第一英里以太网（EFM: Ethernet in the First Mile）

第一英里以太网（EFM）是一个通过在终端用户和运送者之间的努力扩展以太网技术的范围，“第一英里”是指在订户或用户和公共网络之间的链接。以太网在第一英里允许这个订户用家庭以太网接口连接，意味着速率越快，网络访问就越快。以太网在第一英里提供最终连通性和多媒体应用带宽。以太网在第一英里也希望使光学以太网一个到DSL和电缆调制解调器的低成本的可选择的方法。

802.3ah的实现和应用

前不久，以太网第一英里联盟（Ethernet in the First Mile Alliance，即EFMA）正式批准802.3ah成为IEEE “以太网第一英里”的标准，下面我们来具体看一下它的实现和应用。

实现

802.3ah研究题目中“第一英里”指的是用户端到电信运营商局端设备的这一段连接，这段连接从使用者的角度看是“最先一英里”，而从运营者的角度看是“最后一英里”。它的目标是将已经得到广泛应用的以太网技术推广到电信用户的接入网市场，这样可以使网络性能明显提高，同时降低设备和运行的成本。

802.3ah项目的研究范围包括宽带以太网必备的所有技术要素，EFM研究小组定义了三种拓扑结构及物理层：（1）用普通铜缆以10Mb/s以上的数据传输速度进行连接的点到点（Point to Point，P-to-P）结构，即Ethernet over VDSL，简称EoVDSL；（2）用1条光纤以1Gb/s的数据传输速度进行连接的P-to-P结构；（3）使用1条光纤以1Gb/s的数据传输速度进行连接的点到多点（Point to Multipoint，P-to-MP）结构，即Ethernet over Passive Optical Network，简称EPON。

EoVDSL技术能够对以太网分组进行封装，并在电话线上进行稳定的高速数据传输，从而将以太网的传输距离从传统的100m延长到1500m，大大地拓宽了以太网的应用。EPON是利用PON的拓扑结构实现以太网的接入，在一个EPON中，不需任何复杂的协议，光信号就能精确地传送到最终用户，来自最终用户的数据也能被集中传送到网络。在协议的第一层，光信号的帧格式针对突发性的数据通信和实时的TDM通信进行了优化设计。在协议的第二层，EPON使用完全透明的全双工以太网技术，使用TDM，并实现QoS。在EPON之上，音频、视频和数据都能很简单和灵活地实现。EPON位于业务网络接口（Service Network Interface，SNI）与用户网络接口（User Network Interface，UNI）之间，通过SNI与业务节点相连，通过UNI与用户设备相连。

应用

EFM是有史以来业界在IEEE 802标准方面最为庞大的项目。来自100多家公司的代表利用新的OAM（操作、管理和维护）机制定义了新的光纤和铜缆以太网的界面类型，以方便管理。EFM工作组主席Howard Frazier表示：“这项IEEE标准的完成有助于将EFM理念转化为现实。”

的确，宽带接入市场现在有多种技术和协议共存，但这些技术在带宽约束、有效性、应用的简便、成本等方面各有不足。随着光纤网络覆盖范围的延伸，以太网可以更方便地进入城域网市场。由于以太网的成本优势，它已经成为局域网的事实标准，宽带接入市场如果采用以太网技术结束那些不必要的协议转换，是不是也很有可能取得接入市场的统治地位？

就在802.3ah标准完成的同时，EFMA的加盟企业也在Supercomm 2004展览会上首次演示了各种EFM技术是如何做到相互兼容的。

EFMA负责市场营销的副总裁Peter Linder表示，“EFMA进行的兼容性演示取得了巨大的成功，这也为全球的服务提供商大规模部署以太网接入网络、推出下一代以太网服务铺平了道路。”

事实上，EPON是利用PON的拓扑结构实现以太网的接入，与现有类似技术相比，其具有与现有以太网的兼容、高带宽和低成本等优势。

efm调制(CD光盘的调制方式)

为了提高光盘存储密度，并容易从读出信号中提取同步信号，必须要把数据转换成适合在光盘介质上存储的物理表达形式。cd光盘信息记录层用凹坑的前沿和后沿来代表1，凹坑和非凹坑的长度来代表0的个数。受聚焦激光束斑点直径的限制，cd光盘上的凹坑和非凹坑的长度不能太短，否则光学头无法检测出凹坑的边缘变化，因此相邻1之间0的个数要大于1，即应至少有2个0。

数字信号以比特（bit）为单位，如果在数据的记录或读出过程中由于某种干扰使数字信号偏移了1位，它所表示的就完全是别的数字信号了，而且以后读出的信号均永远无法恢复。为了避免干扰对数字信号造成无法挽回的损失，在数字信号的传输和记录过程中，通常将数字信号分割成称为帧的小字组。为了表示帧与帧之间的分界线并取得位同步，在每帧数据之前插入了帧同步信号。同步码的选择非常困难，红皮书选用了如下24位的同步码：100000000001000000000010。

上述24位同步码相邻1之间0的个数为10。为了能从光盘的读出信号中提取同步信号，必须要保证记录数据中绝对不会出现同步码，因此记录数据相邻1之间0的个数要小于10。根据光盘上相邻1之间0的个数要大于1和小于10的要求，必须要将8位的二进制数据进行适当的位数扩展和变换。

因为8位二进制数据有256种组合，所以在不同位数的二进制表示中，能满足这一条件、且其组合码个数不小于256种的最低位数是14位。也就是说，在14位二进制的214=16384个数值中，有大于256个数满足“1和1之间必须有2个以上10个以下的0”这一条件。由于红皮书要将8位数据转换成14位数据后才能记录到光盘上，因此人们将这种编码方式称为8－14调制或efm（eightto fourteen modulation）调制。

在14位二进制数的全部16384个组合中，有267种满足上述条件，其中的256种用于efm调制，剩下的11个码中有2个用于显示和控制的同步，其它的因直流分量过多而未用。实际的编码和解码均通过查表来实现。8位码可以是数据、地址、错误检测码或错误校正码，根据14位码就可以确定光盘上凹坑和非凹坑的长度。

由于光盘上的数据是以串行方式连续存放的，当两个14位码连接起来时，接合处可能会出现不满足上述条件的情况。因此，红皮书在两个14位记录码之间又插入了3位合并位。合并位起调整作用，调整时不仅使记录码连接部分满足上述条件，而且还尽量减少读出信号频谱中的直流分量和低频分量。