計算機網絡復習筆記（第二章）

第一部分

 

第2章 物理層

2.1 物理層的基本概念

2.2 數據通信的基礎知識

2.2.1 數據通信系統的模型

2.2.2 有關信道的幾個基本概念

2.2.3 信道的極限容量

2.3 物理層下面的傳輸媒體

2.3.1 導向型傳輸媒體

2.3.2 非導向型傳輸媒體

2.1 物理層的基本概念

1. 強調：教材上本節開始有一句“物理層考慮的是怎樣才能在連接各種計算機的傳輸媒體(介質)上傳輸數據比特流，而不是指具體的傳輸媒體”。這句話應該理解為物理層不僅是傳輸媒體，更重要的是如何在媒體上傳輸比特流，即不要理解為物理層不包括傳輸媒體。
   物理層規定:為傳輸數據所需要的物理鏈路創建、維持、拆除，而提供具有機械的，電子的，功能的和規范的特性。簡單的說，物理層確保原始的數據可在各種物理媒體上傳輸。局域網與廣域網皆屬第1、2層。
   物理層是OSI的第一層，它雖然處於最底層，卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備，為數據傳輸提供可靠的環境。如果您想要用盡量少的詞來記住這個第一層，那就是“信號和介質”。
   以下是需要了解的東西（考試應該不考 但是理解起來會很舒服）：

   物理層要解決的主要問題：
   （1）物理層要盡可能地屏蔽掉物理設備和傳輸媒體，通信手段的不同，使數據鏈路層感覺不到這些差異，只考慮完成本層的協議和服務。
   （2）給其服務用戶（數據鏈路層）在一條物理的傳輸媒體上傳送和接收比特流（一般為串行按順序傳輸的比特流）的能力，為此，物理層應該解決物理連接的建立、維持和釋放問題。
   （3）在兩個相鄰系統之間唯一地標識數據電路。  
   物理層主要功能：為數據端設備提供傳送數據通路、傳輸數據。
   1.為數據端設備提供傳送數據的通路， 數據通路可以是一個 物理媒體，也可以是多個物理媒體連接而成。一次完整的 數據傳輸，包括激活物理連接，傳送數據，終止物理連接。所謂激活，就是不管有多少物理媒體參與，都要在通信的兩個 數據終端設備間連接起來，形成一條通路。
   2.傳輸數據，物理層要形成適合數據傳輸需要的 實體，為數據傳送服務。一是要保證數據能在其上正確通過，二是要提供足夠的 帶寬（帶寬是指每秒鍾內能通過的 比特（BIT）數），以減少信道上的擁塞。傳輸數據的 方式能滿足點到點，一點到多點，串行或並行，半雙工或全雙工，同步或 異步傳輸的需要。
   3. 完成物理層的一些管理工作
   
   物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、 光纖、無線信道等。

   
   注：通信中傳遞的基本信息單位是比特，即1個二進制位。

2. 掌握物理層的四個特性：機械特性、電氣特性、功能特性、過程特性，教材P41。

   1．機械特性
   也叫物理特性，指明通信實體間硬件連接接口的機械特點，如接口所用接線器的形狀和尺寸、引線數目和排列、固定和鎖定裝置等。這很像平時常見的各種規格的電源插頭，其尺寸都有嚴格的規定。
   已被ISO 標准化了的 DCE接口的幾何尺寸及插孔芯數和排列方式。
   DTE（Data Terminal Equipment，數據終端設備，用於發送和接收數據的設備，例如用戶的計算機）的連接器常用插針形式，其幾何尺寸與．DCE（Data Circuit-terminating Equipment，數據電路終接設備，用來連接DTE與數據通信網絡的設備，例如Modem 調制解調器）連接器相配合，插針芯數和排列方式與DCE連接器成鏡像對稱。
   
   

   2．電氣特性

   規定了在物理連接上，導線的電氣連接及有關電路的特性，一般包括：接收器和發送器電路特性的說明、信號的識別、最大傳輸速率的說明、與互連電纜相關的規則、發送器的輸出 阻抗、接收器的輸入阻抗等電氣參數等。

   
   

   3．功能特性

   指明物理接口各條信號線的用途（用法），包括：接口線功能的規定方法，接口信號線的功能分類--數據信號線、控制信號線、定時信號線和接地線4類。

   
   

   4．規程特性

   指明利用接口傳輸比特流的全過程及各項用於傳輸的事件發生的合法順序，包括事件的執行順序和數據傳輸方式，即在物理連接建立、維持和交換信息時，DTE/DCE雙方在各自電路上的動作序列。

   以上4個特性實現了物理層在傳輸數據時，對於信號、接口和傳輸介質的規定。

   
   
   

2.2 數據通信的基礎知識

2.2.1 數據通信系統的模型

1. 一個數據通信系統可划分為三大部分：即源系統(或發送端、發送方)、傳輸系統( 或傳輸網絡)和目的系統(或接收端、接收方)。參見教材圖2-1，P42。

2. 源點又稱為源站或信源，終點又稱為目的站或信宿。詳見教材P42。

3. 掌握碼元：在使用時間域(或簡稱為時域)的波形表示數字信號時，代表不同離散數值的基本波形就稱為碼元(symbol)。
   注：下一節中的“調制有關的計算”還要對碼元進行具體的解釋。
   
   

2.2.2 有關信道的幾個基本概念

1. 掌握信道的概念：信道和電路並不等同。信道是用來表示向某一個方向傳送信息的媒體。因此，一條通信電路往往包含一條發送信道和一條接收信道。

2. 了解通信的三種方式：單工通信、半雙工通信（雙方不能同時發送接收）、全雙工通信（雙方可以同時發送接收）。
   注：目前的通信幾乎全都是全雙工通信。本課程也將針對全雙工通信講述計算機網絡。

3. 掌握基帶信號：來自信源的信號常稱為基帶信號(即基本頻帶信號)。像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號都屬於基帶信號。基帶信號往往包含有較多的低頻成分，甚至有直流成分，而許多信道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量。為了解決這一問題，就必須對基帶信號進行調制(modulation)。
   注1：“像計算機輸出的代表各種文字或圖像文件的數據信號”一句中的“數據信號”可具體地理解為二進制的比特序列或比特流。
   注2：“許多信道並不能傳輸這種低頻分量或直流分量”的一個重要原因是直流分量將導致傳輸媒體發熱，因而造成信號強度快速衰減，從而限制了傳輸距離。

4. 掌握基帶調制：僅僅對基帶信號的波形進行變換的調制稱為基帶調制。
   注1：之所以要進行變換，就是為了在給定的通信介質上以更高的速率和更遠的距離進行傳輸，例如：盡力減小信號的直流分量。
   注2：基帶調制就是把數字信號轉換為更適合於線路上傳輸的數字信號，因此基帶調制又常稱為線路編碼(line coding)，或簡稱為編碼(coding)。

5. 典型的基帶調制方法，即典型的線路編碼：
   注1：典型的線路編碼有單極性編碼(unipolar coding)、極性不歸零編碼(即極性NRZ，polar Non-Return-to-Zero coding)、極性歸零編碼(極性RZ，polar Return-to-Zero)、曼徹斯特編碼(Manchester coding)和差分曼徹斯特編碼(differential Manchester coding)。
   注2：為了清楚地解釋這5種編碼，給出了下面所示的兩組圖，第一組是交替01串的5種編碼圖示，第二組是隨機01串的5種編碼圖示。
   
   
   注2a：此處給出的圖比教材上的圖2-2（P44）更加專業和深刻地表達和示意了線路編碼。
   注3：在單極性編碼中，正電位表示1，零電位表示0。這種編碼實際通信中用得很少。其特點是：(1)有較強的直流分量，只能在很短的距離上傳輸；(2)接收端不能自動區分位邊界，即單純從波形識別不了連續的0或1，需要輔助的時鍾來同步。
   注4：在極性NRZ編碼中，正電位表示1，負電位表示0。該編碼的特點是：(1)在0和1等概率出現時，直流分量為0，但當0和1不等概率出現時，會有一定的直流分量；(2)接收端不能自動區分位邊界，即單純從波形識別不了連續的0或1，需要輔助的時鍾來同步。
   注5：在極性RZ編碼中，波形的中間½為正電位表示1，波形的中間½為負電位表示0，波形兩側的¼處於零電位，此也就是“歸零”的含義。該編碼的特點是：(1)該編碼在直流分量方面的表現與NRZ編碼相似；(2)接收端不能自動區分位邊界，即單純從波形識別不了連續的0或1，需要輔助的時鍾來同步；(3)由於有一半的時間是零電位，較NRZ節省能量；(4)該編碼中一個二進制位占用了兩個時鍾周期，因而編碼效率是NRZ的50%。
   注5a：極性RZ編碼的有時也會用波形的前½為正電位表示1，波形的前½為負電位表示0，而波形的后½為零電位，即歸零。
   注6：在曼徹斯特編碼中，位中心向下跳變為1，向上跳變為0，或反之。該編碼可以說解決了前面編碼的所有缺點。首先它具有自同步功能，接收端只需判斷跳變，即可獲知數據位， 因而免去了時鍾同步；其次它完全沒有直流分量，因為每個位都有一半的高電位和一半的低電位。它的代價與RZ相同，即編碼效率為RZ的50%。
   注7：在差分曼徹斯特編碼中，位中心始終有跳變，位開始邊界無跳變為1，有跳變為0。此種編碼的特點與曼徹斯特編碼相同。改進的方面是不需要判斷從高到低跳變還是從低到高跳變，只需要判斷有無跳變決定位0和1。

6. 掌握帶通調制：帶通調制是一種使用載波(carrier)進行調制的方法，這里的載波是高頻的電磁波，而調制就是將待傳輸的二進制數據疊加到載波上，讓載波攜帶着數據在信道上傳輸。
   注1：高頻電磁波可以以極小的衰減在通信介質甚至自由空間中瞬間地傳輸幾百、幾千甚至幾萬公里，因為電磁波的速度大約是光的速度，即m/s。
   注2：載波調制是人類通信史上最具革命性的理論和技術。

7. 帶通調制原理簡述：電磁波中的最基本的波形是正弦波，其數學表達為：
   其中A是振幅，f是頻率，是相位；
   載波調制的基本思想是在發送端讓A、f或隨着待傳輸的二進制信息發生變化，即將數據調制到載波上，在接收端再提取，即解調，出這些變化對應的二進制信息。

8. 三種基本的帶通調制方式：參見教材P44
   AM：振幅調制，簡稱為調幅，Amplitude Modulation
   FM：頻率調制，簡稱為調頻，Frequency Modulation
   PM：相位調制，簡稱為調相，Phase Modulation

9. 調制有關的計算：
   以振幅調制為例，如果我們讓振幅可以有兩種變化，即兩種狀態A0和A1，則我們可以用A0代表數字0，A1代表數字1。這樣一個波形，也即2.2.1節中所述的碼元，可以攜帶一個二進制位。
   而波形的速率，也就是碼元的速率，常稱為波特率(baud rate)，即是正弦波的速率f，這樣我們得到的數據傳輸速率就是fbps。
   如果我們要使一個波形攜帶兩個二進制位，我們就可以得到2fbps的數據率。要注意的是，兩個二進制位有4中狀態，即00、01、10、11，我們就需要振幅有4種變化即A0、A1、A2、A3。
   如果我們要使一個波形攜帶n個二進制位，我們就可以得到nfbps的數據率。而n個二進制位有種狀態，從n個0到n個1，我們就需要振幅有種變化。

10. QAM：正交振幅調制，Quadrature Amplitude Modulation
    單獨讓波形的振幅有多種變化在實踐中不可行，因為變化越多，相鄰的振幅差就越小，當小到一定程度后，一定距離上的接收端就會因為信號的衰減而無法區分。
    因此人們就想到了將振幅和相位結合起來的方法構造調制，這種調制方法稱為QAM。
    QAM常用如下所示的星座圖（Constellation diagram）來表示：星座圖上的一個點表示一種波形狀態，點到原點的距離為波形的振幅的大小，而與x軸的夾角為波形的相位的大小。該圖中有16個狀態，因而對應的一個波形可以攜帶4個二進制位，即數據率為4fbps。
    

2.2.3 信道的極限容量

1. 了解信道的失真問題：電磁波或信號在信道上傳播時，會遇到衰減和噪聲的干擾，這會導致接收端收到的信號與發送端發出的信號相比發生了退化式的變形，即失真，這種失真就會影響傳輸的數據率。參見教材圖2-4，P45。

2. 信噪比：信噪比(S/N，Signal and Noise ratio)指的是信號與噪聲的功率比，該比值常用分貝數（dB，decibel）來表示，分貝數與功率比的關系為：。

3. 信道的極限容量：實際的信道均是有一定噪聲的信道，這樣的信道上最大可以傳輸的數據率是多少呢？這個問題由信息論的創始人克勞德·艾爾伍德·香農（Claude Elwood Shannon）給出了答案，這就是著名的香農公式：
   其中C為信道的極限容量，單位是bps，W為信道的帶寬，單位是Hz，為以數值表示的信道的信噪比。

2.3 物理層下面的傳輸媒體

1. 了解電磁波譜：通信的基礎是電磁波，而頻率是電磁波的重要屬性。不同頻率的電磁波適應於不同的傳輸介質，電磁波譜給出了電磁波頻率與介質的對應關系，如教材圖2-5(P47)所示。

2. 傳輸媒體的分類如下圖所示：
   
   注：教材上主張使用“導引型”和“非導引型”描述，這里認為用“導向型”和“非導向型”描述更好一些。

2.3.1 導向型傳輸媒體

1. 雙絞線：雙絞線指的是將兩條導線周期性地絞合在一起的線對。
   注1：由於兩條平行直導線中傳輸隨時間變化的信號時相互間會產生電磁感應，從而對信號的傳輸產生干擾。將它們絞合即可避免這種電磁感應帶來的干擾。
   注2：雙絞線有許多規格，其中需要特別掌握的是目前廣泛使用的5類雙絞線規格，如下圖所示，它由4對雙絞線組成，且為了避免各對間的電磁感應干擾，每對的絞合距離也設計為不相同。5類雙絞線可以達到100Mbps的傳輸速度。
         

2. 同軸電纜：同軸電纜由內導體銅質芯線( 單股實心線或多股絞合線)、絕緣層、網狀編織的外導體屏蔽層(也可以是單股的)以及保護塑料外層所組成，如下圖所示)。
   注：同軸電纜有50Ω和75Ω兩種規格，其中Ω是電阻的單位。上述規格來自於同軸電纜需要的終端匹配電阻。因為電磁波在運行到導線的端點時會產生反射，而反射波會嚴重地干擾正常的信號波形。在導線的端點處接以適當的匹配電阻，可以吸收到達端點的電磁波，從而避免反射干擾。50Ω和75Ω規格描述就是根據同軸電纜使用的終端匹配電阻給出的。50Ω對應較細一些的電纜，常稱為細纜，而75Ω對應較粗一些的電纜，常稱為粗纜。細纜曾經廣泛用於以太局域網，而粗纜常用於有線電視。它們傳輸數據時，都可以達到10Mbps的速率。
   
   
   
   

3. 光纖：光纖通信就是利用光導纖維(即光纖)傳遞光脈沖來進行通信，光纖通常由非常透明的石英玻璃拉成細絲，主要由纖芯和包層構成雙層通信圓柱體。如下圖所示：
    
   
   
   注1：光纖基於光的全反射原理工作，即當光纖從折射率較高的纖芯打到纖芯與包層的交界處時，會產生折射角大於入射角的折射，這樣當入射角足夠大時，折射角就會達到90°，即沒有光纖折射出去，這就保證了光線幾乎可以不衰減地傳輸，因而可以傳輸到幾乎沒有限制的距離。
   注2：光纖分為多模光纖和單模光纖，參見教材P49。
   注3：光纖通信中常用的三個波段的中心分別位於850 nm, 1300 nm和1550 nm。后兩種情況的衰減都較小。850 nm波段的衰減較大，但在此波段的其他特性均較好。所有這三個波段都具有25000~30000 GHz的帶寬，可見光纖的通信容量非常大
   注4：光纖不僅具有通信容量非常大的優點，而且還具有其他的一些特點。參見教材P50。

2.3.2 非導向型傳輸媒體

1. 微波通信：無線電微波通信在數據通信中占有重要地位。微波的頻率范圍為300MHz~300GHz(波長1 m~ 1 mm),但主要使用2~40 GHz的頻率范圍。傳統的微波通信主要有兩種方式，即地面微波接力通信和衛星通信。

　　　　　　Wifi通信：Wifi通信已經是非常常用的無線移動通信方式了。它使用2.4GHz或5GHz的ISM頻段，數據率可以達到10Mbps甚至50Mbps。ISM頻段如下圖所示。
　　　　　　　　

第二部分

第2章 物理層

2.4 信道復用技術

2.4.1 頻分復用、時分復用和統計時分復用

2.4.2 波分復用

2.4.3 碼分復用

2.5 數字傳輸系統

2.6 寬帶接入技術

2.6.1 ADSL技術

2.6.2 光纖同軸混合網（HFC網）

2.6.3 FTTx技術

2.4 信道復用技術

2.4.1 頻分復用、時分復用和統計時分復用

1. 信道復用的概念：信道復用就是讓一條高速的通信鏈路可以為多個低速的通信用戶共享使用。

2. 信道復用會使用戶的通信費用大大降低：許多用戶，幾十、幾百，甚至成千上萬的用戶，共享一條高速鏈路，就意味着一條告訴鏈路的建設和維護費用可以由許多用戶共同分擔，因而用戶的通信費用大大降低。
   教材在這一方面的描述是(P53)“當然復用要付出一定代價(共享信道由於帶寬較大因而費用也較高，再加上復用器和分用器)。但如果復用的信道數量較大，那么在經濟上還是合算的。”該描述先強調了“費用也較高”，這要正確理解，避免誤導。“復用使通信費用大大降低”是不爭的事實，也帶來了我們今天互聯網的廣泛普及。

3. FDM(Frequency Division Multiplexing, 頻分多路復用，簡稱頻分復用)：FDM將通信的頻帶（即頻率范圍）划分為一系列小的子帶，每個子帶作為一個信道進行獨立的通信。
   頻分復用的所有用戶在同樣的時間占用不同的帶寬資源(請注意，這里的“帶寬”是頻率帶寬而不是網絡數據的發送速率)。
   

4. TDM(Time Division Multiplexing, 時分多路復用，簡稱時分復用)：TDM將時間划分為一段段等長的時分復用幀(TDM幀，TDM frame)。每一個時分復用的用戶在每一個TDM幀中占用固定序號的時隙(slot)。
   時分復用的所有用戶在不同的時間占用同樣的頻帶寬度。

   時分復用更適合於數字信號的傳輸。
   

    

 

2.4.2 波分復用

1. WDM(Wavelength Division Multiplexing, 波長多路復用，簡稱波分復用)：WDM 就是光的頻分復用：在一條光纖上復用多路光載波信號。
   

2. 現在已能做到在一條光纖上復用80路或更多的光載波信號，此即稱為密集波分復用DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)。

2.4.3 碼分復用

1. CDMA(Code Division Multiple Access, 碼分多址，又稱碼分復用)：CDMA是通過使各用戶使用相互正交的碼型(也稱為碼片, chip sequence)來進行信道共享的方法。CDMA中的各用戶在同樣的時間使用同樣的頻帶進行通信。
   注1：通信信道復用即共享的傳統思維是想盡辦法將高速鏈路划分為相互隔離的低速率的信道，以避免低速率信號因疊加而相互間干擾，FDM、TDM、WDM均是在這種思維下創造出來的。然而，CDMA卻是用另一種完全不同的思維，即所有用戶共享相同的頻帶和時間，即各用戶的信號在信道上是疊加到一起的，通過碼型的正交性實現用戶數據的識別。理論上CDMA能夠達到香農公式所計算出的信道極限速率，因為只要增加用戶碼型的長度就可以使信道達到其最大可容納的用戶數量。
   注2：CDMA在信道復用及數字通信中是一個革命性的突破，它使信道復用和數字通信可以用嚴謹的數學代數運算來實現。

2. CDMA的時間片：在CDMA中, 每個 位時間 被分成m個更小的時間片，典型的時間片數目是64或128, 但是取每位8個時間片便可容易地解釋其工作原理。

3. 片序列（chip sequence）：每個站點被指定一個唯一的m位編碼, 它被稱為一個片序列，發送值為1的位時, 站點發送的是片序列，發送值為0的位時, 站點發送的是片序列的反碼。
   如, 設m = 8, 如果站點A的片序列為00011011, 那么它通過發送00011011來發送一個值為1的二進制位, 而通過發送11100100來發送值為0的二進制位。

4. 片序列的雙極性表示：CDMA的原理通常用片序列的雙極性記法來解釋, 即以-1表示片序列中的0, 以+1表示片序列中的1。
   如：片序列為00011011的站A的1位表示為(-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)，
   而其0位則表示為(+1 +1 +1 -1 -1 +1 -1 -1)。

5. 片序列的正交歸一化：所有站點的片序列必須是正交歸一的。即兩個不同的片序列S和T的內積(記為S•T)為0，同一個片序列的內積除以片序列長度后的值為1。
   注：生成正交化片序列的方法之一是沃爾什編碼(Walsh codes) 。

6. 片序列正交歸一化的數學表達：
   設有m位片序列的S站和T站，則S站和T站可以分別用m位的行向量表示：
   , 。
   S與T的正交指的是它們作為向量的內積為0(這里的內積就是線性代數中向量的內積)，即：
   。
   歸一指的是：，。
   注意1：S的片序列的反碼為，其中為的雙極性二進制反碼，因而我們有：
   。
   注意2：假如，則。

7. CDMA信道信號傳輸的原理：假如信道上有片序列兩兩正交的n個站點。某個站點i可能發送位1(以片序列表示)，可能發送位0(以片序列的反碼表示)，也可能什么也不發送(以表示，此時它對應的m個片序列分量都是0)。於是信道上的某一時刻的信號Y將是所有站點信號，即片序列、片序列反碼或0，的疊加：
   ，其中表示、和三者取其一。
   假定一個站點W要想獲得站點k的發送信息，則它需要首先獲知k的片序列,，然后將它與接收到的信道信號Y取歸一化內積運算（這里的歸一化指的是除以片序列長度m）：
   。
   即：
   。
   考慮到不同站點片序列間的正交性，上式右側的第一項和第三項均會是0，因而上式可簡化為：
   。
   於是，當k站發送了二進制位1時，W站獲得的結果是：
   。
   當k站發送了二進制位0時，W站獲得的結果是：
   。
   當k站沒有發送數據時，W站獲得的結果是：
   。
   注1：我們最終得到的結論是，如果一個站點W要想獲知站點k發送的數據，它就用站點k的片序列與測得的信道信號Y進行歸一化內積計算。
   如果計算的結果為1，則可認為站點k發送了數據位1；
   如果計算的結果為-1，則可認為站點k發送了數據位0；
   如果計算的結果為0，則可認為站點k沒有發送數據。
   注2：上述計算過程與W自己的片序列沒有關系。

8. CDMA舉例：假定A、B、C、D4個站點的片序列如下所示：
   
   則，它們的雙極性表示為：
   
   如果在6個時刻里，4個站點分別有如下的數據發送：
   
   如第3個時刻“10--”表示A發送了1，B發送了0，C和D什么都沒發送。
   則這6個時刻對應的信道中的雙極性信號為：
   
   那么，獲知6個時刻，C站點發送數據的運算如下所示：
   
   由此得到結論，C站在6個時刻發送的數據分別是1、1、無、1、1、0。

2.6 寬帶接入技術

2.6.1 ADSL技術

1. ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數字用戶線路)：是一種在傳統模擬電話用戶線上實現寬帶數據業務的技術。

2. 了解傳統電話及其線路：傳統電話如下圖所示
   
   它用如下圖所示的帶RJ11插頭的3類雙絞線連接到入戶線，即牆上的電話插孔，
   
   而牆上的插孔用如下圖所示的3類雙絞線連接到最近的電話端局，
   
   
   

3. 傳統的電話信道：由於人的語音信號是300-3400Hz之間的3.1KHz帶寬，因而傳統電話僅使用電話線路中的4KHz帶寬就可以工作。

4. 傳統電話線路的額外帶寬：然而，傳統電話線路的通信帶寬可以高達1MHz，因而可以有充分的余地在保證電話通信的同時進行數據通信，ADSL正是實現這一想法的技術和設備。

5. ADSL的連接：ADSL的連接示意如下，
   
   將電話進戶線（即入戶線）先接到一個分離器上，分離器的一個接口接電話，另一個接口接ADSL Modem(即調制解調器)，Modem再通過接口接到電腦。
   分離器是一個電磁波分離（或過濾）裝置，它將低頻的語音信號頻率導向到電話端口，而將高頻的數據信號頻率導向到ADSL端口。分離器也有逆向的合並功能，即將電話來的低頻的語音信號和ADSL來的高頻數據信號頻率合並成一個信號通過進戶線逆向地發給通信公司的端局。
   ADSL的作用就是將電腦發出的數字信息調制到電話線路的載波上，或從電話線路的載波上將數字信號解調到電腦中。

6. ADSL的信道划分技術DMT(Discrete Multi-Tone, 離散多聲道調制)：
   DMT(ITU標准G992.1)將電話線上的1.1MHz頻譜分成256條獨立的信道，每條信道帶寬為4312.5Hz，如下圖所示。
   
   DMT的256條獨立信道的划分如下：
   信道0用於POTS(Plain Old Telephone Service，傳統的電話服務)；
   信道1-5保留不用, 為了使語音載波與數據載波安全地隔離，沒有相互干擾；
   一條信道用於上行控制, 另一條用於下行控制；
   剩下的248條信道中的24條(約10%)用於上行數據, 其余的224條(90%)用於下行數據，這就是ADSL的由來。
   ADSL采用了4000波特的碼元傳輸率, 以QAM調制, 每個波特攜帶15個二進制位，因而，
   24條上行信道的最高速率可達1.44Mbps：
   224條下行信道則可以達到13.44Mbps的速率。
   鑒於實際的信道不可能理想, 因而ITUG992.1標准規定最高上行速率為1Mbps，最高下行速率是8Mbps。