随着3GPP SA标准按时完成，光通信行业对5G的关注度再次提高，业界有消息表明，5G无线网络将于2019年下半年开始建设，2020年将规模建设。那么5G的到来会为光通信行业带来什么影响？其网络架构又会发生如何变化？光模块市场又会趋向多少G呢？
面向2020年及未来 5G将带来“大带宽”、“低时延”、“大连接”等优势
不可否认，移动互联网的出现颠覆了传统移动通信业务模式，为用户提供前所未有的使用体验，对人们工作生活的方方面面都产生了重要影响力。面向2020年及未来，移动互联网将推动人类社会信息交互方式的进一步升级，为用户提供增强现实、虚拟现实、超高清(3D)视频、移动云等更加身临其境的极致业务体验。移动互联网的进一步发展将带来未来移动流量超千倍增长，推动移动通信技术和产业的新一轮变革。
物联网的出现扩展了移动通信的服务范围，从人与人通信延伸到物与物、人与物智能互联，使移动通信技术渗透至更加广阔的行业和领域。面向2020年及未来，移动医疗、车联网、智能家居、工业控制、环境监测等将会推动物联网应用爆发式增长，数以千亿的设备将接入网络，实现真正的“万物互联”，并缔造出规模空前的新兴产业，为移动通信带来无限生机。同时，海量的设备连接和多样化的物联网业务也会给移动通信带来新的技术挑战。
从业务需求层面落地到网络层面，则是对网络提出了“大带宽”、“低时延”、“大连接”的诉求。面向2020年及未来移动数据流量的爆炸式增长、物联网设备的海量连接，以及垂直行业应用的广泛需求，5G移动通信技术在提升峰值速率、移动性、时延和频谱效率等传统指标的基础上，新增加用户体验速率、连接数密度、流量密度和能效四个关键能力指标。具体来看，5G用户体验速率可达100Mbps至1Gbps，支持移动虚拟现实等极致业务体验；连接数密度可达100万个/平方公里，有效支持海量的物联网设备接入；流量密度可达10Mbps/平方米，支持未来千倍以上移动业务流量增长；传输时延可达毫秒量级，满足互联网和工业控制的严苛要求。
5G网络架构及解决方案
5G网络共分为三大部分，即核心网、承载网和无线网络，其中承载网的作用是通过部署更大吞吐率的IPRAN（PTN）来实现高带宽，以及部署更多OTN来实现低时延。
据IMT-2020组织预测，2010-2020年全球移动数据流量增长将超过200倍，移动数据流量的激增，将从承载网得到支撑，我们可以通过单站流量的测算，对5G承载网的产品选型来进行判断。按照NGMN的带宽规划原则，单站峰值=单小区峰值+均值（N-1），单站均值=单小区均值*N。
按接入环8个站点来统计，那么接入环流量推算为1峰值带宽+7*均值带宽=6.32G+7*3.42G=30.26G。考虑一定的冗余，那么接入环的选型需采用50G环，而当前4G的接入环主要是10GE环。而汇聚层、核心层需要多大的带宽呢，以一个大型城域网为例，5G基站数量12000个，带宽收敛比取6:1。核心层的带宽需求在初期就将超过6T，成熟期将超过17T。因此，在5G传送承载网的接入、汇聚层需要引入25G/50G速率接口，而核心层则需要引入100G及以上速率的接口。
| 4G | 5G | |
|---|---|---|
| 使用频段 | 1.8G | 3.5G |
| 占用频宽 | 20M | 100M |
| 天线数量 | 2 | 64 |
| 前传协议 | CPRI | eCPRI |
| 原始所需带宽 | 2.5G | 100G |
| 压缩比 | 2:1 | 4:1 |
| 最终所需带宽 | 1.25G | 25G |
| 采用光模块 | 10G | 25G |
| 支持级联数 | 支持2载波4级级联 | 不支持级联 |
从4G到5G，网络需求的提升，为网络技术带来了革命性变革，产业结构也发生明显变化。5G相对于4G而言，最大的变量在于前传，前传流量由于天线通道数从原来的2通道变为64通道，天线通道数量整整翻了32倍，导致前传流量大幅增加。
在4G网络中主要采用10G光模块，由于4G单RRU带宽仅需1.25G，因此在4G组网的时候前传方向采用了大量的链型组网结构以节省光纤资源，降低部署难度。而5G，由于前传带宽最低需要25G光模块，100G光模块的价格相对于25G光模块的价格来说稍高，因此，前传极大可能会选择25G光模块作为解决方案，同时受限于25G光模块的影响，无法再选择以往的链型组网，必须采用星型组网方式。
5G将为承载网带来的新机遇
5G在愿景设计的时候单扇区最大吞吐率按20Gbps进行，实际吞吐率高峰时也有望达到数个G，因此对承载网提出了极高的要求，原先以GE、10GE为主的接入环无法满足网络诉求，需要升级到50GE；同时，层层转发的网络架构无法适应未来网络对于低时延的诉求，OTN下沉，光层一跳直达成为必然。
5G中传和回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求基本一致。目前看来现有的城域OTN网络架构是比较适合5G承载需求的技术，城域OTN网络架构包括了核心层、汇聚层和接入层，其中核心层与5G回传网络对应，汇聚层和接入层则与中传/前传对应。而OTN与PTN技术融合形成的分组增强型OTN，可以更好地匹配5GIP化承载需求，有望在中传、回传环节大量采用。
对于 5G 中传，目前的 IP RAN 设备带宽不足，而 DU、CU 动态性能有限，适宜采用 100G OTN 设备结合 PTN 分组功能实现。
在回传方面，不但要考虑移动承载的需求，还要考虑固移融合的城域综合承载需求，OTN技术将结合IP/MPLS/SR/EVPN技术，采用200G/400GOTN设备。由此可见，未来5G中传/回传将继续目前OTN技术向移动回传渗透的趋势，推动其进一步向中传/回传环节下沉。届时将会在中传环节产生大量的100GOTN设备增量需求，在回传环节甚至可能大量应用200G/400GOTN技术作为解决方案，从而带动OTN光设备和高速光模块需求大增。
总结
5G的发展实际上是为了满足2020年及未来的连接和业务的需求，其网络架构将从2/3/4G面向人的连接转向5G面向人和物的连接，未来移动互联网和物联网将会成为移动通信发展的两大主要驱动力，为5G提供更广阔的前景。更多5G光通信内容：5G即将全面部署，25G光通信产品迎来新机遇