5G是当下最为热门的话题，从去年开始，全球运营商就已经在自己的网络上测试5G技术；截至2018年11月，全球182家运营商已在78个国家进行了5G试运营和投资。
随着5G技术的发展，更高速率的光模块将在更高密度的蜂窝基站上部署，而这给工业级波分产品带来了新的发展机会。由于工业波分模块在5G市场的重要地位，易飞扬(Gigalight)开始着手对高速率工业级波分模块的研制，并取得了一些成果。
10G/25G光学器件在5G市场的预测
在过去的3G/4G LTE部署中, 2.5G/10G光模块占据了主流；而随着5G商业服务和应用的快节奏，尤其是无线前传市场的空前激增, 25G光模块的需求也在不断增加。下图是来自某市场调研公司的趋势预测。
25G光模块的增长来源分为数通市场和电信市场。国内单个数据中心规模一般比美国数据中心体量小, Hyperscale型数据中心较少，比起国外数据中心从10G-40G到25G-100G的升级需求，国内未来的25G光模块需求主要来源于5G前传领域。
从上图我们还可以看到少量50G光模块的需求——这主要还是来源于5G承载网建设。数据中心场景下, 50G光模块集中在超大数据中心内部的NIC和ToR之间的连接。
而基于单模光纤传输的50G光模块主要集中在电信领域：为节省5G部署成本，结合25Gbps的基础速率, 5G中传回传的汇聚层会用到少量基于PAM4调制的50G光模块。
?易飞扬(Gigalight)无线前传网WDM解决方案
总的来说, 5G前传光模块速率主要是Nx25Gb/s, 而中传和回传主要是Nx100Gb/s。在当前光纤资源紧缺的情况下, 5G承载网基本上还是延续过去DWDM密集波分的思路，激光器的选择尤为重要。
由于激光器管芯温度变化会引起材料折射率及腔长发生变化，从而引起波长变化，也就是温漂问题，国产工业级温度25G DWDM激光器在当前是比较困难的课题。
什么是波分复用系统？
波分复用(WDM)技术指将不同波长的光信号汇集在一根光纤中发射传输、然后在接收端将它们分开的技术，可有效扩展传输容量，节约大量光纤。
根据不同的波长间隔，又可细分为CWDM粗波分复用和DWDM密集波分复用技术，需要注意的是，波分复用技术和并行光纤传输是不同的，此处略而不表。
DWDM密集波分复用系统主要可以分为两类。
集成式波分复用系统
SDH终端具有满足G.692的光接口；光源满足长距离传输。
整个系统构造简单，但是不能直接使用之前旧的SDH系统和不同厂家的系统。
开放式波分复用系统
在波分复用器前端加入波长转移单元OTU, 将当前SDH的G.957接口转换为G.692的标准波长光接口。
优点在于可以接纳过去的旧SDH系统，并实现不同厂家互联，但OTU的引入可能对系统性能带来一定的负面影响。
?典型的波分复用系统架构
当前国内各大运营商在现网运行的DWDM几乎都是开放式DWDM系统，有部分厂商认为集成式密集波分复用系统减少了OTU转换设备、结构简单等诸多原因在成本上具有很大优势。
DWDM系统以其充分利用光纤带宽、降低器件的速率要求、通道对传输信号完全透明以及可扩展性好等优势，成为当前5G承载网运行的主要方式。
工业级波分复用产品的现在和未来
先简单列出不同封装光模块的应用。
? SFP各产品类型，数据中心和电信市场都有使用
? QSFP系列光模块广泛应用于数据中心领域
? CFP尺寸和功耗最大，主要应用于中长距离的电信市场；在中短距离的电信场景逐渐被QSFP所取代
当然还有另外的一些封装，比如CXP, XFP等。未来的5G市场尤其是前传市场，工业级波分复用模块产品的封装形式主要以SFP类型(SFP+, SFP28, SFP56等)为主。
当前的工业级温度(0~85℃)波分模块主要集中在2.5G和10G速率，并且随距离的不同，激光器调制方式也有所不同，下表部分列出易飞扬(Gigalight)可提供的工业级波分模块。
以10G SFP+模块为例，在整个DWDM系统的使用如下图所示。
应用在5G前传的25G DWDM光模块市场上已有成品，但是能够做到工业级温度的程度似乎还未见到。
10G DWDM光模块芯片已实现国产，而25G芯片尚处于研制之中，因此对于25G/50G工业级波分产品，市场仍处于等待和预部署状态——当前或者说5G部署的初期前传领域仍然以10G工业级波分复用模块为主。
总结
工业级波分模块是一个巨大的市场，尤其是在5G这样的历史机遇期。去年中兴禁令导致了全球电信市场销售疲软, DWDM系统的升级和FTTx的PON模块需求在一定程度上拯救了市场。
在可预计的未来，工业级DWDM模块将迎来更加显著的业务需求，易飞扬(Gigalight)的工程师将在现有的产品基础上，推出更多面向市场的工业级波分产品。了解更多工业级波分产品，请访问：https://www.gigalight.com/cn/gmklist.html?cat_id=83
