導語：那些看上去可以改變游戲規(guī)則的技術(shù)將不可避免地面臨現(xiàn)實。

近年來，圍繞5G的認知水平和某些炒作在快速增長，現(xiàn)在看來達到了一個高峰——幾乎每個人都知道5G即將到來。一些手機制造商承諾今年將推出5G設備，中國政府也在進行大規(guī)模的基礎(chǔ)設施建設。

很多事情都正在發(fā)生，分析師和技術(shù)愛好者談論了很多關(guān)于5G的事情。的確，該技術(shù)將大大改變社會的運行效率，從醫(yī)療保健到自動駕駛，前所未有的數(shù)據(jù)傳輸速度將實現(xiàn)其他網(wǎng)絡標準無法實現(xiàn)的目標。

什么是5G？

5G技術(shù)是第五代移動通信系統(tǒng)，是繼4G網(wǎng)絡之后的新產(chǎn)品，而后者又是為了取代3G而建立的。技術(shù)隨時間更迭，每個后續(xù)一代網(wǎng)絡系統(tǒng)所帶來的最重要改進是數(shù)據(jù)通信的速度。3G允許2Mbps的帶寬，4G可以達到200Mbps，而5G承諾可以達到100Gbps。

乍一看，新技術(shù)沒有什么特別之處，由于網(wǎng)絡速度變快，互聯(lián)網(wǎng)可能會變得更容易訪問，可以在沒有明顯限制的情況下閱讀媒體資訊。據(jù)說5G可以在6秒內(nèi)下載8GB的高清電影，而4G需要7分鐘。

5G的另一個典型指標是“零延遲”，這主要體現(xiàn)在醫(yī)療和自動駕駛等領(lǐng)域。比如說自動駕駛，5G技術(shù)可以實時收集所有數(shù)據(jù)點并將它們發(fā)送到數(shù)據(jù)中心，然后這些數(shù)據(jù)將在服務器上進行處理，之后被發(fā)送到汽車的計算機——所有的事情都應該在瞬間發(fā)生，這樣機器和人都不會注意到重大的延遲。

可以預期，通過快速的互聯(lián)網(wǎng)連接，更多的計算任務、數(shù)據(jù)處理都將在服務器上完成，而不是通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸給我們。所有這些承諾在紙面上聽起來真的很棒，但是大多數(shù)號稱可以徹底改變世界的新技術(shù)都面臨著困難的現(xiàn)實。

現(xiàn)實生活的障礙在哪里？

當前全球平均的互聯(lián)網(wǎng)速度已經(jīng)增長到了9.1Mbps，但這主要是由相對發(fā)達的經(jīng)濟體所推動的。根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)：

• 即使在新加坡這個平均互聯(lián)網(wǎng)連接速度最快的地區(qū)，這個數(shù)字也只有60Mbps左右，比起之前承諾的4G速度低了好幾倍；
• 大約135個國家的平均互聯(lián)網(wǎng)速度<10M bps。
• 被調(diào)查的25%國家的互聯(lián)網(wǎng)連接速度<2Mbps，甚至低于3G的基本速度。

就算是德國、英國等歐洲發(fā)達國家，互聯(lián)網(wǎng)也不是我們想象地那么快速穩(wěn)定；經(jīng)常聽到在那里工作留學的朋友抱怨每天大約有1到2個小時活在20世紀——家庭網(wǎng)絡速度甚至達不到10Mbps。

從這里我們可以得出一個明顯的結(jié)論：現(xiàn)代世界的基礎(chǔ)設施發(fā)展太慢，無法讓5G以其保證的驚人應用改變世界——從當前平均的9Mbps到5G規(guī)范中規(guī)定的1000Mbps，這種突然的巨大飛躍看上去似乎有些不切實際。

值得注意的是，幾乎每次改變社會規(guī)則的技術(shù)出現(xiàn)時，都會出現(xiàn)一些經(jīng)濟泡沫：1999年至2000年的“DOT COM”互聯(lián)網(wǎng)危機，消費級智能手機在2007年之前停滯不前，或者是最近一次爆發(fā)的區(qū)塊鏈虛擬貨幣泡沫導致主要硬幣價格暴跌90%左右。

很明顯，5G可能會面臨與上述大多數(shù)技術(shù)相同的問題。我們需要的是基礎(chǔ)設施，廣泛的測試，有利的經(jīng)濟環(huán)境，最重要的是，為這項革命性技術(shù)進行推廣的人性需求。

5G基礎(chǔ)設施解決方案

盡管圍繞5G預測的浪漫性質(zhì)是誘人的，但該技術(shù)將面臨的現(xiàn)實障礙——突破性的解決方案、是否允許的經(jīng)濟環(huán)境等也非常明顯。5G并不是我們所面臨的所有限制的靈丹妙藥，對于這項技術(shù)的看法我們應該更契合實際一些——它僅僅是可以更好地改善我們的生活。

5G的基礎(chǔ)設施主要集中在無線網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)以及終端，包括地下鋪設的光纖、機房的交換機、光模塊。根據(jù)相關(guān)部門的預測，無線接入網(wǎng)在5G時期將迎來極大的市場份額提升，尤其是天線、小基站和光模塊等。

下面主要從物理層面簡述5G需要的核心技術(shù)以及相應的方案。

5G物理層的核心技術(shù)集中在無線通信和有線通信。萬物互聯(lián)是5G的終極實現(xiàn)目標，用戶和基站之間的無線通信主要體現(xiàn)在空中接口技術(shù)，其主要包括調(diào)制、編碼、多址、組網(wǎng)和多天線等技術(shù)。

而有線通信的核心物理層技術(shù)主要體現(xiàn)在5G承載網(wǎng)的設計上。由下圖所示，5G承載網(wǎng)主要由前傳（Fronthaul：AAU-DU）、中傳（Middlehaul：DU-CU）、回傳（Backhaul：CU-核心網(wǎng)）三部分組成。

1、5G前傳：

5G前傳最大的挑戰(zhàn)在于光纖資源，高抗彎光纖、小型化和高密度光纜需求迫切?？傮w原則為：光纖直驅(qū)為主，光纖不足的區(qū)域引入WDM技術(shù)彌補或新建光纜方式進行擴容。在部分光纖資源緊張的區(qū)域，近年少量的CWDM系統(tǒng)開始投入建設，由于維護管理體制和故障定位較難等方面的問題，該系統(tǒng)尚未被規(guī)模使用。

5G基站建設初期，10Gbit/s前傳光模塊大體可以滿足要求，業(yè)界在光纖豐富的區(qū)域開始傾向于使用25Gbit/s速率的前傳模塊，采用單線雙向（BiDi）技術(shù)可節(jié)約50%光纖資源并為高精度同步傳輸提供性能保障。

2、5G中傳（接入段）

5G初期接入段可采用10Gbit/s或者25Gbit/s速率的光模塊，比如采用VCSEL激光器的25G SFP28 SR 100m光模塊或采用DFB激光器的25G eCPRI SFP28 LR 10km光模塊等。隨著速率的增長，50Gb/s PAM4光模塊會快速起量，比如50G SFP56 FR PAM4 2km和50G SFP56 LR PAM4 10km光模塊，主要應用預計會在中國移動的SPN網(wǎng)絡中。

3、5G回傳（核心匯聚層）

5G初期核心匯聚層可采用100Gbit/s速率的光模塊，比如采用100G QSFP28 SR4工業(yè)級光模塊（100m、VCSEL激光器、MMF-MPO）或100G QSFP28 CWDM4（2km、DFB激光器、SMF-LC）等。在城域?qū)用?，根?jù)需要傳輸?shù)木嚯x不同，可采用基于EML/DML調(diào)制的100G QSDP28 4WDM 40km工業(yè)級光模塊或基于相干技術(shù)的100G CFP-DCO光模塊。

另外值得注意的是，無線接入網(wǎng)對于光模塊質(zhì)量和性能的要求與數(shù)據(jù)中心的需求存在較大差異，很多基站不可避免地被部署在惡劣的環(huán)境下，對器件的溫度范圍要求很高（-40℃~+85℃）。在前傳場景下，25Gb/s工業(yè)級DFB激光器應該是最佳的器件選擇，但是全球范圍內(nèi)，掌握此核心激光器量產(chǎn)能力的廠家屈指可數(shù)，目前可通過改善10Gb/s激光器的產(chǎn)業(yè)鏈進行初期的部署。

總結(jié)

5G技術(shù)的發(fā)展將是中國走向現(xiàn)代化極其重要的一部分，并將提供史無前例的社會應用圖景。但是在技術(shù)層面上5G尚不成熟，在實際的市場需求上我們還不能完全確定，5G建設將會是比較漫長的過程，并且很長一段時間，4G網(wǎng)絡仍然會占據(jù)主導的地位。對于5G技術(shù)的看法我們似乎更應該切合實際一些。

“5G商用，承載先行”，5G基礎(chǔ)設施的建設至關(guān)重要，其質(zhì)量好壞并將直接影響到今后各種5G業(yè)務的用戶體驗，易飛揚（Gigalight）致力于5G方案的解決，今后將與業(yè)界加強合作，協(xié)同推動5G承載架構(gòu)的建設，為后續(xù)5G的規(guī)?；渴鹛峁┯辛χ?。