに使用できるため、非常に互換性があります。

非同期伝送の欠点

利点にもかかわらず、非同期伝送にはいくつかの限界があります：

低速: 非同期伝送は、スタート、ストップ、および任意のパリティビットが追加されるため、一般的に同期伝送に比べて速度が遅いです。

オーバーヘッド: 各フレームにスタート、ストップ、パリティビットを含めることで伝送に余分なオーバーヘッドが追加され、全体的な効率が低下します。

エラー検出のみ、訂正はなし: 非同期伝送はパリティビットを使用してエラーを検出しますが、エラーを訂正する能力はありません。エラーが検出された場合、受信者は通常データの再送信を要求します。

使用例と事例

非同期伝送は、さまざまなアプリケーションや業界で一般的に使用されています。いくつかの例を挙げます：

1. シリアル通信: 非同期伝送は、RS-232などのシリアル通信インターフェースで広く使用され、デバイス間でデータを伝送します。

2. キーボードとマウスの通信: 非同期伝送は、キーボードおよびマウスインターフェースで、キープレスやカーソルの動きをコンピュータに送信するために使用されます。

3. モデム通信: 非同期伝送は、電話回線を介してデータを伝送するためにモデム通信で利用されます。

4. 端末エミュレーション: 非同期伝送は、従来のシリアル端末の挙動をエミュレートする端末エミュレーションアプリケーションで使用されます。

非同期伝送は、送信者と受信者がそれぞれのクロックを使って各ビットのタイミングを決定しながら、個々の文字を一度に一つずつ送信するデータ伝送の方法です。柔軟性、エラー検出、互換性を提供しますが、一般的に同期伝送に比べて遅く、オーバーヘッドが多いです。非同期伝送は、シリアル通信、キーボードとマウスのインターフェース、モデム通信、および端末エミュレーションなどのさまざまな業界で使用されています。非同期伝送の原理とアプリケーションを理解することで、現代のデータ通信の重要な側面をよりよく理解し、利用することができます。

関連用語

• Synchronous Transmission: データを同期したブロックで送信するデータ伝送方法。
• Bit Rate: ビットが単位時間当たりに送信、受信、または処理される速度。
• Parity Bit: データのエラーを検出するために非同期伝送で使用されるエラーチェックビットの一種。