Ethernet pierwszej mili

802.3ab – EFM – Ethernet In the first Mile – technologia opracowana z myślą o wprowadzeniu
Ethernetu do środowiska metropolitalnego i ułatwieniu użytkownikom dostępu do sieci MAN i WAN.
Miała zapewnić zmniejszenie kosztów operacyjnych i kosztów inwestycji oraz szerokopasmowy
dostęp do Internetu.
Dominujacym medium transmisyjnym na obszarach miejskich jest miedziany kabel telefoniczny –
słabe parametry transmisyjne, nie pozwala na szybki transfer na odległość większą niż 100. EFM
miało umożliwić osiągnięcie większego zasięgu przy zadowolajacych przepustowościach przy użyciu
kabla telefonicznego. Aby mogło to Dogo dojść trzeba było wprowadzić szereg istotnych zmian –
administrowanie i zarządzanie Ethernetem obsługującym pierwszą milę.

Klasyfikacja połaczeń:

 połączenia typu punkt-punkt

– bazujące na miedzianej parze kabla telefonicznego (opcjonalnie na wielu parach):



10PASS – TS – min przepustowość 10 Mb/s, zasięg do 750 m, opiera się głównie na specyfikacji VDSL



2BASE – TL – min przepustowość 2 Mb/s, zasięgo do 2700m, opiera się gł na specyf SHDSL

- bazujące na światłowodach jedno i wielodomowych



100BASET-(LX, BX), 1000BASE-(LX, BX) – przepływności 100 Mb/s I 1000 Mb/s, zasięg do 10 km,
specyf bazuje na istniejących już rozwiązaniach IEEE 802.3 z drobnymi modyfikacjami

 Połączenia typu punkt- wielopunkty

- bazujące na światłowodach – 1000BASE-PX10, 1000BASE-PX20 – przepływność 1000 Mb/s, zasięg
10-20 km, spec bazuje na istniejących rozwiązaniach IEEE 802,3 z drobnymi modyfikacjami

Innowacyjność rozwiązań ethernetowych zaproponowanych przez standard IEEE 802.3ah polega nie
tylko na możliwości wykorzystania kabli telefonicznych oraz realizacji połączeń typu punkt-
wielopunkt opartych na pasywnych optycznych PON Passive Optical Network ale również na
wyróżnieniu nowej podwarstwy eksploatacji, administracji i utrzymania – OAM.

Podwarstwa OAM
Zadaniam tej podwarstwy jest monitorowanie stanu sieci orz szybka lokalizacja wadliwych połączeń.
W EFM założono, że przenoszenie informacji dotyczących czynności administracyjnych i
utrzymaniowych powinno być realizowane na poziomie warstwy łącza danych i nie powinno znacznie
obciążać systemu. Aby sprostać tym zadaniom wykorzystano koncepcję „wolnego protokołu”.
Protokół ten może być Rea;lizowany przez sprzęt i oprogramowanie. Zarezerowowano dla niego 16
adresów multikastowych. Ramki nie mogą przekraczac 128 bajtów.
Wykorzystując adres MAC typu slow protocol, ramki OAMPDU są przechwytywanbe przez
podwarstwę MAC i nie SA propagowane przez kolejne węzły sieci Ethernet. Ramki OAMPDU są
przesyłane tylko w obrębie jednego połączenia – od jednostki OAM do jednostki OAM zatem ramki
OAMPU mają wpływ tylko na operacje eksploatacji, administracji i utrzymania sieci a nie ruch danych.
Format ramki OAMPDU:
-preambuła

-SFD
-MAC DA
-MAC SA
-L/T
-sub type
-OAM code
-dane OAM
-CRC
Pola OAM Code i Dane są wykorzystywane do tworzenia zapytań, odpowiedzi, testów. Wspierają
zdalne monitorowanie, zdalne testowanie połączeń i zdalną detekcję uszkodzeń.

Etehernetowe Pasywne Sieci Optyczne
Zaproponowane w standardzie IEEE 802,3ah rozwiązanie punkt – wielopunkt (EPON) bazuje
pasywnej sieci optycznej (PON) , czyli sieć nie posiada na drodze od źródła celu żadnych elementów
aktywnych . Jedynie lelementy występujące w sieciach punkt – wielopunkt to pasywne elementy
optyczne – włókna światłowodowe oraz splitery. Siecin te bazują na topologii drzewa. Jednostki
klienckie mogą być oddalone od stacji o 20 km dzięki technologii światłowodowej.

Zasady pracy:
Główną cechą architektury EPON jest t, że wewnątrz drzewa PON są transportowane rmki Ethernet.
Sieć EPON składa się z centralnego węzła OLT, węzłów abonenckich ONT i psywnych urządzeń
optycznych. Wszystkie ONT drogą wymiany ramek służbowych synchronizowane są do węzła OLT.
Wysyłanie danych przez węzły abonenckie następuje w ściśle wyznaczonych szczelinach czasu.
Wielkość tych szczelin jest wyznaczona przez OLT. Szczlina może pomieścic jedną lub więcej ramek.
Do chwili nie otrzymania pozwolenia na wysyłanie ramki są buforowane przez ONT.
W przypadku nadawania w kierunku w dół sygnały nadawane przez OLT przechodzą przez spliter
optyczny 1:N i są odbierane przez wszystkie ONT. W przypadku nadawania w kierunku w górę sygnał
nawany przez ONT jest osbierany przez OLT. Reszta jednostek ONT nie jest go w stanie odebrać.
Zabobieganie klicji i zwiększenie wydajności: każda transmisja jest kontrolowana - przydzielanie
konkretnej jednostce ONT okna transmisyjnego. Jednostka opóźnia nadwanie do czasu otrzymania
pozwolenia.
Nowa warstwa Multi – Poin MAC – umożliwienie traktowania połączeń punkt-wielopunkt jako wielu
połączeń punkt – wielopunkt.
Format ramek:

Nowości: Preambuła podzielona na 4 pola. Wprowadzono 2bajtowe pole LLID służące do identyfikacji
węzła EPON – wymagany do emulacji połączeń. Pierwszy bit wskazuje typ rozsyłania ramki pozostałe
15 zawiera indywidualny adres węzła EPON. CRC – suma kontrola..
Przy wyjściu z sieci EPON ramka zostaje przekształcona do postaci standardowej.

Protokół MPCP
Do organizacji centralnego węzła OLT z węzłami użytkowników ONT opracowano protokół MPCP.
Dwa typy komunikatów:
-GATE – tryb pracy, identyfikator odbiorcy i znacznik czasu
-REPORT – przenoszą informacje o stanie ONT przy transmisji w górę.

Wykorzystanie kabli telefonicznych
Jednym z głównych założeń EFM było umożliwienie słabego kabla telefonicznego. Musi on spełniać
jednak pewne kryteria: stopa błędu BER mniejsza niż 10^-7, SNR co najmniej 6 lub 5 dB. Rozwiązania
dedykowane dla kabli telefonicznych bazują na jednej parze miedzianego kabla telefonicznego
(przewiduje się możliwość wyk wielu par).