5G網絡的必需品——25G光模塊/100G光模塊
現如今我國對於移動通信網絡的運用，最為普遍的是4G網絡，隨著5G技術成熟，相信未來五年5G網絡（第五代移動通信技術）將會成為信息通信領域的熱點快速發展，承載網的先行建設與升級推動電信網光器件需求將會持續增加，同時雲計算時代下數據中心網絡需求爆發式增長，國內 BAT為首的互聯網企業進入IDC需求擴張期，25G光模塊、100G光模塊等高速光模塊需求迅速增長。
一、5G網絡的特點
5G移動網提供增強型移動寬帶（eMBB）、超可靠低時延通信（uRLLC）、大規模機器類通信（mMTC）三大類業務，不同業務性能差異較大：eMBB 業務面向傳統移動通信，帶寬大；uRLLC 業務面向工業自動化等實時性控制類應用，時延低、可靠性高；mMTC 面向物聯網應用，連接多、流量小。
5G 無線接入網（RAN）重新劃分為有源天線單元（AAU）、分佈單元（DU）、集中單元（CU）部分，核心網由 3G/4G 時代集中部署逐步向雲化、分佈式部署轉變，不同業務核心網下沉到不同位置，滿足業務低時延的要求，提升用戶體驗。
1．大帶寬
基站帶寬取決於無線頻譜帶寬、頻譜效率、天線數等參數配置，64 TR 100 M帶寬的基站，峰值帶寬可以達到 6 Gbit/s，均值帶寬3 Gbit/s，按照國際電信聯盟（ITU）定義：5G 基站最大峰值帶寬可達 20 Gbit/s。實際情況下，基站速率難以達到最大峰值速率。另外，考慮成本、功率等因素， 5G 基站類型會多種共存，基站帶寬從1~20 Gbit/s 均會存在。
5G基站分為高頻基站和低頻基站：5G低頻基站用於廣覆蓋，在初期，5G低頻基站和4G基站會同址部署，在成熟期，5G低頻基站密度與4G基站相當；5G高頻基站主要用於補熱，初期規模不大，但是有一些需要25GE接口接入。
2．低時延
5G不同業務的時延差異化較大，第3代合作伙伴計劃（3GPP）TR 38.913 定義eMBB 端到端（E2E）時延是10 ms，uRLLC是1 ms，其中eMBB的空口時延4 ms，uRLLC的空口時延0.5 ms；但是，對於不同的uRLLC 業務，3GPP TS 22.261 V16.0.0 給出不同的時延定義，如下表。
3．流量Mesh化
5G CU與DU部署靈活、可分可合，分設的CU和DU之間具有多對一、一對多的特點，存在雙歸和冗餘要求。根據 eMBB、uRLLC、mMTC3類業務分步引入，核心網從集中式部署逐步過渡到分佈式部署。CU和核心網之間存在著多對多的關係，核心網之間存在流量交互的情況，5G 時代業務流量Mesh化趨勢較為明顯，如下圖。
4．網絡切片
一代移動通信網（NGMN）、IMT 2020、第3代合作伙伴（3GPP）均提出了5G網絡基於軟件定義網絡（SDN）/網絡功能虛擬化（NFV）的網絡切片架構，網絡切片可以為未來網絡創新、快速部署業務提供基礎。同時，網絡切片服務可提供管理隔離、資源隔離、計算隔離、轉發隔離、控制隔離等特色服務，不同資源的隔離靈活配置，以滿足不同類型的業務安全性、可靠性、關鍵績效指標（KPI）等方面差異化的要求，保障業務安全和服務質量 。
5．NSA向SA逐步演進
5G建網模式分為獨立部署（SA）模式和非獨立部署（NSA）模式：SA 模式下，新建無線、核心5G網絡，4G網絡和5G網絡兩張網獨立運行；NSA是一種逐步演進的網絡技術方案，通過4G既有的資源，僅在4G網絡上增強，以局部擴容的方式為5G提供服務，並隨著5G業務的不斷成熟逐步演進到5G。
5G承載網絡在用戶網絡側接口（UNI），採用10GE、25GE接口接入基站，網絡側會引入25 GE、50 GE、100GE互聯技術，城域未來則可能會向200 GE、400GE鏈路演進，因此5G網絡建設將少不了具備集成化、小型化、高速率、長距離、低成本、低功耗等特點的光模塊，例如25G光模塊、100G光模塊等。
二、25G光模塊/100G光模塊發展趨勢
光模塊的速率一直是市場關注的焦點，根據速率可劃分為622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s、100Gb/s等。目前推動光模塊速率升級的因素主要來自幾個方面：一方面，“寬帶中國”戰略要求實現百兆光纖入戶，從接入層提升了光接口壓力，由下至上各級光接口逐級承壓，推動了對高速率光模塊需求；隨著5G的部署，運營商需要部署更寬的帶寬實現大流量數據的應用，如遠程醫療、VR、4K視頻等，因此移動網絡各層面必須擁有更高的速率，這也推動了25G光模塊/100G光模塊的發展。除了運營商網絡對光模塊需求巨大，雲計算數據中心的加速建設提出了對25G光模塊/100G光模塊的需求。《Cisco全球雲計算指數白皮書》報告中預測，到2020年，99%的互聯網流量與數據中心相關，而數據中心內部的網絡流量佔到了高達70%的比例。從流量模型來看，傳統數據中心以南北向（客戶機與服務器之間的交互）為主，而云數據中心則以東西向（內部服務器之間交換）為主。技術角度，數據中心內部網絡通過引入“Leaf-Spine”（葉脊）網絡架構，提升數據中心內部的數據傳輸速率。目前，25G光模塊/100G光模塊在數據中心實現規模商用，未來有望成為主流應用模式。市場角度，美國Top5互聯網服務商資本開支總和約為420億美金，與中國運營商市場資本開支體量接近。因此，全球數據中心網絡新建及改造帶來的100G光模塊需求將規模放量，高速光模塊市場將保持高景氣。根據Light Counting預測，到2019年數據中心光模塊銷量將超過5000萬隻，市場規模有望在2021年達到49億美元。
總結
在4G網絡時代，光模塊受益於運營商光網絡升級、雲計算數據中心需求爆發及數據中心全光化需求增長態勢顯著，尤其是10G光模塊，相信在未來5G網絡時代，25G光模塊和100G光模塊將會引領光通信行業發展持續增長趨勢。
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