admin管理员组文章数量:1567013
2024年7月3日发(作者:)
DOI:10.3969/.1006-6403.2022.07.012
面向政企专线业务的
OSU
技术探讨
[瞿少凯 李勇 贺政 丁一凡 豆晓雷]
摘要
近年来政企专线业务对
OTN
的承载需求呈上升趋势,随着
OTN
逐渐向城域网边
缘延伸,政企业务对高效灵活、任意颗粒、硬管道等专线场景提出了新的要求。基于此,
业界提出了以
OSU
为核心、面向城域优化的
NG-OTN
技术体系。针对
OSU
技术进
行探讨,分析对比了专线业务的承载关键技术及现网演进思路,为实现政企业务差异
化承载、提高带宽承载效率等方面提供了参考。
新
技
关键词:
专线
OTN OSU
小颗粒
术
·
新
瞿少凯
硕士研究生,主要研究方向为传送网网络架构演进技术。
李勇
大学本科,主要研究方向为传送网网络架构演进技术。
贺政
博士研究生,主要研究方向为传送网网络架构演进技术。
丁一凡
硕士研究生,主要研究方向为传输与接入网络规划。
豆晓雷
硕士研究生,主要研究方向为传输与接入网络规划。
业
务
·
行
业
应
用
1
引言
随着全球
5G
商用网络的部署
,
专线业务需求的差异
性和场景的复杂性凸显出来
,
这也为运营商和产业链带来
了新的市场和挑战
。
由于政企客户对高质量专线业务需求
的持续增长和新技术的发展
,
OTN
逐步替代了
MSTP
、
SDH
网络
,
实现了对专线
、
视频
、
数据中心互联
(
DCI
)
等业务的综合承载
,
同时
OTN
也逐渐向城域网的边缘
下沉
。
目前传统的
OTN
技术虽具备高品质承载优势
,
但
随着专线业务的多样化
,
其存在的短板也显现出来
,
如
OTN
最小颗粒为
1.25G
封装小颗粒业务造成带宽浪费
、
存在五层映射结构时延大
、
无法支持灵活的专线带宽调整
需求等问题
。
为持续满足网络和业务发展的新需求
,
业界
提出了以
OSU
(
Optical Service Unit
,
光业务单元
)
为核
心的下一代光传送网
NG-OTN
技术体系
,
旨在提供低时延
、
硬隔离
、
灵活配置
、
高可靠的确定性承载方案
。
NG-OTN
47
2022.07·
广东通信技术
》
新技术·新业务
引入了带宽灵活调整的
OSU
技术
,
不仅弥补了传统
OTN
在小颗粒业务
(
如
2 Mbit/s
)
承载效率方面的不足
,
而且
减少了网络部署及运维成本
,
为客户提供各种颗粒的高品
质专线业务和差异化
SLA
服务
。
2
小颗粒专线承载需求
近年来专线带宽整体趋势逐年增大
,
但现网中仍广泛
存在着小颗粒业务需求
,
表
1
为某省运营商专线带宽占比
情况
,
数据及语言专线
20 M
以下占比为
59%
,
互联网专
线
20 M
以下占比为
47%
,
约有超过一半的专线业务为
20
M
以内的小颗粒带宽
。
除了传统行业专线承载着大量
STM-1/4
等低速率业务
新
技
外
,
5G+
垂直行业的应用也要求承载网提供小颗粒政企业
术
务接入能力
。
随着现网中的
MSTP
和
SDH
等设备逐步替
·
换退网
,
小颗粒业务需考虑迁移到
OTN
设备上进行承载
,
新
实现端到端的传输与业务保障
。
传统
OTN
一般部署在城
业
务
域波分环
、
市县波分环和县乡波分环上
,
所有通道颗粒都
·
是基于帧格式传输
,
多层封装导致延时过大
,
无法实现客
行
户的快速灵活接入
。
使用传统
OTN
承载专线业务的最小
业
颗粒度为
ODU0
(
1.25 Gbit/s
),
采用
ODUk
封装使得
GE
应
用
以下小颗粒业务带宽利用率极低
,
而面向政企专线的精品
OTN
网络要具备全颗粒业务承载能力
,
适配高价值用户
2 M~100 G
的带宽需求
,
这些需求成为传统
OTN
面临的
新挑战
。
表
1
某省运营商专线带宽占比情况
带宽数据及语音带宽占比互联网带宽占比
20 M
以下
59%47%
50 M
以下
17%12%
100 M
以下
6%6%
200 M
以下
17%23%
200 M
及以上
1%12%
3 OTN OSU
技术及政企专线业务承载方
式对比
3.1 OSU
方案简介
日益复杂的专线业务形态不断驱动着
OTN
业务适
配层向更加灵活的承载方向发展
。
2020
年
ITU-T
正式
48
通过了光业务单元通道层网络
(
Optical Service Unit path
layer network
,
G. osu
)
的标准立项
。
该方案可将
MSTP
、
SDH
、
以太网以及其他各种固定比特率
(
CBR
,
constant
bitrate
)
的业务映射到最小业务容器为
2 Mbit/s
的
OSU
时
隙中
,
通过
OSUflex
(
OSU
的级联
)
提供各类颗粒带宽业务
。
OSU
的新增技术特征主要有
:
(
1
)
实现
2 Mbit/s
级至
100 Gbit/s
级别的各颗粒业务
承载能力
,
精准匹配业务需求
;
(
2
)
简化映射层级
,
降低业务时延
,
us
级时延可承诺
;
(
3
)
管道连接数量由传统的每
100G
线路最多承载
80
条业务向
k
级别条业务演进
;
(
4
)
提供平滑
、
无损
、
灵活的带宽调整功能
,
兼顾
传统
OTN
网络硬隔离管道的特性
。
3.2 OSU
帧结构
NG-OTN
在传统
OTN
帧结构上优化引入了
OSU
容
器
,
用于承载
CBR
业务和分组业务
,
将当前支撑带宽范
围从
N*1.25 Gbit/s
扩展为
N*2 Mbit/s
(
N≥1
)
任意带宽
,
业务接口更加多样化
,
实现承载各级别颗粒业务
,
效率更
高
。
OSU
帧结构如图
1
所示
,
长度为
192
字节
,
包括
7
字
节的开销区域和
185
字节的净荷区域
。
开销区域包括通用
开销
、
映射开销和
CRC8
校验区三个部分
。
通用开销包括
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
)。
OSU
映射开销分为
CBR
映射开销和以太网映射开销
。
CRC8
校验开销用于对
OSU
帧通用开销和专用开销进行循环冗余校验
。
OPUk
净载荷区被划分为多个
192
字节单元
,
每个
192
字节单元是一个净荷块
(
PB
)。
当多个
OSU
被复用
到
OPUk
时
,
每个
OSU
帧需要携带一个
TPN
来确定
OSU
帧和支路端口之间的映射关系
,
且
TPN
在服务层必须是
唯一的
。
3.3
灵活时隙
OTN
映射架构
NG-OTN
简化封装层级
,
提升带宽效率
,
降低了
封装时延
。
传统
OTN
技术采用
5
层逐级映射封装
,
即
VC12->VC4->ODU0->ODU4->OTUCn
五层封装复用技
术
,
OSUflex
技术采用
3
层简化映射封装
,
即
OSUflex->
面向政企专线业务的
OSU
技术探讨
3.4
政企专线业务承载技术对比
近年来随着通信技术的不断发展
,
SDH
设备虽然能
满足业务隔离性
、
安全性和低时延等需求
,
但设备普遍运
行超过
10
年
,
故障率偏高
,
导致
OPEX
上升
,
同时受带
宽制约和产业链萎缩的影响
,
SDH
设备面临逐步退网
,
无
图
1 OSU
帧结构
ODU4–>OTUCn
三层逐级业务封装
。
映射层级对比如图
2
所示
,
较传统
OTN
相比
,
NG-OTN
在业务上减少了
2
层
封装与解封装的工作
,
大幅节省业务封装时延
,
满足银行
金融大客户等时延敏感的业务场景
。
法高效支撑政企业务的发展
。
然而目前现网大量高价值客
户坚持采用
TDM
专线电路
,
传统
OTN
虽能满足业务需求
,
但只能提供最小颗粒度为
1.25 Gbit/s
的刚性管道
,
存在对
承载
GE
以下小颗粒业务带宽利用率极低
、
不够灵活等缺
点
。
而
VC-OTN
较
NG-OTN
相比
,
在封装颗粒
、
时延等
指标上存在一定的不足
。
SDH
、
传统
OTN
、
VC-OTN
和
NG-OTN
承载方案对比如表
2
所示
,
在管道容器
、
可承载
业务带宽
、
带宽调整灵活性及时延等方面
,
基于
OSU
的
图
2
映射层级对比示意图
NG-OTN
均存在一定优势
。
新
技
术
·
表
2
专线承载方案比较
对比项
安全性
管道容器
业务能力
SDH
物理隔离
,
专用通道和
独立带宽
,
高安全
容器速率固定
:
VC12/VC3/VC4
主流只支持
2.5G
、
10G
速率
,
承载大颗粒业务能力不足
一般分为
N
×
2 Mbit/s
和
带宽调整灵活性
交叉能力
时延
运维
N
×
155 Mbit/s
,
LCAS
方式的带宽调整灵活
VC
交叉
电路交换
,
时延较低
映射层级较多
,
运维较复杂
传统
OTN
物理隔离
,
专用通道和
独立带宽
,
高安全
最小颗粒度为
ODU0
(
1.25 Gbit/s
)
支持
GE~100G
固定业务
(
大颗粒
ODUk,
分组
)
N
×
1 Gbit/s
、
N
×
10 Gbit/s
、
40 Gbit/s
等
,
带宽调整机制
不够灵活
ODU
交叉
采用固定时隙
CBR
复用方式
,
端到端传输时延较大
映射层级较多
,
运维较复杂
VC-OTN
物理隔离
,
专用通道和
独立带宽
,
高安全
容器速率固定
:
VC12/VC3/VC4
支持
2M~100G
固定业务
(
大颗粒
ODUk
,
VC
,
分组
)
N
×
2 Mbit/s
、
N
×
1 Gbit/s
、
10 Gbit/s
、
40 Gbit/s
等
ODU
交叉
、
VC
交叉
VC
业务时延比
SDH
稍高
映射层级较多
,
运维较复杂
NG-OTN
物理隔离
,
专用通道和
独立带宽
,
高安全
容器速率灵活
:
N
×
2 Mbit/s
支持
2M~100G
弹性业务
(
大颗粒
ODUk
,
VC
,
分组
)
可提供任意颗粒带宽调整
,
可快速进行带宽灵活调整
OSU
交叉
、
ODU
交叉
、
VC
交叉
采用灵活时隙复用方式
,
OSU
封装
,
时延最低
简化配置
,
减少映射层级
,
5
层变
3
层
,
运维较简单
新
业
务
·
行
业
应
用
4 NG-OTN
设备定位及现网演进思路
4.1 NG-OTN
设备定位
参考城域网
/
本地网的机房分类
,
NG-OTN
设备在网
络中的部署位置如图
3
所示
。
根据
NG-OTN
设备的形态
、
技术特征和在网络中的部署位置的不同
,
将
NG-OTN
设
备分为固定盒式和插板式两种
,
其中插板式设备又可以分
为小型和大型两种
。
图
3 NG-OTN
设备在网络重点位置
不同种类
NG-OTN
设备的部署位置和主要功能特征
如表
3
所示
。
对应现网
OTN
设备的分类方法
,
固定盒式
NG-OTN
和小型插板式
NG-OTN
又可统称为接入型
NG-
49
2022.07·
广东通信技术
》
新技术·新业务
OTN
。
为了同时支持基于
OSU
的业务
(
如
10 Mbit/s~10
Gbit/s
分组业务
、
STM-1/4
等
)
和基于
ODUk
的业务
(
如
10 Gbit/s
以上分组业务
、
STM-4
以上的
TDM
业务等
),
城域
OTN
应同时支持
OSU
和
ODUk
交换
。
城域网可采
用
OTN
现网升级或新建一个
NG-OTN
平面的方式实现对
OSU
的支持
。
为了保护已有网络投资
,
要求近期新建的
城域
OTN
设备应支持平滑升级到
NG-OTN
设备
。
在城域
OTN
的核心节点设备上
,
需要将其它城域
OTN
的
OSU
复用到
ODUk
中
。
因此
,
骨干
OTN
只需要支持
ODUk
交
换即可
,
可以继续沿用现有
OTN
。
对需要进行
OSU
收敛和交叉的城域汇聚
OTN
设备进行系
统升级
,
同时新增交叉板实现
OSU
交叉
,
该方案业务桥
接处理复杂
,
增加了业务时延
,
且无法实现全无阻
OSU
交叉
。
VC
到
OSU
的适配标准尚未定义
,
待标准完善后
,
可按统一标准进行互联互通
。
对于方案
2
,
小颗粒业务的客户侧新增
OSU-CPE
设
备
,
对需要进行
OSU
收敛和交叉的城域汇聚
OTN
设备进
行系统升级
,
部署
OSU
支线路板卡实现
OSU
交叉
,
OSU
与
OTN
在城域汇聚设备上进行对接
,
实现小颗粒业务低
时延端到端连通
。
方案对比如表
4
所示
。
根据城域网
OTN
向
NG-OTN
平滑
演进目标
,
整体来看分三个阶段进行网
络部署及演进
:
第一个阶段是
OSU
、
ODUk
、
VC-4/VC-12
、
PKT
交叉并存
,
扩容小颗粒场景采用
OSU
交叉
,
使用
表
3
不同种类
NG-OTN
设备的部署位置和主要功能特征
新
技
术
·
新
业
务
·
行
业
应
用
设备类型
安装
、
部署位置
业务交换能力
SDN
控制接口
盒式设备
客户节点
OSU
,
ODUk
和分组
标准
SDN
接口
小型插板式设备
接入节点或汇聚节点
OSU
,
ODUk
和分组
标准
/
私有
SDN
接口
大型插板式设备
汇聚节点或核心节点
OSU
,
ODUk
和分组
标准
/
私有
SDN
接口
新型客户及线路侧单板
,
线路侧单板要考虑和传统
OTN
4.2
现网演进思路
基于现有设备平滑演进支持
OSU
方案
,
目前存在两
种方式
,
一个是扩容
OSU
桥接交叉板
,
另外一个是扩容
OSU
支线路板件
,
如图
4
所示
。
(
1
)
方案
1
:
扩容
OSU
桥接交叉板
。
基于现网设备
,
通过设备系统升级同时新增低阶
OSU
交
叉板
,
可在现有线卡上实现
OSU
支持
。
方案
2
:
扩容
OSU
支线路板件
。(
2
)
基于现网设备
,
交叉盘无需改动和新增
,
方案对比软件操作
方案一
方案二
系统升级
设备互联互通
。
第二个阶段是
OSU
、
ODUk
、
PKT
交叉共存
,
VC
交叉完全被
OSU
交叉替代
,
部分分组场景被
OSU
替
换
。
第三个阶段是支持
OSU
和
PKT
交叉
,
ODUk
交叉被
OSU
完全替换
,
部分分组场景被
OSU
替换
,
OSU
预计将
占
80%
的应用场景
。
表
4
承载方案比较
硬件操作
扩容桥接交叉板
现网影响
影响最小
难易程度
桥接处理复杂
简单
业务端到端
无法实现
可以实现
时延
增加时延
减少时延
投资
低
高系统升级扩容
OSU
支线路板有一定影响
通过设备系统升级
,
扩容相应
OSU
支线路板卡实现
OSU
支持
。
5
总结
政企市场是中国移动业务收入增长的重要支柱
,
是保
障全向发力的关键一环
,
为适应各类客户的需求
,“
CHBN
”
我们需要做等级化的服务质量
,
按需为政府
、
金融
、
医疗
等不同品质要求的专线提供不同的网络资源和技术解决方
案
。
OSU
技术的引入将近一步促进
OTN
从管道通道向服
务通道转变
,
助力传输网络更为高效
、
灵活地实现政企专
线差异化承载功能
。
本文对
OSU
技术进行探讨
,
分析对
图
4
现网设备演进支持
OSU
方案示意图
比了专线业务的承载关键技术指标
,
为实现政企业务低时
(
下转第
57
页
)
对于方案
1
,
小颗粒业务的客户侧新增
OSU-CPE
设备
,
50
V2I
网络中基于
IEEE 802.11p
的公平性访问机制研究
4
总结
本文讨论了基于
IEEE 802.11p
的
V2I
网络中所存在的
不公平性问题
,
在与路边
RSU
进行通信的过程中
,
高速
车辆与低速车辆相比
,
不具有相同的信道访问机会
。
本文
基于此设计了一种信道访问机制
,
根据车辆节点速度来调
整每个节点的
CW
min
值并确定所需的最佳
CW
’
min
值
,
使
得具有不同速度的节点在
RSU
的驻留时间内具有相同的
通信机会
。
并且仿真结果表明这些最优的
CW
’
min
值与网
图
2 W
s,min
与公平性因子关系
(
W
F,min
= 16
)
可以得到一个最优的
W
’
F,min
使得公平指数
F = 1
,
其值为
10
,
如图
3
所示
。
在理论分析模型中方程的数值解也给出
了
10
的最优值
。
然后改变慢速车辆节点和快速车辆节点
的数量
,
令
n
S
= 25
,
n
F
= 10
,
发现最优
W
’
F,min
络中的车辆数量无关
。
参考文献
1
张旭
,
田锦
.IEEE 802.11p MAC
协议碰撞概率研究与分析
[J].
计算机技术与发展
.2017,27(03):12-17.
2 Yizhi Wang,Jianming Hu,Yi Zhang,Chao Xu. Reliability
Evaluation of IEEE 802.11p Based Vehicle-to-Vehicle
Communication in an Urban Expressway[J].Tsinghua
Science and Technology.2015,20(04):417-428.
3 up, E. Uhlemann,öm and up.
Evaluation of the IEEE 802.11p MAC method for vehicle
to vehicle communication[C].Vehicular Technology
Conference.2008:1-5.
4 TH Luan,X Ling,X Performance Analysis for
Vehicle to Infrastructure Communication[C],Wireless
Communications and Networking Conference.2010:1-6.
5
刘文晶
,
刘巧
.IEEE 802.11p
车载通信网络架构解析
[J].
广东
通信技术
.2022,42(04):18-21.
新
技
术
·
新
业
务
·
行
业
应
用
无变化
,
说明最优
W
’
F,min
亦与网络中慢速车辆和快速车辆的数量
无关
。
图
3 W
F,min
与公平性因子关系
(
W
S,min
= 16
)
(收稿日期:
2022-05-31
)
(
上接第
50
页
)
延
、
差异化
、
提高带宽承载效率等方面提供了参考
。
随着
OSU
技术方案的逐步标准化
,
相关产业链将更加成熟
,
为政企专线及
5G+
垂直行业的应用创造有利条件
,
未来
将在全球范围内广泛部署和投入商业应用
。
参考文献
1
王青明
.
基于
OSU
技术在
5G+
垂直行业的应用研究
[J].
广
东通信技术
.2021,41(07):33-35+39.
2
唐雄燕
,
王海军,杨宏博
.
面向专线业务的光传送网(
OTN
)
关键技术及应用
[J].
电信科学
.2020,36(07):18-25.
3
荆瑞泉
,
霍晓莉
,
李俊杰
,
丁一
.
以
OSU
为核心的
M-OTN
技
术创新与验证
[J].
电信科学
.2021,37(04):116-124.
(收稿日期:
2022-04-20
)
57
2022.07·
广东通信技术
版权声明:本文标题:面向政企专线业务的OSU技术探讨 内容由热心网友自发贡献,该文观点仅代表作者本人, 转载请联系作者并注明出处:https://www.elefans.com/dianzi/1720015692a817134.html, 本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,一经查实,本站将立刻删除。
发表评论