Введение

Использование Ethernet между телекоммуникационной компанией и помещениями клиентов Ethernet в первой миле (EFM) относится к использованию одного из семейства технологий компьютерных сетей Ethernet между телекоммуникационной компанией и помещениями клиентов. С точки зрения клиента это первая миля, хотя с точки зрения сети доступа это известна как последняя миля. Рабочая группа Института инженеров электриков и электроников (IEEE) разработала стандарты, известные как IEEE 802.3ah 2004, которые позже были включены в общий стандарт IEEE 802.3 2008. EFM часто используется в развертывании активных оптических сетей. Хотя он часто используется для бизнеса, он также может быть известен как Ethernet to the home (ETTH). Одно семейство стандартов, известное как пассивная оптическая сеть Ethernet (EPON), использует пассивную оптическую сеть.

История

С широкими, метрополитенными и локальными сетями, использующими различные формы Ethernet, целью было устранить неродный транспорт, такой как Ethernet через режим асинхронной передачи (ATM), из сетей доступа. Одной из первых попыток была технология EtherLoop, изобретенная в Nortel Networks в 1996 году, а затем отделилась в компанию Elastic Networks в 1998 году. Его главным изобретателем был Джек Терри. Надежда заключалась в том, чтобы объединить пакетный характер Ethernet с возможностью технологии цифровой абонентской линии (DSL) для работы над существующими кабелями телефонного доступа. Название происходит от местного цикла, который традиционно описывает провода из офиса телефонной компании к абоненту. Протокол был полудуплексным с контролем со стороны провайдера цикла. Он адаптировался к условиям линии с пиком 10 Мбит/с, но 4 6 Мбит/с более типично, на расстоянии около 12000 футов (3658 м). Скорость символов составляла 1 мегабайт или 1,67 мегабайт, с 2, 4 или 6 битами на символ. Технология EtherLoop была в конечном итоге приобретена Paradyne Networks в 2002 году, которая, в свою очередь, была приобретена Zhone Technologies в 2005 году. Другой попыткой была концепция, продвигаемая Майкл Сильвертон, использования вариантов Ethernet, которые использовали волоконно-оптическую связь для жилых, а также для бизнес-клиентов. Это был пример того, что стало известно как волокно в дом (FTTH). Компания Fiberhood Networks предоставляла эту услугу с 1999 по 2001 год. Некоторые ранние продукты, появившиеся в 2000 году, были проданы как 10BaseS компанией Infineon Technologies, хотя технически они не использовали базовую полосу сигнализации, а скорее пропускную полосу, как в технологии цифровой абонентской линии с очень высокой скоростью передачи битов (VDSL). Патент был подан в 1997 году Пелегом Шимоном, Поратом Боазом, Ноамом Алроем, Рубинстайн Авиноамом и Сфадией Якоу. Long Reach Ethernet - название продукта, используемое Cisco Systems, начиная с 2001 года. Он поддерживал режимы 5 Мбит/с, 10 Мбит/с и 15 Мбит/с в зависимости от расстояния. В октябре 2000 года Говард Фрейзер выпустил призыв к участию в "Ethernet in the Last Mile". На заседании в ноябре 2000 года IEEE 802.3 создала исследовательскую группу "Ethernet in the First Mile", а 16 июля 2001 года - рабочую группу 802.3ah. Параллельно с этим в декабре 2001 года в альянсе First Mile Alliance (EFMA) были созданы Ethernet, чтобы продвигать технологию доступа абонентов Ethernet и поддерживать усилия по стандартизации IEEE. На раннем совещании технология EtherLoop называлась 100BASE CU, а другая технология называлась EoVDSL для Ethernet через VDSL. Стандарт EFM рабочей группы был одобрен 24 июня 2004 года и опубликован 7 сентября 2004 года как IEEE 802.3ah 2004. В 2005 году он был включен в базовый стандарт IEEE 802.3. В 2005 году EFMA была поглощена Metro Ethernet Forum. В начале 2006 года начались работы над еще более высокой скоростью 10 гигабит/секунда пассивной оптической сети Ethernet (10G EPON), ратифицированной в 2009 году как IEEE 802.3av. Работа над EPON была продолжена расширенной рабочей группой EPON IEEE P802.3bk, созданной в марте 2012 года. Основными целями этой целевой группы было добавление поддержки классов бюджетного энергопотребления PX30, PX40, PRX40 и PR40 как для 1G EPON, так и для 10G EPON. Изменение 802.3bk было одобрено IEEE SA SB в августе 2013 года и вскоре после этого опубликовано в качестве стандарта IEEE Std 802.3bk 2013. В ноябре 2011 года IEEE 802.3 начал работу над протоколом EPON над Coax (EPoC). 4 июня 2020 года IEEE одобрил IEEE 802.3ca, который позволяет осуществлять симметричную или асимметричную работу со скоростями 25 Гбит/с или 50 Гбит/с вниз по потоку и скоростями 10 Гбит/с, 25 Гбит/с или 50 Гбит/с вверх по потоку через пассивные оптические сети.

Медные провода

2BASE TL определяется в пунктах 61 и 63. Полный дуплекс, длинная связь точка-точка через медную проволоку. 2BASE TL PHY может передавать минимум 2 Мбит/с и максимум 5,69 Мбит/с на расстояниях до 2700 м (9,000 футов), используя ITU T G.991.2 (G. SHDSL. bis) технология по одной паре меди. 10PASS TS определено в пунктах 61 и 62. Полный дуплексный короткополосный контакт с точки на точку по медным проводам. 10PASS TS PHY может передавать минимум 10 Мбит/с на расстояниях до 750 м (2460 футов), используя технологию ITU G.993.1 (VDSL) на одной медной паре.

Активные волоконно-оптические

100BASE LX10, определенный в пункте 58, обеспечивающий точку к точке 100 Мбит/с Ethernet-ссылки по паре одномодовых волокон до 10 км. 100BASE BX10, определенный в пункте 58, обеспечивающий точку к точке 100 Мбит/с Ethernet-ссылки по отдельному одномодному волокну до 10 км. 1000BASE LX10, определенный в пункте 59, обеспечивающий точку к точке 1000 Мбит/с Ethernet-ссылок по паре одномодовых волокон до 10 км. 1000BASE BX10, определенный в пункте 59, обеспечивающий точку к точке 1000 Мбит/с Ethernet-ссылок по отдельному одномодному волокну до 10 км.

Пассивная оптическая сеть

Волокно в дом может использовать пассивную оптическую сеть. 1000BASE PX10, определенный в пункте 60 (добавленный IEEE Std 802.3ah 2004), обеспечивающий P2MP 1000 Mbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 10 км, с разделением не менее 1:16. 1000BASE PX20 определяется в пункте 60 (добавлен IEEE Std 802.3ah 2004), обеспечивающий P2MP 1000 Mbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разделением не менее 1:16. 1000BASE PX30 определяется в пункте 60 (добавлен IEEE Std 802.3bk 2013), обеспечивающий P2MP 1000 Mbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разрывом не менее 1:32. 1000BASE PX40, определенный в пункте 60 (добавленный IEEE Std 802.3bk 2013), обеспечивающий P2MP 1000 Mbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разделением не менее 1:64. 10GBASE PR10, определенный в пункте 91 (добавленный IEEE Std 802.3av 2009), обеспечивающий P2MP 10 Gbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 10 км, с разрывом не менее 1:16. 10GBASE PR20 определяется в пункте 91 (добавлен IEEE Std 802.3av 2009), обеспечивающий P2MP 10 Gbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разрывом не менее 1:16. 10GBASE PR30 определяется в пункте 91 (добавлен IEEE Std 802.3av 2009), обеспечивающий P2MP 10 Gbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разрывом не менее 1:32. 10GBASE PR40 определяется в пункте 60 (добавлен IEEE Std 802.3bk 2013), обеспечивающий P2MP 10 Gbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разделением не менее 1:64. 25GBASE и 50GBASE добавлены IEEE Std 802.3ca 2020, обеспечивая P2MP 25 Gbit/s Ethernet-ссылки через PON, на расстоянии не менее 20 км, с разрывом не менее 1:32. 50 Гбит/с к одной конечной точке достигается с использованием двух разных длин волн света. Кроме того, пункт 57 определяет уровень OA&M связи, включая обнаружение, мониторинг связи, удаленное указание на ошибку, зазоры и переменный доступ.

2BASE-TL

2BASE TL - спецификация IEEE 802.3 2008 Physical Layer (PHY) для полной дуплексной точки доступа с точки до точки Ethernet через медную проволоку голосового уровня.

Скорости и расстояния

В отличие от 10/100/1000 PHY, обеспечивающих единую скорость 10, 100 или 1000 Мбит/с, скорость связи 2BASE TL может варьироваться в зависимости от характеристик медий медий (таких как длина, диаметр провода или калибр, количество пар, если связь агрегирована, количество перекрестных передач между парами и т. д.). ), желаемые параметры связи (например, желаемый SNR-марж, Power Back Off и т.д. ), а также региональные спектральные ограничения. 2BASE TL PHY обеспечивают скорость передачи данных не менее 2 Мбит/с на расстояниях до , используя ITU T G.991.2 (G. SHDSL. bis) технология по одной паре меди. Эти PHY также могут поддерживать дополнительную агрегацию или связывание нескольких пар меди, называемую Функцией агрегации PME (PAF). Для одной пары минимальная возможная битрейт-связь составляет 192 кбит/с (3 х 64 кбит/с), а максимальная битрейт - 5,7 Мбит/с (89 х 64 кбит/с). На проводе размером 0,5 мм с маржи шума 3 дБ и без спектральных ограничений максимальная скорость передачи данных может быть достигнута на расстояниях до 850 кбит/с. Пропускная способность 2BASE TL-ссылки ниже, чем битрейт ссылки, в среднем на 5%, из-за кодирования 64/65 октетов и PAF-оверхеда; оба фактора зависят от размера пакета.

10PASS-TS

10PASS TS - это спецификация IEEE 802.3 2008 Physical Layer (PHY) для полной дуплексной короткоскоростной точки до точки Ethernet-ссылки через медную проволоку голосового уровня. 10PASS TS PHY обеспечивают скорость передачи данных не менее 10 Мбит/с на расстояниях до , используя технологию ITU T G.993.1 (VDSL) на одной медной паре. Эти PHY также могут поддерживать дополнительную агрегацию или связывание нескольких пар меди, называемую Функцией агрегации PME (PAF).

Подробности

В отличие от других физических слоев Ethernet, которые обеспечивают одну скорость, такую как 10, 100 или 1000 Мбит/с, скорость связи 10PASS TS может варьироваться, подобно 2BASE TL, в зависимости от характеристик медного канала, таких как длина, диаметр провода (гага), качество проводки, количество пар, если связь агрегирована, и другие факторы. VDSL - это технология короткого радиуса действия, предназначенная для обеспечения широкополосной связи на расстояниях менее 1 км по линии с медными крутыми парами, но скорость передачи данных быстро ухудшается с увеличением расстояния линии. Это привело к тому, что VDSL называют технологией "волокна до бордюра", потому что для подключения к сети оператора на большие расстояния требуется обратная связь волокна. VDSL Ethernet в первой миле, используя услуги, может быть полезным способом стандартизации функциональности в сетях метро Ethernet или, возможно, для распределения услуг доступа в Интернет по голосовой проволоке в многоквартирных домах. Однако VDSL2 уже доказал свою универсальность и быстрый стандарт с большим охватом, чем VDSL.