光網(wǎng)絡(luò)將成為5G網(wǎng)絡(luò)最理想的承載技術(shù)

當(dāng)前5G已成業(yè)界熱議話題，5G與光通信有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。隨著通信技術(shù)的發(fā)展以及各種應(yīng)用的蓬勃興起，光傳送網(wǎng)流量不斷提升，而5G的商用也將促使光傳送網(wǎng)流量不斷提升。

5G商用促使光傳送網(wǎng)流量不斷提升

工信部通信科技委常務(wù)副主任、中國(guó)電信科技委主任、中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)主席韋樂(lè)平在2019中國(guó)光網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上表示：“2008-2018年實(shí)際傳送網(wǎng)最大鏈路容量年均增42%，2018-2022年的增長(zhǎng)率仍可達(dá)15%，2022年傳送網(wǎng)最大鏈路容量將突破150Tbit/s?！?/p>

從全球范圍來(lái)看，全球5G已進(jìn)入商用關(guān)鍵期，從標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，2018年6月，3GPP已完成基礎(chǔ)版5G（R15）的標(biāo)準(zhǔn)，主要面向增強(qiáng)的移動(dòng)寬帶商用場(chǎng)景。而到2019年9月，完整版5G（R16）的標(biāo)準(zhǔn)將完成，主要面向高可靠低時(shí)延商用場(chǎng)景。

從商用進(jìn)程來(lái)看，2019年5月底，已經(jīng)有韓國(guó)、美國(guó)、芬蘭、英國(guó)等國(guó)家的12家運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始5G商用。韓國(guó)宏基站規(guī)模年底達(dá)到8萬(wàn)個(gè)。目前商用5G的運(yùn)營(yíng)商主要采用非獨(dú)立組網(wǎng)NSA模式，開(kāi)啟eMBB應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，基站，手機(jī)的功耗和價(jià)格都很高。預(yù)計(jì)2020年全球進(jìn)入5G規(guī)模商用階段。

廣電可能與電信運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合建設(shè)5G網(wǎng)絡(luò)

從我國(guó)5G進(jìn)程來(lái)看，我國(guó)5G已開(kāi)啟商用化進(jìn)程。目前工信部已經(jīng)正式頒發(fā)4張5G商用牌照，中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)廣電獲得牌照。在韋樂(lè)平看來(lái)，中國(guó)廣電因?yàn)橹T多原因，獨(dú)自建網(wǎng)的可能性不大，很可能會(huì)聯(lián)合電信運(yùn)營(yíng)商聯(lián)合建網(wǎng)。

韋樂(lè)平也針對(duì)5G商用進(jìn)程進(jìn)行了預(yù)測(cè)。2019年5G迎來(lái)商用，5G將在40多個(gè)城市進(jìn)行部署，預(yù)計(jì)將部署8萬(wàn)~10萬(wàn)個(gè)宏基站。從終端來(lái)看，目前已有NSA單模芯片手機(jī)，但功耗和價(jià)格還需優(yōu)化。預(yù)計(jì)2019年底將出現(xiàn)雙模芯片手機(jī)，而工信部已經(jīng)表示，明年開(kāi)始唯有雙模手機(jī)才可入網(wǎng)。

“2020年5G將迎來(lái)規(guī)模商用，5G將覆蓋數(shù)百個(gè)城市，運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)將建設(shè)60萬(wàn)~80萬(wàn)個(gè)宏基站，NSA/SA和TDD/FDD雙模手機(jī)將規(guī)模商用。而2021-2027年，預(yù)計(jì)運(yùn)營(yíng)商會(huì)聚焦城市和縣城及發(fā)達(dá)鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行5G覆蓋，預(yù)計(jì)將建設(shè)數(shù)百萬(wàn)量級(jí)宏基站和千萬(wàn)量級(jí)小基站?！表f樂(lè)平如是說(shuō)。

全光網(wǎng)是5G最理想的承載技術(shù)

在韋樂(lè)平看來(lái)，光網(wǎng)絡(luò)具有巨大可用頻譜（10THz）、超大容量（100Tbit/s）以及超高速率（1Tbit/s）等優(yōu)勢(shì)。光網(wǎng)絡(luò)具備的優(yōu)點(diǎn)使得光網(wǎng)絡(luò)成為5G網(wǎng)絡(luò)最理想的承載技術(shù)。

韋樂(lè)平表示，網(wǎng)絡(luò)向全光網(wǎng)演進(jìn)需要三步走。第一步是傳輸鏈路光纖化，中國(guó)電信的傳輸網(wǎng)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)光纖化，正向200~400Gbit/s演進(jìn)。

第二步是接入網(wǎng)光纖化，目前中國(guó)電信正在推進(jìn)配線段和引入線乃至桌面的光纖化，正進(jìn)入攻堅(jiān)戰(zhàn)，光進(jìn)銅全退依然路長(zhǎng)。

第三步是傳輸節(jié)點(diǎn)引入光交換，中國(guó)電信骨干網(wǎng)將在年底前全面部署ROADM，形成骨干全光網(wǎng)，并繼續(xù)向大小城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)延伸。

全光網(wǎng)2.0時(shí)代全面開(kāi)啟

我國(guó)首張骨干ROADM網(wǎng)運(yùn)營(yíng)一年，效果明顯，節(jié)約成本30%~50%，節(jié)約能耗和空間約50%，業(yè)務(wù)配置效率大幅提升、時(shí)延低、波長(zhǎng)一跳直達(dá)。目前全光網(wǎng)正從1.0時(shí)代開(kāi)始邁向2.0新時(shí)代。

5G也將推動(dòng)城域網(wǎng)和骨干網(wǎng)的容量升級(jí)。在城域網(wǎng)中，5G的流量將逐漸趨近固網(wǎng)流量；在骨干網(wǎng)中，5 G的流量占比也將會(huì)大幅提升；光網(wǎng)和IP網(wǎng)需大幅擴(kuò)容升級(jí)，全光網(wǎng)2.0時(shí)代將迎來(lái)新機(jī)遇。

2019年中國(guó)開(kāi)建骨干ROADM節(jié)點(diǎn)高達(dá)466個(gè)，2019年中國(guó)電信骨干網(wǎng)最大節(jié)點(diǎn)容量可到370Tbit/s。值得一提的是，基于ROADM的全光網(wǎng)將向基于OXC的全光網(wǎng)演進(jìn)。

韋樂(lè)平指出，ROADM能否進(jìn)一步向網(wǎng)絡(luò)邊緣拓展的關(guān)鍵是成本，降低成本的關(guān)鍵是WSS器件，而降低WSS成本的關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模效應(yīng)。

5G將為光纖、光模塊、WDM器件等帶來(lái)新機(jī)遇

在韋樂(lè)平看來(lái)，5G將為小基站、光纖、光模塊、WDM器件等帶來(lái)新機(jī)遇。

隨著5G頻段的升高，室內(nèi)覆蓋成為運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署難題，小基站將大放異彩，預(yù)計(jì)中國(guó)市場(chǎng)將有數(shù)千萬(wàn)量級(jí)的5G小基站。5G需要大量光纖連接小基站，預(yù)計(jì)需要幾億芯公里的光纖。與此同時(shí)，5G云化網(wǎng)絡(luò)需要新建諸多DC，帶來(lái)了光纖和光模塊的需求。而5G也會(huì)對(duì)新型光纖產(chǎn)生需求。骨干高容量路由轉(zhuǎn)向超低損G.654E光纖，室內(nèi)站和DC帶來(lái)抗彎曲和新一代多模光纖需求。

5G時(shí)代，光模塊也將迎來(lái)新機(jī)遇，5G室外宏基站至少是4G的1.2~2倍，若室內(nèi)覆蓋主要靠小基站，則需要數(shù)千萬(wàn)個(gè)，預(yù)計(jì)5G將會(huì)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)量級(jí)的25G/50G/100Gbit/s高速光模塊用量。進(jìn)一步考慮我國(guó)數(shù)據(jù)中心目前的巨大發(fā)展空間，高速光模塊的發(fā)展空間更加可觀。

此外，5G也將為WDM器件帶來(lái)新機(jī)會(huì)。5G時(shí)代光器件的成本已經(jīng)構(gòu)成整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)成本的重要部分，降低其成本成為降低5G成本的重要路徑。韋樂(lè)平指出，實(shí)現(xiàn)低成本光器件的思路主要包括：一是技術(shù)創(chuàng)新，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、光物理層創(chuàng)新；二是產(chǎn)品分級(jí)，不同距離采用不同技術(shù)實(shí)現(xiàn)最低成本；三是量產(chǎn)規(guī)模，盡量減少選項(xiàng)，提高量產(chǎn)規(guī)模，國(guó)產(chǎn)化，不同領(lǐng)域技術(shù)共享；四是采購(gòu)模式，光器件單獨(dú)采購(gòu)增加數(shù)量，減少開(kāi)銷(xiāo)。

在韋樂(lè)平看來(lái)，光通信的速率和成本成為電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的“瓶頸”，光器件是“瓶頸的平方”，而光芯片是“瓶頸的立方”。而硅光子技術(shù)是根本性突破方向，各種光子集成技術(shù)都可以帶來(lái)不同程度的改進(jìn)和突破，但只有硅光子技術(shù)可以享受到摩爾定律帶來(lái)的巨大好處，從而有望在成本、功耗、集成度上帶來(lái)根本性突破。