基于OSU技术的新型M-OTN应用部署策略研究

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2024年7月3日发(作者：)

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DCW

基于OSU技术的新型M-OTN应用部署策略研究

李纯丹

1

，严关晖

2

，徐伟民

1

（1.四川通信科研规划设计有限责任公司，四川 成都 610095；2.中兴通讯股份有限公司，广东 深圳 518055）

文章提出了基于OSU的新型M-OTN应用部署方案，首先介绍OSU技术原理，分析了OSU技术优势，然后探讨M-OTN/

摘要：

OSU设备的平滑升级方案，最后给出M-OTN/OSU网络的应用部署策略和演进目标的建议，以期能为未来M-OTN/OSU的大规

模现网部署提供借鉴和参考。

OSU；M-OTN；分组增强型OTN；部署

关键词：

10.3969/.1672-7274.2023.07.038

doi：

TN

929.1

文献标志码：

A

文章编码

：1672-7274（2023）07-

0123

-03

中图分类号：

Research on New M-OTN Application Deployment Strategy Based on OSU Technology

LI Chundan

1

, YAN Guanhui

2

, XU Weimin

1

(1. Sichuan Communication Research Planning and Design Co., Ltd., Chengdu

610095, China; 2. ZTE Communication Co., Ltd., Shenzhen 518055, China)

Abstract: The article proposes a new M-OTN application deployment scheme based on OSU was proposed. Firstly,

it introduces the principle of OSU technology, analyzes the advantages of OSU technology, and then discusses the smooth

upgrade scheme of M-OTN/OSU devices. Finally, it provides suggestions for application deployment strategies and

evolution goals of M-OTN/OSU networks, providing reference for large-scale deployment of M-OTN/OSU in the future.

Key words: OSU; M-OTN; packet enhanced OTN; arrange

SDH、分组三种承载技术，能够对不同速率、不同类

已下沉到本地网边缘。分组增强型OTN融合了OTN、

种政企业务，OTN（Optical Transport Network）网络

随着SDH/MSTP的逐步退网，为迁移和接入各

型的政企业务实现综合承载。但随着政企专线接入

混合承载技术复杂、低阶交叉容量受限、业务汇聚比

数量和流量的不断增长，分组增强型OTN逐渐显现出

在此背景下，中国

较低及网络运维管理困难等问题

[1]

。

电信主导推出了基于OSU（Optical Service Unit）的

M-OTN（Metro-optimized OTN）技术。该技术引入

灵活映射的光业务单元，能够对各种类型和速率的政

企业务提供灵活承载。实验室及现网测试数据也充

光业务单元的M-OTN技术应运而生。OSU帧结构如

图1所示。OSU为定长帧结构，帧长为192字节。其中第

1到7字节为开销区域，第8到192字节为净荷区域。开销

区域主要包含三部分：通用开销、映射开销和CRC8校

验区。通用开销为OSU帧中的第1～4字节以及第5字节

的bit 1～3，包括版本号（VER）、支路端口号（TPN）、帧

类型（FT）、连续性校验（CV）、串联连接监视（TCM1/

TCM2）、通道监控（PM）和保留开销（RES）。

分证明M-OTN/OSU设备在时延优化、宽带随选、小

效保护现有网络资源，需要不断探索如何在现有网络

企业务的灵活承载。

目前，为了有颗粒业务承载等方面发挥着重要作用

[2]

。

图1 OSU帧结构

上平滑演进为M-OTN/OSU网络，快速实现对各种政

1 OSU技术原理

针对现网OTN设备存在的问题，基于灵活容器

版本号VER长度为2 bit，位于第1字节的1～2 bit，

用于标识OSU帧结构版本号，VER默认为01。TPN长

度为12 bit，单级映射理论支持4 000个OSU连接，对

于每条端到端的OSU连接，TPN需要在各个段层逐段

作者简介：李纯丹（1979-），男，四川眉山人，高级工程师，硕士，研究方向为光网络规划及设计。

徐伟民（1982-），男，四川成都人，高级工程师，硕士，研究方向为光网络规划及设计。

严关晖（1980-），男，四川南充人，高级工程师，本科，研究方向为光网络技术及应用。

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更新。FT用于标识OSU帧的类型，目前定义的帧类型

有8种。CV用于检测每个段层的帧是否连续、带宽是

否匹配。OSU为单帧结构，能够支持两级TCM，每级

TCM长度为5 bit，其中TCM1用于分段性能监控和时

延测量（DM），TCM2用于分段保护。PM用于端到端

的通道监控，长度为5 bit。CRC8用于对通用开销和专

用开销进行循环冗余校验。

2 OSU技术优势

OSU技术的主要目的是解决小颗粒业务的承载，

其核心是基于灵活映射光业务单元的信元统一交换，

实现政企业务的快速开通和带宽可调

[3]

。OSU技术主

要有以下优势。

（1）多速率灵活匹配。传统OTN方式下，最小接

入速率为1.25 Gbps。OSU通过运用灵活的弹性容器，

实现了2.6 Mbps到10 Gbps多速率、多类型业务的灵

活匹配，业务端到端精细化管理使得承载效率和带宽

利用率得到大大提升。

（2）封装映射时延低。现阶段EoS（Ethernet

over SDH）方式承载小颗粒业务通常需要六级封装

映射复用，但OSU方式通过简化映射机制和减少

处理层级，仅通过OSU→ODU4→OTU4三级封装

图2 M-OTN/OSU设备升级方案

方案一：扩容OSU交叉板。该方案基于现网设

备，仅通过新增低阶OSU交叉板，即可在现有设备及

线卡上实现对OSU业务的承载。优点是可以充分利用

现有支路和线路板实现各种颗粒的接入。但缺点是该

方案业务调度处理较复杂，增加了业务的时延，且不

能完全实现无阻的OSU交叉，同时低阶交叉板需要占

用业务槽位，通常按照1:1配置，当低阶交叉板耗尽时

需要再次叠加板卡，导致业务槽位被占用较多，影响

设备的总接入容量。

方案二：扩容OSU支线路板。该方案基于现网设

备，无须替换或新增交叉板卡，仅通过设备软件系统

映射复用实现，这有效地降低了业务的站内处理时

延。现网测试数据表明，100 Mbps以下带宽的业

务，对比现网的VC承载方式，城域内双向时延可降

低1～3 ms

[4]

，很好地满足了银行和金融等大客户对低

时延的应用需求。

（3）业务汇聚能力强。现阶段EoS承载方式的业

务汇聚比最大为64∶1，但在OSU承载方式下，10GE汇

聚板卡所支持的最大业务汇聚比超过200∶1，有效地

[5]

提高了板卡及设备的汇聚能力

。

（4）带宽利用率高。传统OTN承载的10 Gbps链

路只能支持8条GE业务的承载，在OSU方式下能够支

持10条GE业务的承载，带宽利用率提升了25%。

（5）无损带宽调整能力强。OSU最小带宽颗粒度

为2.6 Mbps，支持2.6 Mbps到10 Gbps无损带宽调整，

调整时间更短、调整颗粒更细，而且带宽调整过程中

业务不中断、不丢包、无误码

[5]

。

升级，新增支持OSU的支线路板卡即可实现设备对

OSU业务的交叉和调度。该方案的优点是可以实现小

颗粒业务端到端的连接且时延较低，缺点是现网1T以

下级别的交叉板不支持升级适配OSU功能。

4 M-OTN/OSU设备应用部署策略

从全网的角度来看，OSU在骨干层、核心层、汇聚

层和接入层各层网络中的处理方式有所不同。接入层

网络节点主要提供强大的综合业务接入能力；汇聚层

和核心层网络节点主要实现OSU业务的汇聚和调度；

骨干层网络主要实现数据的大带宽、长距离传输，骨干

节点以ODUk颗粒度的调度为主，仅在与核心层对接

的节点上实现跨域OSU业务的交叉和调度。因此，为

有效利用现网资源，提高网络资源利用率，骨干网可以

继续沿用原有OTN网络，提供ODUk交叉能力，OSU设

备部署的重点在核心层、汇聚层和接入层。

在本地网部署OSU建议采用如下两种模式：Overlay

组网模式和Underlay组网模式，具体如图3所示。

模式一：Overlay组网模式。采用该模式组网需

要在汇聚层和核心层现有OTN设备之上叠加一层

M-OTN/OSU设备，进行OSU的汇聚和交叉调度。该

3 M-OTN/OSU设备升级方案

为充分利用现有OTN设备资源使其具备OSU能

力，需要对现网设备进行升级。建议采用两种升级方

案：扩容OSU交叉板方案和扩容OSU支线路板方案，

具体如图2所示。

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承载。

上分组业务和STM-4以上的TDM业务采用ODUk平面

为充分利用现网资源，需要分两个阶段演进。第

务和STM-1/4 TDM业务采用OSU平面承载，10 Gbps以

一阶段：在现网VC、分组和ODU的三混平面上，逐

步取代分组平面实现VC、OSU和ODU的新三混平

渐平滑升级原有OTN设备，使其具备OSU能力，逐

面，此时由于OSU能力覆盖还不完全，仅为过渡阶

段。第二个阶段：OSU设备全面覆盖现有网络，OSU

平面完全取代分组平面和VC平面，各种颗粒业务通

简化网络目标。

图3 本地网部署OSU组网模式

过OSU平面和ODU平面综合承载，实现双层平面极

M-OTN/OSU网络在演进过程中还需考虑如下

问题。

采用在现网设备上扩容OSU交叉板、OSU支线路板的

方式平滑升级OSU功能。

（2）对于传统OTN设备无法通过升级实现OSU

（1）加强对现网资源的保护利用，原有点位尽量

模式下汇聚层采用ODUk透传，在接入层与OSU对接

点之间配置ODU0/ODUflex通道，在两个本地网的

OSU对接点之间配置ODU2/ODUflex通道，骨干层仅

需提供ODUk交叉调度。该模式的优点是投资小，可

充分利旧现网的OTN资源。缺点是在M2和OSU对接

点间需要配置的ODU数量多，OSU对接点交叉容量

要求较高。Overlay组网模式适用于业务量较小、现网

链路资源利用率不高的小型本地网。

模式二：Underlay组网模式。采用该模式组网

需要对现网汇聚层和核心层OTN设备全部升级OSU

功能，并增配具备OSU功能的线路板卡和100 Gbps

功能的点位，可以结合业务发展新增设备替换或者新

增点位，此时采用全新增OSU设备的方式建设。

（3）在全M-OTN/OSU网络覆盖下的业务，建议

OSU和分组增强型OTN的业务，建议优先考虑采用

VC或ODU平面开通电路。

优先考虑通过OSU平面开通电路。对于跨M-OTN/

波道，在两个本地网的OSU对接点之间配置ODU2/

ODUflex通道，OSU对接点实现OSU的交叉调度，骨

干层提供ODUk交叉调度，在汇聚层（M3）和OSU对

接点之间配置ODU2/ODUflex通道，核心层（M4）仅

做ODU透传，从而减轻对核心层的OSU调度压力。该

的ODU数量较少，便于维护管理；核心层（M4）设备

模式的优点是汇聚层（M3）和核心层（M4）之间配置

6 结束语

技术标准逐渐趋于成熟稳定，产业链已相对完善，

经过近年的不断发展和完善，国内M-OTN/OSU

正在从技术标准创新向商用部署迈进。经过商用

M-OTN/OSU设备的现网试验，M-OTN/OSU设备在

低延时、大容量、低功耗、高汇聚、易管控等方面的优

势不断得到验证，相信在业界各方的共同研究和探索

下，即将实现OSU的大规模现网部署和应用。■

对OSU的交叉调度能力要求不高；多个接入层M2可

以共享上行的ODU2/ODUflex通道，带宽碎片较少，

网络带宽资源利用率较高。该模式OSU调度能力较

源利用率较高的中大型本地网。

参考文献

[1] CCSA. OTN支持1G以下客户信号技术研究[R]．2019.

[2] 荆瑞泉，霍晓莉，李俊杰，等．以OSU为核心的M-OTN技术创新与验证

[J]．电信科学，2021,37(4):116-124.

[3] 徐晓蕾．基于OXC和OSU技术打造全光城市的探索实践[J]．数字通信世

[4] 吕文琳，牛文林，陆源，等．基于OSU技术的新型OTN解决方案及运营

[5] 龚雅栋，荆瑞泉，周恒，等．基于OSU的M-OTN技术创新和应用部署研

究[J]．电信科学，2022,38(11):96-105.

商部署研究[J]．山东通信技术，2022,42(3):25-29.

界，2022(09):127-129+132.

强，但是投资较大，适用于业务量较大、现网链路资

5 M-OTN/OSU网络的演进目标

M-OTN/OSU网络的演进目标是实现OSU平面和

ODU平面的双层平面简化网络，网络同时支持OSU的

业务和ODUk业务的承载，10 Mbps～10 Gbps分组业

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本文标签： 业务设备网络承载