fgOTN細(xì)顆粒光傳送網(wǎng)技術(shù)白皮書

發(fā)布日期文檔版本V1.0(2024-04-30)非經(jīng)本公司書面許可，任何單位和個人不得擅自摘抄、復(fù)制本文檔內(nèi)容的部分或全部，并不得以任何形式傳和其他華為商標(biāo)均為華為技術(shù)有限公司的商標(biāo)。本文檔提您購買的產(chǎn)品、服務(wù)或特性等應(yīng)受華為公司商業(yè)合同和條款的約束，本文檔中描述的全部或部分產(chǎn)品、服務(wù)或特性可能不在您的購買或使用范圍之內(nèi)。除非合同另有約定，華為公司對本文檔內(nèi)容不做任何明示或默示由于產(chǎn)品版本升級或其他原因，本文檔內(nèi)容會不定期進(jìn)行更新。除地址：深圳市龍崗區(qū)坂田華為總部辦公樓郵編：網(wǎng)址：客戶服務(wù)郵箱：support@ iv v 1 2 3 5 5 5 5 6 6 6 7 8 8 10 14 14 15 16 16 17 17 18 18 21 文檔版本V1.0(2024-04-30) 文檔版本V1.0(2024-04-30) 3 4 5 7 8 8 9 9 10 11 11 12 12 13 14 15 15 16 17 19 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公 本文件對fgOTN（FineGrainOpticalTransportNetwork）細(xì)粒度光傳送網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行了整體介紹，包括應(yīng)用場景及需求，fgOTN標(biāo)準(zhǔn)系列，fgOTN關(guān)鍵技術(shù)和行業(yè)應(yīng)用建議，最后進(jìn)行了總結(jié)和展望。fgOTN技術(shù)作為現(xiàn)有OTN技術(shù)的擴(kuò)展，面向小顆粒業(yè)務(wù)進(jìn)行了創(chuàng)新發(fā)展，可廣泛應(yīng)用于政企精品專線和具有高品質(zhì)連接需求的各垂直行業(yè) 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有限公司OTN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)從骨干網(wǎng)向城域網(wǎng)的邊緣延伸，城域網(wǎng)的匯聚和接入層節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，OTN正在向業(yè)務(wù)類型多樣化，帶寬需求靈活化，連接數(shù)量海量化方向發(fā)展。傳統(tǒng)OTN交叉最小顆粒度為1.25G，在處理1G以下小顆粒業(yè)務(wù)接入時，面臨承載效率的挑戰(zhàn)；而分組技術(shù)具備良好的靈活性，調(diào)度粒度可以細(xì)化至64k，很好地解決了承載效率的問題；但是分組交換技術(shù)在不同業(yè)務(wù)調(diào)度時，無法完全保證業(yè)務(wù)隔離，在部分對時延抖動、業(yè)務(wù)隔離等要求高的場景（例如電力繼電保護(hù)等）面臨挑戰(zhàn)；SDH同時能滿足小顆粒業(yè)務(wù)接入（2M）、低時延抖動、和硬隔離需求，但線路帶寬僅支持10G，且相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)在2007年左右已停止演進(jìn)；為了同時擁有分組高承載效率、SDH小顆粒硬隔離和OTN大帶寬的優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)界在工程上實現(xiàn)了將分組、VC和ODU交換平面疊加，以支持不同業(yè)務(wù)需求。但是多平面疊加的方式存在技術(shù)實現(xiàn)復(fù)雜、運(yùn)維管理難度高、成本和功耗高等挑戰(zhàn)，光傳輸行業(yè)急需過渡到基于OTN的統(tǒng)一解決方案，同時滿足小顆粒業(yè)務(wù)接入、大容量、硬隔離的需求。基于此，ITU-T基于現(xiàn)有OTN技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，提出fgOTN系列化標(biāo)準(zhǔn)建議，可廣泛應(yīng)用于垂直行業(yè)、政企專線等應(yīng)用，滿足1G以下小顆粒業(yè)務(wù)承載需求，同時也兼容現(xiàn)有OTN網(wǎng)絡(luò)，有效保護(hù)現(xiàn)有OTN設(shè)備投資，豐富了OTN應(yīng)用場景，提升了OTN產(chǎn)業(yè)生命力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)長期演進(jìn)。 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為 隨著OTN城域網(wǎng)和接入網(wǎng)建設(shè)，OTN面臨包括高品質(zhì)專線、視頻承載等重大機(jī)遇。高品質(zhì)專線方面，政府、銀行和金融公司對硬管道專線的需求不斷增加，帶動OTN城域網(wǎng)的規(guī)模部署；企業(yè)上云等新應(yīng)用場景也驅(qū)動著專線帶寬從Mbps級別到Gbps級別演進(jìn)，為OTN市場增長帶來巨大機(jī)會。視頻方面，隨著4K、8K和VR等視頻業(yè)務(wù)（比如4K/8K直播和VR游戲）的興起，對傳送網(wǎng)帶寬、時延和可靠性提出了更高的要求。在能源和交通行業(yè)，存在大量行業(yè)生產(chǎn)業(yè)務(wù)相關(guān)的專線需求。生產(chǎn)業(yè)務(wù)專線帶寬需求普遍在1Gbps以下，但對時延和時延抖動要求很高，同時需要提供帶寬獨(dú)占等硬管道特性。因此，一直以來能源和交通領(lǐng)域?qū)＞€普遍采用SDH/MSTP技術(shù)承載行業(yè)專線業(yè)務(wù)。但隨著SDH/MSTP產(chǎn)業(yè)逐步萎縮，需要有一種新的技術(shù)來承載這類高性能行業(yè)生產(chǎn)專線業(yè)務(wù)。電力行業(yè)承載網(wǎng)涉及電力發(fā)電、輸電、變電、配電、用電及調(diào)度等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸及電網(wǎng)控制，支撐智能電網(wǎng)的變電站數(shù)字化、調(diào)度自動化、配電自動化、能源自動化建設(shè)。其中繼電保護(hù)業(yè)務(wù)、安穩(wěn)業(yè)務(wù)和調(diào)度業(yè)務(wù)對可靠性、時延、時延抖動要求很高，需要帶寬獨(dú)享的硬管道承載。電力專線的業(yè)務(wù)類型多，帶寬需求集中在2Mbps~1Gbps之間，并且業(yè)務(wù)之間存在著嚴(yán)格的安全分區(qū)。其中生產(chǎn)類業(yè)務(wù)對時延有明確要求，比如繼電保護(hù)業(yè)務(wù)要求E2E時延小于12ms（包含光纖線路時延同時要求帶寬獨(dú)占、雙向時延一致和低時延抖動等。鐵路行業(yè)承載網(wǎng)需要為車站、調(diào)度中心、客票中心及列車控制等各子系統(tǒng)提供安全可靠的專線承載。其中車地列控、調(diào)度業(yè)務(wù)和車地GSM-R/FRMCS業(yè)務(wù)需要高可靠和帶寬獨(dú)占的硬管道。鐵路專線業(yè)務(wù)除了視頻和辦公類專線需要較大帶寬外，基于生產(chǎn)的調(diào)度、SCADA、公務(wù)電話和GSM-R/FRMCS等業(yè)務(wù)的帶寬需求大部分集中在2M~1Gbps。這類業(yè)務(wù)對可靠性要求高，且需要帶寬獨(dú)占，因此需要一種高可靠的小顆粒硬管道技術(shù)替代原來的SDH/MSTP以承載鐵路生產(chǎn)專線。綜上所述，政企精品專線和能源、交通等垂直行業(yè)的業(yè)務(wù)快速發(fā)展增加了對小顆粒、高品質(zhì)專線的需求，同時SDH退網(wǎng)加速了這一過程。最終，產(chǎn)業(yè)界經(jīng)過充分研究并達(dá)成共識，在ITU-T制定了fgOTN標(biāo)準(zhǔn)。 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有fgOTN標(biāo)準(zhǔn)面向小顆粒業(yè)務(wù)，引入特定的路徑層fgODUflex，采用10M時隙硬隔離，提供p*10M靈活容器，創(chuàng)新繼承OTNOAM，提供了網(wǎng)絡(luò)級端到端的業(yè)務(wù)傳送運(yùn)維管理承載能力，具備多連接、硬隔離、高可靠、低時延及抖動、時鐘透傳、快速無損調(diào)整等優(yōu)秀傳送特征。下圖展示了fgOTN復(fù)用層次結(jié)構(gòu)，業(yè)務(wù)首先映射到fgOPUflex凈荷并添加映射開銷，之后通過fgODUflex開銷提供了一級端到端路徑監(jiān)控PM和兩級串聯(lián)連接監(jiān)控TCM能力，最終fgODUflex通過復(fù)用到服務(wù)層ODU的一個或多個10M時隙進(jìn)行傳送。圖3-1fgOTN復(fù)用層次結(jié)構(gòu)fgODUflex的服務(wù)層為1.25G到10G的ODUk或ODUflex，具體包括1.25GODU0、2.5GODU1、10GODU2以及n*1.25GODUflex(fgTS,n)，其中n=3to7。下圖展示了fgOTN的映射復(fù)用架構(gòu)，各種小顆粒業(yè)務(wù)首先映射到fgODUflex，之后fgODUflex通過fgGMP映射復(fù)用到適合的服務(wù)層ODUk或ODUflex。 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?圖3-2fgOTN映射復(fù)用路徑目前ITU-T正完成fgOTN標(biāo)準(zhǔn)系列化制定，包括fgOTN總體、接口、架構(gòu)、設(shè)備、保護(hù)、時鐘、及管控等全方面定義（如下表所示），其中總體、接口、架構(gòu)三項核心標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)于2023年12月全會獲得同意，目前已批準(zhǔn)發(fā)布，其它標(biāo)準(zhǔn)則計劃2024年下半年進(jìn)入發(fā)布流程。表3-1fgOTN標(biāo)準(zhǔn)系列fgOTN標(biāo)準(zhǔn)系ITU-T標(biāo)準(zhǔn)fgOTN總體G.709.20應(yīng)用場景及總體技術(shù)要求fgOTN接口G.709路徑層fgODUflex技術(shù)定義服務(wù)層ODUk/flex細(xì)粒度時隙結(jié)構(gòu)及映射復(fù)用定義無損帶寬調(diào)整機(jī)制定義fgOTN架構(gòu)G.872fgOTN架構(gòu)定義fgOTN設(shè)備功能G.798fgOTN設(shè)備功能模型定義fgOTN保護(hù)G.808.4fgOTN保護(hù)倒換協(xié)議定義fgOTN時鐘G.8251fgOTN時鐘模型及參數(shù)定義fgOTN管控G.874/G.875fgOTN信息模型定義 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有 fgOTN關(guān)鍵技術(shù)包括靈活容器fgODUflex、靈活時隙復(fù)用、客戶信號映射、時鐘透傳機(jī)制、無損帶寬調(diào)整等五大部分。fgODUflex提供了p*10M靈活傳送容器，其繼承OTN的4行3824列幀結(jié)構(gòu)，同時進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，在原16列開銷（1到16列）的基礎(chǔ)上，新增16列開銷（1905到1920列并對開銷進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，提供了低速管道同時具備高性能OAM的傳送能力。fgODUflex幀結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)如下圖所示。fgODUflex開銷在傳統(tǒng)OTN開銷的基礎(chǔ)上進(jìn)行了精簡、優(yōu)化、及創(chuàng)新設(shè)計，具備一級路徑監(jiān)控（PM）和兩級串聯(lián)連接監(jiān)控（TCM）能力。串聯(lián)連接監(jiān)控（TCM）從傳統(tǒng)的六級精簡為兩級，在具備子路徑監(jiān)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(yè)務(wù)承載需求。 文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)每級監(jiān)控的具體子功能等進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，例如路徑蹤跡標(biāo)識（TTI）、狀態(tài)指示（STAT）、后向缺陷指示（BDI）、保護(hù)倒換（APS）及時延測量（DM）等，具備快速告警監(jiān)控等能力，可提供50ms快速保護(hù)倒換（單向或雙向）和納秒級高精時延測量（單向或雙向）能力。同時，幀對齊信號（FAS0~FAS7）也優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計，通過多行多列順序傳遞，實現(xiàn)快速定幀，消除低速信號定幀速度慢的弊端。另外，創(chuàng)新設(shè)計了時鐘相位累積（DAi）開銷，基于行周期進(jìn)行DAi信息傳遞，配合具體時鐘相位差累積處理機(jī)制，提供了高性能的時鐘透傳能力，同時避免了采用傳統(tǒng)OTN的逐跳時鐘恢復(fù)方案在面對海量業(yè)務(wù)時所帶來的高處理代價。fgODUflex(p)靈活容器具體速率為p×10.409203Mbit/s，其提供了p×10.322097Mbit/s的凈荷承載空間。具體使用何種速率fgODUflex，可根據(jù)待承載的客戶業(yè)務(wù)靈活fgODUflex的服務(wù)層容器包括1.25GODU0、2.5GODU1、10GODU2以及n*1.25GODUflex(fgTS,n)，其中n=3to7。每種速率的服務(wù)層容器可劃分為多個10M固定時隙，具體如下表所示。Table4-1fgODUflex的服務(wù)層10M時隙服務(wù)層容器服務(wù)層容器速率包含的10M時隙數(shù)量ODU01.25GODU12.5G238*10MODU2ODUflex(fgTS,n)n*119*10M注：n=3to7。具體10M時隙劃分方式如下圖所示，每n*32幀，在其凈荷區(qū)基于16字節(jié)時隙間插粒度依次劃分為n*119個10M時隙，可通過OMFI和MFAS兩級復(fù)幀指示完成其時隙結(jié)構(gòu)指示。每個時隙對應(yīng)12比特的時隙開銷（用于承載映射開銷信息），以及24比特的復(fù)用開銷（用于承載時隙復(fù)用結(jié)構(gòu)指示信息和無損帶寬調(diào)整指示）。文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有限圖4-2服務(wù)層ODUflex的10M時隙劃分示意承載不同客戶業(yè)務(wù)的多路fgODUflex，例如fgODUflex(PKT)、fgODUflex(CBR)、fgODUflex(VC-n)、fgODUflex(E1)等，可混合映射復(fù)用到服務(wù)層ODUk或ODUflex，其中每路fgODUflex根據(jù)其具體速率可靈活分配對應(yīng)數(shù)量的p個10M時隙，形成對應(yīng)的專屬細(xì)粒度光數(shù)據(jù)支路單元fgODTU.M（其中M=p各路fgODUflex相互隔離、互不干擾。如下圖所示，每路fgODUflex通過簡化映射機(jī)制fgGMP完成速率適配，采用?-Δ算法均勻映射fgODUflex到fgODTU.M凈荷，并映射開銷信息進(jìn)行簡化，僅傳遞CmT信息，置于fgODTU.M開銷區(qū)（也即其所占用的最后一個時隙所對應(yīng)的時隙開銷位置）。該簡化映射機(jī)制fgGMP取消了傳統(tǒng)的CnD信息生成和傳遞，文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有配合創(chuàng)新時鐘相差透傳機(jī)制，避免傳統(tǒng)OTN逐跳時鐘恢復(fù)方案在面對海量業(yè)務(wù)時所帶來的高處理代價。通過該簡化映射機(jī)制，可以降低處理代價滿足海量業(yè)務(wù)傳輸需求。圖4-3多路fgODUflex混合復(fù)用到服務(wù)層OPU示意Mapping&MultiplexingMechanismfgODUflexfgODUflex#1p*10M__)fgTS#xΣ-__)fgTS#xΣ-△fgODUflex#1RateadaptationServerOPU（m*1.25G）fgTS#xfgTS#yfgTS#z 具體的細(xì)粒度光數(shù)據(jù)支路單元fgODTU.M幀結(jié)構(gòu)如下圖所示，包含12比特開銷區(qū)和256M個16字節(jié)凈荷塊。1fgODTU.MfgODTU.MfgODTU.MOH…fgODTU.MOH12…MM+1M+2…2M12…MM+1M+2…2M2M+12M+2…3M3M+13M+2…4M4M+14M+2…5M5M+15M+2…6M6M+16M+2…7M7M+17M+2…8M8M+18M+2…9M9M+19M+2…10M10M+110M+2…11M11M+111M+2…12M12M+112M+2…13M13M+113M+2…14M14M+114M+2…15M15M+115M+2…16M……248M+1248M+2…249M249M+1249M+2…250M250M+1250M+2…251M251M+1251M+2…252M252M+1252M+2…253M253M+1253M+2…254M254M+1254M+2…255M255M+1255M+2…256MfgODUflex提供了靈活速率的承載容器，具備多樣化業(yè)務(wù)承載能力，可支持CBR和PKT兩大業(yè)務(wù)類型。CBR業(yè)務(wù)包括不限于STM-1、STM-4、VC-12、VC-3、VC-4、E1等，PKT業(yè)務(wù)則為任意速率的分組業(yè)務(wù)。通過映射CBR或PKT業(yè)務(wù)到fgODUflex承載傳送，實現(xiàn)CBR業(yè)務(wù)及其時鐘透傳，以及任意帶寬PKT業(yè)務(wù)的低時延/低抖動高可靠傳送。CBR業(yè)務(wù)采用GMP，基于16字節(jié)映射粒度，映射到fgODUflex凈荷區(qū)，數(shù)據(jù)映射信息Cm和時鐘信息CnD置于JC1到JC6位置。為匹配低速fgODUflex特征，該GMP文檔版本V1.0(2024-04-30)版權(quán)所有?華為技術(shù)有映射相對傳統(tǒng)處理進(jìn)行了優(yōu)化創(chuàng)新，采用了兩行凈荷子容器結(jié)構(gòu)，一旦故障或保護(hù)倒換，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。圖4-5CBR業(yè)務(wù)到fgODUflex映射示意對于VC-n業(yè)務(wù)，可支持單路或多路VC-n到fgODUflex凈荷映射，在基于GMP映射通用CBR的基礎(chǔ)上，增加客戶幀起始CFS指示，從而可快速識別VC-n幀起始位置，一旦故障或保護(hù)倒換，同樣可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。圖4-6VC-n業(yè)務(wù)到fgODUflex映射示意對于E1業(yè)務(wù)，支持兩種方式承載傳送，一是通過承載VC-n相同的方式，即通過映射VC-12承載到fgODUflex，該種方式適用于E1經(jīng)過部分SDH網(wǎng)絡(luò)通過STM-N接口接入fgOTN情況；二是E1直接映射到fgODUflex，該種方式適用于E1直接通過其物理接口接入fgOTN情況，E1可先異步映射入VC-12，之后VC-12封裝為TU-12并同步映射（BGMP）入fgODUflex，VC-12、TU-12以及fgODUflex通過相同時鐘源驅(qū)動，其速率采用嚴(yán)格固定比例關(guān)系。該兩種方式都可實現(xiàn)E1的高性能時鐘透傳。圖4-7E1業(yè)務(wù)到fgODUflex映射示意PKT業(yè)務(wù)采用IMP，基于66B碼塊映射到fgODUflex凈荷區(qū)。PKT業(yè)務(wù)通過以太MAC幀呈現(xiàn)，繼承IEEE802.3以太PCS處理，統(tǒng)一編碼為66B碼塊流，映射時通過66B空閑碼塊增刪完成速率適配，映射前基于66B碼塊進(jìn)行錯誤標(biāo)準(zhǔn)處理，插入OFCS校驗信息到下一個I或S碼塊，解映射時基于該信息進(jìn)行校驗，在不引入高時延代價的基礎(chǔ)上極大提高M(jìn)TTFPA性能。另外針對PKT映射，也引入了多行多列傳遞相同復(fù)幀指示OMFI功能，通過OMFI可快速識別66B碼塊起始位置，避免解映射端66B碼塊塊同步緩慢處理，一旦故障或保護(hù)倒換，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速恢復(fù)。圖4-8映射分組業(yè)務(wù)到fgODUflexfgOTN提出了創(chuàng)新的時鐘透傳機(jī)制，采用逐點(diǎn)時鐘相位偏差累計，在末端節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一處理，避免了采用傳統(tǒng)OTN的逐跳時鐘恢復(fù)方案在面對海量業(yè)務(wù)時所帶來的高處理代價問題。該時鐘透傳機(jī)制，提供了高性能的時鐘透傳能力，滿足各種CBR業(yè)務(wù)的時鐘指標(biāo)要求（ITU-TG.813，G.823以及G.825標(biāo)準(zhǔn)要求）。圖4-9時鐘相位差累積透傳處理機(jī)制示意fgOTN對傳統(tǒng)的G.HAO進(jìn)行了全新機(jī)制改良，一是簡化繼承了部分交換協(xié)議指示，二是創(chuàng)新性提出一步調(diào)整機(jī)制，通過fgODUflex中攜帶BWR_IND指示一步完成fgODUflex速率和服務(wù)層占用的時隙數(shù)量調(diào)整，解決傳統(tǒng)GMP帶來的緩慢調(diào)整約束問題。該簡化的fgOTN無損帶寬調(diào)整機(jī)制可稱為fgHAO，由邊緣觸發(fā)，先逐段資源預(yù)留，然后所有節(jié)點(diǎn)一步調(diào)整帶寬，如下圖所示。l邊緣節(jié)點(diǎn)觸發(fā)，動態(tài)實時響應(yīng)，通過業(yè)務(wù)實時感知基于需求實時調(diào)整。l百毫秒級一步調(diào)整，實現(xiàn)通道層fgODUflex速率和各段服務(wù)層時隙數(shù)量同步完l基于10M粒度，可支持M級到G級的任意帶寬靈活調(diào)整。fgODUflex(p1*10M)圖4-10無損帶寬調(diào)整示意fgODUflex(p1*10M)NE1NE2NE3NE1NE2NE1NE2NE3fgODUflex(p2*10M)下圖展示了fgODUflex基于BWR_IND指示達(dá)成的一步速率跳變示意，綠色碼塊攜帶BWR_IND尾部信息，fgODUflex的速率從藍(lán)色碼塊（速率調(diào)整前）到黃色碼塊（速率調(diào)整后）實現(xiàn)了一步跳變。圖4-11fgODUflex速率一步跳變示意下圖展示了通道層fgODUflex速率和服務(wù)層時隙數(shù)量同步完成帶寬調(diào)整示意。在（含）藍(lán)色碼塊前，基于速率調(diào)整前的fgODUflex速率進(jìn)行映射到原服務(wù)層容器，在藍(lán)色碼塊后，基于速率調(diào)整后的fgODUflex速率進(jìn)行映射到新服務(wù)層容器。圖4-12fgODUflex及服務(wù)層容器同步調(diào)整示意 電力通信承載主要包含兩張網(wǎng)絡(luò)，一張網(wǎng)是以SDH技術(shù)建設(shè)的電力生產(chǎn)網(wǎng)，覆蓋信息中心、各級調(diào)度中心、各級變電站；承載電力繼保、安穩(wěn)、調(diào)度自動化、調(diào)度電話等業(yè)務(wù)；另外一張網(wǎng)是以O(shè)TN技術(shù)建設(shè)的電力干線綜合承載網(wǎng)，用于調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)等數(shù)據(jù)網(wǎng)，提供大帶寬、長距離承載的傳輸專線。不同類型的業(yè)務(wù)對承載網(wǎng)需求不同，例如，生產(chǎn)網(wǎng)系統(tǒng)中的電力繼保對可靠性、時延和時延抖動要求嚴(yán)格，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)（管理業(yè)務(wù)）中的視頻會議、行政電話等對業(yè)務(wù)實時性要求較高，其中視頻會議對帶寬也有一定訴求。 圖5-2輸變電業(yè)務(wù)及特點(diǎn)隨著電力數(shù)字化、智能化的發(fā)展，站點(diǎn)無人化、少人化驅(qū)動視頻、物聯(lián)、AI等業(yè)務(wù)的快速增長，傳統(tǒng)的SDH、OTN網(wǎng)絡(luò)無法適配業(yè)務(wù)增長的訴求。在SDH生產(chǎn)網(wǎng)，fgOTN技術(shù)可實現(xiàn)SDH技術(shù)的代際替換，為電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)提供低時延、低抖動和高可靠承載。在綜合承載網(wǎng)，電力OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)合fgOTN技術(shù)為各種低收斂比的實時類業(yè)務(wù)（視頻會議、語音等）提供不同帶寬粒度的高品質(zhì)專線連接，適配電力業(yè)務(wù)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型訴求。圖5-3電力SDH生產(chǎn)網(wǎng)代際演進(jìn)：fgOTN平滑替代SDHSDHProductionNetworkfgOTNProductionNetworkSDHBackbone10GBackboneAggregation2.5GAggregationAccess622MAccess10G10G2.5G622M/2.5GfgOTNNewGenerationfgOTNfgOTN10GfgOTN2.5GfgOTN2.5GfgOTN10G2.5G1.25G(2.5G)BackboneAggregationAccess電力的SDH生產(chǎn)網(wǎng)向fgOTN生產(chǎn)綜合承載網(wǎng)演進(jìn)，通過fgOTN技術(shù)，以對等帶寬平滑接替SDH業(yè)務(wù)，為電力生產(chǎn)業(yè)務(wù)提供高可靠、確定性的帶寬，包括：l物理隔離：與SDH對等TDM物理隔離l確定時延：與SDH對等時延確定性l平滑演進(jìn)：支持SDH網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)（業(yè)務(wù)類型和容量演進(jìn)）N*10G/100GfgOTN(productionBackbonebackup)OTN(management)N*10G/100G90GN*10G/100GfgOTN(productionBackbonebackup)OTN(management)N*10G/100G90G7.5GAggregationAccess10G10G2.5GfgOTN+OTNSubstationCoverageASISN*10GN*10GBackbone傳統(tǒng)OTN網(wǎng)絡(luò)，采用OTN+DWDM組網(wǎng)，光層規(guī)劃運(yùn)維復(fù)雜；OTN網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)適配干線大帶寬、長距離，建網(wǎng)成本高，功耗高；傳統(tǒng)OTN管道技術(shù)承載Sub1G小顆粒業(yè)務(wù)面臨效率挑戰(zhàn)。因此傳統(tǒng)OTN設(shè)備模型一般部署在匯聚和接入層，難以部署到電力變電站等接入層。而fgOTN技術(shù)帶來了改變，通過升級OTN網(wǎng)絡(luò)帶寬，其中一部分帶寬保持原有的業(yè)務(wù)承載，為變電站提供語音、視頻、物聯(lián)等綜合業(yè)務(wù)接入，技術(shù)上可以選擇fgOTN或傳統(tǒng)OTN，根據(jù)帶寬需求大小靈活選擇；另外一部分帶寬可采用fgOTN技術(shù)作為電力生產(chǎn)網(wǎng)備份平面，網(wǎng)絡(luò)帶寬與SDH生產(chǎn)網(wǎng)帶寬相同，一對一承接繼保、安穩(wěn)、調(diào)度自動化等生產(chǎn)控制類業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)具備如下優(yōu)勢l超高性價：同等帶寬，建網(wǎng)成本減半l極簡建網(wǎng)：免光層，類SDH運(yùn)維即插即用l雙網(wǎng)備份：fgOTN平面為替代SDH承載生產(chǎn)業(yè)務(wù)，作為SDH生產(chǎn)網(wǎng)備份l混合組網(wǎng)：OTN干線網(wǎng)與匯聚、接入網(wǎng)絡(luò)側(cè)混合組網(wǎng)，無需站點(diǎn)背靠背,節(jié)省投資，提升端到端運(yùn)維效率光網(wǎng)絡(luò)作為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是增強(qiáng)鐵路電務(wù)系統(tǒng)內(nèi)生能力，開放組網(wǎng)和實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化的基礎(chǔ)。在過去的30年間，基于PDH、SDH/MSTP、WDM/OTN的光傳輸網(wǎng)在GSM-R時代為鐵路信息化建設(shè)提供了穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。放眼未來，在FRMCS以及海量物聯(lián)業(yè)務(wù)端云協(xié)同的要求下，業(yè)務(wù)帶寬、網(wǎng)絡(luò)性能、網(wǎng)絡(luò)安全、網(wǎng)絡(luò)管控的要求不斷提高，光傳輸網(wǎng)將延續(xù)其確定性網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，提供車站/段/區(qū)間站房業(yè)務(wù)綜合接入，并進(jìn)一步在軌旁直接提供面向海量連接的物聯(lián)服務(wù)。構(gòu)建鐵路智能化新一代全光底座，提供安全、高效、可靠、綠色的入云連接，發(fā)揮端到端“一體化”優(yōu)勢，滿足云時代智能鐵路的綜合業(yè)務(wù)承載需求。基于MS-OTN/fgOTN的智能鐵路全光底座是鐵路面向未來的新一代網(wǎng)絡(luò)承載基礎(chǔ)底座，具備大帶寬、低時延、高可靠、靈活波長和時隙調(diào)度的能力，滿足鐵路未來10-15年算力網(wǎng)絡(luò)、云化業(yè)務(wù)、FRMCS等綜合承載和業(yè)務(wù)演進(jìn)需求。（注：MS-OTN基于ITU-TG.798.1標(biāo)準(zhǔn)，其最新演進(jìn)會融合ITU-T的fgOTN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）圖5-5智能鐵路全光目標(biāo)網(wǎng)架構(gòu)鐵路新一代全光底座：骨干網(wǎng)、線路傳輸網(wǎng)/軌旁接入網(wǎng)。l骨干網(wǎng)：基于OTNROADM光技術(shù)為基礎(chǔ)，具備全網(wǎng)波長靈活調(diào)度能力，采用光層ASON/OLP等保護(hù)，確保網(wǎng)絡(luò)高可靠、抗多次斷纖。電層采用OTN單波200G/400G大帶寬技術(shù)滿足干線大流量、超長距傳輸需求。l線路傳輸網(wǎng)：采用灰光100G/10GOTN組建線路傳輸網(wǎng)絡(luò)，基于fgOTN的L1層組網(wǎng)，支持fgOTN時隙靈活調(diào)度，邊緣IP感知轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸?shù)鬃?，滿足GSM-R、FRMCS基站及其它各系統(tǒng)IP/ETH/TDM業(yè)務(wù)靈活、高可靠接入。l軌旁接入網(wǎng)：基于GPON系列技術(shù)，采用星形或者鏈型組網(wǎng)實現(xiàn)軌旁多種業(yè)務(wù)安全可靠的綜合接入網(wǎng)絡(luò)。l組網(wǎng)：干線構(gòu)建以動態(tài)光波長交換的網(wǎng)絡(luò)，綠色環(huán)保；線路傳輸網(wǎng)光纖直連，時隙交換；軌旁寬帶接入P2MP的星形和鏈形綠色無源光網(wǎng)。l調(diào)度：具備L0波長/L1fgOTN小顆粒時隙靈活調(diào)度能力；具備邊緣IP處理，靈活映射到fgOTN小顆粒硬管道的能力。l保護(hù)：具備fgOTN豐富網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)，任意故障50ms快速恢復(fù)，抗多次斷纖；網(wǎng)絡(luò)可用度達(dá)99.999%。L0波長/L1fgOTN小顆粒時隙靈活調(diào)度l泛在接入：采用點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、匯聚層無源、時隙硬隔離。l綜合承載，平滑演進(jìn)：支持PCM/E1/SDH/ETH/IP/FC多業(yè)務(wù)接入，一網(wǎng)承載；支持GSM-R往FRMCS平滑演進(jìn)。l兼容既有網(wǎng)絡(luò)：支持L1層VC、ODUk/fgOTN時隙交叉、時隙調(diào)度,與既有SDH和OTN網(wǎng)絡(luò)天然兼容；支持混合組網(wǎng)；支持端到端IP報文質(zhì)量監(jiān)測，并延續(xù)SDH/OTN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維習(xí)慣。l高可靠、高安全：為任意業(yè)務(wù)提供端到端的fgOTN或VC小顆粒時隙硬管道；支持多層級保護(hù)技術(shù)，故障快速恢復(fù)，抗多次斷纖。l超大帶寬、低時延：干線波長一跳直達(dá)，線路時隙調(diào)度，確定性低時延；帶寬增長超10倍，未來十年無憂。l智簡運(yùn)維：基于光網(wǎng)資源、性能實時感知，集成SDN、AI技術(shù)的智能化運(yùn)維體系，實現(xiàn)拓?fù)?鏈路/業(yè)務(wù)的可視、端到端管控、預(yù)測式主動運(yùn)維。l高精度時間同步：單站精度<10ns，支持單纖雙向的1588v2技術(shù)，新建/倒換/故障均0補(bǔ)償，對工程施工無光纖等長約束。l全光接入：GPON點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，無源、綠色低碳實現(xiàn)泛在聯(lián)接；硬管道加彈性管道滿足業(yè)務(wù)差異化品質(zhì)要求；OLT集中納管，ONU即插即用；一纖多業(yè)務(wù)綜合承載?！?022年聯(lián)合國電子政務(wù)調(diào)查報告》指出政府服務(wù)呈現(xiàn)明顯的數(shù)字化趨勢，用戶可以在線完成幾乎所有類型的業(yè)務(wù)辦理，全球電子政務(wù)發(fā)展整體的提高，主要?dú)w功于各國在加強(qiáng)電信基礎(chǔ)設(shè)施方面取得的進(jìn)展，政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型成為共識。政務(wù)業(yè)務(wù)已經(jīng)普遍云化，通過電子政務(wù)網(wǎng)與政務(wù)云互聯(lián)互通，實現(xiàn)讓“數(shù)據(jù)多跑路，群眾少跑腿”，提高政府效率，優(yōu)化服務(wù)流程。電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)由廣域網(wǎng)和城域網(wǎng)組成，廣域網(wǎng)縱向覆蓋國家、省、市、區(qū)縣，城域網(wǎng)橫向接入本級行政區(qū)域政務(wù)部門如政府大院、行政服務(wù)中心、直屬部門單位等政務(wù)單位。Level-1Networke-GovernmentCloudCoree-GovernmentCloudCorefgOTNfgOTNMinistryGov.Level-2NetworkOTNfgOTNfgOTNe-e-GovernmentCloudCoreProvincialGov.Level-3Networke-Governmente-GovernmentCloudfgOTNCoreMunicipalGov.Level-4NetworkTownfgOTNCorefgOTNCoreTown-levelGov.BackboneAggregation&Access從全球來看發(fā)展高質(zhì)量電子政務(wù)服務(wù)主要體現(xiàn)為政務(wù)服務(wù)“一網(wǎng)通辦”、社會管理“一此建設(shè)高效集約的電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字政府堅實的底座設(shè)施。隨著數(shù)字政府不斷的發(fā)展，電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)如下的趨勢：1.覆蓋廣：政務(wù)網(wǎng)絡(luò)向鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村級行政單位進(jìn)一步延伸覆蓋，政務(wù)服務(wù)不斷貼近基層群眾打通最后一公里；2.高安全：政務(wù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)敏感，要求政務(wù)網(wǎng)絡(luò)硬隔離，如政務(wù)網(wǎng)絡(luò)承載的應(yīng)急指揮業(yè)務(wù)涉及城市安全應(yīng)急決策、財政廳的財務(wù)數(shù)據(jù)涉及財政機(jī)密，要求傳輸網(wǎng)絡(luò)私密性高，絕對硬隔離，防止數(shù)據(jù)被竊聽和篡改；3.高可靠：電子政務(wù)網(wǎng)將各類政務(wù)專網(wǎng)集中綜合承載，需考慮網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、可靠性，減小故障發(fā)生的概率，對于重要骨干鏈路提供不少于3個物理路由的保護(hù)，提供至少99.99%以上的可用率；4.靈活帶寬：高清視頻會議系統(tǒng)、視頻類政務(wù)應(yīng)用的廣泛推廣，單個會議室?guī)捰蛇^去10M提升到30M左右，委辦局單位帶寬由50M提升到100M左右，在省-市-縣聯(lián)動視頻會議場景下，廣域網(wǎng)鏈路流量可到10G~30G，要求網(wǎng)絡(luò)帶寬顆粒靈采用fgOTN技術(shù)能很好地滿足上述業(yè)務(wù)需求：l首先，fgOTN最小顆粒度可達(dá)10Mbps，通過OTNCPE可輕松部署在政府辦公大樓，實現(xiàn)無處不在的靈活業(yè)務(wù)接入；l其次，fgOTN在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計上堅持原生硬隔離技術(shù)，從源頭機(jī)制上確保不同時隙業(yè)務(wù)互不干擾，不僅提升了業(yè)務(wù)安全性，同時解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)專線帶寬共享帶來的突發(fā)流量擁塞問題；文檔版本V1.0(2024-04-30)l再次，fgOTN可以通過SNCP1+1鏈路級保護(hù)和ASON網(wǎng)絡(luò)級多路由保護(hù)，確保網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時業(yè)務(wù)能快速檢測和恢復(fù)，提升整網(wǎng)可靠性，l最后，fgOTN提供基于10M步長的無損帶寬調(diào)整能力，可支持10M-1G級的任意帶寬靈活調(diào)整，滿足政府新增業(yè)務(wù)對帶寬靈活提速的需求。fgOTN標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布，為電子政務(wù)領(lǐng)域高品質(zhì)專線提供了強(qiáng)大的技術(shù)保障，有望優(yōu)化政府?dāng)?shù)字化轉(zhuǎn)型用戶體驗，提升社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率。 文檔版本V1.0(2024-04-30) ITU-T已經(jīng)完成fgOTN核心標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)制定，正在逐步完善相關(guān)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)制定。fgOTN技術(shù)通過以下八大創(chuàng)新設(shè)計，解決了傳統(tǒng)SDH和OTN技術(shù)面臨的承載效率、海量連接和快速無損帶寬調(diào)整等挑戰(zhàn)：1.高效承載：p*10MfgODUflex靈活容器，提供多業(yè)務(wù)（Eth/E1/SDH）高效承載能2.快速定幀：幀對齊信號（FAS0~FAS7）通過多行多列順序傳遞，實現(xiàn)快速定幀，消除低速信號定幀速度慢的弊端；3.可靠監(jiān)控：fgODUflex優(yōu)化創(chuàng)新的OAM（六級TCM簡化至兩級），在具備子路徑監(jiān)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(yè)務(wù)承載需求；4.低時延及抖動：固定16字節(jié)時隙交織，提供微秒級低時延及超低時延抖動能力；5.精確時延測量：優(yōu)化的時延測量機(jī)制，提供了納秒級的高精度時延測量能力；6.硬隔離：固定10M的時隙劃分，提供嚴(yán)格的硬隔離、硬管道傳送能力；7.高性能時鐘透傳：簡化fgGMP以及時鐘相位累積，提供CBR業(yè)務(wù)高性能時鐘透傳能力。采用逐點(diǎn)時鐘相位偏差累計，在末端節(jié)點(diǎn)統(tǒng)一處理，避免傳統(tǒng)OTN逐跳時鐘恢復(fù)方案在海量業(yè)務(wù)時帶來的高處理代價問題；8.快速無損帶寬調(diào)整：簡化的一步無損帶寬調(diào)整，提供百毫秒級別快速無損帶寬調(diào)整能力。后續(xù)隨著OTN在城域規(guī)模部署以及行業(yè)廣泛應(yīng)用，面臨越來越多小顆粒業(yè)務(wù)承載需求，fgOTN作為SDH的替代技術(shù)，將會得到廣泛應(yīng)用和部署，特別是在政企精品專線、要求品質(zhì)傳輸?shù)拇怪毙袠I(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。 文檔版本V1.0(2024-04-30) ASONAutomaticallySwitchedOpticalNetwork自動交換光網(wǎng)絡(luò)CBRConstantsBitRate固定比特速率CCSAChinaCommunicationsStandardsAssociation中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會CPECustomer-premisesEquipment客戶終端設(shè)備SNCPSubnetworkConnectionProtection子網(wǎng)連接保護(hù)ForwardErrorCorrect