運營商傳輸網路架構逐漸明晰
三大運營商目前各自的傳輸網路架構逐漸明晰，總體而言，呈現以下幾個特點：運營商5G傳輸網技術方案不一，差別較大，光模組的需求明確。針對5G承載的應用場景，各運營商均提出了自己的組網架構、前傳方案和光模組選擇等技術細節，相互間差別較大。中國移動堅持以SPN標準為承載網的主要技術，計劃在原PTN的基礎上進行改造;中國電信則提出全光網2.0的融合性網路，採用扁平化的架構，將都會網路WDM/OTN下沉到邊緣，接入5G前傳進行承載;中國聯通在接入層使用IPRAN技術，採用10GE接入，未來升級到25/50G，核心匯聚層則採用路由交換技術，目標實現100G組網。在相關交流中，運營商主要是對相關組網技術進行介紹，相關詳細的技術選擇方案和建設節奏尚未明確，但對前傳25G，中回傳50G/100G/200G/400G光模組的需求較為明朗。
5G傳輸網建設思路傾向快速部署，後續迭代升級。5G商用牌照提前釋出，運營商為搶佔先發優勢，都在積極建設5G網路，爭取早日實現5G商用。在提速降費降本增效的大背景下，運營商的5G建設傾向於先快速部署實現重點城市重點區域的連續覆蓋，後期再擴大範圍實現全網連續覆蓋。傳輸網的建設也有類似趨勢，運營商目前的傳輸網建設方案也著重實現低成本的快速部署，如重用成熟的已有光模組光器件產業鏈，通過微創新實現多波長傳輸等。
傳輸大融合趨勢顯現,高速長距光模組需求逐漸提升。從中國電信和中國聯通的傳輸網技術方案來看，未來傳輸網發展將呈現大融合的趨勢。中國電信的全光網2.0將實現架構扁平化，促進骨幹網一二幹融合，都會網路WDM/OTN到邊緣延伸;中國聯通提出要將DWDM不斷下沉到接入，打造基於DWDM的大容量基礎網路，以承載上層業務網路。傳輸網路的大融合將提升高速長距光模組的需求。
軟硬體解耦的模組化設計思想成為業界共識，影響光模組商業模式。軟硬體解耦將對業界生態帶來較大變革，其中最重要的是為運營商直採光模組提供了可能性。中國電信提出要實現縱向的、控制平面和資料平面的解耦和橫向的、資料平面硬體之間的解耦，推進灰盒裝置+開放線路系統，實現開放能力和統一管控之間的平衡;中國聯通則要實現PON解耦，OTN接入端解耦，WDM裝置解耦以及運營商直接採購光模組。軟硬體的解耦開放將改變光模組下游客戶，為行業帶來新的影響。
1、中國移動以SPN網路作為革新性的5G傳輸網
中國移動基於原PTN網路的架構，演進SPN網路，網路的整體結構沒有發生太大變化。5G前傳網路的範圍較4G時有所擴充套件，在3G/4G時代，站點資源選擇較為自由，前傳範圍較小。5G時代前傳網路將升級到10G/25G接入，接入層主要以50GPAM4BiDi技術為基礎，核心匯聚層則以低成本的N*100G彩光和輕量級ROADM傳輸為主。目前SPN已經在八個連續覆蓋的地市形成規模商用。明年中國移動將在上百個城市實現5G網路的連續覆蓋，全部都將基於SPN技術，明年的SPN相關產業需求將有較大提升。
4G時代的前傳組網主要以D-RAN為主，每個BBU連線1~3個基站。5G前傳需求有較大提升，前傳將主要以C-RAN為主，每個DU連線6~10個基站。此外對於10個基站集中的中等以上規模的C-RAN場景，一個基站連續覆蓋需要3個AAU，移動5G頻寬為160M，每個AAU需要兩個光介面，每個介面上行和下行兩個光纖，若DU連線10個基站則總共需要120根光纖，光纖用量較大，所以需要引入WDM技術，以節省光纖資源並提供運維能力。預計5G時代中國移動的C-RAN組網場景的規模佔比相較4G有較大幅度的提升。
據中國移動對Open-WDM/MWDM技術的介紹，作為半有源波分複用，整個前傳網路傳輸系統由AAU裝置彩光模組、AAU側無源WDM裝置、DU側有源WDM裝置、DU裝置光模組和相關光纖光纜組成。這種方案有利於降低對纖芯資源的依賴，清晰劃分無線和傳輸的維護介面管理域，也利於解耦裝置和光模組，便於集中統一採購和配置光模組。以200萬基站為例，若考慮AAU開啟最大載波使用，則需要2個25GE的eCPRI介面，即每個AAU需要4個25G彩光模組實現兩路eCPRI收發，再加上DU側WDM主裝置與DU的光模組用量，整體將帶來4800萬個25G光模組的需求。為實現快速部署，中國移動建議Open-WDM方案中的WDM技術選用O波段(1260nm-1380nm)，以便於重用低成本25G波分成熟產業鏈，快速滿足5G商用需求。
2、中國電信推出全光網2.0，打造雲網協同新傳輸
中國電信目前正在積極推動5G+雲改，以打造具有中國電信特色的資訊基礎設施，形成新一代雲化全光化的智慧網路，即全光網2.0。全光網2.0的主要特點包括有架構扁平化(如都會網路WDM/OTN到邊緣延伸)、排程全光化(波長級業務全光智慧排程，使用超低損耗大有效面積新型光纖，實現高速率超長距全光傳輸)，運維智慧化。其中用於5G承載的光網路裝置可分為4種類型：接入裝置(M1，接入、站點機房)、匯聚裝置(M2，接入匯聚機房)、核心裝置(M3，一般機樓機房、M4，核心機房)。
200G/400G超長距離傳輸技術是實現全光網2.0的一個關鍵，該傳輸技術主要有兩個目標。一個是需要實現在50GHz波道間隔下，儘可能延長無電中繼傳輸距離，目前已在1142km傳輸距離上實現了現網200GPM-16QAM傳輸試驗，表明採用50GHz波道間隔，可以實現從100G PM-QPSK到200G的平滑升級;另一個是不受50GHz波道間隔限制，儘可能延長無電中繼傳輸距離，目前在現網已實現75GHz間隔下使用200G PM-QPSK傳輸2174km，傳輸能力與100G PM-QPSK相當，此外實現了400G PM-16QAM在100km+範圍內的75GHz間隔的傳輸，距離和效能還有待提升。
未來將WDM/OTN下沉到接入匯聚點(即M2點)會是綜合業務承載的發展趨勢，用於都會網路接入或都會網路匯聚，採用環網或者點對點的拓撲結構，傳輸距離不超過40km，少量不超過80km。5G前傳部分則仍將以光纖直連方案為主，D-RAN不超過300m，C-RAN以10km-15km為主。另外還存在點到點無源/有源的WDM/OTN和以WDMPON/G.metro為主的點到多點WDM兩種補充方案。
3、中國聯通下沉大容量DWDM，更好承載上層業務網路
為滿足不斷增加的頻寬需求，中國聯通提出要推進大容量DWDM不斷下沉，逐步走向網路邊緣。從骨幹層到城域到邊緣接入，都需要基於DWDM的大容量基礎網路，以承載上層業務網路。未來業務將主要通過DC進行統一控制和集中排程，疊加業務雲化的需求，對承載網路提出了更高的要求。其中5G對傳送承載的基本需求包括大頻寬，低時延，高精度時間同步，網路切片、網路智慧化和低成本。
中國聯通將都會網路絡總體上分為核心匯聚層和接入層，接入層又可細分為綜合業務接入層和末端業務接入層兩層。需要注意的是都會網路的兩層，不完全與5G網路的前傳、中傳、回傳一一對應。其中：
核心匯聚層將採用路由交換技術，簡化結構，核心層採用2核心結構，匯聚層可採用口字形結構，目標為100G。核心匯聚層還應考慮與IP都會網路及通訊雲網絡的融合。
接入層則主要採用IPRAN，由現網的GE接入環速率升級到10GE。熱點和高流量區域可採用2*10G捆綁，未來可升級為25/50G組網。接入環由4-8個節點組成。
由於5G基站數量龐大，前傳成本敏感度高。前傳主要以光纖直驅為主，在光纖不足時可採用WDM裝置。5G的前傳協議主要是25GeCPRI，介面包括有25GBiDi(單纖雙向，10-15km，適用於C-RAN)，25GDuplex(雙纖雙向，300m，採用FP/FB鐳射器，適用於D-RAN)和25G可調諧DWDM介面(滿足G.698.4標準/前G.metro的PAB-WDM裝置)。此外在核心匯聚層，都會網路100G埠用量大，成本敏感，中國聯通建議行業內針對城域應用，開發最優化的低成本城域相干100G光模組。
中國聯通也提出要對光傳輸系統進行解耦開放與裝置模組化，以促進創新，降低成本。通過解耦開放，可避免被裝置廠商鎖定，產業鏈更為開放，降低建設成本。各個功能板塊可獨立開發和升級，加速創新，更快的引入新技術，降低成本。使用者自定義網路，實現業務快速發放。簡化運營，降低網路運營成本。波分裝置模組化有利於波分裝置在單位頻寬等方面，優勢明顯。
光模組商用方案成熟，5G前傳和資料中心需求提升
光模組廣泛應用在無線裝置和傳輸裝置中，以提供前傳、中傳和回傳以及資料中心內部的光網路連線介面。根據目前各運營商的傳輸規劃方案，前傳光模組速率主要集中在25Gb/s，中回傳速率則會有25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s、200Gb/s和400Gb/s等。今年由於5G商用牌照的正式發放，5G無線基站已提前啟動建設，相關光模組的需求得到支撐。未來隨著傳輸網建設的落地，光模組的需求將進一步得到提升。
5G中回傳覆蓋都會網路的接入層、匯聚層與核心層，若DU/CU合設，則不需要中傳光模組。中傳回所需光模組的技術要求與現有傳送網及資料中心使用的光模組差異不大，但由於承載頻寬需求增加、傳輸網路融合扁平化和都會網路WDM/OTN下沉延伸，光模組的速率要求將有所提升，接入層25Gb，核心匯聚層100G將成為主流，部分熱點區域核心匯聚甚至將達到400G的需求。
1、5G前傳光模組受前傳方式決定，預計可帶來至少3000萬個規模需求
5G基站AAU與DU之間為前傳，25G光模組將成為5G前傳的主流選擇。由於前傳所需光模組與AAU數量強關聯，所以25G光模組的需求也比較明確，假設一個DU僅承載一個基站，每個基站連線3個AAU，每個AAU一對收發介面，預計5G前傳將為25G光模組帶來至少3000萬個的規模需求。規模節奏與運營商的5G無線主裝置建設節奏大致同步。運營商前傳方案的選擇考慮的主要決定因素包括基站接入方案和傳輸綜合成本等，其中傳輸綜合成本有傳輸裝置(含光模組)的成本、光纖光纜採購鋪設維護成本等。
假設每個基站掛3個AUU實現連續覆蓋，分析5種前傳方案的具體情況：
雙纖雙向的5G前傳光纖直驅方案中，DU與AAU直接相連，每個AAU需與DU連線兩根光纖實現收和發，共需使用6根光纖和12個10G/25G灰光模組實現。此方案適用於短距離的D-RAN場景，產業成熟，主流模組商均已支援，已具備量產能力，光模組成本較低。但耗費光纖資源較多，適合在光纖資源充足的場合使用。
為節省光纖資源，5G前傳的光纖直驅方案還可以引入單纖雙向(BiDi)光模組，將每個AAU與DU之間的連線通過一根光纖實現承載。單隻BiDi光模組的成本要比普通灰光模組要略高，但考慮到節省一半的光纖數和光模組數，此方案可適用於部分纖芯資源緊張的D-RAN和C-RAN場景。
對於纖芯資源緊張的C-RAN場景，可以採用有源點到點WDM/OTN方案，通過引入新建有源WDM/OTN裝置或利舊4G的WDM/OTN裝置，將距離可長達10km的傳輸通過一根光纖承載，有效降低光纖成本。方案引入了兩個WDM/OTN裝置，成本相比光纖直驅方案要高，AAU與戶外WDM/OTN裝置間、DU與接入WDM/OTN裝置間仍各需通過6根光纖進行連線，但由於距離較短，纖芯資源較低，同時所需24個25G灰光模組工作環境要求交寬鬆，相對成本較低。目前此方案較成熟，主流裝置商已有樣品，具備量產能力。
無源CWDM同樣是採用波分複用的方案，支援最高5km的傳輸場景，可降低纖芯成本，但由於採用的是無源WDM器件，所以裝置成本較低。由於整個傳輸過程都是在光層的複用，所以AAU與OADM之間、DU與OADM之間需要使用25G的彩光模組。
目前各運營商也紛紛提出了各自的點到多點WDM(WDM-PON/G.metro/Open WDM)前傳方案，此方案光纖成本最低，裝置成本也較高。目前方案技術還未完全成熟，暫時還沒有商用裝置。
根據以上的分析，光纖直驅方式的前傳方案對纖芯資源需求比較大，對光模組的需求相對較少。假設每個基站連線3個AAU，每個AAU一對收發介面，則光纖直驅方式下每基站所需光模組為6或12個。其他引入傳輸裝置的前傳方案可以減少光纖需求，光模組的需求有所提升，同樣條件下，點對多點WDM/OTN方式每基站需要24個25G光模組，無源CWDM方式需要12個25G光模組，點到多點WDM方式則需要18個25G光模組。假設一個DU僅承載一個基站，可計算假設承載500個5G基站所需的25G光模組規模至少在3000萬個以上。
近期運營商開始密集開展光模組相關的直採工作。各運營商關於傳輸網裝置也越來越多強調解耦開放的要求，未來光模組的商業模式將發生較大改變，原有的裝置商匯入供應鏈模式將變更為運營商匯入供應鏈模式。運營商的供應鏈管理與裝置商的供應鏈管理存在較大差異，包括定價策略和供應商選擇等，這很可能會影響未來光模組產業的市場環境、競爭格局和各廠商的市場佔比。考慮到運營商的資本開支壓力，未來成本控制能力和交付能力都較強的光模組企業將從中受益。
2、雲端計算回暖，支撐資料中心開啟400G光模組需求
雲端計算開支二季度回暖，伴隨北美資料中心的升級，400G光模組的需求有望在明年開啟。2019年第一季度北美地區的facebook、亞馬遜、谷歌、蘋果和微軟等雲端計算巨頭的資本開支167億美元，同比下降17.9%;二季度觸底反彈達到206億美元，同比增長6.2%;伴隨著雲端計算廠商資本開支的回暖和資料中心的進一步升級，400G光模組有望在明年開啟新的需求空間，提前佈局400G產品線的，光模組廠商將核心受益。
在本次光電博覽會上，多家企業紛紛展出了400G QSFP-DD DR4、400G QSFP-DD FR4、400G QSFP-DD LR4和400G QSFP-DD SR8等光模組以及400GAOC等產品，表明相關光模組光器件廠家已具備400G的商用能力。從公司官網資料來看，中際旭創具有最全的400G產品線，其次是新易盛，具有規模出貨能力，劍橋科技也在今年推出了新品，其它國內廠家尚未達到大批量生產的級別。