2023年底，國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)（ITU-T）第15研究組（SG15）的2022-2024研究期第三次全會(huì)在瑞士日內(nèi)瓦召開(kāi)。中國(guó)代表團(tuán)在新一代光傳送網(wǎng)（OTN）、城域傳送網(wǎng)（MTN）、50Gbps無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PON）和光纖到房間（FTTR）等多個(gè)技術(shù)方向的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作均取得重要進(jìn)展。其中，ITU-T SG15針對(duì)fgOTN（fine grain OTN，即細(xì)粒度OTN）總體、接口、架構(gòu)核心標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致，并獲得同意進(jìn)入AAP發(fā)布流程，標(biāo)志著光傳送網(wǎng)技術(shù)發(fā)展新的階段。
本文從fgOTN標(biāo)準(zhǔn)的背景、技術(shù)特征、標(biāo)準(zhǔn)化歷程等角度，介紹OTN框架下硬管道技術(shù)的這一重大技術(shù)創(chuàng)新和演進(jìn)。
fgOTN標(biāo)準(zhǔn)背景
過(guò)去數(shù)十年，在電力交通等行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商政企專(zhuān)線(xiàn)場(chǎng)景下，SDH技術(shù)以高可靠、確定性低時(shí)延等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。隨著智能業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，SDH技術(shù)最大僅支持10Gb/s帶寬逐漸成為瓶頸，同時(shí)現(xiàn)網(wǎng)SDH設(shè)備老舊也面臨逐步退網(wǎng)的問(wèn)題，SDH網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)亟需一種新的技術(shù)來(lái)接續(xù)。
OTN技術(shù)具備長(zhǎng)距離、大容量、硬隔離、低時(shí)延抖動(dòng)和單位比特能耗低等優(yōu)勢(shì)，適用于長(zhǎng)途干線(xiàn)場(chǎng)景，但在行業(yè)專(zhuān)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)場(chǎng)景下，1Gb/s以下帶寬的小顆粒業(yè)務(wù)仍然是主流，比如電力的繼電保護(hù)，鐵路的列車(chē)控制等業(yè)務(wù)，而OTN支持的最小業(yè)務(wù)顆粒度是1.25Gb/s，承載小顆粒業(yè)務(wù)時(shí)將造成帶寬浪費(fèi)，無(wú)法滿(mǎn)足將SDH網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)遷移到OTN網(wǎng)絡(luò)上的需求，因此業(yè)界亟需一種小顆粒OTN技術(shù)，提供隔離、安全、可靠的傳輸能力，平滑承接SDH現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)。另一方面，SDH技術(shù)基于ITU-T G.707標(biāo)準(zhǔn)，OTN技術(shù)基于ITU-G.709標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)體系一脈相承，如果在OTN標(biāo)準(zhǔn)下擴(kuò)展一種細(xì)粒度承載技術(shù)，將有利于充分利用ITU-T傳輸技術(shù)積累，為行業(yè)解決SDH網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)難題。
基于以上考慮，2020年，國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)分局ITU-T成立了基于OTN的sub1G 業(yè)務(wù)需求的研究項(xiàng)目，在現(xiàn)有OTN標(biāo)準(zhǔn)（G.709系列）基礎(chǔ)上擴(kuò)展定義新的 fgOTN標(biāo)準(zhǔn)支持小顆粒硬管道技術(shù)，接替現(xiàn)有SDH技術(shù)承載如電力繼保等小顆粒的業(yè)務(wù)，更好的適配專(zhuān)線(xiàn)和生產(chǎn)網(wǎng)業(yè)務(wù)特征；同時(shí)兼容現(xiàn)有OTN網(wǎng)絡(luò)，可有效保護(hù)客戶(hù)現(xiàn)有OTN設(shè)備投資，實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。
fgOTN標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)特征
fgOTN（fine grain OTN）是基于 OTN 標(biāo)準(zhǔn)體系擴(kuò)展的小顆粒硬管道技術(shù)。主要定位 1Gb/s以下高品質(zhì)業(yè)務(wù)承載，可廣泛應(yīng)用于運(yùn)營(yíng)商政企專(zhuān)線(xiàn)，以及電力、交通等行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)。
fgOTN 在 TDM 技術(shù)上繼承 OTN 和 SDH 優(yōu)勢(shì)，采用了以 10M 帶寬為單位的固定時(shí)隙分配設(shè)計(jì)，沿用并優(yōu)化經(jīng)典 OTN 幀結(jié)構(gòu)高效承載小顆粒業(yè)務(wù)，支持ETH、E1、SDH等多種VBR和CBR業(yè)務(wù)，可為品質(zhì)連接提供基于剛性硬管道的安全硬隔離解決方案。
圖1 fgOTN在OTN映射中的位置
fgOTN 在技術(shù)上進(jìn)行了七大創(chuàng)新升級(jí)：
1. 硬隔離：固定10M的時(shí)隙劃分，提供嚴(yán)格的硬隔離、硬管道傳送能力；
2. 低時(shí)延及抖動(dòng)：固定16字節(jié)時(shí)隙交織，提供微秒級(jí)低時(shí)延及超低時(shí)延抖動(dòng)能力；
3. 簡(jiǎn)化fgGMP映射：簡(jiǎn)化fgODUflex 到 服務(wù)層OPU 異步映射，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延和低映射開(kāi)銷(xiāo)；
4. 高性能時(shí)鐘透?jìng)鳎?/strong>通過(guò)創(chuàng)新的時(shí)鐘相位逐跳累加技術(shù)，提供CBR業(yè)務(wù)高性能時(shí)鐘透?jìng)髂芰�。通過(guò)在末端節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一處理，避免傳統(tǒng)OTN逐跳時(shí)鐘恢復(fù)方案在海量業(yè)務(wù)時(shí)帶來(lái)的高處理代價(jià)問(wèn)題；
5. 高效承載：p*10M fgODUflex靈活容器，提供多業(yè)務(wù)（Eth/E1/SDH）高效承載能力；
6. 優(yōu)化的 fgODUflex 幀設(shè)計(jì)：創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)（1）快速定幀：幀對(duì)齊信號(hào)（FAS0~FAS7）通過(guò)多行多列順序傳遞，實(shí)現(xiàn)快速定幀，消除低速信號(hào)定幀速度慢的弊端；（2）可靠監(jiān)控：fgODUflex優(yōu)化創(chuàng)新的OAM（六級(jí)TCM簡(jiǎn)化至兩級(jí)），在具備子路徑監(jiān)控能力的同時(shí)，大大降低處理代價(jià)，同時(shí)也完美匹配小顆粒業(yè)務(wù)承載需求；（3）精確時(shí)延測(cè)量：優(yōu)化的時(shí)延測(cè)量機(jī)制，提供了納秒級(jí)的高精度時(shí)延測(cè)量能力；
7. 快速無(wú)損帶寬調(diào)整：簡(jiǎn)化的一步無(wú)損帶寬調(diào)整，提供百毫秒級(jí)別快速無(wú)損帶寬調(diào)整能力。
fgOTN標(biāo)準(zhǔn)化歷程
fgOTN標(biāo)準(zhǔn)化歷程簡(jiǎn)介：
1、標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)和技術(shù)框架討論：2020年2月，G.OSU標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)并獲得重大關(guān)注，確定了基于OTN支持sub1G 業(yè)務(wù)需求的標(biāo)準(zhǔn)研究項(xiàng)目。后續(xù)，國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家就TPN機(jī)制、192byte的交織長(zhǎng)度等技術(shù)方案在承載CBR業(yè)務(wù)時(shí)的性能等話(huà)題開(kāi)展了長(zhǎng)期討論。在2022年9月標(biāo)準(zhǔn)研究工作組對(duì)標(biāo)準(zhǔn)范圍進(jìn)行更新，明確E1/VC-n等CBR業(yè)務(wù)應(yīng)該在fgOTN上承載，同時(shí)在2023年4月將標(biāo)準(zhǔn)更名為G.fgOTN。
2、標(biāo)準(zhǔn)制定：2022年9月到2023年11月期間，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)家就fgOTN技術(shù)方案和關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)達(dá)成全面共識(shí)，形成系列化fgOTN標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)包括fgOTN總體、接口、架構(gòu)、設(shè)備、保護(hù)、時(shí)鐘、及管控等全方面定義（如下表所示）。
圖1 fgOTN在OTN映射中的位置
3、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布：2023年11月，ITU-T SG15日內(nèi)瓦全會(huì)針對(duì)fgOTN總體、接口、架構(gòu)核心標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成一致，并獲得同意進(jìn)入AAP發(fā)布流程，其它標(biāo)準(zhǔn)則計(jì)劃于2024年7月全會(huì)審查批準(zhǔn)后進(jìn)入AAP發(fā)布流程。
fgOTN標(biāo)準(zhǔn)的通過(guò)及發(fā)布標(biāo)志著光傳送網(wǎng)技術(shù)發(fā)展新的階段。展望未來(lái)，其產(chǎn)業(yè)仍需要運(yùn)營(yíng)商、電力、交通等行業(yè)客戶(hù)以及通信廠(chǎng)商積極協(xié)同，深化fgOTN的應(yīng)用，持續(xù)推動(dòng)fgOTN技術(shù)、方案、設(shè)備的快速發(fā)展。 
