本刊记者|刁兴玲

光模块成本高昂已成为阻碍5G承载发展的关键问题。

光模块作为光通信发展中的关键一环，其发展将深刻影响整个通信行业的发展。而当前5G已成业界热点话题，5G也将推动光通信的发展，尤其是5G承载需求将为光模块及承载网络带来变革。

5G承载对光模块提出明显诉求

近日，IMT-2020（5G）推进组正式发布了《5G承载光模块》白皮书。该白皮书显示，目前，5G前传用25Gbit/s波长可调谐光模块处于在研阶段，25Gbit/s BiDi光模块处于样品阶段，25Gbit/s其他类型光模块已处成熟阶段。前传用更高速率的100Gbit/s BiDi光模块、200Gbit/s BiDi光模块和100Gbit/s 4WDM光模块处于基本成熟或成熟阶段。5G中回传用50Gbit/s PAM4 BiDi 40km光模块、400Gbit/s直调和相干光模块目前均处于在研阶段，其他类型光模块已基本成熟。国内厂商在光模块层面目前能够提供大部分产品，研发水平也紧跟国外领先企业，但25G波特率及以上的核心光电芯片尚处于在研、样品或空白阶段，创新发展需要下游设备商的拉动牵引和产业生态的改善。

NGOF城域光模块工作组组长、中国联通网络技术研究院传输与承载技术研究室主任 张贺

NGOF城域光模块工作组组长、中国联通网络技术研究院传输与承载技术研究室主任张贺近日在接受通信世界全媒体记者专访时表示，在前传场景中，10Gbit/s、25Gbit/s等高速CPR/eCPR接口带来高速率业务的接入需求，BBU集中后大量的拉远基站对接入主干光纤（144/288芯为主）产生大量需求，业务要求网络低时延以及超高精度的时间同步传递能力，不同速率和不同波长业务的自适应，降低建设、维护成本，要求对光模块简单的OAM管理，光模块数量需求急剧增加，要求低成本。

在中传场景中，宏基站的高速率业务接入使得接入环的带宽需求迅速增加，业务收敛与网络可扩展性需要同时兼顾，BBU池组化使得WDM系统下沉到宏基站接入，针对不同情况应考虑不同的网络接口速率。而WDM系统的线路速率选择成为重点，从运维和成本层面考虑，应减少WDM系统线路接口的种类。

在回传场景中，基站接入业务带宽的迅猛增加使得回传业务达到数百Gbit/s及数Tbit/s，WDM系统的应用应成为趋势，而基于硅光技术的相干或非相干100G、400G以及更高速率的WDM系统将会规模建设。

降低光模块成本迫在眉睫

业界针对适用于5G承载不同应用场景的光模块已展开广泛研究，目前存在多种技术方案与产品规格。过多的方案和规格容易导致市场碎片化，造成上下游研发、制造与运维等资源浪费，5G承载光模块技术方案需收敛。

值得一提的是，光模块尤其是高速光模块在通信网络设备成本中占比会达到50%～60%，光模块的选择和成本将直接影响网络总体建设成本。目前，光模块成本高昂已成为阻碍5G承载发展的关键因素。

在张贺看来，要想降低光模块成本可采取三大措施：首先要掌握核心技术，目前国内模块厂商在10Gbit/s以下的光模块已经非常成熟；其次，需求推动，把产业链做大；最后，希望需求方尽可能求同存异，减少技术上的纷争，共用产业链。

针对5G承载光模块的发展，张贺提出了5个方面的建议：一是尽可能减少光模块的种类，特别是线路光接口的种类，降低网络维护复杂度，聚焦应用；二是业务光接口的种类要充分满足业务侧的多种不同需求；三是初步建议分几类可调谐或BiDi 10Gbit/s和25Gbit/s，后向兼容，最好实现速率自适应以及100Gbit/s还有400Gbit/s及以上速率；四是关于光接口类型和速率的选择，应结合数据中心光互联、PON接入等应用场景综合考虑，尽可能共享产业链，从而实现更低成本；五是需要考虑室外等各种不同工作环境要求，尤其是工作温度。

硅光子前景广阔，为业界带来重要价值

方面的指标要求，将会极大地促进硅光的发展和应用。

当前，硅光子成为业界热议话题。张贺表示，硅光子技术产业正在快速发展，产业链不断构建，已初步覆盖上游供应商、器件/芯片/集成商、下游客户各环节。

目前领先国家设计加工条件更加成熟，且生产加工与软件开发相互推动，逐渐形成完整产业动态链。我国也在硅光子技术领域不断取得突破，例如我国自行研制的“100G硅光收发芯片”目前在武汉投产使用。

在张贺看来，硅光市场具有巨大潜力，数据中心应用占据主体，在200G/400G/1T等更高速率场景中，硅光有望发挥更大优势。此外，硅光子行业电子属性将会增强，下游应用端厂商将切入研发制造环节。

硅光的大量应用也取决于业界对技术的开放与接受程度。如果在制定标准时考虑到硅光的特点，在满足传输距离和性能的前提下放松一些关于波长、消光比等

硅光模块在100G PSM4以及400G中成本优势明显

目前硅光产品最主要的应用依然是数据中心，并开始在其他应用领域崭露头角。在张贺看来，400G以上速率，由于传统直接调制式激光器DML已经接近带宽的极限，EML的成本又比较高，对硅光来说将是个很好的机会。张贺表示，硅光模块在100G PSM4以及400G应用中具有明显成本优势。

张贺表示，在100G短距PSM4中，引入硅光技术，调制器和无源光路可高度集成，可使用1个25G激光器实现4路独立信号的调制和传输，节约芯片成本。之所以这么说是因为在光模块中，40%为光芯片成本，其中20%左右是激光器成本，若激光器成本节约3/4，可降低15%的整体成本，同时降低部分人工和组件成本。可见，在100G短距PSM4中，硅光成本优

势明显。在10 0G短距CWDM4中，硅光成本优势不大，因为CWDM4技术采用4路不同波长的25激光器通过MUX/DEMUX合分波，无法使用单一激光器降低成本，可见在100G短距CWDM4中，成本优势不大。对于100G中长距相干光模块，硅光方案和传统方案类似，硅光成本优势不显著，芯片体积有优势但需要较完善。在400G以上速率的场景中，由于传统DML已经接近带宽极限，EML成本较高，硅光存在较好的机会，成本优势明显。