龔雅棟，荊瑞泉，周恒，李俊杰，霍曉莉

基于OSU的M-OTN技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用部署研究

龔雅棟，荊瑞泉，周恒，李俊杰，霍曉莉

（中國(guó)電信股份有限公司研究院，北京 102209）

隨著SDH和MSTP網(wǎng)絡(luò)面臨退網(wǎng)，OTN將取代SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，下沉到網(wǎng)絡(luò)的邊緣節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，客戶業(yè)務(wù)的需求也正在發(fā)生快速變化，而分組增強(qiáng)型OTN在其承載業(yè)務(wù)上存在著各種問(wèn)題和挑戰(zhàn)。提出了基于OSU的城域網(wǎng)優(yōu)化OTN（M-OTN）技術(shù)體系，并結(jié)合其技術(shù)本質(zhì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，全面分析了M-OTN/OSU的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。結(jié)果表明，M-OTN/OSU相較于分組增強(qiáng)型OTN技術(shù)在多個(gè)方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。M-OTN/OSU在現(xiàn)網(wǎng)中如何應(yīng)用部署以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，同樣備受關(guān)注。結(jié)合M-OTN/OSU的技術(shù)特點(diǎn)和現(xiàn)網(wǎng)中已部署設(shè)備情況，分享了對(duì)于M-OTN/OSU的組網(wǎng)方案，以及網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略的研究。

M-OTN；光業(yè)務(wù)單元；OTN；分組增強(qiáng)；演進(jìn)

0 引言

同步數(shù)字體系（synchronous digital hierarchy，SDH）和多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（multi-service transport platform，MSTP）技術(shù)誕生于20世紀(jì)90年代初期，相關(guān)技術(shù)發(fā)展已停滯多年，且設(shè)備和芯片也面臨供給問(wèn)題，目前各運(yùn)營(yíng)商均在考慮將其逐步退網(wǎng)[1]。光傳送網(wǎng)（optical transport network，OTN）技術(shù)從1998年開始制定標(biāo)準(zhǔn)，到現(xiàn)在已在網(wǎng)應(yīng)用多年，并且國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商在2018—2019年均投資建設(shè)了政企OTN骨干網(wǎng)，其高品質(zhì)特性得到了客戶的普遍認(rèn)可。隨著近兩年SDH和MSTP網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問(wèn)題的突顯，以及客戶被提供了更高品質(zhì)的、端到端的統(tǒng)一OTN承載網(wǎng)絡(luò)，OTN正在逐步替代SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)，下沉到邊緣業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)[2-3]。隨著一些客戶業(yè)務(wù)新需求快速發(fā)展，其對(duì)光傳送網(wǎng)OTN技術(shù)提出了新的需求和挑戰(zhàn)。目前，現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)用部署的分組增強(qiáng)型OTN相對(duì)于傳統(tǒng)OTN在小顆粒業(yè)務(wù)承載方面有了很多優(yōu)化和改善，但其是分組、虛容器（virtual container，VC）、光數(shù)據(jù)單元（optical data unit，ODU）等多種技術(shù)平面疊加的方式[4]，使得設(shè)備在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中存在著各種問(wèn)題，難以滿足未來(lái)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展需求。

因此，中國(guó)電信聯(lián)合業(yè)界產(chǎn)業(yè)鏈推出了城域優(yōu)化OTN（metro-optimized OTN，M-OTN）技術(shù)體系，引入最低2.6 Mbit/s顆粒度的光業(yè)務(wù)單元（optical service unit，OSU）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)小顆粒業(yè)務(wù)的更優(yōu)承載，并解決分組增強(qiáng)型OTN現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的問(wèn)題[5]。對(duì)OSU技術(shù)的本質(zhì)分析以及近期的實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試驗(yàn)證，均表明M-OTN/OSU在小顆粒業(yè)務(wù)承載、時(shí)延優(yōu)化、業(yè)務(wù)匯聚比等帶寬隨選等方面具有更好的表現(xiàn)。

考慮現(xiàn)網(wǎng)中城域和骨干已經(jīng)建設(shè)了大規(guī)模的OTN，為了保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)資源，需要進(jìn)一步研究基于M-OTN/OSU業(yè)務(wù)承載的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及現(xiàn)有OTN如何向M-OTN/OSU網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的策略。

1 業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)光傳送網(wǎng)需求和現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)光傳送需求

近年來(lái)，隨著企業(yè)和政府?dāng)?shù)字化平臺(tái)加速轉(zhuǎn)型，其專線業(yè)務(wù)帶寬需求增長(zhǎng)快速、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也從以前的分級(jí)網(wǎng)絡(luò)向網(wǎng)絡(luò)扁平化方向發(fā)展。2020年，我國(guó)把“新基建”作為戰(zhàn)略發(fā)展方向，云網(wǎng)融合也隨之提升到了新的高度，同年中國(guó)電信提出“云改數(shù)轉(zhuǎn)”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型目標(biāo)，并發(fā)布了《云網(wǎng)融合2030技術(shù)白皮書》詳細(xì)闡述了對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求[6]?？梢姡瑹o(wú)論是適應(yīng)政企業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型的變化，還是實(shí)現(xiàn)云網(wǎng)融合的戰(zhàn)略目標(biāo)，均對(duì)光傳送OTN技術(shù)提出了新的需求，下面對(duì)其分別進(jìn)行闡述。

（1）小顆粒業(yè)務(wù)仍然是主流

隨著政企數(shù)字化轉(zhuǎn)型的速度加快，客戶對(duì)小帶寬的剛性管道電路需求比較旺盛，通過(guò)對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)中電路帶寬的分布情況調(diào)研，1 Gbit/s以下帶寬占到了90%以上，其中100 Mbit/s以下帶寬達(dá)到50%以上，相信未來(lái)小帶寬電路需求仍會(huì)長(zhǎng)期存在[7]。

（2）業(yè)務(wù)匯聚比要求更高

隨著政企網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)從分級(jí)網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)扁平化的發(fā)展，銀行、政府、金融等機(jī)構(gòu)都在考慮自身網(wǎng)絡(luò)向扁平化調(diào)整，如銀行機(jī)構(gòu)相對(duì)于傳統(tǒng)的分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層級(jí)多、設(shè)備資源不集中的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化后設(shè)備資源由一級(jí)分行（省分行）集中統(tǒng)籌管理、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層級(jí)簡(jiǎn)化，可大幅降低運(yùn)維成本和故障風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，這樣的調(diào)整對(duì)OTN業(yè)務(wù)匯聚節(jié)點(diǎn)的電路匯聚比提出了更高的要求，分支到總部的業(yè)務(wù)匯聚比可達(dá)到幾千比一。一個(gè)典型案例：某銀行在某省內(nèi)有3 000個(gè)分支網(wǎng)點(diǎn)，網(wǎng)點(diǎn)到省分行的業(yè)務(wù)匯聚比達(dá)到3 000:1。

（3）帶寬隨選能力需求強(qiáng)烈

近幾年，很多政企客戶在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中比較關(guān)注運(yùn)營(yíng)商提供的OTN電路帶寬隨選能力，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是可以按時(shí)間段的需求調(diào)整電路帶寬，另一個(gè)是為了節(jié)省成本，帶寬調(diào)整的顆粒度要求更加精細(xì)（10 Mbit/s帶寬顆粒度）。比如醫(yī)療行業(yè)客戶在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，提出其電子病歷或造影圖像進(jìn)行了平臺(tái)化集中管理和儲(chǔ)存，患者下載打印的高峰期集中在白天，而夜間對(duì)電路帶寬需求相對(duì)較少，希望分時(shí)間段提供更精細(xì)化的帶寬隨選能力。

（4）入云業(yè)務(wù)新需求

隨著云計(jì)算進(jìn)入快速發(fā)展階段，政務(wù)、金融、交通、物流、教育等行業(yè)均在加速上云。入云場(chǎng)景和入云服務(wù)品質(zhì)的需求千差萬(wàn)別，用戶上云業(yè)務(wù)帶寬具有多樣化的需求，從幾十Mbit/s到幾十Tbit/s，同時(shí)部分高品質(zhì)客戶業(yè)務(wù)要求提供帶寬保證、安全隔離、帶寬隨選能力以及更優(yōu)的時(shí)延，這樣亟須光傳送網(wǎng)提供一種更靈活、更優(yōu)化的OTN新技術(shù)，滿足未來(lái)大量高品質(zhì)入云的需求[8]。

1.2 現(xiàn)網(wǎng)OTN設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，現(xiàn)網(wǎng)OTN傳輸承載網(wǎng)絡(luò)中主要應(yīng)用部署的是分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備，其技術(shù)本質(zhì)是將OTN和SDH統(tǒng)一時(shí)隙信元交換和以太網(wǎng)的分組交換多種技術(shù)的整合疊加[9]?，F(xiàn)網(wǎng)小顆粒業(yè)務(wù)主要是采用以太網(wǎng)在SDH技術(shù)體系承載（ETH（Ethernet） over SDH，EoS）和分組兩種方式進(jìn)行承載[10-11]，而這兩種承載方式在應(yīng)用過(guò)程中均存在著各自的問(wèn)題。

EoS承載方式現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用存在的問(wèn)題如下。

（1）城域匯聚核心節(jié)點(diǎn)由于需要處理大量的本地或跨域業(yè)務(wù)的調(diào)度，其設(shè)備存在著VC低階交叉容量嚴(yán)重不足的問(wèn)題。

（2）客戶業(yè)務(wù)接入或者網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)低階交叉調(diào)度節(jié)點(diǎn)的映射復(fù)用路徑最多需要6級(jí)，比如客戶接入節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)映射路徑：客戶業(yè)務(wù)-VC12-VC4- STM16-ODU1-ODU2-OTU2。這會(huì)導(dǎo)致業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)接時(shí)延大的問(wèn)題。

（3）對(duì)于現(xiàn)網(wǎng)中的EVPL（Ethernet virtual private line）業(yè)務(wù)，客戶總部節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)單板卡/接口匯聚比低（64:1），需要更多傳輸設(shè)備客戶端板卡滿足更高匯聚比的要求，客戶設(shè)備需要更多以太端口與傳輸設(shè)備對(duì)接且?guī)捓寐时容^低。

分組承載方式現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用存在的問(wèn)題如下。

（1）分組承載方式其技術(shù)本質(zhì)還是共享帶寬承載方式，很難滿足高品質(zhì)客戶專線應(yīng)用場(chǎng)景要求的帶寬保證、安全隔離的需求。

（2）分組承載方式傳輸線路需進(jìn)行分段分組匯聚方式，提高線路帶寬利用率，但此種方式很難直觀呈現(xiàn)端到端承載管道的信息和性能，帶來(lái)運(yùn)營(yíng)維護(hù)上的困難，進(jìn)而降低了客戶對(duì)高品質(zhì)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)感。

（3）異廠商基于分組承載方式的子網(wǎng)保護(hù)互通存在問(wèn)題，在跨域?qū)＞€或入云承載上難以滿足可靠性要求[12]。

2 M-OTN/OSU技術(shù)本質(zhì)和優(yōu)勢(shì)

基于上文分析的目前業(yè)務(wù)需求以及現(xiàn)網(wǎng)OTN設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀的問(wèn)題，中國(guó)電信聯(lián)合業(yè)界多方提出了M-OTN/OSU的技術(shù)體系，其主要技術(shù)核心點(diǎn)是借鑒OTN的TDM技術(shù)，引入以2.6 Mbit/s為顆粒的靈活容器光業(yè)務(wù)單元OSU，并且兼顧現(xiàn)有的OTN架構(gòu)體系。

圖1 OSU幀結(jié)構(gòu)

OSU的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示，長(zhǎng)度為192 byte，OSU幀長(zhǎng)的選擇綜合考慮了業(yè)界交換芯片的交換效率、開銷占比等因素。OSU幀結(jié)構(gòu)包括7 byte的開銷區(qū)域和185 byte的凈荷區(qū)域，其中開銷區(qū)域分為3部分：通用開銷、映射開銷和CRC8校驗(yàn)區(qū)。其中通用開銷包括版本號(hào)（version，VER）、支路端口號(hào)（tributary port number，TPN）、幀類型（frame type，F(xiàn)T）、連續(xù)性校驗(yàn)（connectivity verification，CV）、串聯(lián)連接監(jiān)視（tandem connection monitoring，TCM，如TCM1/TCM2）、通道監(jiān)控（path monitoring，PM）和保留開銷（reserved，RES）幀結(jié)構(gòu)詳細(xì)的功能描述可參考文獻(xiàn)[13]。

OSU作為OTN技術(shù)體系中一種創(chuàng)造性低階容器，可通過(guò)OSU級(jí)聯(lián)方式最優(yōu)匹配以太網(wǎng)業(yè)務(wù)承載，主要承載2 Mbit/s～10 Gbit/s的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，并兼顧STM1/STM4等TDM業(yè)務(wù)。OSU通過(guò)定義192 byte的凈荷塊（payload block，PB），通過(guò)周期內(nèi)占用OPU時(shí)隙PB數(shù)量控制帶寬，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)顆粒的更加靈活承載，提高光凈荷單元（optical payload unit，OPU）帶寬的利用率。同時(shí)，通過(guò)隨路帶外的無(wú)損帶寬調(diào)整控制幀[13]，減少對(duì)網(wǎng)管協(xié)議交互，提高帶寬調(diào)整效率和可靠性?；贠SU的映射復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖2所示，通過(guò)較少業(yè)務(wù)映射層級(jí)、匹配信元交換，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延傳送，且OSU到ODU分為單級(jí)映射和多級(jí)映射，當(dāng)單節(jié)點(diǎn)設(shè)備接入業(yè)務(wù)為單一類型業(yè)務(wù)時(shí)，采用單級(jí)映射復(fù)用機(jī)制，最大化地體現(xiàn)時(shí)延優(yōu)勢(shì)，以及簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)開通和運(yùn)維工作。

OSU技術(shù)的主要支持功能如下。

? 支持多業(yè)務(wù)映射復(fù)用到OSU功能。

? 支持多路OSU復(fù)用到OPU功能。

? 支持OSU的PM/TCM監(jiān)控功能，以及告警指示信號(hào)（alarm indication signal，AIS）/開放連接指示（open connection indication，OCI）/鎖定指示信號(hào)（lock indication signal，LCK）維護(hù)信號(hào)下插功能。

? 支持OSU時(shí)延測(cè)量功能。

? 支持OSU子網(wǎng)1+1連接保護(hù)（subnetwork connection protection，SNCP[14]）倒換。

? 支持OSU帶寬無(wú)損調(diào)整功能。

圖2 基于OSU的映射復(fù)用結(jié)構(gòu)

M-OTN/OSU技術(shù)作為一種新型的光傳送網(wǎng)技術(shù)，相對(duì)于現(xiàn)有OTN技術(shù)，有其特有的優(yōu)勢(shì)，后面章節(jié)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)情況，進(jìn)一步證實(shí)OSU技術(shù)的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，具體如下。

（1）精細(xì)化的業(yè)務(wù)彈性硬管道承載能力

傳統(tǒng)OTN硬管道方式，以O(shè)DU的固定時(shí)隙進(jìn)行帶寬捆綁，最小時(shí)隙為ODU0（1.25 Gbit/s），單個(gè)ODU4僅支持80個(gè)基于ODU0的硬管道業(yè)務(wù)連接數(shù)[15]。M-OTN/OSU采用最小2.6 Mbit/s的靈活時(shí)隙，單個(gè)ODU4理論最大支持4 000條硬管道業(yè)務(wù)連接數(shù)（12 bit TPN）。

基于OSU靈活容器，實(shí)現(xiàn)一業(yè)務(wù)一管道的端到端精細(xì)化承載服務(wù)，以網(wǎng)絡(luò)中OTU2（10 Gbit/s）鏈路為例，當(dāng)前EoO（ETH over ODU）方案只能支持8條GE業(yè)務(wù)，EoOSU（ETH over OSU）方案可以承載10條GE業(yè)務(wù)，承載效率提升了25%，可極大提高運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的線路帶寬利用率、降低運(yùn)維管理的難度。

（2）低時(shí)延特性

相較于小顆粒業(yè)務(wù)承載EoS方式的6級(jí)映射復(fù)用路徑[16]，EoOSU（ETH over OSU）承載方式最少只需要3級(jí)映射路徑（如：客戶業(yè)務(wù)-OSU- ODU2-OTU2），可將設(shè)備業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)接時(shí)延大幅降低。

（3）基于OSU的匯聚比能力強(qiáng)：

傳統(tǒng)EoS方式的業(yè)務(wù)匯聚節(jié)點(diǎn)單板卡/接口（10 GE/GE），支持不同分支/方向的業(yè)務(wù)匯聚比最大僅為64:1，基于OSU技術(shù)的匯聚節(jié)點(diǎn)單板卡/接口（10 GE/GE）最大業(yè)務(wù)匯聚比可達(dá)200:1以上。

（4）無(wú)損帶寬調(diào)整能力強(qiáng)

傳統(tǒng)OTN基于G.HAO協(xié)議進(jìn)行帶寬調(diào)節(jié)過(guò)程中，僅支持基于ODUflex最小1.25 Gbit/s顆粒度的帶寬調(diào)整，且協(xié)議復(fù)雜、帶寬調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)[17-18]。M-OTN/OSU基于OSU技術(shù)進(jìn)行帶寬調(diào)整，最小調(diào)整顆粒度為10 Mbit/s（理論最小調(diào)整顆粒為2.6 Mbit/s），且協(xié)議簡(jiǎn)單、帶寬調(diào)整時(shí)間可達(dá)秒級(jí)。

（5）小顆粒業(yè)務(wù)交叉容量大

基于OSU技術(shù)的M-OTN設(shè)備交叉架構(gòu)，采用信元（cell）交換的實(shí)現(xiàn)原理，其交叉容量不受其承載管道方式和支持業(yè)務(wù)連接數(shù)的影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證，應(yīng)用在城域核心節(jié)點(diǎn)的M-OTN設(shè)備，可支持最大3.2萬(wàn)條基于OSU的單向業(yè)務(wù)連接數(shù)，按照現(xiàn)網(wǎng)小顆粒業(yè)務(wù)平均帶寬50 Mbit/s計(jì)算，整臺(tái)設(shè)備的低階管道交叉容量可達(dá)1.6 Tbit/s，相對(duì)于目前分組增強(qiáng)型OTN設(shè)備最大80 Gbit/s的低階VC交叉容量，提高了20倍。

表1 單節(jié)點(diǎn)EoS和EoOSU雙向時(shí)延數(shù)據(jù)

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了充分驗(yàn)證基于OSU業(yè)務(wù)承載的功能和性能情況，分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明OSU具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3.1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)室階段，對(duì)基于OSU技術(shù)的設(shè)備進(jìn)行了業(yè)務(wù)承載、保護(hù)、時(shí)延、通道連接能力等方面進(jìn)行了測(cè)試，下面詳細(xì)闡述對(duì)單節(jié)點(diǎn)時(shí)延和通道連接能力測(cè)試結(jié)果。

（1）單節(jié)點(diǎn)時(shí)延性能

本次測(cè)試，被測(cè)設(shè)備客戶側(cè)采用ETH端口，線路側(cè)采用OTU4接口環(huán)回方式，分別測(cè)試 2 Mbit/s和10 Mbit/s在64～1 518不同以太網(wǎng)包幀長(zhǎng)情況下的時(shí)延，EoS和EoOSU兩種承載方式映射復(fù)用路徑如下。

? EoS: GE→VC12→VC4→STM-16→ODU1→ ODU4→OTU4。

? EoOSU: GE→OSU→ODU4→OTU4。

圖3 2 Mbit/s和10 Mbit/s業(yè)務(wù)單節(jié)點(diǎn)時(shí)延數(shù)據(jù)比對(duì)

（2）OSU業(yè)務(wù)連接數(shù)

由于OSU主要用于承載1 Gbit/s以下速率帶寬業(yè)務(wù)，M-OTN設(shè)備支持的最大OSU數(shù)量是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的M-OTN設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果表明，一個(gè)單節(jié)點(diǎn)設(shè)備可以支持多達(dá)3.2萬(wàn)個(gè)單向OSU連接，具有6.4 Tbit/s（單條業(yè)務(wù)200 Mbit/s帶寬）的OSU交叉連接能力。單個(gè)100 Gbit/s OTN（OTU4）接口可以支持多達(dá)1 000個(gè)雙向OSU連接，OSU業(yè)務(wù)連接數(shù)測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

（3）基于OSU客戶端口業(yè)務(wù)匯聚比

根據(jù)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果，基于OSU的GE客戶端口業(yè)務(wù)匯聚比可達(dá)到239∶1，相較于EoS承載方式64∶1的匯聚比具有明顯優(yōu)勢(shì)，可很好地適應(yīng)政企網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化發(fā)展的需求。

圖4 OSU業(yè)務(wù)連接數(shù)測(cè)試結(jié)果

3.2 現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試結(jié)果

為了進(jìn)一步驗(yàn)證M-OTN/OSU技術(shù)在業(yè)務(wù)承載、帶寬調(diào)整等方面的功能和性能，2021年年底在江蘇省無(wú)錫市和南京市進(jìn)行了M-OTN/OSU多廠商設(shè)備組網(wǎng)的現(xiàn)網(wǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)M-OTN城域網(wǎng)和省級(jí)骨干網(wǎng)組成，兩個(gè)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接采用省干100 Gbit/s OTN進(jìn)行連接?，F(xiàn)網(wǎng)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)淙鐖D5所示，在本次多廠商現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，城域核心（metro core，MC）、城域匯聚（metro aggregation，MA）和城域邊緣（metro edge，ME）節(jié)點(diǎn)由A廠商提供，M-OTN CPE-1和CPE-2節(jié)點(diǎn)分別由B廠商和C廠商提供。

圖5 現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)連接拓?fù)?/p>

在CPE-1和CPE-2節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建基于OSU承載的端到端ETH業(yè)務(wù)（EoOSU方式），在兩個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中使用OSU到ODU的復(fù)用方式，省干OTN節(jié)點(diǎn)采用ODU透?jìng)鞣绞健?/p>

經(jīng)過(guò)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，充分驗(yàn)證了基于OSU技術(shù)在多域網(wǎng)絡(luò)間且在異廠商設(shè)備間的業(yè)務(wù)承載和互通功能[19]，滿足現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)承載的需求。帶寬調(diào)整顆粒度和調(diào)整范圍如圖6所示，圖6（a）顯示了基于OSU的帶寬調(diào)整功能，其最小調(diào)整顆粒度可達(dá)到2.6 Mbit/s；圖6（b）顯示了OSU具備帶寬大范圍的調(diào)整能力，現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行了從100 Mbit/s到 1 000 Mbit/s再到500 Mbit/s的帶寬范圍調(diào)整測(cè)試，且調(diào)整過(guò)程中業(yè)務(wù)無(wú)損。圖7為基于OSU的帶寬調(diào)整相應(yīng)時(shí)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集信息，結(jié)果表明單次基于OSU的無(wú)損帶寬調(diào)整，僅需15 s即可完成，與傳統(tǒng)基于ODUflex的G.HAO分鐘級(jí)帶寬調(diào)整機(jī)制相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

圖6 帶寬調(diào)整顆粒度和調(diào)整范圍

圖7 基于OSU的帶寬調(diào)整相應(yīng)時(shí)間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集信息

圖8 城域M-OTN/OSU網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略示意圖

4 M-OTN/OSU應(yīng)用部署和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)

M-OTN/OSU承載的業(yè)務(wù)類型主要包括政企總部分支互聯(lián)專線、入云業(yè)務(wù)、CloudVR等多樣性業(yè)務(wù)。對(duì)于本地業(yè)務(wù)，城域M-OTN設(shè)備同時(shí)支持基于ODU和OSU承載業(yè)務(wù)，在城域內(nèi)核心匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行基于OSU和ODU的業(yè)務(wù)調(diào)度處理。對(duì)于跨域業(yè)務(wù)，城域出口M-OTN設(shè)備將OSU復(fù)用到ODU中，骨干OTN繼續(xù)沿用ODU交叉能力[20]，充分利舊現(xiàn)有骨干網(wǎng)絡(luò)資源。

為了充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，現(xiàn)有城域分組增強(qiáng)型OTN分階段實(shí)現(xiàn)向M-OTN/OSU的演進(jìn)，可對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備采用升級(jí)方式實(shí)現(xiàn)對(duì)OSU的支持，最終達(dá)到OSU和ODU雙平面的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。在全網(wǎng)設(shè)備對(duì)OSU能力覆蓋不全面的過(guò)渡期間，采用VC、OSU和ODU 3平面的方式，支持過(guò)渡期多種業(yè)務(wù)的多樣承載需求。城域M-OTN/OSU網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略示意圖如圖8所示，隨著整體網(wǎng)絡(luò)對(duì)OSU覆蓋面的擴(kuò)大，最終實(shí)現(xiàn)OSU和ODU雙層平面極簡(jiǎn)化目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。

在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中的過(guò)渡階段需要關(guān)注以下幾個(gè)要點(diǎn)，以確保從過(guò)渡期到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)。

（1）最大限度地保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)資源，盡量通過(guò)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備主控/交叉板軟件升級(jí)+新增支持OSU業(yè)務(wù)板卡方式，使現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備具備基于OSU業(yè)務(wù)承載的能力。

（2）考慮現(xiàn)網(wǎng)各地區(qū)政企OTN業(yè)務(wù)發(fā)展需求和網(wǎng)絡(luò)投資情況，進(jìn)一步研究分批次引入OSU平面。

（3）跨地區(qū)的業(yè)務(wù)承載，在具備M-OTN/OSU網(wǎng)絡(luò)條件下優(yōu)先采用OSU平面進(jìn)行業(yè)務(wù)承載，對(duì)于跨分組增強(qiáng)型OTN和M-OTN的情況，采用VC或ODU平面進(jìn)行業(yè)務(wù)承載。

（4）過(guò)渡階段中后期，應(yīng)關(guān)注VC平面網(wǎng)絡(luò)資源利用率情況，避免出現(xiàn)投資浪費(fèi)情況。

5 結(jié)束語(yǔ)

M-OTN/OSU是由中國(guó)電信聯(lián)合業(yè)界主流設(shè)備廠商推出的創(chuàng)新型光傳輸技術(shù)體系，從其技術(shù)特征優(yōu)勢(shì)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，可以看出M-OTN/OSU可以很好地適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的趨勢(shì)和需求。OSU技術(shù)的引入拓展了OTN光傳送網(wǎng)的應(yīng)用范圍，提高了業(yè)務(wù)承載能力以及簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和運(yùn)維，給近幾年技術(shù)升級(jí)幾乎停滯的OTN技術(shù)打了一顆強(qiáng)心劑。設(shè)備、芯片和儀表廠商等業(yè)界產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)M-OTN/OSU技術(shù)的大力投入，將加速M(fèi)-OTN/OSU在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用部署的步伐，相信在幾年時(shí)間里M-OTN/OSU技術(shù)會(huì)在現(xiàn)網(wǎng)中得到大規(guī)模商用。

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Research on OSU based M-OTN technology innovation and application

GONG Yadong, JING Ruiquan, ZHOU Heng, LI Junjie, HUO Xiaoli

Research Institute of China Telecom Co., Ltd., Beijing 102209, China

With SDH and MSTP networks facing withdrawal from the network, OTN will replace SDH/MSTP networks and sink to the edge of the network. At the same time, the requirements of customers’ services are also changing rapidly, but the packet enhanced OTN has various problems and challenges in carrying these services. Therefore, the M-OTN technology system based on OSU was proposed, and the technical advantages of M-OTN/OSU were comprehensively analyzed by combining its technical essence and experimental data. The results show that M-OTN/OSU has obvious advantages over packet enhanced OTN technology in many aspects. The application and deployment of M-OTN/OSU in the field network and network evolution are of great concern. Combined with the technical characteristics of M-OTN/OSU and the deployed devices in the field network, the research of M-OTN/ OSU in networking scheme and network evolution strategy was shared.

M-OTN, OSU, OTN,packet enhanced,evolution

TN929.11

A

10.11959/j.issn.1000–0801.2022267

2022?02?16；

2022?09?30

龔雅棟（1985– ），男，中國(guó)電信股份有限公司研究院工程師，主要從事光傳輸OTN/WDM等技術(shù)和應(yīng)用方面的研究工作。

荊瑞泉（1972– ），男，中國(guó)電信股份有限公司研究院正高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)楣馔ㄐ臤TN技術(shù)、傳送網(wǎng)管控技術(shù)等。

周恒（1994– ），女，中國(guó)電信股份有限公司研究院工程師，主要研究方向?yàn)楣馔ㄐ臤TN技術(shù)等。

李俊杰（1977– ），男，博士，中國(guó)電信股份有限公司研究院正高級(jí)工程師、科技管理部主任，中國(guó)電信集團(tuán)有限公司光傳輸技術(shù)首席專家。長(zhǎng)期從事光傳輸、光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用方面的研究工作。

霍曉莉（1977– ），女，中國(guó)電信股份有限公司研究院正高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事光通信技術(shù)的研究工作，涉及MSTP、ASON、40 Gbit/s/ 100 Gbit/s WDM、同步等領(lǐng)域。