2023年底，国际电信联盟标准化部门（ITU-T）第15研究组（SG15）的2022-2024研究期第三次全会在瑞士日内瓦召开。中国代表团在新一代光传送网（OTN）、城域传送网（MTN）、50Gbps无源光网络（PON）和光纤到房间（FTTR）等多个技术方向的国际标准化工作均取得重要进展。其中，ITU-T SG15针对fgOTN（fine grain OTN，即细粒度OTN）总体、接口、架构核心标准达成一致，并获得同意进入AAP发布流程，标志着光传送网技术发展新的阶段。
本文从fgOTN标准的背景、技术特征、标准化历程等角度，介绍OTN框架下硬管道技术的这一重大技术创新和演进。
fgOTN标准背景
过去数十年，在电力交通等行业专网、运营商政企专线场景下，SDH技术以高可靠、确定性低时延等特点得到广泛应用。随着智能业务的快速发展，SDH技术最大仅支持10Gb/s带宽逐渐成为瓶颈，同时现网SDH设备老旧也面临逐步退网的问题，SDH网络承载的业务亟需一种新的技术来接续。
OTN技术具备长距离、大容量、硬隔离、低时延抖动和单位比特能耗低等优势，适用于长途干线场景，但在行业专线专网场景下，1Gb/s以下带宽的小颗粒业务仍然是主流，比如电力的继电保护，铁路的列车控制等业务，而OTN支持的最小业务颗粒度是1.25Gb/s，承载小颗粒业务时将造成带宽浪费，无法满足将SDH网络承载的业务迁移到OTN网络上的需求，因此业界亟需一种小颗粒OTN技术，提供隔离、安全、可靠的传输能力，平滑承接SDH现网业务。另一方面，SDH技术基于ITU-T G.707标准，OTN技术基于ITU-G.709标准，标准体系一脉相承，如果在OTN标准下扩展一种细粒度承载技术，将有利于充分利用ITU-T传输技术积累，为行业解决SDH网络演进难题。
基于以上考虑，2020年，国际电信联盟电信标准分局ITU-T成立了基于OTN的sub1G业务需求的研究项目，在现有OTN标准（G.709系列）基础上扩展定义新的fgOTN标准支持小颗粒硬管道技术，接替现有SDH技术承载如电力继保等小颗粒的业务，更好的适配专线和生产网业务特征；同时兼容现有OTN网络，可有效保护客户现有OTN设备投资，实现平滑升级。
fgOTN标准技术特征
fgOTN（fine grain OTN）是基于OTN标准体系扩展的小颗粒硬管道技术。主要定位1Gb/s以下高品质业务承载，可广泛应用于运营商政企专线，以及电力、交通等行业专网。
fgOTN在TDM技术上继承OTN和SDH优势，采用了以10M带宽为单位的固定时隙分配设计，沿用并优化经典OTN帧结构高效承载小颗粒业务，支持ETH、E1、SDH等多种VBR和CBR业务，可为品质连接提供基于刚性硬管道的安全硬隔离解决方案。
图1 fgOTN在OTN映射中的位置
fgOTN在技术上进行了七大创新升级：
1.硬隔离：固定10M的时隙划分，提供严格的硬隔离、硬管道传送能力；
2.低时延及抖动：固定16字节时隙交织，提供微秒级低时延及超低时延抖动能力；
3.简化fgGMP映射：简化fgODUflex到 服务层OPU异步映射，实现低时延和低映射开销；
4.高性能时钟透传：通过创新的时钟相位逐跳累加技术，提供CBR业务高性能时钟透传能力。通过在末端节点统一处理，避免传统OTN逐跳时钟恢复方案在海量业务时带来的高处理代价问题；
5.高效承载：p*10M fgODUflex灵活容器，提供多业务（Eth/E1/SDH）高效承载能力；
6.优化的fgODUflex帧设计：创新实现（1）快速定帧：帧对齐信号（FAS0~FAS7）通过多行多列顺序传递，实现快速定帧，消除低速信号定帧速度慢的弊端；（2）可靠监控：fgODUflex优化创新的OAM（六级TCM简化至两级），在具备子路径监控能力的同时，大大降低处理代价，同时也完美匹配小颗粒业务承载需求；（3）精确时延测量：优化的时延测量机制，提供了纳秒级的高精度时延测量能力；
7.快速无损带宽调整：简化的一步无损带宽调整，提供百毫秒级别快速无损带宽调整能力。
fgOTN标准化历程
fgOTN标准化历程简介：
1.标准立项和技术框架讨论：2020年2月，G.OSU标准立项并获得重大关注，确定了基于OTN支持sub1G业务需求的标准研究项目。后续，国内外专家就TPN机制、192byte的交织长度等技术方案在承载CBR业务时的性能等话题开展了长期讨论。在2022年9月标准研究工作组对标准范围进行更新，明确E1/VC-n等CBR业务应该在fgOTN上承载，同时在2023年4月将标准更名为G.fgOTN。
2.标准制定：2022年9月到2023年11月期间，国内外标准专家就fgOTN技术方案和关键技术点达成全面共识，形成系列化fgOTN标准。标准包括fgOTN总体、接口、架构、设备、保护、时钟、及管控等全方面定义（如下表所示）。
表1fgOTN标准系列
3.标准发布：2023年11月，ITU-T SG15日内瓦全会针对fgOTN总体、接口、架构核心标准达成一致，并获得同意进入AAP发布流程，其它标准则计划于2024年7月全会审查批准后进入AAP发布流程。
fgOTN标准的通过及发布标志着光传送网技术发展新的阶段。展望未来，其产业仍需要运营商、电力、交通等行业客户以及通信厂商积极协同，深化fgOTN的应用，持续推动fgOTN技术、方案、设备的快速发展。
