通信—傳輸網的演進
2G/3G/4G 傳輸網技術演進回顧
傳輸網是用來提供信號傳送和轉換的網路，是交換網、數據網和支撐網的基礎網路。傳輸網負責將數據包從起點運輸到終點，即承擔了「搬運工」的角色，而傳輸技術不斷迭代演進也是為了對信息進行「快、准、穩」 的傳送。從2G到4G，移動通信用戶對網路傳輸速率和穩定性的要求越來越高，由此引發的信息結構變化和容量大幅增長是推動傳輸網不斷演進發展的動力所在。
從網路架構來看，傳輸網主要分為骨幹層（網路的高速交換主幹）、匯聚層（基於策略的鏈接）和接入層（將基站接入網路），各代傳輸技術在三層網路架構的應用場景有所不同。
（1）骨幹層：骨幹層是網路高速交換的主幹，是實現骨幹網路之間傳輸的關鍵，骨幹層應具備保障冗餘性、容錯性、低時延性、高可靠性和保障數據高速傳輸的能力。由於骨幹層是所有流量的最終承受者和匯聚者，運營商對骨幹層的設計以及網路設備的要求十分嚴格，骨幹層傳輸設備通常採用雙機冗餘進行熱備份，也可以通過負載均衡技術來改善網路性能。
（2） 匯聚層：匯聚層是網路接入層和骨幹層的「中介」，基站產生的數據業務在接入骨幹層前應先做匯聚，以減輕骨幹層設備的負荷。由於需要處理來自接入層設備的所有通信量，並提供到核心層的上行鏈路，匯聚層傳輸設備與接入層相比，需要更高的性能以及更高的交換速率。此外，出於安全、穩定性考慮，運營商的網路控制功能一般在匯聚層而非骨幹層實施，匯聚層具有實施策略、安全、虛擬區域網（VLAN）之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。
（3）接入層：接入層通常指網路中直接面向用戶連接或訪問的部分，向本地網路提供基站接入的能力。接入層利用光纖、雙絞線、同軸電纜、無線接入等傳輸介質，實現與用戶連接，並進行業務和帶寬的分配。接入層目的是允許終端用戶連接到網路，因此接入層傳輸設備具有低成本和高埠密度等特性。
回顧2G、3G、4G通信發展史，傳輸網經歷了從電路到光路、從低速到高速、從單一信號到多路信號的演變。目前運營商普遍採用的光傳輸網存在於發送端和接收端之間，通過光傳輸設備把電信號轉換成光信號在光纖上傳輸，其優點是傳輸頻帶寬、信道容量大、線路損耗低、傳輸距離遠、抗干擾能力強。此外，光纖的主要製造材料二氧化硅資源豐富且價格便宜，可以節約大量的金屬資源。
在傳輸網進入光傳輸時代後，傳輸技術經歷了准同步數字體系(PDH)、同步數字體系(SDH)、多業務傳輸平台(MSTP)、分組傳送網(PTN)、無線接入網IP化（IP RAN）、波分復用(WDM)和光傳送網(OTN)的演進。
2G傳輸技術
PDH
上世紀80年代和90年代初，PDH（准同步數字體系）作為數字傳輸通信的一種早期制式，提供點對點連接，主要應用於話音業務。但其缺點也較明顯：
（1）無國際統一的速率標準
PDH數字信號在世界上有兩大體系（1.5Mb/s和2Mb/s數字體系），三個地區標準，三大標準在信號速率上互不兼容。
（2）無國際統一的光介面規範
PDH的碼型變換種類繁多，不同的碼率可以採用不同的碼型變換方案，即使同一碼型變換方案，不同廠家的設備，其幀結構也並非完全一致。如國家間需要互通，必須先進行光/電轉換，雙方都把信號轉換為符合G.703標準的電介面，然後在電介面進行互通，因此PDH無統一的光介面規範，導致其應用不夠靈活。
（3）上下電路成本高、結構複雜
PDH採用非同步復用方式進行調整碼速率，低速信號在高速信號中的位置無規律性，無法直接從高速率信號中識別、提取低速支路信號。為了上下電路，PDH只能將高速率信號逐級解復用到低速支路信號，待下完電路後再逐級復用到高速信號，導致硬體設備數量增加，故障率上升。
（4）網路運行、管理、維護能力差
由於在PDH 中開銷比特極少，幾乎無法提供網路狀態信息，不能用軟體進行管理，只能靠大量的硬體支持系統，使得上下電路極不方便。此外，由於沒有標準的光介面，PDH設備不能做到統一、規範、兼容，導致網路運行、管理、維護能力較差。
PDH→SDH
PDH體系的上述缺點制約其不適應大容量傳輸網的組建，上世紀90年代中期，SDH（同步數字體系）應運而生，開始替代PDH規模商用。SDH是一種用於光纖通信系統中的數字通信體系，其主要優勢體現在：
（1）介面規範。全球統一的標準介面規範和同步數字傳輸速率等級STM-N。
（2）同步復用和靈活的復用映射結構。SDH採用同步位元組間插復用和靈活的映射，只需利用軟體，通過指針定位，即可直接從高速信號中一次直接分出低俗支路信號。
（3）運行維護管理（OAM）功能強大。SDH安排了豐富的開銷位元組，其中STM-N幀結構中5%左右的位元組用作開銷位元組，大大增強了傳送設備運行和網路維護管理能力。
（4）具備前向和後向兼容性。兼容PDH、FDDI、ATM、IP等業務，各廠家的SDH設備可在光路上進行互聯互通。
SDH在傳輸技術史上扮演了絕對的主力角色，SDH技術出現後，使得人們對於各類通信業務高帶寬、高速率的願望變成了現實。可以說對寬頻業務、移動業務的發展起了革命性作用，由於光纖通信和SDH技術的結合，使得對於通信業務傳輸不再受當時帶寬的限制，而隨著此後WDM技術的成熟和推廣，又階段性解決了電路容量的問題。
WDM
隨著通信業務需求不斷增長，單純利用SDH組網出現了諸多缺點：佔用光纖芯數多、需要安放的中繼站數量多、組網受限SDH速率、頻繁光-電-光轉換浪費電能等。
為了解決日益增長的帶寬需求並進一步節約纖芯資源， SDH+WDM的組網方式開始規模應用。WDM（波分復用）是在光纖上進行信道復用的技術，一根光纖的帶寬可達25000GHz，而通常一路光信號的帶寬只有幾GHz。WDM將整個光波長頻帶劃分為若干個波長範圍，每路信號佔用一個波長範圍進行傳輸，完成光的頻分復用。隨著技術不斷成熟，WDM從初期用於骨幹網長途傳輸發展到在城域網匯聚層中使用。
SDH→MSTP
2G後期，3G初期，全網通信業務量尚未爆發，運營商在支路側一般安排2M、155M的SDH埠。隨著城域網寬頻、集客專線等業務的興起，網路承載的數據內容逐漸豐富，為滿足大容量、多業務的需要，運營商需要建立多業務接入的寬頻城域傳輸網。
2002年，MSTP（基於 SDH 的多業務傳送平台）的出現使SDH的輝煌延長了至少10年。MSTP在原有SDH設備基礎上增加多業務的處理板和軟體，實現多業務承載，並在組網功效上更加靈活。基於多業務的接入、處理和傳送平台，MSTP為集團客戶解決了以前只有路由器才能完成的部分功能。此外，由於3G初期承載網還未完全實現IP化，數據流傳送仍在剛性管道內傳輸，MSTP在3G初期也承擔了數據和話音的承載功能。
3G、4G傳輸技術
MSTP→PTN/IP RAN
2009年後，移動通信進入3G時代，各項業務對傳輸帶寬要求越來越高，而以MSTP/SDH電路交換為核心的傳輸網，承載IP業務效率低，帶寬獨佔，調度靈活性差，在此背景下PTN技術應運而生。PTN在IP業務和底層光傳輸媒質之間設置了一個層面，並針對分組業務流量的突發性和統計復用傳送的要求而設計，以分組業務為核心並支持多業務，具有更低的總體使用成本。此外，PTN還具備高可用性和可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網管、可擴展、較高的安全性等優勢。
從實際部署情況來看，中國移動是PTN技術的主要倡導和推動者，也是PTN網路部署的先行者。2008年，中國移動明確選擇PTN作為其分組承載網的唯一路線。一代傳輸技術支撐兩代無線通信，中國移動3G、4G回傳主要由PTN技術承載。
而另一種取代傳統MSTP實現承載方式的技術是IP RAN（ Radio Acess Network），即IP化移動回傳網。IP RAN是針對基站回傳應用場景進行優化定製的路由器/交換機整體解決方案，具備電路模擬、同步的能力，同時提高了OAM和保護能力。IP RAN承載方案在城域網的匯聚層、核心層採用IP/MPLS技術，接入層主要採用增強乙太網技術與IP/MPLS技術結合的方案，IPRAN承載網具備多業務承載、時鐘同步、Qos保障和OAM故障檢測四大功能，IP RAN技術在國內主要由電信、聯通所採用。
PTN方案與IP RAN方案的根本區別在於對網路承載和傳輸的理解有所不同：PTN側重二層業務，整個網路構成若干龐大的綜合的二層數據傳輸通道，該通道對於用戶來講是透明的，升級後支持完整的三層功能，技術方案重在網路的安全可靠性、可管可控性以及更好的面向未來LTE承載等方面；而IP RAN則主要側重於三層路由功能，整個網路是一個由路由器和交換機構成的基於IP報文的三層轉發體系，對於用戶來講，路由器具有很好的開放性，業務調度也非常靈活，但是在安全性和管控性方面則顯得有些不足。
從建設初期PTN/IP RAN替換MSTP的成本來看，IP RAN比PTN的價格略高，主要因為IP RAN支持三層功能較全面，處理機制複雜，晶元成本相對較高，尤其當涉及到TDM業務接入的場景，IP RAN設備的成本劣勢更加明顯。而PTN是以包交換為內核，提供彈性管道，晶元處理簡單，帶寬利用率很高，因此總體成本相對較低。除此之外，兩者均能滿足LTE演進以及綜合業務承載的需求，並無優劣之分。
SDH+WDM→OTN
2013年後，隨著移動通信步入4G時代，流量激增對運營商骨幹網的傳輸能力提出了新的要求，SDH+WDM的弊端也逐漸顯現：
（1）管道過於剛性，需要整網帶寬管理：不具備帶寬壓縮功能，帶寬利用率低；對於大顆粒的帶寬通道交叉效率低。
（2）網路連接複雜，大量人工調度：通過ODF架轉接量大，業務提供慢；大量IP化連接需求提供難以適應。
（3）IP層和業務層可靠性受到挑戰：業務IP層保護需大量的重路由，達到秒級，經常引發網路振蕩；子波長通道保護提供一定的高可靠性，但代價昂貴
（4）端到端維護困難：傳統SDH＋WDM的維護複雜，由於系統相互獨立，故障定位複雜，且多廠家互通困難。
OTN的出現很好的解決了上述問題，OTN以波分復用為基礎，在光域內實現業務信號的傳遞、復用、監控、及路由選擇。OTN設備可以同時完成SDH的安全調度及WDM的大容量遠距離傳送功能，使調度和傳送二合一。此外，OTN基於大顆粒進行管理和調度,傳輸效率更高。因此，OTN可以認為是SDH與WDM技術的整合。
與傳統的SDH和 WDM相比，OTN技術能夠靈活而高效地滿足4G LTE的大帶寬、多業務的承載需求。一方面，OTN系統既具有傳統WDM的超大帶寬特性，又可以提供靈活的調度及保護、多業務接入、豐富的管理開銷、標準化的介面，而這些都是傳統WDM無法提供的。此外，OTN的支線路分離架構，也有利於提升組網配置、擴展網路靈活性，從而節省和保護運營商的投資。
隨著LTE的規模部署，2G時代的10G OTN設備也從骨幹網一路下沉，目前已經成為4G時代接入層的主流技術方案；隨著5G到來，3G、4G時代的100G OTN技術也將進一步下沉，成為5G匯聚層的主流解決方案。OTN技術的不斷下沉，保證傳輸網市場的持續增長。
OTN技術不僅在4G時代嶄露頭角，200G/400G OTN還會在5G建設中大放異彩，有望成為5G時代骨幹網傳輸的主流解決方案。OTN是低成本大帶寬的傳輸技術，具有超低時延、波長一跳直達等優勢，通過增強分組處理和路由轉發能力，可以滿足5G承載大帶寬、低時延、高可靠、網路切片等需求，是5G中傳/回傳非常有競爭力的網路承載方案。
回顧PTN、IP RAN、OTN/WDM歷史集采，找尋傳輸網投資規律
PTN與IP RAN之爭：兩大技術陣營、兩種路線選擇
3G以來，隨著信息技術的迅猛發展，業務加速IP化，單純對MSTP的升級已經不能滿足綜合業務承載網在IP化、寬頻化、密集覆蓋等方面的需求。多點到多點基於IP機制連接的分組傳送成為傳輸網發展的必然趨勢。在此背景下，PTN和IP RAN作為新興的分組傳送業務平台應運而生。PTN是傳輸網為了更好承載分組業務而提出的，PTN基於單一業務方式，對網路架構進行簡化，注重成本效益。而IP RAN則是完全基於IP內核，為全業務承載而優化的技術，不僅可以承載語音、數據等傳統業務，還對視頻等更豐富的業務有很好的承載。面對PTN與IP RAN，三大運營商的選擇也不盡相同。
中國移動獨寵PTN
在3G建設初期，相對於IP RAN來講，PTN的優勢在於：
（1）與已有的MSTP網路兼容性更好。可以實現端到端的業務互通、OAM、保護、告警。
（2）國際標準明朗。從2008年開始IETF和ITUT開始合作制定PTN的MPLS-TP國際標準，截至2010年底，大部分核心標準已經完成，2011年2月的ITUTSG15會議上，PTN的MPLS-TP標準中最後爭論的OAM標準也已經確定，主流廠商互聯互通測試效果良好。
（3）單套設備成本和整網建設成本上，PTN具有顯著優勢。PTN相對於IP RAN，運維管理簡便、快捷，其運營成本也低於IP RAN。
2008年，移動用戶規模最多、回傳壓力最大的中國移動率先表態選擇PTN作為其分組承載網的唯一路線。
2009年3月，經過第一階段實驗室測試、第二階段模擬業務載入測試後，PTN正式進入現網測試階段，中興、華為、上海貝爾、烽火和北電五家廠商參與其中。
2009年，中國移動停止MSTP網路建設，並於同年底啟動PTN首次招標。
從2009年到2012年，中國移動四次集采PTN設備約53萬端，投入約139億元，成為各大設備商爭奪的大蛋糕。截止2012年底，中國移動已部署50萬台PTN設備，帶動了整個PTN產業鏈發展，應用規模全球最大。從中標廠商來看，華為、中興、烽火、上海貝爾四家均為早期參與中國移動現網測試的廠商。經過四期招標，中國移動PTN市場格局基本確定，華為、中興、烽火佔據中國移動PTN市場主要份額。
2013年12月，工信部發放4G TD-LTE牌照。作為中國移動TD-LTE快速部署的關鍵年，中國移動2013年全年新建TD-LTE基站約20萬個，TD-LTE網路覆蓋超過100個城市。LTE使得移動通信網路真正進入寬頻時代，而原有的PTN設備面也臨新的難題，回傳網路由原來點到點的匯聚型網路轉變為多點到多點的路由型網路，已有的2G/3G回傳網路無法滿足這種橫向轉發需求。對此，中國移動聯合華為、中興、阿朗、烽火4家廠商對PTN載入三層功能 (L3PTN)以及與路由器聯合組網(PTN+CE)的方案進行了6次大規模測試，並最終選擇了前者。隨後，中國移動又聯合PTN產業鏈針對PTN的三層功能開發了新的行業標準，並被CCSA採納。
在此背景下，2013年初，中國移動啟動PTN集采，省際骨幹網66端，省內PTN新建1.39萬端，同時要求廠商PTN設備能夠支持最大容量1Tbps，且投標設備網管北向介面應均通過中國移動實驗室測試。
2014年至2016年，相對於增速放緩的個人業務，集團大客戶的政企業務一直保持高速增長。為滿足集團客戶業務的IP化需求，中國移動大力推進小型化PTN技術，並開啟約64.5萬端規模的小型化接入PTN設備集采。
2016年起，中國移動發力固網業務，用戶規模趕超中國聯通，加之移動以IPTV、咪咕APP為代表的內容化經營策略的實施和各類不限流量卡的推出，固網和移動回傳壓力雙雙加大，助推第二波PTN設備採購潮。
2017年1月，中國移動公布2017年城域網20萬端PTN設備（擴容）集采結果，華為、中興、烽火、上海貝爾成為中標企業。2017年5月，中國移動公布2017年PTN設備（新建）集采項目結果，2017年PTN設備採購規模約4.18萬端，中興、華為中標。2018年7月又公布了2018-2019年PTN設備（擴容）採購結果，擴容設備為華為、中興、烽火三家，規模超過300萬端。
從中國移動自2017年至今的PTN設備採購可以看出，供應方由前期的5家設備商縮小到華為、中興、烽火三家，行業集中度進一步提高。
中國電信力推IP RAN
相對於較早成熟的PTN技術來講，IP RAN現網測試與首次規模集採的時間要晚1~2年，但隨著IP RAN技術的不斷發展，其特有優勢開始顯現：
（1）適應多種業務場景需求。IP RAN以IP/MPLS標準體系為基礎，支持豐富的路由協議、動態轉發、L3 VPN、組播等動態網路部署，這些能力滿足了無線演進的需求，奠定了多業務承載的基礎。
（2）強大的網路運維能力。IP RAN的運維解決方案通過屏蔽技術差異實現類SDH運維，通過模板化簡化運維場景，通過可視化業務發放、性能監控等極大地提高了IP/MPLS網路的運維效率。
（3）高精度、高可靠的時鐘傳送機制。通過同步以太時鐘，IEEE1588V2等時鐘傳送機制，保障無線基站之間的時鐘頻率同步需求以及LTE相位同步的高精度同步要求。
中國電信在數據網路深耕多年，擁有全球最多的寬頻用戶，部署了業界最豐富的城域骨幹網路，作為全業務運營商，傳統的單一業務組網的承載方式已經不能滿足其戰略發展需要，承載網必須具備多業務承載能力。經過大量測試後，中國電信決定以IP RAN為基礎、利舊原有的城域骨幹網，建設綜合接入網，用於接入或承載自營業務。
2011年初，中國電信在杭州、金華、鎮江、蘇州、深圳等5城市開展IP RAN的現網試點工作，試點中強調網路的運行與維護及綜合業務承載能力，並順利割接了CDMA EVDO基站、二層VPN，三層VPN，以及軟交換業務，現網運行指標優異。
2011年底，中國電信開始在廣東、江蘇、浙江、福建和上海等5省市對12個本地網進行了首批IP RAN設備集采：中興中標6個本地網，華為、上海貝爾和新郵通各2個。此後，烽火和華三先後在2012年、2014年的IP RAN設備集采中加入中標行列。
2015年開始，IP RAN設備迎來建設高峰期：2015年6月的集采項目共需新建和擴容近300個本地網，華為、中興、烽火、華三中標；2016年4月集采IP RAN設備約2.8萬台，採購金額約2.4億元，華為、中興、烽火、華三中標;RAN ER設備不少於8台，金額約320萬元，中興、華三中標。在後期IP RAN擴容階段，處於設備兼容性問題，主要採取單一來源採購的方式進行招標，市場格局趨於穩定。
在IP RAN網路建設初期，從設備分類來看，主要有3種：與宏基站一一對應的A類接入路由器、置於匯聚機房的B類路由器以及置於中心節點的核心路由器RAN ER設備。在大集團客戶IP化需求提高後，又衍生出了類似於小型化PTN設備的IP RAN U設備。2017年10月，中國電信共集采各類IP RAN U設備約17.3萬個，瑞斯康達、華環電子、皖通郵電、格林威爾、山水光電中標。
中國聯通採取融合方案組網
相對於移動、電信二選一方式而言，中國聯通在技術選型上更為務實，其擱置了PTN和IP RAN的選型爭議，經過多輪實驗室及現網應用測試後決定採用「L3+L2」模式，即在原有城域網基礎之上新建一張端到端的分組業務承載網。在分組網的核心層採用IP RAN，接入層設備對IP RAN、PTN不做限制，但所有設備均需支持IP/MPLS協議。
從採購進度來看，與其他兩大運營商逐年分批採購不同，中國聯通的IP RAN設備集采主要集中在兩個時期：
第一階段：後3G時代的2012年至2013年，中國移動承載網IP化建設路線明朗，4G LTE牌照發放在即。聯通共採購核心匯聚層設備1.06萬端、接入層設備13萬端，僅首批集採金額就高達13億元。從兩次集采總體情況來看，中標份額由高到低依次是華為、中興、烽火、上海貝爾和思科，前三家國內廠商佔據了90%以上的份額。
第二階段：2017年2月開始的新一輪分組傳送設備集采。隨著不限流量套餐、雲計算、物聯網等新業務、新技術的蓬勃發展，分組傳送網升級擴容壓力愈發迫切，2017Ian初中國聯通在143個招標城市新採購IP RAN設備規模約2.12萬端、其餘擴容規模約3.24萬端，共5.36萬端：華為、中興、烽火中標。擴容部分採取單一來源採購方式，中興所佔的本地網有133個，擴容規模為9746端，採購預算為3.7億元。
回顧PTN和IP RAN之爭，我們可以發現，作為市場主導者，三大運營商的不同技術路線選擇直接影響上游傳輸設備廠商的技術及商業路線。作為市佔率較高的華為、中興、烽火三家廠商，其PTN與IP RAN產品大多同屬一個生產線，但仍需針對三大運營商的不同需求，編寫不同的技術方案，生產不同的設備產品，多樣化的產品需求一定程度上抑制了規模經濟效應的形成。而對於設備商而言，若不同運營商的技術選擇趨於一致、技術標準趨於統一，產業鏈也將更受益於規模效應帶來的經濟效益提升以及產品成熟度提高。從這一角度來講，面向5G的傳輸網技術演進過程中，產業鏈有待進一步優化。
WDM/OTN招標回顧：10G→40G→100G穩步推進
與技術路線各異的移動回傳網相比，OTN作為3G/4G骨幹傳輸網的中流砥柱，運營商的選擇和集采進度較為統一。我們將WDM/OTN招標劃分為3個階段討論：
前4G時代（2013年12月4G發牌前）
在3G向4G切換之際，運營商資本開支從無線側逐步向傳輸、IP網路、固定寬頻等領域傾斜，傳輸先行一直是不變的方向。從WDM/OTN首期集采情況來看，三大運營商在傳輸側布局早於無線側TD-LTE牌照發放7-14個月：
2012年8月，中國電信進行了2012年DWDM/OTN首期集采，採購設備主要包括10G、40G DWDM/OTN設備，總金額達4億元。涉及國干、省干、城域網多個層面，31個招標項目中，烽火中標12個，華為中標9個，中興、上海貝爾分列三、四名。2012年10月，電信又開始了DWDM/OTN二期集采，中興中標6個項目包中的5個份額超90%。
2013年是4G LTE鋪路的關鍵一年，三大運營商紛紛開始了100G網路的搭建工作：
中國移動：2013年4月，中國移動公布首次OTN設備集采結果，採購金額超10億元,共推出6個標段，前4個標段為國干網路，中標情況較複雜：華為獨家中標含金量最高的標段1國際局互聯網路和標段2省際東部國干網搭建100G OTN網路；烽火獨家中標省際西部和東北部10G OTN國干網；省內10G網路由烽火、中興、上海貝爾中標，而最具潛力的省內40G/100G網路由當時技術上最為成熟的華為和上海貝爾中標。2013年10月，移動又進行了100G OTN設備補采，規模為500塊板卡，由烽火、中興中標，至此四大廠商（華為、中興、烽火、上海貝爾）均進入了中國移動100G供應商名單。
中國電信：2013年12月，中國電信公布DWDM/OTN設備集采結果，首次將100G DWDM/OTN設備納入採購範圍。集采規模達2500塊板卡以上，13個標包中標情況為： 華為（8個，含唯一的OTN傳輸項目）、烽火（3個）、中興（1個）、上海貝爾（1個）。
中國聯通：100G網路部署較為穩健，在移動、電信大規模進行100G OTN設備集采時，聯通的100G集采仍以WDM設備為主，100G OTN尚處於實驗網階段。
4G建設前中期（2014年至2016年）
無線和固網兩側需求共同推動傳輸網產業鏈的景氣度。 2014年至2016年的三年間，我國FTTH/O用戶數從4313.7萬戶提高22800萬戶，FTTH/O用戶數佔比提升54個百分點。與此同時，4G用戶普及率也不斷提高，月新增4G用戶數在2500萬以上的時間段主要集中在2015年2月至2017年2月，2015年底，4G用戶數首超3G。
在此背景下，2014-2016年成為運營商傳輸設備新建的重要擴張期：
中國移動：2014-2016年的三次OTN招標均為新建項目，中標廠商從原先的4家縮小到華為、中興、烽火三家。2014年12月，集采規模為100G埠1072個、10G及以下埠7078個；2016年3月，集采規模為20萬端，金額約2.5億元。
中國電信：100G與10G、40G OTN/WDM設備集采分批進行，採購規模較大：2014年，100G DWDM/OTN設備集采約2000塊100G板卡，共分22個標段：烽火（7個）、中興（8個）、上海貝爾（4個）、華為（3個）中標；2015年，DWDM/OTN設備集采共26個標段，烽火（50%）、華為（35%）及中興（15%）中標；2016年，單一來源採購方式，集采了51680個10Gb/s埠、137個40Gb/s埠和6100個100Gb/s埠。
中國聯通：在2014-2016年期間受經費限制，相較移動、電信，中國聯通集采規模較小，且仍以WDM設備為主：2015年，100G國干網OTN/WDM集采項目分為16個標段，各類板卡共1544塊，中標企業為中興、華為；2017年1月，開啟骨幹傳輸網OTN/WDM設備集采招標，集采項目分為8個標段，各類板卡共3834塊，其中包含部分10G SDH板卡。
後4G時代（2017年至2019年）
後4G時代，移動用戶逐漸轉向存量時代，運營商同質化競爭加劇，傳輸設備集采體現出擴容與新建需求並存。隨著OTN設備下沉至城域網，其採購規模已在同類光設備產品中遙遙領先。同時，運營商競爭格局亦開始產生細微變化：
中國聯通：2017年初，中國聯通通過互聯網渠道推廣「大小王卡」等不限量套餐，流量價格戰開啟。據中國聯通2017年財報顯示，中國聯通4G用戶DOU為4.52GB為全行業最高，超出中國電信2.51GB，是中國移動4G用戶DOU的2倍。中國聯通4G用戶規模最小且份額不足20%，但是卻貢獻了超過30%的4G流量份額，對比而言，是真正的「小馬拉大車」。
2017年8月，中國聯通完成混合所有制改革，引入戰略投資者後，通過定增募集資金617億元，其中4G能力提升項目計劃投入398億元，佔比高達64.5%。資金的充實也在一定程度上體現在了傳輸網建設上。
在不限流量卡引發的流量暴增和混改後採購資金充足的雙重背景下，中國聯通在2017年100G OTN/WDM設備集采項目總預算高達15.72億元，為近年來最大規模的100G集采。其中，新建部分為8805個100G埠；擴容部分為11268個線路側100G埠、2572個10G埠。標包1：省內部分由烽火（51%）、中興（31%）、華為（10%）中標；標包2：一幹部分由華為（51%）、烽火（31%）、諾基亞貝爾（18%）中標。
中國移動： 2017-2018年OTN/WDM設備集採的擴容需求為35.7萬套，華為（243818套）、烽火（51040套）、諾基亞貝爾（2795套）中標；新建需求為4.22萬套，諾基亞貝爾(不低於50%)、華為(不低於30%)、中興(不高於20%)中標。
中國電信：2017-2018年OTN/WDM設備集采共分為5次進行，其中100G設備集采共有4次：2017年3月，首批擴容規模為6100個100Gb/s埠，華為、中興、烽火、上海貝爾中標；2017年12月，第二批擴容金額為3.63億元：中興、烽火、華為中標；2018年100G DWDM/OTN設備集采 規模為4200個100Gb/s埠。
傳輸網演進的投資規律
以史為鑒，可知興替。通過對整個PTN、IP RAN、WDM/ OTN歷史集采情況進行全面梳理後，我們得出傳輸網演進與投資的幾點規律：
第一，運營商傳輸側投資早於發牌7-14個月。傳輸網雖不直接為運營商帶來收益，但無線側一切新業務的開展都以傳輸網的全新賦能為基礎，進而決定了傳輸設備的迭代更新一般早於無線牌照發放7-14個月，以應對新一代無線網路對傳輸速率、時延等性能指標的要求。
第二，運營商傳輸設備集采具有明顯的「路徑依賴」效應，前期試驗網建設參與度關乎廠商後期市場份額。傳輸設備廠商在依次經過實驗室測試、現網測試後，才能進入首批集采階段。運營商首批集采通常採取省公司上報需求，集團確定各廠商份額的方式進行，因此早期參與各試點省份和城市現網測試的設備商將佔得先機。前期新建任務完成後，運營商中後期的擴容項目所採取的「單一來源採購」（為保證系統兼容性，需向原中標人採購工程、貨物或者服務，否則將影響施工或者功能配套要求）再次加強了這種路徑依賴，3G/4G前期新建招標份額直接鎖定整個技術周期內設備商市場格局，後期擴容多少與前期「跑馬圈地」份額直接相關。5G新技術的出現，將為設備廠商提供重塑市場競爭格局的機會。
第三，傳輸網的投資周期是「階躍函數」而非「連續函數」，往往遵循「新建-擴容-新技術測試-新建」的循環，間隔大約為2-3年。早期的新建需求是運營商為下一代無線技術提前鋪路；中期的擴容需求是已有的設備容量不能滿足新一輪流量爆發所帶來的承載壓力；後期將更多投向新技術的研發測試，當前時間節點即處於這一階段，即5G傳輸技術SPN、M-OTN與400G OTN的測試階段。
第四，實力差距致使三大運營商傳輸網建設策略各不相同。中國移動綜合實力最強，在新技術研發、試驗進程中披荊斬棘，集采規模也領先於電信、聯通；中國電信穩紮穩打，集采計劃、批次制定較為合理；相對弱勢的中國聯通採取較保守的跟進策略，借鑒移動、電信的組網經驗，減少試錯成本，在技術相對成熟後再擴大集采規模，進而有效地降低採購費用。
展望5G傳輸網技術，推演千億市場格局
作為信息通信領域的一場革命，5G對傳輸網在帶寬、時延、時間同步及靈活性等方面提出更高要求，傳輸網架構升級和容量擴展成為5G先行基礎，而傳輸設備正是這場ICT革命的排頭兵。
需求側：全新業務場景帶來5G全新傳輸網架構升級
3GPP定義了三類5G業務場景：
（1）eMBB（增強型移動寬頻）
主要場景包括隨時隨地的3D/超高清視頻直播和分享、虛擬現實、隨時隨地雲存取、高速移動上網等大流量移動寬頻業務，帶寬體驗從現有的 10Mbps 量級提升到1Gbps 量級，要求承載網路提供超大帶寬。
（2）uRLLC (高可靠低時延通信)
主要場景包括無人駕駛汽車、工業互聯及自動化等，要求極低時延和高可靠性，需要對現有傳輸網的節點設備進行改進，使得高可靠性業務的帶寬、時延是可預期、可保證的，不會受到其它業務的衝擊。
（3）mMTC (大規模機器通信）
主要場景包括車聯網、智能物流、智能資產管理等，要求提供多連接的承載通道，實現萬物互聯,為減少網路阻塞瓶頸，基站以及基站間的協作需要更高的時鐘同步精度。
5G時代全新業務場景需求的實現離不開承載網性能的大幅提升，現有PTN、 IP RAN、OTN等技術將難以滿足5G時代對傳輸網路的新要求：
（1）5G RAN架構變化
RAN架構將從LTE 的BBU、RRU兩級結構，演進到CU、DU和 AAU三級結構，傳送網也相應分為前傳、中傳、回傳。此外，隨著移動邊緣計算（MEC）的引入，核心網將形成雲互聯網路：New Core間雲互聯、New Core與MEC間雲互聯、MEC之間邊緣雲互聯。同時，5G移動寬頻、固定寬頻在內的業務也將在雲上逐漸融合，業務融合驅動網路融合和雲網協同。
（2）超大帶寬增長
一方面，隨著 4K 高清、AR/VR、物聯網、垂直應用等業務的快速增長，流量急劇增長，傳送網路需要更大的帶寬；另一方面，5G 基站的峰值帶寬將增長10 倍以上，介面速率較 4G 時期將增長10~100 倍。在接入層，比特率將從100 M提高到1 GE再到50 GE/100 GE；在匯聚層，將從10 GE 增長到100 GE/400 GE，在密集地區，匯聚層峰值甚至可以達到太比特量級。
（3）超低時延要求
3GPP在高可靠低時延通信（uRLLC）場景中定義了多種服務，其主要特點是低誤碼率、低延遲和確定性延遲。這些時間敏感業務需要在移動傳送網中保持亞毫秒級時延。因此，5G對傳輸網時延要求越來越苛刻，較4G 降低 10~100 倍。
（4）靈活性需求
5G承載業務需求的多樣化更加考驗網路規劃和設計的靈活性，包括網路功能、架構、資源、路由等多方面的定製化設計、端到端網路切片的靈活構建、業務路由的靈活調度、網路資源的靈活分配以及跨域、跨平台、跨廠家、乃至跨運營商（漫遊）的端到端業務提供等。
（5）網路切片需求
5G 傳送網需要支持無線、集客、家庭寬頻上聯等業務，同時需支持eMBB、mMTC、uRLLC多種業務類型，網路應根據不同服務的特點提供隔離、功能剪裁及網路資源分片，並且每個網路切片可擁有獨立的網路資源和管控能力。
（6）超高精度時間同步需求
4G 時期基站間時間同步精度要求是±1.5 μs，5G 時期比 3G/4G 時期，時間同步精度需求提高10倍以上。
5G全新業務場景直接影響承載網的帶寬、時延和時鐘精度等技術指標，而 5G 無線網、核心網的架構變化引發了相應的承載網架構變化，並對網路功能提出新要求。我們認為5G網路需要新建傳輸網路，主要有以下三方面原因：
第一，5G時代由於無線通信業務量高速增長，現有的傳輸技術難以滿足流量的爆發增長，流量的爆發增長需要新的傳輸網路支撐；
第二，5G時代業務類型的變化要求對三大應用場景的支持， 5G下同一張傳輸網路需要同時支持不同屬性的業務，這就要求推出新的鏈路層技術；
第三，5G組網架構變化，5G網路CU/DU的分離，傳輸分為前傳AAU到DU，中傳DU到CU，回傳CU到5G核心網，需要根據業務類型、屬性選擇不同的傳輸技術。
在傳輸網演進方面，隨著運營商逐步向ICT綜合服務轉型，業務的豐富性帶來對帶寬的更高需求，運營商網路對傳送網的帶寬及組網性能提出了更高的要求。2G時代，10G OTN技術主要應用於骨幹網；3G時代，骨幹網已經擴容升級到40G技術和100G技術；進入4G時代，2G時代的10G OTN技術也從骨幹網一路下沉，已經成為4G時代接入層的主流技術方案，而100G技術已成為4G骨幹網的標配。
展望5G時代，200G 、400G OTN技術有望成為骨幹網傳輸的主流。3G、4G時代的100G OTN技術也將下沉，成為5G時代匯聚層的解決方案。OTN技術的不斷下沉，保證傳輸網市場的持續增長。
供給側：SPN與M-OTN比翼齊飛
創新派中國移動：構建全新傳輸網技術體制SPN
面對5G新需求，中國移動提出三個網路演進目標：容量提升10倍、時延降低10倍、單比特成本降低10倍。在5G傳輸方案上，中國移動提出用新的切片分組網（SPN）技術來構建一張全新的承載網路：其中包括用新的晶元、新的模塊構建新的傳輸設備，再用新的傳輸設備搭建出新的傳輸網，最終在新的傳輸網上承載5G新的業務。
SPN技術採用創新的乙太網分片技術（SE）和面向傳送的分段路由技術（SR-TP），並融合光層密集波分復用技術（DWDM）的層網路技術體制，通過將網路功能軟體化，實現業務分片，不同分片具備不同的網路能力，以應對不同的5G場景需求。從網路總體架構來看，SPN採用創新的乙太網分片組網技術（Ethernet Cross Connect）和面向傳送的分段路由技術（SR-TP），並融合光層DWDM技術的網路技術體制。SPN主要分為三層結構：
（1）SPL切片分組層：實現分組數據的路由處理；
（2）SCL切片通道層：實現切片乙太網通道的組網處理；
（3）STL切片傳送層：實現切片物理層編解碼及DWDM光傳送處理。
相較4G時代的PTN技術，SPN對晶元在交換容量、時延、MAC數量、交換方式、標籤層數和功耗等方面提出了更高要求。SPN在協議上與PTN有較大不同，現有PTN晶元很難匹配5G承載新需求，需要全新SPN系列晶元。在接入層，SPN需要集中式業務處理晶元、FlexE介面處理晶元；在匯聚、核心層，SPN需要統一交換網晶元、分散式業務處理晶元。同時，面向5G的SPN晶元需要其容量至少達到12.8T、時延控制在10微秒以內、具備切片隔離能力等。我們認為，SPN在晶元、硬體上的重新設計將導致中國移動5G傳輸設備換代更新，SPN傳輸設備市場格局有望重塑，SPN設備增量集采即將到來。
中國移動：SPN測試進程明確，2018年底將在18城大規模試點
在SPN測試進程方面，中國移動有明確規劃：
2017年7月26日，中國移動聯合中國電信、中國聯通、中興、烽火、信通院等中國企業和研究機構在ITU-T SG15全會上，推動5G傳送網標準立項。
2017年9月27日，中國移動聯合華為、烽火和中興進行SPN的相關實驗室測試，通過SPN原型系統測試。
2017年10月17日，華為、中興通訊和烽火通信聯合研發的下一代5G傳輸系統SPN一階段試驗測試已經完成。我們預計，未來在中國移動5G傳輸設備集采方面，上述三家有望獲得先發優勢，烽火通信市場佔比有望進一步提升。
2018年Q3，中國移動將在杭州、上海、廣州、蘇州、武漢這5個城市開展5G外場測試，既包括無線網也包括核心網以及承載網的測試。中國移動在5G承載網方面的測試，將主要包含現網PTN、PTN升級、SPN新建三種。如果測試順利，中國移動計劃2018年底在18個城市進行更大規模的試點。
從業界普遍認為的2020年5G正式商用的節點來看，傳輸網作為基礎網路，時間緊迫，部署節奏有望加快。在SPN技術推進過程中，一方面要讓SPN經過多輪嚴格的實驗室和現網測試，另一方面又要與產業鏈聯合研發、推動產業發展。我們認為除SPN承載設備外，5G網路測試的推進將為傳輸網整個產業鏈帶來利好。例如，5G前傳可能以光纖直驅的方式為主，將為光纖光纜產業帶來機遇；過去運營商傳輸網主要使用低端光模塊，而今後5G承載網對25G灰光和彩光模塊等高端光模塊需求量巨大，光模塊龍頭廠商將迎來巨大商機。
演進派中國電信：5G承載技術的最優選擇是M-OTN
區別於中國移動的創新策略，中國電信針對5G承載方案提出「四個盡量」原則：即盡量重用成熟的產業鏈；盡量基於成熟的技術和設備；盡量統一設備和模塊需求；盡量統一國內外技術標準。
OTN技術具有的大帶寬、低時延等特性可以無縫銜接5G承載需求，因此，中國電信主推端到端M-OTN技術作為5G其傳輸解決方案。M-OTN能夠提供低成本、高帶寬的傳輸、ns級光層直達、us級OTN單點時延，以及多層次的保護和恢復功能。此外，為滿足5G的靈活性需求，M-OTN還將基於SDN進行網路智能化演進，使能快速業務發放和跨專業協同。
M-OTN是面向移動承載優化的OTN技術，適用於5G前傳、中傳和回傳。
從前傳來看，M-OTN在AAU和DU機房之間配置城域接入型WDM/OTN設備，多路前傳信號通過WDM技術共享光纖資源，通過OTN開銷實現管理和保護。接入型WDM/OTN設備與無線設備採用標準灰光介面對接，WDM/OTN設備內部完成OTN承載、埠匯聚、彩光拉遠等功能。除節約光纖、提供環網保護功能、提高網路可靠性和資源利用率外，相比無源波分方案，有源波分WDM/OTN方案的組網方式也更加靈活，可以支持點對點及環組網等場景。
從中傳和回傳來看，基於WDM/OTN的 5G 中傳/回傳承載方案可以發揮分組增強型 OTN 的優勢：
（1）強大高效的幀處理能力，通過 FPGA、DSP等專用晶元、專用硬體完成快速成幀、壓縮解壓和映射功能，有效實現DU傳輸連接中對空口MAC/PHY 等時延要求極其敏感的功能。
（2）構建CU、DU間超大帶寬、超低時延的連接，有效實現PDCP處理的實時、高效與可靠，支持快速的信令接入。
（3）分組增強型OTN集成 WDM 能力，可以實現到郊縣的長距傳輸，並可按需增加傳輸鏈路的帶寬容量。具體可以細分為分組增強型OTN+IP RAN方案和端到端分組增強型 OTN 方案。
中國電信：M-OTN推進取得實質性進展，成為ITU-T 5G承載主流技術選擇
2017年9月，中國電信正式對外發布《5G時代光傳送網技術白皮書》，並提出了基於OTN/WDM的5G綜合承載方案，通過演進可以滿足寬頻和專線承載網的OTN和WDM網路需求。
2018年1月，中國電信成功進行5G OTN前傳承載設備第一階段測試，華為、中興、烽火等主要通信設備商積极參与，測試結果顯示，三家主流廠商5G OTN前傳設備均已能支持業界主流的25G eCPRI前傳介面傳輸，且在時延和時延抖動等關鍵性能指標上表現優異。
2018年2月，中國電信主導推動的M-OTN標準取得實質進展，實現了兩個相關的標準立項，標誌著ITU-T SG15研究組正式認可M-OTN技術可適用於5G承載的前傳、中傳和回傳，後續將正式開展M-OTN的標準化工作。
中國聯通：5G承載網試驗是2018年的工作重心，七大原則明確發展方向
2017年9月，中國聯通首次提出「以光為主，基於WDM/OTN技術的端到端承載方案是5G移動承載的最優方案。」
2018年5月，中國聯通表示，5G傳統承載方案的論證和試驗，是中國聯通今年工作重心，隨著明年和後年5G商用工作的開展，可能會開展5G承載的升級工作。中國聯通在5G承載發展上主要考慮七個原則，分別是需求驅動；務實為本，採用產業鏈中更加成熟的技術；簡化網路結構、有穩定基礎介面；成本為主，以綜合成本和TCO最低為目標；循序漸漸，不可盲目投資；體系開放；技術協同。
2018年6月，中國聯通國際合作夥伴會議上，聯通總經理陸益民表示，中國聯通今年將在16個城市開展5G規模實驗，並進行業務應用和典型示範，2019年實現5G預商用，2020年正式商用。
短期聚焦5G傳輸試驗網建設進程，長期關注SPN/M-OTN新一輪集采
從3G向4G換代時期PTN取代MSTP的情況來看，設備商在前期試驗網建設參與度將通過「路徑依賴」效應決定其後期市場份額。同理，設備商5G試驗網建設參與進程或為5G傳輸市場格局重塑提供指引。 當前，三大運營商的5G試驗網已全面啟動，2018年已啟動面向商用的大規模組網試驗，並將於2019年進入預商用階段，2020年進入規模商用階段。
華為、中興和烽火聯合中國移動研發的SPN傳輸系統目前已經完成實驗室測試。三家聯合中國電信研發的5G OTN前傳設備也均已能支持業界主流的25G eCPRI前傳介面傳輸，且在時延和時延抖動等關鍵性能指標上表現優異。鑒於三大運營商在5G傳輸網的技術選擇和測試進度各不相同，頭部企業需針對不同運營商開發不同產品及解決方案，考驗設備商前期研發與後期維護能力，我們認為早期參與運營商試點省份和城市現網測試的頭部設備商將佔得先機，獲得先發優勢，行業集中度或將進一步提升，建議短期聚焦運營商5G傳輸試驗網建設進程。長期來看，5G全新傳輸技術的出現將為設備商帶來新一輪「跑馬圈地」的機會，建議積極關注2019年上半年SPN/M-OTN新一輪招標集采情況。
5G傳輸設備投資規模測算
從4G時代集采情況來看，運營商傳輸側投資早於無線側半年到一年，5G商用傳輸先行，海外運營商傳輸網擴容升級已先行啟動。5G建設，傳輸網投資亦將領先於移動網，傳輸企業有望率先受益5G建設紅利。加之5G承載網方案年內確定，我們預計運營商將從今年下半年開始加大傳輸網投資，資本開支或有追加可能。
5G傳輸網測算核心假設
我們對5G傳輸網投資規模進行具體測算，並作出五點假設：
（1）5G時代SPN與M-OTN（WDM/OTN）方案傳輸設備投資規模相當。5G時代，無論是中國移動主導的SPN技術，還是中國電信和中國聯通提議的端到端M-OTN（WDM/OTN）技術，其底層物理通信都是基於OTN技術和WDM技術，僅在網路分片方面採用不同的技術路徑，SPN主要基於FlexE來實現網路切片，OTN主要基於FlexO和ODUflex來實現網路切片。因此我們認為相同帶寬下，兩種技術方案的傳輸設備的投資規模相差不大。
（2）5G基站數目是4G基站的1.36倍。由於5G頻段高，容量大，覆蓋能力比4G基站差，同時考慮中國移動或分2.6GHz頻段，電信、聯通或分3.5GHz的可能，我們預計5G基站數目會是4G基站的1.36倍。考慮到後4G時代運營商基站建設數量開始逐年下降，2017年三大運營商共建74萬4G基站，我們預計2018年三大運營商仍將建設約40萬左右4G基站，到2018年底全國4G基站預計將達到429萬。基於以上假設，我們以6年內（2019-2024）建設581.4萬5G基站進行測算。
考慮到兩部委《擴大和升級信息消費三年行動計劃》加快推進5G規模組網建設，確保啟動5G商用的總體目標，以及北京聯通最新5G建設計劃：「2019年7月後，北京5G基站將達2.6萬座，與4G基站實現持平」，對標三大運營商4G建網節奏，我們對三大運營商5G建網節奏進行重新預測，相應傳輸設備投資規模也進行修正：
考慮5G牌照大概率於2019年下半年發放，整體對標2013年底發放4G TD-LTE牌照時間點。我們認為三大運營商將在2019年開展5G預商用規模化試驗並將在全國建成約30萬左右5G 基站。2020年實現5G規模化商用，屆時全國將建超100萬個5G基站，從2019年開始全國5G建站將全面爆發，5G新建基站數量將不斷增加，預計將在2022年左右達到建站高峰，此後5G新建基站的速度將逐步放緩，絕對量開始下降。
（3）接入環：匯聚環：核心環節點數8：6：6，帶寬收斂比為8：4：1。即每8個基站形成1個接入環，對應1個匯聚環的上聯設備；每6個匯聚環上聯設備形成1個匯聚環，對應1個核心環的上聯設備。
根據5G傳輸網各層節點數比例，我們預測運營商581.4萬5G基站對應到接入環、匯聚環、核心環設備數量分別為：581.4萬個、72.68萬個及12.11萬個。此外，綜合考慮運營商5G建網進度，我們預測運營商2019~2024年5G傳輸網各層傳輸設備數量。
（4）接入環、匯聚環、核心環帶寬為25G/100G/200G。以典型的5G S111基站（每個基站3個扇區）為例進行測算，考慮到每個基站有3個AAU，每個AAU對應2個前傳光模塊。則接入環、匯聚環和核心環實際帶寬為19.36Gbps、77.44Gbps、116.16Gbps。所以判斷5G傳輸網接入層、匯聚層帶寬為25G、100G、200G。
（5）傳輸設備在傳輸網建設前期價格較高，隨著產業鏈成熟，相關傳輸設備會逐步降價。根據市場調研，接入環25G傳輸設備價格8萬元左右（2個25G埠），匯聚環100G傳輸設備價格約30萬元（下行2個25G，上行2個100G），核心環200G傳輸設備約100萬元（下行2個100G埠，上行2個200G埠）。據調研了解3G/4G時代傳輸設備降價情況，我們假設5G傳輸設備以每年10%~15%幅度降價。
綜合考慮以上測算假設，我們預計5G時代三家運營商傳輸設備投資規模將達到6490億元，平均每年傳輸設備需求約1081億元，2020-2021年將是傳輸設備投資的高峰。
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