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(shí)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(duì)更高清、更流暢、更智能的用戶體驗(yàn)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(shí)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(jí)提升，才使得海量數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)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(jiān)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(diǎn)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(shí)讓多個(gè)光波長信號(hào)通過不同光信道各自傳輸信息，從而實(shí)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(dá)數(shù)十Tb/s(相當(dāng)于一秒能同時(shí)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(duì)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(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

  可以說，如果沒有光纖通信，任何遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳輸都無法實(shí)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(cuò)、傳丟，將用卡頓、掉線、加載中摧毀每一個(gè)終端用戶的體驗(yàn)感。

  OTN系列標(biāo)準(zhǔn)的迭代和主要貢獻(xiàn)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(duì)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(gè)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(jìn)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(gè)版本的OTN標(biāo)準(zhǔn)(G.709 1.0)，主要針對(duì)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(jìn)，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(jī)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(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，添加了新的客戶信號(hào)。之后，ITU-T又陸續(xù)發(fā)布了多個(gè)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(jìn)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(jìn)貢獻(xiàn)了諸多關(guān)鍵技術(shù)方案，引導(dǎo)著OTN標(biāo)準(zhǔn)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(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(bào)告[5]。該報(bào)告以712個(gè)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(bào)。該報(bào)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(xiàn)。

  從專利申請(qǐng)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(qǐng)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(duì)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(qǐng)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(gè)技術(shù)類別上，華為和中興的專利申請(qǐng)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(qǐng)數(shù)量排名前6位公司的份額

  該報(bào)告還從涉訴、無效、引用次數(shù)、申請(qǐng)速度、專利年齡、地理覆蓋率六個(gè)維度分析了華為、中興、Ciena、Fujitsu、烽火五位專利權(quán)人的專利價(jià)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(duì)較低(專利申請(qǐng)日后5-9年不等)，這表明OTN領(lǐng)域的競爭者都在積極申請(qǐng)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(jià)值高，有威脅的專利。同時(shí)，華為、Ciena專利的被引用次數(shù)相對(duì)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(dòng)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(dòng)應(yīng)用程序和云計(jì)算的數(shù)字流量的擴(kuò)展，而伴隨著5G移動(dòng)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(jī)會(huì)。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(jì)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(duì)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(shí)，政府和金融機(jī)構(gòu)、醫(yī)療等垂直行業(yè)對(duì)更高帶寬應(yīng)用的需求不斷增加，對(duì)更可靠服務(wù)的要求，也推動(dòng)了市場的增長，如“東數(shù)西算”項(xiàng)目[6][7]。2021年的政府工作報(bào)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(tái)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(yīng)用場景”的內(nèi)涵也形成了業(yè)界廣泛共識(shí)。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(dòng)計(jì)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(jìn)一步提出建議定義OTN網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)指標(biāo)為"OTN光節(jié)點(diǎn)密度(站/萬人)”。5月17日，廣西的雙千兆行動(dòng)計(jì)劃中則明確提出了2023年廣西OTN光節(jié)點(diǎn)密度將達(dá)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(dòng)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(jì)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(diǎn)進(jìn)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(diǎn)數(shù)達(dá)1.2個(gè)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(jì)圈的深化發(fā)展，OTN下沉的產(chǎn)業(yè)政策共識(shí)已初步達(dá)成，呈現(xiàn)出了強(qiáng)勁的發(fā)展驅(qū)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(dòng)光網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。

  參考文獻(xiàn)：

  [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