千億市場規(guī)模，誰是OTN市場背后的技術(shù)支持？

  高速的光通信，靈活的OTN

  即時通訊、流媒體、云游戲、元宇宙、人工智能等新興應(yīng)用正不斷涌現(xiàn)并刺激著人們對更高清、更流暢、更智能的用戶體驗的需求，極大地便利和豐富了人們的日常生活。而無論是5G、8K，還是ChatGPT，這些新興網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的實現(xiàn)都必須依賴于高速的通信網(wǎng)絡(luò)。正是由于近幾十年來通信傳輸效率的指數(shù)級提升，才使得海量數(shù)據(jù)的遠距離傳輸、集中處理成為可能。而使得通信傳輸效率激增的關(guān)鍵就是光纖通信。

  為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率，適應(yīng)日益增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)類型，光纖通信在技術(shù)發(fā)展過程中一直堅持做兩件事：第一，把路修寬，建高速公路;第二，繁簡分流，提高交通樞紐節(jié)點效率。為了把路修寬，光纖通信采用了波分復(fù)用技術(shù)(WDM)，在同一根光纖中同時讓多個光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，從而實現(xiàn)拓寬路面，減少數(shù)據(jù)擁堵的情況。到現(xiàn)在，單根光纖傳輸速度已經(jīng)高達數(shù)十Tb/s(相當(dāng)于一秒能同時傳輸上萬部高清電影)。在路寬了的基礎(chǔ)上，為提高傳輸效率，讓各種類型的數(shù)據(jù)包都走對路，走最近的路，國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(簡稱ITU-T)在不斷地更新以G.709為核心的光傳輸網(wǎng)絡(luò)OTN接口標(biāo)準(zhǔn)。簡單來說，G.709是一種高效的數(shù)據(jù)封裝技術(shù)，定義了數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)打包、數(shù)據(jù)分流等協(xié)議，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率，并能夠兼容傳輸更多類型的數(shù)據(jù)，適應(yīng)多元化的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)，靈活的進行數(shù)據(jù)傳輸。

  可以說，如果沒有光纖通信，任何遠距離的數(shù)據(jù)傳輸都無法實現(xiàn)，沒有城域網(wǎng)、沒有廣域網(wǎng)、沒有互聯(lián)網(wǎng);而如果沒有OTN，多元數(shù)據(jù)的慢速傳輸、傳錯、傳丟，將用卡頓、掉線、加載中摧毀每一個終端用戶的體驗感。

  OTN系列標(biāo)準(zhǔn)的迭代和主要貢獻者

  90年代，光纖通信采取的是同步數(shù)字系統(tǒng)SDH標(biāo)準(zhǔn)。后來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，SDH標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無法有效地應(yīng)對數(shù)據(jù)速率的指數(shù)式增長，如40G及以上的傳輸速率。為了解決這個問題，ITU-T開始研發(fā)制定新的標(biāo)準(zhǔn)——OTN。到目前為止，OTN標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)經(jīng)歷了六次重大修訂，并進一步衍生出G.709.x標(biāo)準(zhǔn)系列。

  2001年，ITU-T發(fā)布了第一個版本的OTN標(biāo)準(zhǔn)(G.709 1.0)，主要針對語音業(yè)務(wù)。隨后，互聯(lián)網(wǎng)興起，數(shù)據(jù)類型也呈多樣化發(fā)展，OTN作為傳輸網(wǎng)絡(luò)也持續(xù)演進，其標(biāo)準(zhǔn)也持續(xù)地迭代更新，定義了多業(yè)務(wù)傳輸機制。2009年10月，ITU-T發(fā)布第三版的G.709標(biāo)準(zhǔn)(G.709 3.0)，采納了華為提出的多個提案(例如ODU0，GMP，ODU4)，并采納了中國移動、中國電信等的建議，拓展了OTN業(yè)務(wù)的適用范圍，添加了新的客戶信號。之后，ITU-T又陸續(xù)發(fā)布了多個G.709標(biāo)準(zhǔn)版本，以持續(xù)滿足不斷出現(xiàn)的新型業(yè)務(wù)以及更大傳輸帶寬的需求。例如，2016年發(fā)布了第五版G.709標(biāo)準(zhǔn)(G.709 5.0),新增了靈活的超100G速率技術(shù);2018年發(fā)布了靈活超100G接口FlexO標(biāo)準(zhǔn)(G.709.1);2020年發(fā)布了第六版G.709標(biāo)準(zhǔn)(G.709 6.0)[1]。

  從OTN標(biāo)準(zhǔn)的演化進程可以看出，華為在OTN標(biāo)準(zhǔn)第二版發(fā)布后不久就介入到標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中，為OTN標(biāo)準(zhǔn)的演進貢獻了諸多關(guān)鍵技術(shù)方案，引導(dǎo)著OTN標(biāo)準(zhǔn)的演進方向[2]。中興、烽火、中國移動、中國電信和中國聯(lián)通作為光纖通信產(chǎn)業(yè)的重要成員，也陸續(xù)參與到OTN國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作中[3][4]。近年來，中國企業(yè)聯(lián)合提出的OTN小顆粒技術(shù)方案成為了下一版標(biāo)準(zhǔn)的制定基礎(chǔ)[4]。

  近期，美國IP方案服務(wù)商TT consultants發(fā)布了一份《OTN G.709標(biāo)準(zhǔn)系列相關(guān)專利概況》報告[5]。該報告以712個專利家族作為分析基礎(chǔ)，梳理出2022年12月25日前OTN G.709標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的專利情報。該報告也印證了華為、中興和烽火等中國企業(yè)在OTN領(lǐng)域的重要地位和技術(shù)貢獻。

  從專利申請的數(shù)據(jù)來看(見圖1)，華為(中國，30.62%)、中興(中國，17.98%)和Ciena(美國，9.13%)是OTN G.709系列相關(guān)專利申請的主要專利權(quán)人。排名第四到十位的是烽火(中國，8.57%)、Fujitsu(日本，8.43%)、Cisco(美國，3.65%)、Infinera(美國，2.94%)、NTT(日本，2.81%)、Ericsson(瑞典，2.39%)和Nokia(芬蘭，1.97%)。

圖1 持有對G.709標(biāo)準(zhǔn)系列可能至關(guān)重要的專利的前10家公司的份額

  從專利申請類別來看，G.709標(biāo)準(zhǔn)系列涉及的技術(shù)主要是映射/多路復(fù)用，幀格式/結(jié)構(gòu)和開銷。不管是在哪個技術(shù)類別上，華為和中興的專利申請數(shù)量都是排名第一、第二的(見圖2)。

圖2 不同技術(shù)類別專利申請數(shù)量排名前6位公司的份額

  該報告還從涉訴、無效、引用次數(shù)、申請速度、專利年齡、地理覆蓋率六個維度分析了華為、中興、Ciena、Fujitsu、烽火五位專利權(quán)人的專利價值。從圖3可以看出，五位專利權(quán)人的專利平均年齡都相對較低(專利申請日后5-9年不等)，這表明OTN領(lǐng)域的競爭者都在積極申請新的專利，并尋求在各自的技術(shù)領(lǐng)域保持最新的技術(shù)水平。華為的涉訴專利、被異議專利的數(shù)量最多，這表明華為的專利是被競爭者視為價值高，有威脅的專利。同時，華為、Ciena專利的被引用次數(shù)相對較高，這表明其專利在本技術(shù)領(lǐng)域的影響力大，引導(dǎo)著本領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展方向。

圖3 專利權(quán)人的影響力

  OTN市場的格局與未來

  OTN市場增長的主要驅(qū)動力來自于電信行業(yè)的增長以及基于多媒體服務(wù)、社交媒體、VoIP、移動應(yīng)用程序和云計算的數(shù)字流量的擴展，而伴隨著5G移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的出現(xiàn)，無線基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展為OTN市場創(chuàng)造了巨大的增長機會。目前，OTN技術(shù)已經(jīng)在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和區(qū)域網(wǎng)以及數(shù)據(jù)中心互連等方面廣泛部署。2022年OTN全球市場約千億元規(guī)模,預(yù)計在未來十年OTN市場規(guī)模將接近兩位數(shù)的年復(fù)合增長率增長;與OTN領(lǐng)域?qū)＠麆?chuàng)新情況相對應(yīng)的，華為、Ciena、中興、烽火和諾基亞穩(wěn)居OTN全球市場份額前五。

  與此同時，政府和金融機構(gòu)、醫(yī)療等垂直行業(yè)對更高帶寬應(yīng)用的需求不斷增加，對更可靠服務(wù)的要求，也推動了市場的增長，如“東數(shù)西算”項目[6][7]。2021年的政府工作報告中首次提出加大5G網(wǎng)絡(luò)和千兆光網(wǎng)的建設(shè)力度，豐富應(yīng)用場景。由此，千兆光網(wǎng)正式上升為國家戰(zhàn)略，政府出臺了系列政策全面推進千兆光網(wǎng)的發(fā)展，而"千兆光網(wǎng)=千兆接入+全光傳送+應(yīng)用場景”的內(nèi)涵也形成了業(yè)界廣泛共識。在全光傳送網(wǎng)的建設(shè)方面，工信部在2022年3月印發(fā)的《 "雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動計劃(2021-2023年)》中明確提出了引導(dǎo)100G及以上超高速光傳輸系統(tǒng)向城域網(wǎng)的下沉。在4月份中國信通院進一步提出建議定義OTN網(wǎng)絡(luò)評價指標(biāo)為"OTN光節(jié)點密度(站/萬人)”。5月17日，廣西的雙千兆行動計劃中則明確提出了2023年廣西OTN光節(jié)點密度將達到0.83站/萬人的目標(biāo)[8]。再如，山東省通信管理局正式發(fā)布《山東省“雙千兆”網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展行動方案(2021-2023年)》和《山東省信息通信業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，計劃中明確指出，加速100/200Gbps及以上超高速光傳輸系統(tǒng)向城域網(wǎng)下沉，光傳送(OTN)節(jié)點進一步向網(wǎng)絡(luò)邊緣延伸，并提出到2023年底每萬人擁有的OTN站點數(shù)達1.2個的目標(biāo) [9]。伴隨產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)新、區(qū)域經(jīng)濟圈的深化發(fā)展，OTN下沉的產(chǎn)業(yè)政策共識已初步達成，呈現(xiàn)出了強勁的發(fā)展驅(qū)動力。

  OTN已經(jīng)成為傳送網(wǎng)的主流技術(shù)，并會不斷與新技術(shù)進行融合，滿足電信網(wǎng)絡(luò)和垂直行業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，以華為為代表的中國廠商，無論是在OTN標(biāo)準(zhǔn)制定、還是商業(yè)化市場上，都已經(jīng)成為全球光網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在這塊全球通信廠商的必爭之地占據(jù)了優(yōu)勢地位，并持續(xù)引領(lǐng)業(yè)界創(chuàng)新，推動光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。

  參考文獻：

  [1]https://www.itu.int/rec/T-REC-G.709/en

  [2]https://cloud.tencent.com/developer/news/459763

  [3]http://www.c114.com.cn/news/126/a1046095.html?

  [4]https://www.c114.com.cn/news/118/a1211259.html

  [5]https://www.lexology.com/library/detail.aspx?g=505e2744-fa3b-4fe6-8e1b-3280cc2b3e56

  [6]http://www.cww.net.cn/article?id=475071

  [7]http://data.mofcom.gov.cn/upload/file/02.pdf

  [8]http://www.cww.net.cn/article?id=487600

  [9]https://sdca.miit.gov.cn/zwgk/txfz/art/2021/art_517edab8432342698e26b1f34da5dba3.html