第20届中国国际光电博览会(CIOE)9月 5 日在深圳开幕，工业和信息化部通信科技委 常务副主任、中国电信集团公司科技委主任 韦乐平就业界热议话题——《5G 时代下光通 信产业的发展机遇与挑战》发表精彩演讲： 5G 前传重要性不断凸显，5G 竞争正演变为光 纤基础设施竞争。
5G 将引发全面的变革
韦 乐 平 认 为， 区 别 于 1G、2G、3G、 4G，5G 的发展使运营商从专注无线网延伸到 端到端的网络，作为承载全网的光纤网成为 关键。5G 光纤网的作用将不仅局限于容量、 连接密度和时延，它改变了无线网和光纤网 关系，两者关系日趋密切，将逐步融合进一 个统一的端到端网。除了连接外，5G 光纤网 的网络架构、功能分布、拓扑、设备形态乃 至传输媒质都要发生重要变化。
首先看看骨干网，整个大网络骨干网是最 关键的。骨干网最主要的趋势是 400G，400G 需求已经出来，但传输距离和成本是关键的 问题。到现在为止并没有突破。按照我国的 网络看，2018年京汉广最大的容量到今年年 底有可能到 35T，需要消耗 5×80×100G 系 统，显然是很不合理的。400G 需求呈现，但 距离和价格还不行，有待4×100G光模块突 破，达到2.5倍100G价格门槛，这些才有每 年 30% 的效益增加。
400G方案，如果是常规光纤，如果用 ULL， 可 延 长 20+%- 双 载 波 400GPDM16QAM 的距离 500-600 公里，适合区域网和 长途中等传输距离及双载波400GQPSK的距 离是1200-1500公里，适合长途超长距离传输， 但实现难度比较大。目标是一个灵活使用不 同距离和容量的可编程网络。
刚才讲的链路，链路之后就是节点。中国电信在去年年底开通了中国第一个 长途超大规模全国网络，由 21 个 ROADM 节 点骨干组成，初期承载 324 条 100Gb/s，光层 直达，最长业务路由 1369km，使用 282 块 20 维WSS Twins。与传统组网方案比较：节省 设备投资 OTU 数减少 55%，但因为采用超长 传输距离光口，价格又上去了，总节约没有 55%，但设备节约 15%。降低成本 30%-50%， 30%是工程算下来的总体成本，50%是国外的， 因为他们没有用超长传输距离的，可以节约 总体成本 50%。能耗和占用空间达到 50%。实 现光层动态联网，启用 WSON，可动态恢复 路由，故障恢复速度大大提升，业务效率大 幅度提升，时延低，非常适合大客户专线。
5G 正演变为光纤基础设施的竞争，这是 5G 很重要的特点。1G、2G、3G、4G 光纤设 施也很重要，但只起了辅助性作用，把信息 传过去就可以了，到 5G 关系发生了很重要的 变化，因为 5G 的业务定位发生了变化，从专 注无线网延伸到端到端的网络，作用承载全 网的光纤网成为关键。5G 光纤网与无线网的 关系发生了很重要的变化，光纤网的作用不 仅限于容量、连接密度和时延，而且改变了 两者的关系，两者关系日趋密切，将逐步融 合进一个统一的端到端的网络。 5G 光纤网除了连接外，它的网络架构、 分布、图谱、设备形态都要发生重要的变化， 5G 的竞争正演变为一场光纤技基础的竞争。 谁的光纤技术好，而且密，可以更快的提供 我们所需要的 5G 的内容就最好。
5G 面临的主要挑战
技术挑战，频段高所带来的技术和成本挑 战。目前在 6G 以下，很难有 3×200M 可用 频段，必须启用毫米波段。5G相对4G有一 个性能本质上的提升，100 兆带宽肯定不够，将来必须启用毫米波段。大量小基站，覆盖小， 靠多天线、波束赋形和快速扫描追踪可明显 改善，但能不能根除覆盖空洞？还有性价比 问题。波束跟踪快速扫描就是 40 年前像空间 雷达技术。但那个军用技术的价格不是我们 能接受的。能在低成本情况下，4G 价格 10 万 块钱，目标价格希望降到 20 万，20 万能不能 做成高速扫描赋形跟踪技术，这是很重要的 挑战。高频器件，大功率功放需要GaN，价 格就上去了，起码贵两到三倍，SAW/BAM 滤波器不能用了，FBAR 能不能用？全新滤波 器是什么？技术上还有很大的挑战。因为马 上要商用了，这些东西都没有解决。
高速光器件是前传最大的成本，主要是可 调激光器。可调激光器搞了好几十年，性价 比始终不行，不能满足应用。
网络切片所带来的跨域、跨技术、跨平台、 跨厂家、跨运营商的端到端的技术管理的复 杂性。你要跟美国的运营商通讯，很重要的 跨运营商实现切片，这个协调的工作量可以 想象难度。
延时，很多应用号称一毫秒，事实证明真 正的 5G 支撑不了一毫秒，因为 5G 分给传输 核心网加起来才 0.5ms，基本上不可行，除非 在一个楼里，5G 核心能力是端到端 3ms。
其二是市场挑战。什么应用必须用 5G ？ 物联网能不能担当收入的大任？物联网三大 运营商搞了8年，加起来才几十亿，相对运 营商的收入不到 1%。说明这个征程非常非常 艰难，不是大家想象的，馅饼很大，在空中， 而且轮到你的并没有那么多。
垂直行业对 5G 的热情和积极性？垂直行 业大家寄极大希望于 5G，从消费类转向垂直 行业，但垂直行业有多少人了解 5G 可能给他 们带来的收益？这个很不清楚，都是搞电信 的人替他们设计的一大堆应用，他们本身并不很清楚，甚至也并不很热情。
最后是投资回报挑战。5G 频段很高，基 站很多，大概是 1.8G 的 2 倍，还不算毫米波， 基站很贵，目标是 2G 的 2 倍，功耗很高，4G 的5-7倍，引领的代价，原来可以有很多学 习的，不需要付学费，现在已经跑到第一， 搭顺风车的可能性越来越小了，所以要付出 比较大的代价。投资大幅度增加，什么业务 能补偿投资的增加？现在并不是很清楚。
但是希望大于挑战，机遇大于挑战。
5G 时代的光通信机遇
光纤数量的需求依然强劲。中国光纤需 求占世界的 60%，我们的人口才占了 20%。按 照现有3.5G频段考虑，链路预算比1.8G高 14dB，基站数可能是2倍，需要大量光纤互 连，至少有几亿芯公里空间。考虑毫米波的 应用会大量增加，将来可能5倍更多。非技 术和非理性的竞争考虑可能导致超实际市场 预期的巨大光纤需求波动。因为有很多非理 性因素，这种非理性因素是波动的，一旦波动， 可能对光纤市场造成很大的影响。新型光纤， 骨干网高容量将转向超低损 G.654E 光纤，可 以有4dB增益。前传消耗光纤成本是最大的 一块，能不能采用单模多模通用光纤。开始 速率不高，可以用多模光纤，速率提高了， 很自然的可以变成单模光纤。
5G时代的光模块机遇。因为基站数增加， 导致光模块数量也很大，起码几千万量级的， 20/50/100Gbps 高速光模块。最少的估计一两 千万，最多的估计九千万，取个平均数也是 四五千万。这是巨大的市场。
进一步考虑我国数据中心的巨大发展空 间（美国占IDC数45%，我国宽带用户是美 国 3 倍，但才占 8%），说明中国的数据中心 应该有巨大的发展空间。因为宽带用户是消 耗带宽最大的因素。一个宽带用户，过去相 当于一个移动的 80%，现在因为流量放开，可 能倍数减少，起码也是 40 倍以上。过往的宽 带用户是消耗流量的大头。这很不相称，高 速光模块发展空间更加可观。基于 PAM4 的 4 电平调幅是主流技术方案。
5G 时代的 WDM 器件机遇。毕竟光纤的 数量有限，除了一些大城市，很多中小城市 没有那么多光纤，WDM 技术有很大的应用场 景。即使在大城市很多局部地区也仍然是这 样的。WDM系统多样化，有很多种解决方 案。包括无源 WDM 采光和有源 WDM OTN 和 WDM/M-OTN 采光、WDM PON。起码 有三种可选技术，由于现在光器件成本并不 清楚，尤其是可调激光，所以结果很难估计。
将来可以预测的多张无线网的协同发展， 近中期未来可预测的两三年，近中期城市热 区是 5G+WiFi；城区中长期是 5G+WiFi，长 期看有可能全部县和发达乡镇有 5G 覆盖。5G 全覆盖是一个非常非常长远的目标，除非技 术上有重大突破，否则是不可能的，成本无 法覆盖。
来源：深圳光博会 |
