5G時代光模塊機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存

目前5G已成為業(yè)界熱議話題，5G相比4G業(yè)務(wù)場景多變，5G需要解決的不僅是人與人的連接，更要解決人與物、物與物的連接，這些需求對5G承載網(wǎng)帶來巨大挑戰(zhàn)。這場變革也帶來了5G光模塊、光器件市場需求的爆發(fā)。

“基于2020年實現(xiàn)5G商用的目標(biāo)，2020年也將迎來大規(guī)模5G承載網(wǎng)建設(shè)?！鼻鄭u海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司技術(shù)合作總監(jiān)張華博士在記者采訪時表示。

張華表示，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，實現(xiàn)5G業(yè)務(wù)的前傳、中傳和回傳功能，但實現(xiàn)不同的功能特性需要采用不同規(guī)格的光模塊和光芯片。

為實現(xiàn)5G前傳的功能，主要需要光纖直連的灰光模塊和支持波分復(fù)用（WDM）的彩光模塊，其中光纖直連主要以25Gbit/s灰光模塊為主，支持雙纖雙向和單纖雙向兩種類型。其中25Gbit/s雙纖雙向灰光模塊主要包括300m和10km兩種傳輸距離，25Gbit/s單纖雙向灰光模塊的傳輸距離為10km。彩光模塊主要是基于低成本25Gbit/s波長可調(diào)諧激光器芯片的光模塊，彩光方案在光纖資源緊張的區(qū)域?qū)⒊蔀?G前傳十分具有競爭力的選擇。

在5G中傳上，主要有50Gbit/s灰光模塊，按照傳輸距離可分為10km和40km。其中，50Gbit/s 10km光模塊可采用25G波特率的DFB激光器和PIN探測器實現(xiàn)；40km光模塊需采用25G波特率的EML激光器和APD探測器實現(xiàn)。

對實現(xiàn)回傳功能的光模塊而言，包括傳輸距離為40~120km的100G/200G/400G低成本高速相干光模塊和基于50G PAM4技術(shù)的200G/400G直接檢測光模塊。

同時，實際應(yīng)用場景也對光模塊的性能和成本提出了多方位的要求。預(yù)計5G光模塊的總需求量將超過4G，前傳光模塊可能存在數(shù)千萬量級的需求，因此，低成本是促進(jìn)5G大規(guī)模部署的有利因素，當(dāng)前業(yè)界正在基于10G光器件和PAM4調(diào)制等技術(shù)開發(fā)25G光模塊，此舉表明了產(chǎn)業(yè)鏈上下游通力協(xié)作的決心。

“海信在5G前傳、中傳、回傳這3個層級中均有布局，其中某些類型的光模塊已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，自制的激光器芯片也正處于緊鑼密鼓的開發(fā)中。同時，海信寬帶在北美和青島設(shè)有芯片研發(fā)和生產(chǎn)基地，主要產(chǎn)品包括DFB、FP、EML、Tunable等激光器芯片產(chǎn)品，在電芯片方面也將與國內(nèi)外合作伙伴加強(qiáng)戰(zhàn)略合作，通過全方位的技術(shù)積累為5G光模塊規(guī)模商用保駕護(hù)航。”張華博士表示。

在張華看來，5G將為光通信行業(yè)帶來顯著的市場需求，5G網(wǎng)絡(luò)中宏基站和小基站大規(guī)模部署所帶動的光模塊需求、5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變化所帶來的核心網(wǎng)設(shè)備更新?lián)Q代、對光纖光纜的需求，將一并推動光通信行業(yè)的發(fā)展。

調(diào)查機(jī)構(gòu)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2022年前5G承載網(wǎng)基站建設(shè)為高速發(fā)展時期，承載網(wǎng)建設(shè)對光模塊需求的推動迅猛，預(yù)計5G網(wǎng)絡(luò)總開支為14000億，光模塊市場量預(yù)計將達(dá)到620億，預(yù)計光模塊投資將占5G網(wǎng)絡(luò)總開支的4.4%。

巨大的需求量對光模塊供應(yīng)商而言是巨大的機(jī)遇也意味著巨大的挑戰(zhàn)。一方面，客戶對光模塊的性能、價格、交付、質(zhì)量均提出相應(yīng)的要求；另一方面，不同于上游的芯片供應(yīng)商和下游的設(shè)備商，處于產(chǎn)業(yè)鏈中游的光模塊企業(yè)數(shù)量眾多，而產(chǎn)品種類和方案又趨同，如何提升企業(yè)自身競爭力也是挑戰(zhàn)之一。

針對以上兩個挑戰(zhàn)，張華表示，通過差異化的技術(shù)創(chuàng)新提升產(chǎn)品性價比、通過智能制造來確保產(chǎn)品質(zhì)量和交付是打造企業(yè)核心競爭力的關(guān)鍵。此外，希望通過業(yè)界的共同努力，實現(xiàn)5G無線光模塊核心零部件的國產(chǎn)化，掌握對全產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控。