Для последовательной передачи данных достаточно одной линии, по которой могут последовательно передаваться биты данных. Приемник должен уметь распознавать, где начинается и где заканчивается сигнал, который отвечает каждому биту данных. Иначе говоря, передатчик и приемник должны уметь синхронизироваться. Если качество синхронизации низкое (за время передачи одного бита несогласованность достигает нескольких процентов), используется асинхронный (asynchronous) режим передачи данных: выполняется согласование синхрогенераторов в начале передачи каждого байта. Как правило, передача байта начинается из специального старт-бита, потом идут биты данные, а за ними, возможно, бит четности. После всех битов данных передается стоп-быт. Старт-бит и стоп-бит всегда имеют определенное значение: старт-бит кодируется логическим нулем, а стоп-бит - логической единицей. Между передачей стоп-бита одного байта и старт-бита следующего байта может проходить произвольное время.
Асинхронный режим сильно зависит от погрешностей синхрогенераторов, что задает моменты приема битов. Чем выше скорость передачи, тем более эта погрешность. В результате этих и некоторых других ограничений скорость передачи в асинхронном режиме ограничена сотнями килобит в секунду (стандартные скорости: 50, 75, 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с).
Если синхронизация очень качественна (например, используется дополнительная линия, по которой передается синхросигнал), то можно передавать поток данных без дополнительной синхронизации отдельных байтов. Такой режим называется синхронным (synchronous). Передача битов данных опережается и заканчивается выдачей в канал символа синхронизации. При отсутствии данных передатчик должен постоянно передавать в канал символы синхронизации.
В случае изохронной (isochronous) передачи отправление кадров данных происходит в заданные (известные приемнику и отправителю) моменты времени. При этом данные, переданным одним узлом с постоянной скоростью, будут поступать к приемнику с той же скоростью. Изохронная передача необходима, например, для доставки оцифрованного видеоизображения или звука.
Плезиохронна (plesiochronous) передача требует внутренней синхронизации узлов от источников с номинально совпадающими частотами. Срок “плезиохронна” значит “почти синхронная”, поскольку частоты источников точно не совпадают, и впоследствии накапливается разногласие, которое компенсируется вставкой фиктивных данных.
