Один из ключевых вопросов, который приходится решать сейчас операторам городских сетей, заключается в том, чтобы обеспечить широковещательный доступ клиентам, не имеющим в своем распоряжении оптоволокна. Развивающийся сегодня стандарт Ethernet in the First Mile (EFM) обещает сделать медный кабель достойной альтернативой волоконно-оптическим линиям в корпоративных и городских сетях.

Существует два способа реализации технологии Ethernet на базе медного кабеля: пересылка инкапсулированного в ячейки ATM трафика Ethernet и ретрансляция кадров High-Level Data Link Control (HDLC). В первом случае (стандарт RFC 2684) трафик Ethernet инкапсулируется в ячейки ATM фиксированной длины. Пакеты разбиваются на сегменты по 48 байт и заполняют пространство ячеек ATM, несущее в себе полезную информацию. После этого к ним добавляется 5 байт заголовка, являющегося «обязательной нагрузкой» при передаче больших потоков данных.

При использовании технологии HDLC весь поток Ethernet передается в одном кадре. Заголовок здесь имеет размер 4 байта, и еще 2 байта отводится на информацию циклического избыточного кода, с помощью которого осуществляется коррекция ошибок. Метод, предлагаемый рабочей группой EFM IEEE 802.3ah, позволяет устанавливать соединение Ethernet c пропускной способностью 10 Мбит/с между двумя точками, связанными медным кабелем длиной до 750 м.

Инверсное мультиплексирование

Для повышения скорости и устойчивости и увеличения протяженности участка EFM, построенного на основе медного кабеля, некоторые производители оборудования используют технологию программного инверсного мультиплексирования, организуя передачу информации в соответствии с данным протоколом сразу по нескольким медным парам. Сегодня новая технология программируемых чипов позволяет реализовать инверсное мультиплексирование на аппаратном уровне, обеспечивая таким образом повышение скорости и устойчивости при передаче информации по местным линиям связи.

Новые наборы микросхем способны обеспечивать симметричную связь со скоростью 10 Мбит/с на расстояниях до 1371 м по одной медной паре или даже с большей скоростью (при наличии дополнительных пар). К примеру, при использовании четырех медных пар существующие технологии обеспечивают инверсное мультиплексирование EFM со скоростью 100 Мбит/с и позволяют организовать связь между точками, отстоящими друг от друга на 488 м. Это расстояние можно увеличить до 1524 м (5000 футов), если задействовать большее количество пар. Поскольку инверсное мультиплексирование осуществляется на уровне 1, все происходит автоматически; оборудование видит только один физический канал.

Традиционные службы Ethernet, в частности 10Base-T и 100Base-T Fast Ethernet, предъявляют повышенные требования к качеству кабеля. Применение нескольких пар возможно лишь при использовании кабеля категории 3 или 5, при этом протяженность одного сегмента не должна превышать примерно 100 м. Подобные ограничения вызывают дополнительные трудности при прокладывании канала связи «первой мили», на который определенное воздействие оказывают погодные условия, внешние электромагнитные возмущения и другие обстоятельства. Однако современные полупроводниковые технологии избавляют производителей оборудования от решения вопросов, связанных с особенностями организации местной связи, поскольку параметры качества обслуживания (QoS) определяются на уровне микросхем.

Реализация параметров качества обслуживания на уровне микросхем позволяет оборудованию автоматически адаптироваться к конкретным условиям эксплуатации. Поскольку QoS определяется на уровне микросхем, технология EFM способна работать с любыми существующими на сегодняшний день кабелями и устойчиво поддерживать соединение Ethernet на достаточно больших расстояниях.

Например, при использовании четырех медных пар для организации канала Ethernet с пропускной способностью 100 Мбит/с набор микросхем следит за состоянием каждой пары и гарантирует согласованность общей производительности канала. Если одна из четырех пар выходит из строя, набор микросхем обеспечивает автоматическое увеличение скорости передачи информации в оставшихся трех парах и связь не обрывается (хотя пропускная способность может упасть и ниже уровня 100 Мбит/с). Не менее важно и то, что четыре линии могут быть разделены физически, иметь разную длину и разные качественные характеристики. Набор микросхем автоматически адаптируется к существующим условиям.

Поддержка многоуровневых стандартов

Еще одним преимуществом реализации технологии EFM на базе микросхем является возможность поддержки соединения Ethernet для разных стандартов передачи информации по медному кабелю (включая высокопроизводительные стандарты DSL и asymmetric DSL) за счет программной настройки. Наборы микросхем могут легко встраиваться в мультиплексоры DSL, концентраторы широкополосной связи, необслуживаемые удаленные концентраторы, в устанавливаемое у клиента оборудование и шлюзы для домашних сетей.

Решения EFM на базе микросхем совместимы на спектральном уровне с существующими технологиями организации телефонной связи по медному кабелю: в частности, с традиционными телефонными сетями, каналами ISDN и DSL. Программная реализация EFM уже находит применение в целом ряде устройств, позволяя телекоммуникационным операторам создавать каналы Ethernet с пропускной способностью 10/100 Мбит/с посредством стандартного телефонного кабеля.

Данная технология хорошо подходит для большинства популярных приложений, которым нужна широкополосная связь, в том числе для проведения видеоконференций, организации виртуальных частных сетей для удаленных пользователей, служб передачи видео, голоса и данных, а также интерактивных игр.

Ричард Секар (rsekar@ikanos.com) — вице-президент компании Ikanos Communications по маркетингу.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями