2023年底，國際電信聯盟標準化部門（ITU-T）第15研究組（SG15）的2022-2024研究期第三次全會在瑞士日內瓦召開。中國代表團在新一代光傳送網（OTN）、城域傳送網（MTN）、50Gbps無源光網絡（PON）和光纖到房間（FTTR）等多個技術方向的國際標準化工作均取得重要進展。其中，ITU-T SG15針對fgOTN（fine grain OTN，即細粒度OTN）總體、接口、架構核心標準達成一致，并獲得同意進入AAP發布流程，標志著光傳送網技術發展新的階段。
本文從fgOTN標準的背景、技術特征、標準化歷程等角度，介紹OTN框架下硬管道技術的這一重大技術創新和演進。
fgOTN標準背景
過去數十年，在電力交通等行業專網、運營商政企專線場景下，SDH技術以高可靠、確定性低時延等特點得到廣泛應用。隨著智能業務的快速發展，SDH技術最大僅支持10Gb/s帶寬逐漸成為瓶頸，同時現網SDH設備老舊也面臨逐步退網的問題，SDH網絡承載的業務亟需一種新的技術來接續。
OTN技術具備長距離、大容量、硬隔離、低時延抖動和單位比特能耗低等優勢，適用于長途干線場景，但在行業專線專網場景下，1Gb/s以下帶寬的小顆粒業務仍然是主流，比如電力的繼電保護，鐵路的列車控制等業務，而OTN支持的最小業務顆粒度是1.25Gb/s，承載小顆粒業務時將造成帶寬浪費，無法滿足將SDH網絡承載的業務遷移到OTN網絡上的需求，因此業界亟需一種小顆粒OTN技術，提供隔離、安全、可靠的傳輸能力，平滑承接SDH現網業務。另一方面，SDH技術基于ITU-T G.707標準，OTN技術基于ITU-G.709標準，標準體系一脈相承，如果在OTN標準下擴展一種細粒度承載技術，將有利于充分利用ITU-T傳輸技術積累，為行業解決SDH網絡演進難題。
基于以上考慮，2020年，國際電信聯盟電信標準分局ITU-T成立了基于OTN的sub1G 業務需求的研究項目，在現有OTN標準（G.709系列）基礎上擴展定義新的 fgOTN標準支持小顆粒硬管道技術，接替現有SDH技術承載如電力繼保等小顆粒的業務，更好的適配專線和生產網業務特征；同時兼容現有OTN網絡，可有效保護客戶現有OTN設備投資，實現平滑升級。
fgOTN標準技術特征
fgOTN（fine grain OTN）是基于 OTN 標準體系擴展的小顆粒硬管道技術。主要定位 1Gb/s以下高品質業務承載，可廣泛應用于運營商政企專線，以及電力、交通等行業專網。
fgOTN 在 TDM 技術上繼承 OTN 和 SDH 優勢，采用了以 10M 帶寬為單位的固定時隙分配設計，沿用并優化經典 OTN 幀結構高效承載小顆粒業務，支持ETH、E1、SDH等多種VBR和CBR業務，可為品質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 在技術上進行了七大創新升級：
1. 硬隔離：固定10M的時隙劃分，提供嚴格的硬隔離、硬管道傳送能力；
2. 低時延及抖動：固定16字節時隙交織，提供微秒級低時延及超低時延抖動能力；
3. 簡化fgGMP映射：簡化fgODUflex 到 服務層OPU 異步映射，實現低時延和低映射開銷；
4. 高性能時鐘透傳：通過創新的時鐘相位逐跳累加技術，提供CBR業務高性能時鐘透傳能力。通過在末端節點統一處理，避免傳統OTN逐跳時鐘恢復方案在海量業務時帶來的高處理代價問題；
5. 高效承載：p*10M fgODUflex靈活容器，提供多業務（Eth/E1/SDH）高效承載能力；
6. 優化的 fgODUflex 幀設計：創新實現（1）快速定幀：幀對齊信號（FAS0~FAS7）通過多行多列順序傳遞，實現快速定幀，消除低速信號定幀速度慢的弊端；（2）可靠監控：fgODUflex優化創新的OAM（六級TCM簡化至兩級），在具備子路徑監控能力的同時，大大降低處理代價，同時也完美匹配小顆粒業務承載需求；（3）精確時延測量：優化的時延測量機制，提供了納秒級的高精度時延測量能力；
7. 快速無損帶寬調整：簡化的一步無損帶寬調整，提供百毫秒級別快速無損帶寬調整能力。
fgOTN標準化歷程
fgOTN標準化歷程簡介：
1、標準立項和技術框架討論：2020年2月，G.OSU標準立項并獲得重大關注，確定了基于OTN支持sub1G 業務需求的標準研究項目。后續，國內外專家就TPN機制、192byte的交織長度等技術方案在承載CBR業務時的性能等話題開展了長期討論。在2022年9月標準研究工作組對標準范圍進行更新，明確E1/VC-n等CBR業務應該在fgOTN上承載，同時在2023年4月將標準更名為G.fgOTN。
2、標準制定：2022年9月到2023年11月期間，國內外標準專家就fgOTN技術方案和關鍵技術點達成全面共識，形成系列化fgOTN標準。標準包括fgOTN總體、接口、架構、設備、保護、時鐘、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、標準發布：2023年11月，ITU-T SG15日內瓦全會針對fgOTN總體、接口、架構核心標準達成一致，并獲得同意進入AAP發布流程，其它標準則計劃于2024年7月全會審查批準后進入AAP發布流程。
fgOTN標準的通過及發布標志著光傳送網技術發展新的階段。展望未來，其產業仍需要運營商、電力、交通等行業客戶以及通信廠商積極協同，深化fgOTN的應用，持續推動fgOTN技術、方案、設備的快速發展。 
