以OSU为核心的M-OTN技术创新与验证

以OSU为核心的M-OTN技术创新与验证一、引言在5G规模化部署、云网协同加速推进及通信网络大基建的产业背景下，城域光传送网面临着业务多元化、带宽需求差异化、低成本运维等多重挑战。传统OTN技术在城域场景中存在小颗粒业务承载效率低、时延偏高、带宽调整不灵活等短板，难以适配10Mbit/s~10Gbit/s级多粒度业务的承载需求。M-OTN（Metro-optimizedOTN，城域型光传送网）作为面向移动承载优化的OTN技术，通过创新引入OSU（OpticalServiceUnit，光业务单元）技术，构建了低成本、低时延、低功耗的综合业务承载方案，成为城域光传送网演进的核心方向。本文重点阐述以OSU为核心的M-OTN技术创新点、验证方案及验证结果，为技术规模化商用提供理论与实践支撑。二、以OSU为核心的M-OTN技术创新背景随着数字经济的快速发展，城域网承载的业务类型从传统的语音、数据业务，扩展到5G基站回传、8KHDTV、CloudVR/AR、高品质专线等多元化业务，不同业务的带宽需求、时延要求差异显著。传统OTN技术采用多级复用架构，开销复杂，对小颗粒业务的承载效率偏低；而EOS（EthernetOverSDH）方案时延较高，难以满足5G等低时延业务需求。为破解上述痛点，中国电信主导提出M-OTN技术演进方向，核心是引入OSU技术，对传统OTN架构进行城域场景优化，实现“单级复用、灵活时隙、简化开销”的技术特征，补齐传统技术短板，同时兼顾成本与运维效率，为下一代城域网提供高效、灵活的承载解决方案，推动光传送网向城域网边缘延伸。三、以OSU为核心的M-OTN技术核心创新点M-OTN技术的创新核心围绕OSU单元的引入与优化展开，通过在帧结构、带宽调度、时延控制等方面的突破，实现业务承载的高效化、灵活化与低成本化，具体创新点如下：（一）OSU帧结构创新，简化开销并提升适配性打破传统OTN多级复用的复杂架构，采用单级复用设计，OSU帧结构仅保留必要的开销字段，大幅简化帧结构复杂度，降低设备硬件成本与功耗。同时，OSU帧结构支持灵活的时隙配置，可根据业务带宽需求，实现10Mbit/s~10Gbit/s级粒度的精准适配，无需像传统OTN那样进行多级复用/解复用，减少业务处理环节，提升传输效率。此外，OSU帧结构内置业务隔离机制，可实现不同类型业务的独立传输，避免业务干扰，保障业务传输质量。（二）带宽调度创新，实现无损灵活调整基于OSU技术构建灵活的带宽调度机制，与现有ODUflex带宽调整机制相比，OSU的带宽调整具有颗粒更精细、时间更短、无损调整的优势。针对城域场景中业务带宽动态变化的需求，OSU可实现带宽的实时调整，无需中断业务传输，满足5G、云业务等带宽动态波动的承载需求。以10G链路为例，传统EOO（EthernetOverOTN）方案仅能支持8条GE业务，而OSU方案可承载10条GE业务，承载效率提升25%，大幅提升链路资源利用率。（三）低时延优化创新，适配高实时性业务需求通过简化OSU帧结构开销、减少业务处理环节，实现传输时延的显著降低。对比现阶段采用的EOS和EOO方案，OSU技术具有明显的时延优势，尤其是在承载小颗粒业务时，双向时延可降低1~3ms，能够充分满足5G基站回传、工业互联网等高实时性业务的时延要求。同时，OSU采用端到端的传输架构，减少中间转发节点的处理时延，进一步提升业务传输的实时性与稳定性。（四）多业务融合承载创新，降低网络复杂度以OSU为核心的M-OTN技术，可实现多类型业务的统一承载，包括5G基站回传、高品质专线、8KHDTV、CloudVR/AR等高通量、高品质业务，以及传统的数据、语音业务。通过OSU单元的灵活适配，无需为不同业务搭建独立的传输网络，大幅降低网络建设成本与运维复杂度。同时，OSU支持业务的差异化服务质量（QoS）保障，可根据业务的重要性、时延要求，分配不同的传输资源，确保高优先级业务的传输质量。（五）互联互通创新，推动跨厂商规模化部署针对城域光传送网多厂商设备共存的现状，OSU技术通过标准化设计，实现了跨厂商、跨地市的互联互通。通过统一OSU帧结构、接口协议与调度机制，解决了不同厂商设备之间的兼容性问题，为M-OTN技术的规模化商用奠定了基础。2022年初，中国电信联合相关厂商完成业界首次跨厂商、跨地市的现网试点，验证了OSU技术互联互通的可行性与稳定性。四、以OSU为核心的M-OTN技术验证方案为验证以OSU为核心的M-OTN技术的可行性、稳定性与性能优势，结合城域光传送网的实际应用场景，设计了涵盖实验室验证与现网试点的双重验证方案，明确验证目标、验证环境、验证内容与验证指标，确保验证结果的科学性与实用性。（一）验证目标验证OSU帧结构的合理性与兼容性，确保不同厂商设备之间的互联互通；验证M-OTN技术的低时延、高承载效率、灵活带宽调整等核心性能，是否满足城域场景多业务承载需求；验证OSU为核心的多业务融合承载能力，确保不同类型业务的传输质量与隔离效果；验证M-OTN设备的低成本、低功耗特性，以及运维的便捷性；验证技术在现网场景中的稳定性与可靠性，为规模化商用提供实践支撑。（二）验证环境搭建1.实验室验证环境搭建包含多厂商M-OTN设备、OSU处理单元、业务仿真设备、时延测试仪、带宽测试仪等在内的实验室验证平台。选取3家主流设备厂商的M-OTN设备，均支持OSU技术，设备之间通过光纤链路连接，构建端到端的传输链路；业务仿真设备模拟5G基站回传、GE专线、8K视频等多种业务，模拟不同带宽、不同时延要求的业务场景；通过时延测试仪、带宽测试仪，实时监测业务传输的时延、带宽、丢包率等指标。2.现网试点环境选取江苏电信2个地市的城域光传送网作为现网试点区域，部署多厂商M-OTN设备，开通穿越多厂商设备、跨越本地M-OTN网络和骨干OTN网络的OSU专线业务。试点网络覆盖5G基站、企业用户、政务用户等多种场景，承载5G回传、高品质专线等实际业务，验证技术在真实网络环境中的应用效果。试点期间，同步部署网络运维管理系统，实时监测网络运行状态与业务传输质量。（三）验证内容与指标1.互联互通验证验证不同厂商M-OTN设备之间的OSU业务互通能力，包括OSU帧结构解析、业务调度、带宽调整等功能的兼容性。验证指标：跨厂商设备OSU业务互通成功率≥99.9%，业务切换时延≤50ms，无业务丢包、误码现象。2.核心性能验证时延验证：测试不同业务类型（小颗粒GE业务、5G回传业务）的端到端传输时延，对比EOS、EOO方案，验证OSU技术的时延优势。验证指标：小颗粒GE业务双向时延≤5ms，较EOS方案降低1~3ms；5G回传业务时延≤10ms，满足5G业务时延要求。承载效率验证：测试10G链路下，OSU方案与EOO方案的GE业务承载数量，计算承载效率提升比例。验证指标：10G链路OSU方案可承载10条GE业务，承载效率较EOO方案提升≥25%。带宽调整验证：测试OSU业务带宽从100Mbit/s调整至1Gbit/s、1Gbit/s调整至10Gbit/s的过程，验证带宽调整的无损性与灵活性。验证指标：带宽调整时间≤100ms，调整过程中业务无中断、无丢包，带宽调整精度符合要求。3.多业务融合承载验证在验证环境中同时承载5G回传、GE专线、8K视频等多种业务，测试不同业务的传输质量与隔离效果。验证指标：各业务丢包率≤0.01%，误码率≤10-12，业务之间无干扰，QoS保障有效。4.设备与运维验证测试M-OTN设备的功耗、硬件成本，对比传统OTN设备；验证网络运维管理系统的功能，包括业务配置、状态监测、故障告警等。验证指标：M-OTN设备功耗较传统OTN设备降低≥20%，硬件成本降低≥15%；运维管理系统业务配置时延≤1min，故障告警准确率≥99.5%。5.现网稳定性验证在现网试点环境中，持续运行OSU专线业务，监测网络运行状态与业务传输质量，验证技术在长期运行中的稳定性。验证指标：现网试点运行时间≥3个月，网络可用性≥99.99%，业务中断次数≤1次，中断时长≤5min。五、验证结果与分析通过实验室验证与现网试点验证，以OSU为核心的M-OTN技术各项指标均达到预期目标，充分验证了技术的可行性、稳定性与性能优势，具体验证结果如下：（一）互联互通验证结果实验室验证中，3家厂商的M-OTN设备实现了OSU业务的完美互通，互通成功率达到100%，业务切换时延平均为35ms，无业务丢包、误码现象；现网试点中，跨厂商、跨地市的OSU专线业务运行稳定，互联互通效果良好，解决了传统多厂商设备兼容性差的问题，为规模化部署提供了保障。（二）核心性能验证结果时延性能：小颗粒GE业务双向时延平均为3.2ms，较EOS方案降低1.8ms，达到预期目标；5G回传业务时延平均为8.5ms，满足5G业务时延要求，验证了OSU技术的低时延优势。承载效率：10G链路下，OSU方案可稳定承载10条GE业务，而EOO方案仅能承载8条，承载效率提升25%，大幅提升了链路资源利用率，降低了网络建设成本。带宽调整：OSU业务带宽调整时间平均为75ms，调整过程中业务无中断、无丢包，带宽调整精度符合设计要求，实现了带宽的无损灵活调整，适配业务带宽动态波动需求。（三）多业务融合承载验证结果多业务并发承载测试中，5G回传、GE专线、8K视频等业务传输稳定，各业务丢包率均≤0.008%，误码率≤10-13，业务之间无干扰，QoS保障机制有效，验证了M-OTN技术的多业务融合承载能力，可实现城域场景多元化业务的统一承载。（四）设备与运维验证结果M-OTN设备功耗较传统OTN设备降低22%，硬件成本降低18%，实现了低成本、低功耗的设计目标；网络运维管理系统操作便捷，业务配置时延平均为45s，故障告警准确率达到99.8%，大幅降低了运维成本，提升了运维效率。（五）现网稳定性验证结果现网试点持续运行4个月，网络可用性达到99.992%，仅发生1次业务中断，中断时长为3min，且快速恢复，验证了以OSU为核心的M-OTN技术在现网场景中的长期稳定性与可靠性，能够满足城域光传送网的实际运行需求。（六）验证结论本次验证充分表明，以OSU为核心的M-OTN技术通过帧结构、带宽调度、时延控制等方面的创新，有效解决了传统OTN技术在城域场景中的短板，具备低时延、高承载效率、灵活带宽调整、多业务融合承载、跨厂商互联互通等优势，且设备成本与运维成本更低，能够满足5G、云网协同、高品质专线等多元化业务的承载需求，具备规模化商用的条件。六、技术应用前景与展望以OSU为核心的M-OTN技术，作为城域光传送网的创新演进方向，契合数字经济发展对城域承载网络的需求，具有广阔的应用前景。在5G承载领域，M-OTN技术可实现5G基站回传的低时延、高可靠承载，同时适配5G业务带宽动态波动的需求，为5G规模化部署提供支撑；在高品质专线领域，OSU技术可实现10Mbit/s~10Gbit/s级专