我們一直都在對(duì)5G及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行綜合報(bào)道，其目的是為大眾闡述5G應(yīng)用環(huán)境里的各個(gè)環(huán)節(jié)，以求更多人了解全面的真切的5G，到底是什么。此篇我們要談的，是5G的技術(shù)鏈絡(luò)里的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，光模塊。光模塊，部分廠商也稱(chēng)其為光收發(fā)器，通常由光發(fā)射組件（合激光器）、光接收組件（合光探測(cè)器）、驅(qū)動(dòng)電路和光、電接口等組成。其作用在于實(shí)現(xiàn)電光和光電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。在發(fā)送端，一定速率的電信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，通過(guò)光功率自動(dòng)控制電路，輸出功率穩(wěn)定的光信號(hào)。在接收端，一定速率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)速率的電信號(hào)。根據(jù)《5G承載光模塊白皮書(shū)》的描述，5G承載網(wǎng)絡(luò)一般分為城域接入層、城域匯聚層、城域核心層/省內(nèi)干線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)的前傳和中回傳功能，其中各層設(shè)備之間主要依賴(lài)光模塊實(shí)現(xiàn)互連。因此，在5G承載網(wǎng)中，光模塊是網(wǎng)絡(luò)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，廣泛應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)及傳輸設(shè)備，也是5G低成本、廣覆蓋的關(guān)鍵要素。

光模塊重要性的必然

光通信技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)里程碑式的光電子器件技術(shù)突破.20世紀(jì)70年代·半導(dǎo)體激光器和低損耗光纖的出現(xiàn)開(kāi)啟光纖通信的大門(mén)，80年代的DFB激光器技術(shù)，90年代的摻鉺光纖放大器（EDFA）技術(shù)，2000年的密集波分復(fù)用技術(shù)-2010年的相干通信技術(shù)都推動(dòng)著光通信系統(tǒng)·按傳輸容量每十年翻1000倍的速度快速發(fā)展。這里要說(shuō)的光模塊就是光通信技術(shù)的重中之重。

不同于以前3G和4G，5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅僅是升級(jí)換代，更是未來(lái)數(shù)字世界的驅(qū)動(dòng)平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施，將真正創(chuàng)建一個(gè)全聯(lián)接的新世界。為了適應(yīng)大帶寬、低時(shí)延和海量連接業(yè)務(wù)，對(duì)5G承載網(wǎng)在帶寬、容量、時(shí)延和組網(wǎng)靈活性方面提出了新的需求。5G承載網(wǎng)架構(gòu)分為前端傳輸、中段傳輸、中段回傳三部分。

首先，5G前端傳輸是城域接入層的一部分，它的典型應(yīng)用場(chǎng)景包括光纖直連、無(wú)源WDM和有源WDM/光傳送網(wǎng)（OTN）/切片分組網(wǎng)（SPN）等。根據(jù)其網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，25Gb/s彩光和灰光模塊的需求量較大。

所以，根據(jù)SG前端傳輸應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際情況，運(yùn)營(yíng)商部署網(wǎng)絡(luò)所需光模塊一般要滿(mǎn)足兩大要求。第一是滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)溫度范圍，可靠性要求高。第二是成本要足夠低（5G光模塊總需求量預(yù)計(jì)超過(guò)4G，尤其前傳光模塊可能存在數(shù)千萬(wàn)量級(jí)的需求，低成本是產(chǎn)業(yè)對(duì)光模塊的主要訴求之一）。從當(dāng)前國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況來(lái)看，5G前傳所需要的光模塊基本已實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，大部分有生產(chǎn)研發(fā)能力的廠商均能夠提供現(xiàn)貨。

同時(shí)，SG的中段回傳也對(duì)光模塊的需求非常大。要知道，5G的中段回傳覆蓋城域接入層、匯聚層與核心層，所需光模塊與現(xiàn)有傳送網(wǎng)及數(shù)據(jù)中心使用的光模塊技術(shù)差異不大，50G、100G、200G和400G光模塊產(chǎn)品皆有覆蓋。據(jù)了解，城域接入層將主要采用25Gb/s.50Gb/s、100Gb/s等速率的灰光或彩光模塊，城域匯聚層及核心層將較多采用100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等速率的DWDM彩光模塊。其中50G和100G光模塊需求所占比重較大-部分運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始部署的5G光模塊就是此類(lèi)。從國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈的供貨能力上來(lái)看，100G光模塊的生產(chǎn)商較多，而200Gb/s及以上速率的光模塊生產(chǎn)廠商較少，主要集中在光迅科技和華工正源等少數(shù)企業(yè)。

至于需要更廣域布局的400G光模塊的研發(fā)也有了新的進(jìn)展。國(guó)內(nèi)廠商已有400G光模塊產(chǎn)品出貨，支持傳輸距離在10km以?xún)?nèi)，可滿(mǎn)足下一代數(shù)據(jù)中心的需求，而能夠滿(mǎn)足SG中回傳中長(zhǎng)距離傳輸要求的400G光模塊產(chǎn)品，目前大部分廠商還處于樣品階段，預(yù)計(jì)2019年下半年會(huì)逐步量產(chǎn)和商用。不過(guò)與100Gb/s及以下速率的光模塊相比-國(guó)內(nèi)廠商的200G 、400G光模塊的研發(fā)和生產(chǎn)相對(duì)較弱。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前能夠生產(chǎn)此類(lèi)光模塊的廠商旭創(chuàng)科技和中天科技等少數(shù)幾家公司。

對(duì)了，支持更長(zhǎng)距離的光模塊，IEEE 802.3cn/ct目前正在制定200GbE和400GbE 40km及以上、100GbE 80km及以上傳輸距離的光接口指標(biāo)，預(yù)計(jì)2020年左右制定完成。這里就不討論了。

產(chǎn)業(yè)的潛在價(jià)值

根據(jù)相關(guān)報(bào)道，全球互聯(lián)網(wǎng)流量將從2016年每月80EB增長(zhǎng)到2022年240EB，其中無(wú)線(xiàn)移動(dòng)流量的年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到45%。而互聯(lián)網(wǎng)流量必然帶來(lái)光網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)流量的增長(zhǎng)速率與光通信網(wǎng)絡(luò)帶寬的增長(zhǎng)保持一致。因此，未來(lái)光電子器件市場(chǎng)依然向好。

而為了滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)低功耗、低成本、高密度和高可靠性的需求，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界加大了對(duì)光子集成、光電集成與硅基光子集成技術(shù)工藝的矣注與投入。光電子器件、模塊供應(yīng)商通過(guò)集成可以降低封裝、耦合等制造成本;運(yùn)營(yíng)商用戶(hù)可以通過(guò)集成降低設(shè)備功耗、機(jī)房占用面積、以及系統(tǒng)開(kāi)通等運(yùn)營(yíng)成本。

按之前的報(bào)道·預(yù)計(jì)到2020年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)接近170億美元-預(yù)測(cè)的未來(lái)三年復(fù)合增長(zhǎng)率接近20%0而根據(jù)我們?nèi)筮\(yùn)營(yíng)商的規(guī)劃，今年必然會(huì)推進(jìn)5G試商用落地，但是運(yùn)營(yíng)商在5G投資方面多持謹(jǐn)慎態(tài)度，預(yù)計(jì)投資規(guī)模在400億元左右·而網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部署的時(shí)間點(diǎn)大概要等到2020年。這意味著，國(guó)內(nèi)廠商擁有了較為充裕的研發(fā)時(shí)間來(lái)打磨產(chǎn)品、降低成本，為5G的爆發(fā)準(zhǔn)備充足的彈藥。同時(shí)在5G需求和投資額均有增加的情況下，國(guó)內(nèi)光模塊廠商將有更大的機(jī)會(huì)向高端光模塊市場(chǎng)發(fā)

因此，全球光模塊市場(chǎng)占據(jù)著光電子器件中的最大份額-這個(gè)市場(chǎng)規(guī)模仍將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2022年增至110億美元。25G光模塊產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用逐步替代10G光模塊成為主流，數(shù)據(jù)中心、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)、接入網(wǎng)、傳輸網(wǎng)對(duì)25G光收發(fā)模塊形成了需求合力，將是一個(gè)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)力。

寫(xiě)在最后：

不過(guò)我們也都知道-到目前為止-運(yùn)營(yíng)商并沒(méi)有開(kāi)始大規(guī)模建網(wǎng)，集采招標(biāo)亦末啟動(dòng)，使得這部分光模塊的市場(chǎng)需求暫未上量。有行業(yè)內(nèi)的預(yù)計(jì)是，2020年后光模塊的需求會(huì)大幅度提升，2021年前后會(huì)有大量需求出現(xiàn)。但不可否認(rèn)，在電信市場(chǎng)，我們?nèi)筮\(yùn)營(yíng)商作為光學(xué)設(shè)備消費(fèi)大戶(hù)，其資本在光模塊上雖然投資與預(yù)期的相差有一定距離，但未來(lái)可期。