第20屆中國國際光電博覽會(CIOE)9月 5 日在深圳開幕，工業和信息化部通信科技委 常務副主任、中國電信集團公司科技委主任 韋樂平就業界熱議話題——《5G 時代下光通 信產業的發展機遇與挑戰》發表精彩演講： 5G 前傳重要性不斷凸顯，5G 競爭正演變為光 纖基礎設施競爭。
5G 將引發全面的變革
韋 樂 平 認 為， 區 別 於 1G、2G、3G、 4G，5G 的發展使運營商從專注無線網延伸到 端到端的網絡，作為承載全網的光纖網成為 關鍵。5G 光纖網的作用將不僅侷限於容量、 連接密度和時延，它改變了無線網和光纖網 關係，兩者關係日趨密切，將逐步融合進一 個統一的端到端網。除了連接外，5G 光纖網 的網絡架構、功能分佈、拓撲、設備形態乃 至傳輸媒質都要發生重要變化。
首先看看骨幹網，整個大網絡骨幹網是最 關鍵的。骨幹網最主要的趨勢是 400G，400G 需求已經出來，但傳輸距離和成本是關鍵的 問題。到現在為止並沒有突破。按照我國的 網絡看，2018年京漢廣最大的容量到今年年 底有可能到 35T，需要消耗 5×80×100G 系 統，顯然是很不合理的。400G 需求呈現，但 距離和價格還不行，有待4×100G光模塊突 破，達到2.5倍100G價格門檻，這些才有每 年 30% 的效益增加。
400G方案，如果是常規光纖，如果用 ULL， 可 延 長 20+%- 雙 載 波 400GPDM16QAM 的距離 500-600 公里，適合區域網和 長途中等傳輸距離及雙載波400GQPSK的距 離是1200-1500公里，適合長途超長距離傳輸， 但實現難度比較大。目標是一個靈活使用不 同距離和容量的可編程網絡。
剛才講的鏈路，鏈路之後就是節點。中國電信在去年年底開通了中國第一個 長途超大規模全國網絡，由 21 個 ROADM 節 點骨幹組成，初期承載 324 條 100Gb/s，光層 直達，最長業務路由 1369km，使用 282 塊 20 維WSS Twins。與傳統組網方案比較：節省 設備投資 OTU 數減少 55%，但因為採用超長 傳輸距離光口，價格又上去了，總節約沒有 55%，但設備節約 15%。降低成本 30%-50%， 30%是工程算下來的總體成本，50%是國外的， 因為他們沒有用超長傳輸距離的，可以節約 總體成本 50%。能耗和佔用空間達到 50%。實 現光層動態聯網，啟用 WSON，可動態恢復 路由，故障恢復速度大大提升，業務效率大 幅度提升，時延低，非常適合大客戶專線。
5G 正演變為光纖基礎設施的競爭，這是 5G 很重要的特點。1G、2G、3G、4G 光纖設 施也很重要，但只起了輔助性作用，把信息 傳過去就可以了，到 5G 關係發生了很重要的 變化，因為 5G 的業務定位發生了變化，從專 注無線網延伸到端到端的網絡，作用承載全 網的光纖網成為關鍵。5G 光纖網與無線網的 關係發生了很重要的變化，光纖網的作用不 僅限於容量、連接密度和時延，而且改變了 兩者的關係，兩者關係日趨密切，將逐步融 合進一個統一的端到端的網絡。 5G 光纖網除了連接外，它的網絡架構、 分佈、圖譜、設備形態都要發生重要的變化， 5G 的競爭正演變為一場光纖技基礎的競爭。 誰的光纖技術好，而且密，可以更快的提供 我們所需要的 5G 的內容就最好。
5G 面臨的主要挑戰
技術挑戰，頻段高所帶來的技術和成本挑 戰。目前在 6G 以下，很難有 3×200M 可用 頻段，必須啟用毫米波段。5G相對4G有一 個性能本質上的提升，100 兆帶寬肯定不夠，將來必須啟用毫米波段。大量小基站，覆蓋小， 靠多天線、波束賦形和快速掃描追蹤可明顯 改善，但能不能根除覆蓋空洞？還有性價比 問題。波束跟蹤快速掃描就是 40 年前像空間 雷達技術。但那個軍用技術的價格不是我們 能接受的。能在低成本情況下，4G 價格 10 萬 塊錢，目標價格希望降到 20 萬，20 萬能不能 做成高速掃描賦形跟蹤技術，這是很重要的 挑戰。高頻器件，大功率功放需要GaN，價 格就上去了，起碼貴兩到三倍，SAW/BAM 濾波器不能用了，FBAR 能不能用？全新濾波 器是什麼？技術上還有很大的挑戰。因為馬 上要商用了，這些東西都沒有解決。
高速光器件是前傳最大的成本，主要是可 調激光器。可調激光器搞了好幾十年，性價 比始終不行，不能滿足應用。
網絡切片所帶來的跨域、跨技術、跨平臺、 跨廠家、跨運營商的端到端的技術管理的復 雜性。你要跟美國的運營商通訊，很重要的 跨運營商實現切片，這個協調的工作量可以 想象難度。
延時，很多應用號稱一毫秒，事實證明真 正的 5G 支撐不了一毫秒，因為 5G 分給傳輸 核心網加起來才 0.5ms，基本上不可行，除非 在一個樓裡，5G 核心能力是端到端 3ms。
其二是市場挑戰。什麼應用必須用 5G ？ 物聯網能不能擔當收入的大任？物聯網三大 運營商搞了8年，加起來才幾十億，相對運 營商的收入不到 1%。說明這個征程非常非常 艱難，不是大家想象的，餡餅很大，在空中， 而且輪到你的並沒有那麼多。
垂直行業對 5G 的熱情和積極性？垂直行 業大家寄極大希望於 5G，從消費類轉向垂直 行業，但垂直行業有多少人瞭解 5G 可能給他 們帶來的收益？這個很不清楚，都是搞電信 的人替他們設計的一大堆應用，他們本身並不很清楚，甚至也並不很熱情。
最後是投資回報挑戰。5G 頻段很高，基 站很多，大概是 1.8G 的 2 倍，還不算毫米波， 基站很貴，目標是 2G 的 2 倍，功耗很高，4G 的5-7倍，引領的代價，原來可以有很多學 習的，不需要付學費，現在已經跑到第一， 搭順風車的可能性越來越小了，所以要付出 比較大的代價。投資大幅度增加，什麼業務 能補償投資的增加？現在並不是很清楚。
但是希望大於挑戰，機遇大於挑戰。
5G 時代的光通信機遇
光纖數量的需求依然強勁。中國光纖需 求佔世界的 60%，我們的人口才佔了 20%。按 照現有3.5G頻段考慮，鏈路預算比1.8G高 14dB，基站數可能是2倍，需要大量光纖互 連，至少有幾億芯公里空間。考慮毫米波的 應用會大量增加，將來可能5倍更多。非技 術和非理性的競爭考慮可能導致超實際市場 預期的巨大光纖需求波動。因為有很多非理 性因素，這種非理性因素是波動的，一旦波動， 可能對光纖市場造成很大的影響。新型光纖， 骨幹網高容量將轉向超低損 G.654E 光纖，可 以有4dB增益。前傳消耗光纖成本是最大的 一塊，能不能採用單模多模通用光纖。開始 速率不高，可以用多模光纖，速率提高了， 很自然的可以變成單模光纖。
5G時代的光模塊機遇。因為基站數增加， 導致光模塊數量也很大，起碼幾千萬量級的， 20/50/100Gbps 高速光模塊。最少的估計一兩 千萬，最多的估計九千萬，取個平均數也是 四五千萬。這是巨大的市場。
進一步考慮我國數據中心的巨大發展空 間（美國佔IDC數45%，我國寬帶用戶是美 國 3 倍，但才佔 8%），說明中國的數據中心 應該有巨大的發展空間。因為寬帶用戶是消 耗帶寬最大的因素。一個寬帶用戶，過去相 當於一個移動的 80%，現在因為流量放開，可 能倍數減少，起碼也是 40 倍以上。過往的寬 帶用戶是消耗流量的大頭。這很不相稱，高 速光模塊發展空間更加可觀。基於 PAM4 的 4 電平調幅是主流技術方案。
5G 時代的 WDM 器件機遇。畢竟光纖的 數量有限，除了一些大城市，很多中小城市 沒有那麼多光纖，WDM 技術有很大的應用場 景。即使在大城市很多局部地區也仍然是這 樣的。WDM系統多樣化，有很多種解決方 案。包括無源 WDM 採光和有源 WDM OTN 和 WDM/M-OTN 採光、WDM PON。起碼 有三種可選技術，由於現在光器件成本並不 清楚，尤其是可調激光，所以結果很難估計。
將來可以預測的多張無線網的協同發展， 近中期未來可預測的兩三年，近中期城市熱 區是 5G+WiFi；城區中長期是 5G+WiFi，長 期看有可能全部縣和發達鄉鎮有 5G 覆蓋。5G 全覆蓋是一個非常非常長遠的目標，除非技 術上有重大突破，否則是不可能的，成本無 法覆蓋。
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