作者：安知乐 知产财经
高速的光通信，灵活的OTN
即时通讯、流媒体、云游戏、元宇宙、人工智能等新兴应用正不断涌现并刺激着人们对更高清、更流畅、更智能的用户体验的需求，极大地便利和丰富了人们的日常生活。而无论是5G、8K，还是ChatGPT，这些新兴网络应用的实现都必须依赖于高速的通信网络。正是由于近几十年来通信传输效率的指数级提升，才使得海量数据的远距离传输、集中处理成为可能。而使得通信传输效率激增的关键就是光纤通信。
为了提高数据传输效率，适应日益增长的网络数据和数据类型，光纤通信在技术发展过程中一直坚持做两件事：第一，把路修宽，建高速公路；第二，繁简分流，提高交通枢纽节点效率。为了把路修宽，光纤通信采用了波分复用技术（WDM），在同一根光纤中同时让多个光波长信号通过不同光信道各自传输信息，从而实现拓宽路面，减少数据拥堵的情况。到现在，单根光纤传输速度已经高达数十Tb/s(相当于一秒能同时传输上万部高清电影)。在路宽了的基础上，为提高传输效率，让各种类型的数据包都走对路，走最近的路，国际电信联盟标准化部门（简称ITU-T）在不断地更新以G.709为核心的光传输网络OTN接口标准。简单来说，G.709是一种高效的数据封装技术，定义了数据分类、数据整合、数据打包、数据分流等协议，提高了数据传输效率，并能够兼容传输更多类型的数据，适应多元化的网络应用数据，灵活的进行数据传输。
可以说，如果没有光纤通信，任何远距离的数据传输都无法实现，没有城域网、没有广域网、没有互联网；而如果没有OTN，多元数据的慢速传输、传错、传丢，将用卡顿、掉线、加载中摧毁每一个终端用户的体验感。
OTN系列标准的迭代和主要贡献者
90年代，光纤通信采取的是同步数字系统SDH标准。后来，随着网络技术的发展，SDH标准已经无法有效地应对数据速率的指数式增长，如40G及以上的传输速率。为了解决这个问题，ITU-T开始研发制定新的标准——OTN。到目前为止，OTN标准已经经历了六次重大修订，并进一步衍生出G.709.x标准系列。
2001年，ITU-T发布了第一个版本的OTN标准（G.709 1.0），主要针对语音业务。随后，互联网兴起，数据类型也呈多样化发展，OTN作为传输网络也持续演进，其标准也持续地迭代更新，定义了多业务传输机制。2009年10月，ITU-T发布第三版的G.709标准（G.709 3.0），采纳了华为提出的多个提案（例如ODU0，GMP，ODU4），并采纳了中国移动、中国电信等的建议，拓展了OTN业务的适用范围，添加了新的客户信号。之后，ITU-T又陆续发布了多个G.709标准版本，以持续满足不断出现的新型业务以及更大传输带宽的需求。例如，2016年发布了第五版G.709标准（G.709 5.0）,新增了灵活的超100G速率技术；2018年发布了灵活超100G接口FlexO标准(G.709.1)；2020年发布了第六版G.709标准(G.709 6.0)[1]。
从OTN标准的演化进程可以看出，华为在OTN标准第二版发布后不久就介入到标准的制定工作中，为OTN标准的演进贡献了诸多关键技术方案，引导着OTN标准的演进方向[2]。中兴、烽火、中国移动、中国电信和中国联通作为光纤通信产业的重要成员，也陆续参与到OTN国际标准制定工作中[3][4]。近年来，中国企业联合提出的OTN小颗粒技术方案成为了下一版标准的制定基础[4]。
近期，美国IP方案服务商TT consultants发布了一份《OTN G.709标准系列相关专利概况》报告[5]。该报告以712个专利家族作为分析基础，梳理出2022年12月25日前OTN G.709标准领域的专利情报。该报告也印证了华为、中兴和烽火等中国企业在OTN领域的重要地位和技术贡献。
从专利申请的数据来看（见图1），华为（中国，30.62%）、中兴（中国，17.98%）和Ciena（美国，9.13%）是OTN G.709系列相关专利申请的主要专利权人。排名第四到十位的是烽火（中国，8.57%）、Fujitsu（日本，8.43%）、Cisco（美国，3.65%）、Infinera（美国，2.94%）、NTT（日本，2.81%）、Ericsson（瑞典，2.39%）和Nokia（芬兰，1.97%）。
图1 持有对G.709标准系列可能至关重要的专利的前10家公司的份额
从专利申请类别来看，G.709标准系列涉及的技术主要是映射/多路复用，帧格式/结构和开销。不管是在哪个技术类别上，华为和中兴的专利申请数量都是排名第一、第二的（见图2）。
图2 不同技术类别专利申请数量排名前6位公司的份额
该报告还从涉诉、无效、引用次数、申请速度、专利年龄、地理覆盖率六个维度分析了华为、中兴、Ciena、Fujitsu、烽火五位专利权人的专利价值。从图3可以看出，五位专利权人的专利平均年龄都相对较低（专利申请日后5-9年不等），这表明OTN领域的竞争者都在积极申请新的专利，并寻求在各自的技术领域保持最新的技术水平。华为的涉诉专利、被异议专利的数量最多，这表明华为的专利是被竞争者视为价值高，有威胁的专利。同时，华为、Ciena专利的被引用次数相对较高，这表明其专利在本技术领域的影响力大，引导着本领域技术的发展方向。
图3 专利权人的影响力
OTN市场的格局与未来
OTN市场增长的主要驱动力来自于电信行业的增长以及基于多媒体服务、社交媒体、VoIP、移动应用程序和云计算的数字流量的扩展，而伴随着5G移动网络服务的出现，无线基础设施的不断发展为OTN市场创造了巨大的增长机会。目前，OTN技术已经在骨干网、城域网和区域网以及数据中心互连等方面广泛部署。2022年OTN全球市场约千亿元规模,预计在未来十年OTN市场规模将接近两位数的年复合增长率增长；与OTN领域专利创新情况相对应的，华为、Ciena、中兴、烽火和诺基亚稳居OTN全球市场份额前五。
与此同时，政府和金融机构、医疗等垂直行业对更高带宽应用的需求不断增加，对更可靠服务的要求，也推动了市场的增长，如“东数西算”项目[6][7]。2021年的政府工作报告中首次提出加大5G网络和千兆光网的建设力度，丰富应用场景。由此，千兆光网正式上升为国家战略，政府出台了系列政策全面推进千兆光网的发展，而"千兆光网=千兆接入+全光传送+应用场景”的内涵也形成了业界广泛共识。在全光传送网的建设方面，工信部在2022年3月印发的《 "双千兆”网络协同发展行动计划（2021-2023年）》中明确提出了引导100G及以上超高速光传输系统向城域网的下沉。在4月份中国信通院进一步提出建议定义OTN网络评价指标为"OTN光节点密度（站/万人）”。5月17日，广西的双千兆行动计划中则明确提出了2023年广西OTN光节点密度将达到0.83站/万人的目标[8]。再如，山东省通信管理局正式发布《山东省“双千兆”网络协同发展行动方案（2021-2023年）》和《山东省信息通信业“十四五”发展规划》，计划中明确指出，加速100/200Gbps及以上超高速光传输系统向城域网下沉，光传送（OTN）节点进一步向网络边缘延伸，并提出到2023年底每万人拥有的OTN站点数达1.2个的目标 [9]。伴随产业数字化、网络技术创新、区域经济圈的深化发展，OTN下沉的产业政策共识已初步达成，呈现出了强劲的发展驱动力。
OTN已经成为传送网的主流技术，并会不断与新技术进行融合，满足电信网络和垂直行业业务发展的需要，以华为为代表的中国厂商，无论是在OTN标准制定、还是商业化市场上，都已经成为全球光网络领域的领导者，在这块全球通信厂商的必争之地占据了优势地位，并持续引领业界创新，推动光网络产业向前发展。
参考文献：
[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
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