이더넷 인 더 퍼스트 마일

이더넷 인 더 퍼스트 마일(, EFM)은 통신 회사와 고객 구내 간에 이더넷 계열의 컴퓨터 망 기술 중 하나를 사용하는 것을 말한다. 고객의 관점에서 보면 "퍼스트 마일"이지만, 액세스 네트워크의 관점에서는 라스트 마일로 알려져 있다.

전기전자공학자협회 (IEEE)의 워킹 그룹은 IEEE 802.3ah-2004로 알려진 표준을 만들었으며, 이 표준은 나중에 전체 표준 IEEE 802.3-2008에 포함되었다. EFM은 종종 능동형 광통신망 배치에 사용된다.

EFM은 종종 기업용으로 사용되지만 이더넷 투 더 홈(, ETTH)으로도 알려질 수 있다. 이더넷 수동 광통신망(, EPON)으로 알려진 표준 계열은 수동 광통신망을 사용한다.

 역사 
광역, 도시권 및 근거리 통신망이 다양한 형태의 이더넷을 사용함에 따라, 접근 네트워크에서 ATM을 통한 이더넷과 같은 비네이티브 전송을 제거하는 것이 목표였다.

초기 노력 중 하나는 1996년 노텔 네트워크에서 발명된 이더루프(EtherLoop) 기술로, 1998년 일래스틱 네트워크스(Elastic Networks)라는 회사로 분사되었다. 주요 발명가는 잭 테리(Jack Terry)였다. 이 기술은 이더넷의 패킷 기반 특성과 기존 전화 접속 회선을 통해 작동하는 DSL 기술의 능력을 결합하려는 희망을 가지고 있었다. 이 이름은 전통적으로 전화 회사 사무실에서 가입자로 연결되는 회선을 설명하는 지역 회선에서 유래했다. 이 프로토콜은 루프의 공급자 측에서 제어하는 반이중 방식이었다. 이더루프는 선로 조건에 적응하여 최대 10 Mbit/s를 광고했지만, 일반적으로 4-6 Mbit/s를 약  거리에서 제공했다. 심볼율은 1메가보드 또는 1.67메가보드였으며, 심볼당 2, 4, 또는 6비트를 사용했다. 이더루프(EtherLoop) 제품명은 미국과 캐나다에서 상표로 등록되었다. 이더루프 기술은 결국 2002년 파라다인 네트워크스(Paradyne Networks)에 인수되었고, 이 회사는 다시 2005년 존 테크놀로지스에 인수되었다.

또 다른 노력은 마이클 실버턴이 주창한 개념으로, 주거 및 기업 고객에게 광섬유 통신을 사용하는 이더넷 변형을 사용하는 것이었다. 이것은 FTTH로 알려지게 된 사례였다. 파이버후드 네트워크스(Fiberhood Networks)는 1999년부터 2001년까지 이 서비스를 제공했다.

2000년경 일부 초기 제품은 인피니온 테크놀로지스에 의해 10BaseS로 판매되었지만, 기술적으로는 기저 대역 신호 방식을 사용하지 않고 VDSL 기술과 같은 통과 대역을 사용했다. 1997년 페레그 시몬(Peleg Shimon), 포랏 보아즈(Porat Boaz), 노암 알로이(Noam Alroy), 루빈스타인 아비노암(Rubinstain Avinoam), 스파디아 야코브(Sfadya Yackow)가 특허를 출원했다. 장거리 이더넷은 2001년부터 시스코 시스템즈에서 사용한 제품명이었다. 이더넷은 거리에 따라 5 Mbit/s, 10 Mbit/s, 15 Mbit/s 모드를 지원했다.

2000년 10월, 하워드 프레이저(Howard Frazier)는 "라스트 마일 이더넷"에 대한 관심 요청을 발표했다. 2000년 11월 회의에서 IEEE 802.3은 "이더넷 인 더 퍼스트 마일" 연구 그룹을 구성했으며, 2001년 7월 16일에는 802.3ah 워킹 그룹을 구성했다. 병행하여 참여 벤더들은 이더넷 가입자 접속 기술을 홍보하고 IEEE 표준 노력을 지원하기 위해 2001년 12월 이더넷 인 더 퍼스트 마일 얼라이언스(EFMA)를 결성했다. 초기 회의에서 이더루프(EtherLoop) 기술은 100BASE-CU로 불렸고, 다른 기술은 EoVDSL(Ethernet over VDSL)로 불렸다.

워킹 그룹의 EFM 표준은 2004년 6월 24일에 승인되었고, 2004년 9월 7일에 IEEE 802.3ah-2004로 발표되었다. 2005년에는 IEEE 802.3 기본 표준에 포함되었다. 2005년 EFMA는 메트로 이더넷 포럼에 흡수되었다.

2006년 초에는 훨씬 더 빠른 10기가비트/초 이더넷 수동 광통신망 (10G-EPON) 표준 작업이 시작되어 2009년 IEEE 802.3av로 비준되었다. EPON에 대한 작업은 2012년 3월에 구성된 IEEE P802.3bk 확장 EPON 태스크포스에 의해 계속되었다. 이 태스크포스의 주요 목표는 PX30, PX40, PRX40, PR40 전력 예산 클래스를 1G-EPON 및 10G-EPON 모두에 추가 지원하는 것이었다. 802.3bk 개정안은 2013년 8월 IEEE-SA SB에 의해 승인되었고, 곧이어 IEEE Std 802.3bk-2013 표준으로 발표되었다.

2011년 11월, IEEE 802.3은 EPoC (EPON Protocol over Coax) 작업을 시작했다.

2020년 6월 4일, IEEE는 IEEE 802.3ca를 승인했는데, 이는 수동 광통신망을 통해 25 Gbit/s 또는 50 Gbit/s의 다운스트림 속도와 10 Gbit/s, 25 Gbit/s 또는 50 Gbit/s의 업스트림 속도로 대칭 또는 비대칭 작동을 허용한다.

 설명 
EFM은 새로운 이더넷 물리 계층(PHY) 인터페이스를 사용하여 이더넷이 새로운 미디어 유형을 통해 전송되는 방법을 정의한다.
 음성 등급 구리선. 이 새로운 EFM 구리(EFMCu), 또는 이더넷 오버 구리(Ethernet over copper) 인터페이스는 다중 쌍 집합 기능을 선택적으로 허용한다.
장파장 단일 광섬유 (및 장파장 이중 가닥 광섬유)
 점대다(P2MP) 광섬유. 이 새로운 인터페이스는 이더넷 오버 수동 광통신망(EPON)이라는 총칭으로 알려져 있다.

EFM은 또한 이더넷 서비스의 대규모 배포에 필요한 다른 문제, 예를 들어 운영, 관리 및 유지 보수(OA&M) 및 기존 기술과의 호환성 (예: 구리 연선의 일반 전화 서비스 스펙트럼 호환성)도 다룬다.

 구리선 
2BASE-TL – 조항 61 및 63에 정의되어 있다. 음성 등급 구리선을 통한 전이중 장거리 점대점 링크이다. 2BASE-TL PHY는 단일 구리선을 통해 ITU-T G.991.2 (G.SHDSL.bis) 기술을 사용하여 최대 2700 m (9,000 ft) 거리에서 최소 2 Mbit/s에서 최대 5.69 Mbit/s를 제공할 수 있다.
10PASS-TS – 조항 61 및 62에 정의되어 있다. 음성 등급 구리선을 통한 전이중 단거리 점대점 링크이다. 10PASS-TS PHY는 단일 구리선을 통해 ITU G.993.1 (VDSL) 기술을 사용하여 최대 750 m (2460 ft) 거리에서 최소 10 Mbit/s를 제공할 수 있다.

 능동형 광섬유 
100BASE-LX10 조항 58에 정의되어 있으며, 한 쌍의 단일 모드 광섬유를 통해 최소 10km까지 점대점 100 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
100BASE-BX10 조항 58에 정의되어 있으며, 개별 단일 모드 광섬유를 통해 최소 10km까지 점대점 100 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
1000BASE-LX10 조항 59에 정의되어 있으며, 한 쌍의 단일 모드 광섬유를 통해 최소 10km까지 점대점 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
1000BASE-BX10 조항 59에 정의되어 있으며, 개별 단일 모드 광섬유를 통해 최소 10km까지 점대점 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.

 수동 광통신망 
광섬유 가입자망은 수동 광통신망을 사용할 수 있다.
1000BASE-PX10 조항 60에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3ah-2004에 의해 추가), 최소 10km 거리에서 최소 1:16 분할의 PON을 통해 P2MP 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
1000BASE-PX20 조항 60에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3ah-2004에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:16 분할의 PON을 통해 P2MP 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
1000BASE-PX30 조항 60에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3bk-2013에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:32 분할의 PON을 통해 P2MP 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
1000BASE-PX40 조항 60에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3bk-2013에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:64 분할의 PON을 통해 P2MP 1000 Mbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
10GBASE-PR10 조항 91에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3av-2009에 의해 추가), 최소 10km 거리에서 최소 1:16 분할의 PON을 통해 P2MP 10 Gbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
10GBASE-PR20 조항 91에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3av-2009에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:16 분할의 PON을 통해 P2MP 10 Gbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
10GBASE-PR30 조항 91에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3av-2009에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:32 분할의 PON을 통해 P2MP 10 Gbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
10GBASE-PR40 조항 60에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3bk-2013에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:64 분할의 PON을 통해 P2MP 10 Gbit/s 이더넷 링크를 제공한다.
25GBASE 및 50GBASE 조항 144에 정의되어 있으며 (IEEE Std 802.3ca-2020에 의해 추가), 최소 20km 거리에서 최소 1:32 분할의 PON을 통해 P2MP 25 Gbit/s 이더넷 링크를 제공한다. 단일 종단점에 대한 50 Gbit/s는 서로 다른 두 가지 파장의 빛을 사용하여 달성된다.

또한 조항 57 (802.3ah-2004)은 검색, 링크 모니터링, 원격 오류 표시, 루프백 및 가변 액세스를 포함한 링크 레벨 OAM을 정의한다.

 2BASE-TL 
2BASE-TL은 IEEE 802.3-2008 물리 계층(PHY) 사양으로, 음성 등급 구리선을 통한 전이중 장거리 점대점 이더넷 링크를 위한 것이다.IEEE 802.3ah – Ethernet in the First Mile Task Force archive

 속도 및 거리 
10, 100, 1000 Mbit/s의 단일 속도를 제공하는 10/100/1000 PHY와 달리, 2BASE-TL 링크 속도는 구리 미디어 특성 (예: 길이, 와이어 직경 또는 게이지, 링크가 집계된 경우의 쌍 수, 쌍 간의 누화량 등), 원하는 링크 매개변수 (예: 원하는 SNR 여유, 전력 백오프 등), 및 지역별 스펙트럼 제한에 따라 달라질 수 있다.

2BASE-TL PHY는 단일 구리선을 통해 ITU-T G.991.2 (G.SHDSL.bis) 기술을 사용하여 최대  거리에서 최소 2 Mbit/s를 제공한다. 이 PHY는 또한 PME Aggregation Function (PAF)라고 하는 여러 구리 쌍의 선택적 집합 또는 결합을 지원할 수 있다.

단일 쌍의 경우, 최소 가능한 링크 비트레이트는 192 kbit/s (3 x 64 kbit/s)이고 최대 비트레이트는 5.7 Mbit/s (89 x 64 kbit/s)이다. 3 dB의 잡음 마진과 스펙트럼 제한이 없는 0.5 mm 와이어에서 최대 비트레이트는 최대  거리에서 달성될 수 있다. 에서는 최대 달성 가능한 비트레이트가 약 850 kbit/s이다.

2BASE-TL 링크의 처리량은 64/65-옥텟 인코딩 및 PAF 오버헤드로 인해 링크 비트레이트보다 평균 5% 낮으며, 두 요소는 패킷 크기에 따라 달라진다.

 10PASS-TS 
10PASS-TS는 IEEE 802.3-2008 물리 계층(PHY) 사양으로, 음성 등급 구리선을 통한 전이중 단거리 점대점 이더넷 링크를 위한 것이다.

10PASS-TS PHY는 단일 구리선을 통해 ITU-T G.993.1 (VDSL) 기술을 사용하여 최대  거리에서 최소 10 Mbit/s를 제공한다. 이 PHY는 또한 PME Aggregation Function (PAF)라고 하는 여러 구리 쌍의 선택적 집합 또는 결합을 지원할 수 있다.

 세부 정보 
10, 100 또는 1000 Mbit/s와 같은 단일 속도를 제공하는 다른 이더넷 물리 계층과 달리, 10PASS-TS 링크 속도는 2BASE-TL과 유사하게 구리 채널 특성(예: 길이, 와이어 직경(게이지), 배선 품질, 링크가 집계된 경우의 쌍 수 등)에 따라 달라질 수 있다.

VDSL은 1km 미만의 음성 등급 구리선 연선을 통해 광대역을 제공하도록 설계된 단거리 기술이지만, 선로 거리가 증가함에 따라 연결 데이터 속도가 빠르게 저하된다. 이로 인해 VDSL은 "광섬유 동축혼합망" 기술로 불리게 되었는데, 더 먼 거리에서 통신 사업자 네트워크와 연결하기 위해 광섬유 백홀이 필요하기 때문이다.

VDSL 이더넷 인 더 퍼스트 마일 서비스는 메트로 이더넷 네트워크에서 기능을 표준화하거나, 다세대 주거 시설 건물에서 음성 등급 배선을 통해 인터넷 접속 서비스를 분배하는 데 유용한 방법이 될 수 있다. 그러나 VDSL2는 이미 VDSL보다 더 넓은 범위에서 다재다능하고 빠른 표준임이 입증되었다.

 같이 보기 
 10G-EPON
 PME 집약 기능
 G.SHDSL
 10BROAD36 – 케이블 모뎀을 통한 이더넷
 ITU G.993.2 VDSL2
 수동 광통신망

 각주 

 추가 자료 

 외부 링크 
 802.3-2018 IEEE Standard for Ethernet – EFM is contained in section 5

 Ethernet in the First Mile FAQ

 EFM Knowledge Base at the UNH-IOL

분류:이더넷
분류:네트워크 접속
분류:데이터 전송
분류:물리 계층 프로토콜