5G网络架构下，光模块将如何发展

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无线光通信模块发展：5G网络，25G/100G光模块是趋势

2000年初2G、2.5G网络在建设，基站连接开始从铜缆切向光缆，一开始采用的是1.25G SFP光模块，后来用2.5G SFP模块。

2008-2009年3G网络开始建设，基站光模块需求跃升到6G。

2011年全球进入4G网络建设，前传主要使用的10G光模块。

2017年之后，目前逐步演进到5G网络，跃升到25G/100G光模块，4.5G网络（中兴叫Pre5G）使用的光模块和5G是一样的。

5G网络架构和4G网络架构比较：5G时代，增加中传部分5g网络架构，预计光模块需求上升

4G网络，是从RRU到BBU再到核心机房，到5G网络时代可能把BBU功能做一些拆分，切分成DU和CU，原来RRU到BBU属于前传，BBU到核心机房属于回传，5G新增出中传。

BBU如何切分，对光模块的影响比较大。3G是时代国内的设备商相对国际有一些差距，4G时代和国外齐平，5G时代开始引领。近期Verizon、AT&T宣称要做19年开始商用5G，比中国还早一年，之前产业认为主流供应商会是诺基亚爱立信，最终Verizon选择的是三星。国内5G建设总体规划性更强，更好预测一些，今天主要围绕中国市场展开。

5G前传光模块：100G成本偏高，目前25G是主流

前传25G和100G都会并存，4G时代BBU和RRU间的接口为CPRI，为应对5G高带宽需求，3GPP提出新的接口标准eCPRI，如果采用eCPRI接口，前传接口带宽需求会压缩到25G，从而降低光传输成本。

当然采用25G也会带来很多问题，需将BBU部分功能上移到AAU，做信号采样、压缩，从而AAU变重、体积更大，AAU挂在铁塔上，维护成本更高，质量风险也更大，设备商一直致力于将AAU变小、功耗变得更低，从而也在考量100G方案，降低AAU负担，如果100G光模块价格能够有效的下降，设备商还是会倾向100G方案。

5G中传：光模块选项和数量需求差异大

不同运营商有不同的组网方式，不同组网下，光模块的选型和数量会有较大差异，客户提出了50G的需求，我们会积极响应客户需求。

5G回传：相干光模块

回传将采用相干光模块，接口带宽超100G，预计200G相干占2/3，400G相干占1/3。从前传到中传到回传，逐级收敛，回传的光模块用量相对中传更小，但单价更高，从金额看和中传相当。

预计到2023年，光模块市场将超过120亿美元知名咨询机构LightCounting于2018年10月发布了近年来光模块整体市场规模的统计和预测。从图1可以看到，到2023年，光模块市场整体规模将达到120亿美元以上，相比2018年的60亿美元翻了一倍。从测算数据可以看出，5G（无线接入）和数据中心（以太网）这两大重点应用会推动光模块市场迎来更大规模的发展。

图1 近年来及未来几年光模块市场整体规模现状及预测

另一家知名预测机构Ovum对数据中心的100Gbit/s与更高速率的光收发模块市场也给出了最新的预测结果，如图2所示。从图2可以看出，到2023年，数据中心光模块将以100GbE和400GbE为主，附带少量的200GbE需求，总体市场规模将达到48亿美元左右。

图2 Ovum数据中心光模块市场销售预测

无线接入网对于光模块质量和性能的要求与数据中心的需求存在较大差异。由于较多基站要部署在恶劣的环境下，其对光模块能够正常工作的温度范围要求就很高，比如要达到工温（-40℃~+85℃）的指标，这势必会造成光模块成本增加。

对于4G网络，国内三大运营商在前传层面主要以光纤直驱为主，在部分光纤资源紧张的区域，这两年少量CWDM系统的建设产生了10Gbit/s CWDM模块的需求。CWDM系统之所以没有规模应用，主要还是因为维护管理体制和故障定位较难等方面的问题。

对于5G网络，笔者从前传、中传、回传各个层面分析。

前传：10Gbit/s前传光模块可用于5G基站建设的初期，业界目前还是倾向于采用25Gbit/s速率的前传模块。25Gbit/s BiDi单纤双向光模块在国内产业链已基本做好准备，目前业界正在推动25Gbit/s Tunable波长可调谐光模块国际和国内标准的制定，产品仍处于前期的研发阶段。对于采用DRAN部署模式的，也可以采用基于FP/DFB激光器的传输距离在300m以内的25Gbit/s光模块。经了解，海外市场对25Gbit/s CWDM、100Gbit/s 4WDM模块有一定需求。

中传（接入段）：基于收敛功能的前提下，5G初期接入段可采用10Gbit/s或25Gbit/s速率的光模块，比如采用10G SR（300m、VCSEL激光器、MMF）、10Gbit/s或25Gbit/s LR（10km、DFB激光器、SMF）等。

回传（核心汇聚层）：5G初期核心汇聚层可采用100Gbit/s速率的光模块，比如采用100Gbit/s SR4（100m、VCSEL激光器、MMF-MPO）、100Gbit/s PSM4（500m、DFB激光器、SMF-MPO）或100Gbit/s CWDM4（2km、DFB激光器、SMF-LC）等。在城域层面，根据需要传输的距离不同，可采用100Gbit/s ER4、100Gbit/s PAM4或基于相干技术的100Gbit/s光模块。

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（编辑：厦门网）

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