一、概述

基于以太網(wǎng)（Ethernet）的接入系統(tǒng)的標準規(guī)范同樣是由IEEE 802.3研究組負責研究與發(fā)布的，其具體的基于以太網(wǎng)（Ethernet）的接入系統(tǒng)的標準是IEEE 802.3研究組的下屬任務組IEEE 802.3ah在研制，IEEE 802.3ah任務組也稱為“以太網(wǎng)最先一英里” （EFM，Ethernet in the First Mile）工作組。當然“最先一英里”（the First Mile）是從用戶的角度來看，若從運營商的角度來解讀應該是最后一英里。

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成立于2000年的IEEE 802.3ah任務組，在2004年6月最終定稿并發(fā)布了IEEE 802.3ah-2004標準，后并入IEEE 802.3-2005標準。在該標準中定義了下述三種物理層（也成為物理介質(zhì)相關子層（PMD，Physical Media Dependent））來傳輸以太網(wǎng)數(shù)據(jù)：一是用銅線媒質(zhì)構成點到點（P2P）網(wǎng)絡結構，稱為EFMC（EFM Cabling）系統(tǒng)（如VDSL技術或SHDSL）；二是用單模光纖（單纖或雙纖）媒質(zhì)構成點到點（P2P）網(wǎng)絡結構，可稱為EFMF（EFM Fiber）系統(tǒng)；三是用單模光纖（單纖或雙纖）媒質(zhì)構成點到多點（P2MP）網(wǎng)絡結構，可稱為EFMP（EFM PON）系統(tǒng)。其FEM的拓撲結構方案如下表1-1所示。

表1-1：IEEE 802.3ah標準中描述的EFM的三種拓撲結構

表1-1中三種EFM拓撲結構通稱為有線以太用戶接入網(wǎng)，其互相之間是有互補性的。此外，也可將表1-1中三種拓撲結構進行內(nèi)部混合構成一種混合以太用戶接入網(wǎng)（EFMH）的拓撲結構。EFM標準同樣也定義了操作、管理和維護（OAM）方面的技術，操作者可以用于監(jiān)測、管理和接入網(wǎng)的故障排除。相同的管理協(xié)議和結構可用于所有EFM入網(wǎng)的各種拓撲結構。

由于消除了多協(xié)議變換和低帶寬鏈路，也由于建立了一種通用技術（Universal Technology），EFM將可以保證將來的任何應用，如下表1-2所示，EFM將是可確保將來應用的接入技術，以實現(xiàn)所有傳輸和服務。

表1-2：EFM可確保將來應用的接入業(yè)務

在下圖1中概括了當今關于各種物理介質(zhì)的IEEE 802.3以太網(wǎng)標準以及支持在電纜和光纜中運行的最后一公里以太網(wǎng)的標準。從中看出，包括EFMC和EFMF在內(nèi)的傳輸速率和傳輸距離的比較。

圖1：包括EFMC和EFMF的以太網(wǎng)通用標準的傳輸速率和傳輸距離的比較

二、基于電纜的以太用戶接入網(wǎng)（EFMC）

在IEEE 802.3ah 標準中，對于基于電纜的以太用戶接入網(wǎng)進行了規(guī)范并稱其為“EFM 銅纜拓撲結構以太用戶接入網(wǎng)（EFMC，EFM-Cabling）”。它似乎在最后一公里中雙絞線對電纜（電話線）占據(jù)著優(yōu)勢地位。為了利用在居民區(qū)和建筑物內(nèi)現(xiàn)存的音頻級最后一公里電纜基礎結構，采用EFMC技術是最合適的。

在2004年6月EFM工作組完成了以太網(wǎng)電纜接入網(wǎng)(EFMC)課題研究，對其EFMC作了較詳細的規(guī)范。它包括基于數(shù)字用戶線（DSL）的EFMC、電纜環(huán)路存在的問題和解決問題的方案、EFMC的短距離和長距離作用半徑通道口和電纜環(huán)路的連接等。

事實上，無數(shù)用戶為以適中的速度（128~384Mbit/s）接入因特網(wǎng)（Internet Access）正在使用著DSL技術。標準化的EFMC提供帶寬的高利用率，以太網(wǎng)信息數(shù)據(jù)包可直接在電纜上以10Mbit/s速率進行雙向傳送。當選擇EFM長距離（EFM LR）傳輸時，提供的帶寬減少（2Mbit/s)，但是通信距離可達到2 700m。

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三、基于光纜的以太用戶接入網(wǎng)（EFMF）

在IEEE 802.3ah 標準中，對于基于光纜的以太用戶接入網(wǎng)進行了規(guī)范并稱其為“EFM光纜拓撲結構以太用戶接入網(wǎng)（EFMF，EFMF- Fiber）”。IEEE 802.3ah 標準的另一個目的是對于在單模光纜范圍內(nèi)運行距離至少可達10km，運行速度為100Mbit/s和1 Gbit/s的點對點光纖物理層進行規(guī)范。10km距離可得到廣泛的應用，而不需要費用較高的基礎建設。

EFMF規(guī)范的速率為1Gbit/s，雙工單模光纖傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)絡是從中心局到用戶建筑物之間的雙向點對點（P2P）連接；同樣也支持單光纖和雙光纖點對點拓撲結構，速率為100Mbit/s接入網(wǎng)的選擇。在每種網(wǎng)絡鏈路速度下，EFMF都可以提供優(yōu)異的性能價格比代替費用較高的T1/E1和T3/E3線路，這對于應用于光纖到家庭（FTTH）同樣也是可行的。

這個標準規(guī)范導致單模光纖價格的降低，并推動著用其代替多模光纖，允許操作運行者建立僅僅基于長距離的單模光纖完整的網(wǎng)絡。可以發(fā)現(xiàn)，支持增加更大的傳輸距離是EFMF的顯著特點。

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四、基于無源光網(wǎng)絡（PON）的以太用戶接入網(wǎng)

在IEEE 802.3ah  標準中，對于基于無源光網(wǎng)絡（PON）的以太用戶接入網(wǎng)也進行了規(guī)范，并稱其為“EFM無源光網(wǎng)絡拓撲結構以太用戶接入網(wǎng)（EFMP，EFM-PON）”。

在這里，無源光網(wǎng)絡（PON）是一種簡單的共享光纜網(wǎng)絡，使用廉價的光分路器（OSR）或者稱為光耦合器（Optical Coupler）等無源器件將各光纖支路饋送到每個用戶。使用這種技術，EFMP可以建設一點到多點（P2MP）的光纖拓撲結構，其支持的速率可達1Gbit/s而傳輸距離也可達到20km。

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當用戶經(jīng)專用的光纖分配支路被連接到網(wǎng)絡的一邊時，由共享的光纖分配網(wǎng)（ODN）中的此光纖支路連接到中心局。PON被稱為無源是因為與中心局和末端用戶相比較，在PON接入網(wǎng)內(nèi)不存在有源的電子元器件（電路）。在最后一公里網(wǎng)絡中消除了接入電子設備的需要，這是EFMP拓撲結構的關鍵優(yōu)越性所在。EFMP另外的優(yōu)點是要求的光纖數(shù)量比點對點拓撲結構要少很多。

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我國在2006年和2012年分別發(fā)布通信行業(yè)標準YD/T 1475《接入網(wǎng)技術要求--基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡（EPON）》和 國家標準發(fā)布的GB/T 29229《基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡（EPON）技術要求》，它們都是參照IEEE 802.3ah 標準所制定的。

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另外，IEEE 802.3ah 標準的EPON所支持的線路傳輸速率僅為1Gbit/s左右。為了提高更高的系統(tǒng)線路傳輸?shù)乃俾剩詽M足用戶的高速業(yè)務的接入需求，IEEE在2009年和2020年又分別推出了10G-EPON的標準IEEE 802.3av和100G-PON的標準IEEE 802.3ca。

需要指出的是：EPON類僅是PON技術體制的一種，另一種得到廣泛組網(wǎng)應用的PON技術體制是由全業(yè)務接入網(wǎng)（FSAN）聯(lián)盟精心打造、由ITU-T標準化并發(fā)布建議書，我們稱之為GPON類。

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