引用本文:

王庆福,郭伟,冯英伟. 基于OISL-OSU的卫星光网络弹性传输技术研究[J]. 光通信技术,2026,50(2):109-114.

基于OISL-OSU的卫星光网络弹性传输技术研究

王庆福1,郭 伟2*,冯英伟2

(1.辽宁行政学院,沈阳 110161;2.河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

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摘要:为解决卫星光网络承载细粒度业务时延不确定、资源利用率低的问题,提出基于光业务单元(OSU)的OILS(OISL-OSU)弹性传输技术。该技术通过OSU映射复用实现业务灵活切片,设计RS(255,223)编码增强信道可靠性,并基于仿真与现有方案对比验证。结果表明:68~1 522 B帧长下,单节点时延降低44.99%~58.26%,抖动抑制12.50%~62.50%,短帧吞吐量显著提升,有效增强了卫星光链路硬管道隔离与确定性传输能力。

关键词:卫星光网络;弹性光管道;分组交换;时延优化

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2026)02-0109-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2026.02.018

论文主要探讨了卫星光网络中采用OISL-OSU技术来解决细粒度业务传输中的时延不确定性和资源利用率低的问题。以下是文件的核心内容总结:

  1. 研究背景与动机

    • 卫星光网络:随着天地一体化信息网络建设的推进,卫星光网络成为实现全球无缝覆盖的关键基础设施。

    • 现有问题:星上资源有限,星间链路及星地链路带宽难以达到地面光纤水平,且扩容困难。基于星间激光链路(OISL)的星上因特网协议(IP)分组交换(OISL-IPoC)技术存在局限性,如流量拥塞、资源协调复杂度高、缺乏开销信息传递机制、无法与地面光传输网(OTN)互联互通等。

  2. OISL-OSU技术原理与架构设计

    • 技术原理:通过光业务单元(OSU)的映射与复用实现业务灵活切片,提供硬隔离、高安全、低时延和弹性带宽传输能力。

    • 物理层帧结构:设计了基于RS(255,223)编码的FEC帧结构,包括OISL-OTU-FEC帧、OISL-OTU帧、OISL-ODU帧和OISL-OPU帧,实现OSU业务到线路侧的传输。

    • 信道编码与纠错机制:采用RS(255,223)编码交织方式,提升译码容错能力,有效降低误码率。

  3. 业务映射与速率适配

    • 业务映射:OISL-OSU将ODU帧结构分解形成多个PB(净荷块),每个OSU占用一个或多个PB对,实现灵活映射。

    • 速率适配:通过PB宽带实现OSU可支持客户业务最小颗粒度设计,具备对10 Mb/s ~10 Gb/s级粒度多业务的高效承载能力。

  4. 仿真实验与性能评估

    • 仿真场景:参考北斗系统星座设计,搭建了由38个节点组成的卫星光网络仿真拓扑结构,包括空间段、地面段和用户段。

    • 实验平台:设计了卫星光网络半实物仿真实验平台,包括控制平面、数据平面和管理平面。

    • 性能测试:采用VIAVI MTS-5800网络测试仪,依据RFC 2544测试标准,对比评估了OISL-OSU与OISL-IPoC在吞吐量、环路时延及帧抖动方面的性能。

  5. 性能测试结果

    • 吞吐量:OISL-OSU在短帧业务传输中吞吐量显著优于OISL-IPoC,尤其在68 B和132 B帧长下。

    • 时延:OISL-OSU单节点处理时延显著降低,适用于时延敏感型业务场景。

    • 抖动:OISL-OSU有效抑制了数据包抖动,尤其在短帧场景下抖动抑制效果显著。

  6. 结论与展望

    • 结论:OISL-OSU技术在吞吐量、时延及抖动等关键性能指标上均优于OISL-IPoC方案,尤其适用于未来6G网络中对实时性要求严苛的业务场景。

    • 展望:OISL-OSU技术具备硬管道隔离、确定性时延传输及高可靠性等特性,有望成为构建6G网络的核心传输技术之一,在高频金融交易、工业自动化、超高清视频传输等专业场景具有广阔应用前景。

论文通过详细的仿真实验和性能评估,验证了OISL-OSU技术在卫星光网络中的有效性和优越性,为未来卫星光网络的发展提供了新的思路和技术支持。