千億市場(chǎng)規模，誰(shuí)是OTN市場(chǎng)背后的技術(shù)支持？

  高速的光通信，靈活的OTN

  即時(shí)通訊、流媒體、云游戲、元宇宙、人工智能等新興應用正不斷涌現并刺激著(zhù)人們對更高清、更流暢、更智能的用戶(hù)體驗的需求，極大地便利和豐富了人們的日常生活。而無(wú)論是5G、8K，還是ChatGPT，這些新興網(wǎng)絡(luò )應用的實(shí)現都必須依賴(lài)于高速的通信網(wǎng)絡(luò )。正是由于近幾十年來(lái)通信傳輸效率的指數級提升，才使得海量數據的遠距離傳輸、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。

  為了提高數據傳輸效率，適應日益增長(cháng)的網(wǎng)絡(luò )數據和數據類(lèi)型，光纖通信在技術(shù)發(fā)展過(guò)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(jiǎn)分流，提高交通樞紐節點(diǎn)效率。為了把路修寬，光纖通信采用了波分復用技術(shù)(WDM)，在同一根光纖中同時(shí)讓多個(gè)光波長(cháng)信號通過(guò)不同光信道各自傳輸信息，從而實(shí)現拓寬路面，減少數據擁堵的情況。到現在，單根光纖傳輸速度已經(jīng)高達數十Tb/s(相當于一秒能同時(shí)傳輸上萬(wàn)部高清電影)。在路寬了的基礎上，為提高傳輸效率，讓各種類(lèi)型的數據包都走對路，走最近的路，國際電信聯(lián)盟標準化部門(mén)(簡(jiǎn)稱(chēng)ITU-T)在不斷地更新以G.709為核心的光傳輸網(wǎng)絡(luò )OTN接口標準。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，G.709是一種高效的數據封裝技術(shù)，定義了數據分類(lèi)、數據整合、數據打包、數據分流等協(xié)議，提高了數據傳輸效率，并能夠兼容傳輸更多類(lèi)型的數據，適應多元化的網(wǎng)絡(luò )應用數據，靈活的進(jìn)行數據傳輸。

  可以說(shuō)，如果沒(méi)有光纖通信，任何遠距離的數據傳輸都無(wú)法實(shí)現，沒(méi)有城域網(wǎng)、沒(méi)有廣域網(wǎng)、沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng);而如果沒(méi)有OTN，多元數據的慢速傳輸、傳錯、傳丟，將用卡頓、掉線(xiàn)、加載中摧毀每一個(gè)終端用戶(hù)的體驗感。

  OTN系列標準的迭代和主要貢獻者

  90年代，光纖通信采取的是同步數字系統SDH標準。后來(lái)，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，SDH標準已經(jīng)無(wú)法有效地應對數據速率的指數式增長(cháng)，如40G及以上的傳輸速率。為了解決這個(gè)問(wèn)題，ITU-T開(kāi)始研發(fā)制定新的標準——OTN。到目前為止，OTN標準已經(jīng)經(jīng)歷了六次重大修訂，并進(jìn)一步衍生出G.709.x標準系列。

  2001年，ITU-T發(fā)布了第一個(gè)版本的OTN標準(G.709 1.0)，主要針對語(yǔ)音業(yè)務(wù)。隨后，互聯(lián)網(wǎng)興起，數據類(lèi)型也呈多樣化發(fā)展，OTN作為傳輸網(wǎng)絡(luò )也持續演進(jìn)，其標準也持續地迭代更新，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標準(G.709 3.0)，采納了華為提出的多個(gè)提案(例如ODU0，GMP，ODU4)，并采納了中國移動(dòng)、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(hù)信號。之后，ITU-T又陸續發(fā)布了多個(gè)G.709標準版本，以持續滿(mǎn)足不斷出現的新型業(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標準(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標準(G.709.1);2020年發(fā)布了第六版G.709標準(G.709 6.0)[1]。

  從OTN標準的演化進(jìn)程可以看出，華為在OTN標準第二版發(fā)布后不久就介入到標準的制定工作中，為OTN標準的演進(jìn)貢獻了諸多關(guān)鍵技術(shù)方案，引導著(zhù)OTN標準的演進(jìn)方向[2]。中興、烽火、中國移動(dòng)、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，也陸續參與到OTN國際標準制定工作中[3][4]。近年來(lái)，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準的制定基礎[4]。

  近期，美國IP方案服務(wù)商TT consultants發(fā)布了一份《OTN G.709標準系列相關(guān)專(zhuān)利概況》報告[5]。該報告以712個(gè)專(zhuān)利家族作為分析基礎，梳理出2022年12月25日前OTN G.709標準領(lǐng)域的專(zhuān)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(zhuān)利申請的數據來(lái)看(見(jiàn)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(zhuān)利申請的主要專(zhuān)利權人。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標準系列可能至關(guān)重要的專(zhuān)利的前10家公司的份額

  從專(zhuān)利申請類(lèi)別來(lái)看，G.709標準系列涉及的技術(shù)主要是映射/多路復用，幀格式/結構和開(kāi)銷(xiāo)。不管是在哪個(gè)技術(shù)類(lèi)別上，華為和中興的專(zhuān)利申請數量都是排名第一、第二的(見(jiàn)圖2)。

圖2 不同技術(shù)類(lèi)別專(zhuān)利申請數量排名前6位公司的份額

  該報告還從涉訴、無(wú)效、引用次數、申請速度、專(zhuān)利年齡、地理覆蓋率六個(gè)維度分析了華為、中興、Ciena、Fujitsu、烽火五位專(zhuān)利權人的專(zhuān)利價(jià)值。從圖3可以看出，五位專(zhuān)利權人的專(zhuān)利平均年齡都相對較低(專(zhuān)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(zhuān)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(zhuān)利、被異議專(zhuān)利的數量最多，這表明華為的專(zhuān)利是被競爭者視為價(jià)值高，有威脅的專(zhuān)利。同時(shí)，華為、Ciena專(zhuān)利的被引用次數相對較高，這表明其專(zhuān)利在本技術(shù)領(lǐng)域的影響力大，引導著(zhù)本領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展方向。

圖3 專(zhuān)利權人的影響力

  OTN市場(chǎng)的格局與未來(lái)

  OTN市場(chǎng)增長(cháng)的主要驅動(dòng)力來(lái)自于電信行業(yè)的增長(cháng)以及基于多媒體服務(wù)、社交媒體、VoIP、移動(dòng)應用程序和云計算的數字流量的擴展，而伴隨著(zhù)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )服務(wù)的出現，無(wú)線(xiàn)基礎設施的不斷發(fā)展為OTN市場(chǎng)創(chuàng )造了巨大的增長(cháng)機會(huì )。目前，OTN技術(shù)已經(jīng)在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和區域網(wǎng)以及數據中心互連等方面廣泛部署。2022年OTN全球市場(chǎng)約千億元規模,預計在未來(lái)十年OTN市場(chǎng)規模將接近兩位數的年復合增長(cháng)率增長(cháng);與OTN領(lǐng)域專(zhuān)利創(chuàng )新情況相對應的，華為、Ciena、中興、烽火和諾基亞穩居OTN全球市場(chǎng)份額前五。

  與此同時(shí)，政府和金融機構、醫療等垂直行業(yè)對更高帶寬應用的需求不斷增加，對更可靠服務(wù)的要求，也推動(dòng)了市場(chǎng)的增長(cháng)，如“東數西算”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)的建設力度，豐富應用場(chǎng)景。由此，千兆光網(wǎng)正式上升為國家戰略，政府出臺了系列政策全面推進(jìn)千兆光網(wǎng)的發(fā)展，而"千兆光網(wǎng)=千兆接入+全光傳送+應用場(chǎng)景”的內涵也形成了業(yè)界廣泛共識。在全光傳送網(wǎng)的建設方面，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(dòng)計劃(2021-2023年)》中明確提出了引導100G及以上超高速光傳輸系統向城域網(wǎng)的下沉。在4月份中國信通院進(jìn)一步提出建議定義OTN網(wǎng)絡(luò )評價(jià)指標為"OTN光節點(diǎn)密度(站/萬(wàn)人)”。5月17日，廣西的雙千兆行動(dòng)計劃中則明確提出了2023年廣西OTN光節點(diǎn)密度將達到0.83站/萬(wàn)人的目標[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(dòng)方案(2021-2023年)》和《山東省信息通信業(yè)“十四五”發(fā)展規劃》，計劃中明確指出，加速100/200Gbps及以上超高速光傳輸系統向城域網(wǎng)下沉，光傳送(OTN)節點(diǎn)進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò )邊緣延伸，并提出到2023年底每萬(wàn)人擁有的OTN站點(diǎn)數達1.2個(gè)的目標 [9]。伴隨產(chǎn)業(yè)數字化、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)創(chuàng )新、區域經(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，呈現出了強勁的發(fā)展驅動(dòng)力。

  OTN已經(jīng)成為傳送網(wǎng)的主流技術(shù)，并會(huì )不斷與新技術(shù)進(jìn)行融合，滿(mǎn)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(chǎng)商，無(wú)論是在OTN標準制定、還是商業(yè)化市場(chǎng)上，都已經(jīng)成為全球光網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域的領(lǐng)導者，在這塊全球通信廠(chǎng)商的必爭之地占據了優(yōu)勢地位，并持續引領(lǐng)業(yè)界創(chuàng )新，推動(dòng)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