5G时代光模块机遇与挑战并存

目前5G已成为业界热议话题，5G相比4G业务场景多变，5G需要解决的不仅是人与人的连接，更要解决人与物、物与物的连接，这些需求对5G承载网带来巨大挑战。这场变革也带来了5G光模块、光器件市场需求的爆发。

“基于2020年实现5G商用的目标，2020年也将迎来大规模5G承载网建设。”青岛海信宽带多媒体技术有限公司技术合作总监张华博士在记者采访时表示。

张华表示，5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线，实现5G业务的前传、中传和回传功能，但实现不同的功能特性需要采用不同规格的光模块和光芯片。

为实现5G前传的功能，主要需要光纤直连的灰光模块和支持波分复用（WDM）的彩光模块，其中光纤直连主要以25Gbit/s灰光模块为主，支持双纤双向和单纤双向两种类型。其中25Gbit/s双纤双向灰光模块主要包括300m和10km两种传输距离，25Gbit/s单纤双向灰光模块的传输距离为10km。彩光模块主要是基于低成本25Gbit/s波长可调谐激光器芯片的光模块，彩光方案在光纤资源紧张的区域将成为5G前传十分具有竞争力的选择。

在5G中传上，主要有50Gbit/s灰光模块，按照传输距离可分为10km和40km。其中，50Gbit/s 10km光模块可采用25G波特率的DFB激光器和PIN探测器实现；40km光模块需采用25G波特率的EML激光器和APD探测器实现。

对实现回传功能的光模块而言，包括传输距离为40~120km的100G/200G/400G低成本高速相干光模块和基于50G PAM4技术的200G/400G直接检测光模块。

同时，实际应用场景也对光模块的性能和成本提出了多方位的要求。预计5G光模块的总需求量将超过4G，前传光模块可能存在数千万量级的需求，因此，低成本是促进5G大规模部署的有利因素，当前业界正在基于10G光器件和PAM4调制等技术开发25G光模块，此举表明了产业链上下游通力协作的决心。

“海信在5G前传、中传、回传这3个层级中均有布局，其中某些类型的光模块已经进入量产阶段，自制的激光器芯片也正处于紧锣密鼓的开发中。同时，海信宽带在北美和青岛设有芯片研发和生产基地，主要产品包括DFB、FP、EML、Tunable等激光器芯片产品，在电芯片方面也将与国内外合作伙伴加强战略合作，通过全方位的技术积累为5G光模块规模商用保驾护航。”张华博士表示。

在张华看来，5G将为光通信行业带来显著的市场需求，5G网络中宏基站和小基站大规模部署所带动的光模块需求、5G网络架构变化所带来的核心网设备更新换代、对光纤光缆的需求，将一并推动光通信行业的发展。

调查机构统计数据显示，2022年前5G承载网基站建设为高速发展时期，承载网建设对光模块需求的推动迅猛，预计5G网络总开支为14000亿，光模块市场量预计将达到620亿，预计光模块投资将占5G网络总开支的4.4%。

巨大的需求量对光模块供应商而言是巨大的机遇也意味着巨大的挑战。一方面，客户对光模块的性能、价格、交付、质量均提出相应的要求；另一方面，不同于上游的芯片供应商和下游的设备商，处于产业链中游的光模块企业数量众多，而产品种类和方案又趋同，如何提升企业自身竞争力也是挑战之一。

针对以上两个挑战，张华表示，通过差异化的技术创新提升产品性价比、通过智能制造来确保产品质量和交付是打造企业核心竞争力的关键。此外，希望通过业界的共同努力，实现5G无线光模块核心零部件的国产化，掌握对全产业链的自主可控。