EFM

前不久，乙太網第一英里聯盟（Ethernet in the First Mile Alliance，即EFMA）正式批准802.3ah成為IEEE “乙太網第一英里”的標準，下面我們來具體看一下它的實現和應用。

802.3ah研究題目中“第一英里”指的是用戶端到電信運營商局端設備的這一段連接，這段連接從使用者的角度看是“最先一英里”，而從運營者的角度看是“最後一英里”。它的目標是將已經得到廣泛應用的乙太網技術推廣到電信用戶的接入網市場，這樣可以使網路性能明顯提高，同時降低設備和運行的成本。

802.3ah項目的研究範圍包括寬頻乙太網必備的所有技術要素，EFM研究小組定義了三種拓撲結構及物理層：（1）用普通銅纜以10Mb/s以上的數據傳輸速度進行連接的點到點（Point to Point，P-to-P）結構，即Ethernet over VDSL，簡稱EoVDSL；（2）用1條光纖以1Gb/s的數據傳輸速度進行連接的P-to-P結構；（3）使用1條光纖以1Gb/s的數據傳輸速度進行連接的點到多點（Point to Multipoint，P-to-MP）結構，即Ethernet over Passive Optical Network，簡稱EPON。

EoVDSL技術能夠對乙太網分組進行封裝，並在電話線上進行穩定的高速數據傳輸，從而將乙太網的傳輸距離從傳統的100m延長到1500m，大大地拓寬了乙太網的應用。EPON是利用PON的拓撲結構實現乙太網的接入，在一個EPON中，不需任何複雜的協議，光信號就能精確地傳送到最終用戶，來自最終用戶的數據也能被集中傳送到網路。在協議的第一層，光信號的幀格式針對突發性的數據通信和實時的TDM通信進行了優化設計。在協議的第二層，EPON使用完全透明的全雙工乙太網技術，使用TDM，並實現QoS。在EPON之上，音頻、視頻和數據都能很簡單和靈活地實現。EPON位於業務網路介面（Service Network Interface，SNI）與用戶網路介面（User Network Interface，UNI）之間，通過SNI與業務節點相連，通過UNI與用戶設備相連。

EFM是有史以來業界在IEEE 802標準方面最為龐大的項目。來自100多家公司的代表利用新的OAM（操作、管理和維護）機制定義了新的光纖和銅纜乙太網的界面類型，以方便管理。EFM工作組主席Howard Frazier表示：“這項IEEE標準的完成有助於將EFM理念轉化為現實。”

的確，寬頻接入市場現在有多種技術和協議共存，但這些技術在帶寬約束、有效性、應用的簡便、成本等方面各有不足。隨著光纖網路覆蓋範圍的延伸，乙太網可以更方便地進入城域網市場。由於乙太網的成本優勢，它已經成為區域網的事實標準，寬頻接入市場如果採用乙太網技術結束那些不必要的協議轉換，是不是也很有可能取得接入市場的統治地位？

就在802.3ah標準完成的同時，EFMA的加盟企業也在Supercomm 2004展覽會上首次演示了各種EFM技術是如何做到相互兼容的。

EFMA負責市場營銷的副總裁Peter Linder表示，“EFMA進行的兼容性演示取得了巨大的成功，這也為全球的服務提供商大規模部署乙太網接入網路、推出下一代乙太網服務鋪平了道路。”

事實上，EPON是利用PON的拓撲結構實現乙太網的接入，與現有類似技術相比，其具有與現有乙太網的兼容、高帶寬和低成本等優勢。

為了提高光碟存儲密度，並容易從讀出信號中提取同步信號，必須要把數據轉換成適合在光碟介質上存儲的物理表達形式。cd光碟信息記錄層用凹坑的前沿和后沿來代表1，凹坑和非凹坑的長度來代表0的個數。受聚焦激光束斑點直徑的限制，cd光碟上的凹坑和非凹坑的長度不能太短，否則光學頭無法檢測出凹坑的邊緣變化，因此相鄰1之間0的個數要大於1，即應至少有2個0。

數字信號以比特（bit）為單位，如果在數據的記錄或讀出過程中由於某種干擾使數字信號偏移了1位，它所表示的就完全是別的數字信號了，而且以後讀出的信號均永遠無法恢復。為了避免干擾對數字信號造成無法挽回的損失，在數字信號的傳輸和記錄過程中，通常將數字信號分割成稱為幀的小字組。為了表示幀與幀之間的分界線並取得位同步，在每幀數據之前插入了幀同步信號。同步碼的選擇非常困難，紅皮書選用了如下24位的同步碼：100000000001000000000010。

上述24位同步碼相鄰1之間0的個數為10。為了能從光碟的讀出信號中提取同步信號，必須要保證記錄數據中絕對不會出現同步碼，因此記錄數據相鄰1之間0的個數要小於10。根據光碟上相鄰1之間0的個數要大於1和小於10的要求，必須要將8位的二進位數據進行適當的位數擴展和變換。

因為8位二進位數據有256種組合，所以在不同位數的二進位表示中，能滿足這一條件、且其組合碼個數不小於256種的最低位數是14位。也就是說，在14位二進位的214=16384個數值中，有大於256個數滿足“1和1之間必須有2個以上10個以下的0”這一條件。由於紅皮書要將8位數據轉換成14位數據后才能記錄到光碟上，因此人們將這種編碼方式稱為8－14調製或efm（eightto fourteen modulation）調製。

在14位二進位數的全部16384個組合中，有267種滿足上述條件，其中的256種用於efm調製，剩下的11個碼中有2個用於顯示和控制的同步，其它的因直流分量過多而未用。實際的編碼和解碼均通過查表來實現。8位碼可以是數據、地址、錯誤檢測碼或錯誤校正碼，根據14位碼就可以確定光碟上凹坑和非凹坑的長度。

由於光碟上的數據是以串列方式連續存放的，當兩個14位碼連接起來時，接合處可能會出現不滿足上述條件的情況。因此，紅皮書在兩個14位記錄碼之間又插入了3位合併位。合併位起調整作用，調整時不僅使記錄碼連接部分滿足上述條件，而且還盡量減少讀出信號頻譜中的直流分量和低頻分量。