电信网络主要分为接入网，城域网以及骨干网，速率和传输距离不同。其中，接入网（Access Network）是与业务和应用无关的传送网，主要完成交叉连接、复用和传输功能，将企业、个人用户、数据中心等接入网络，包括固网接入以及无线接入；城域网（Metropolitan Area Network）主要是一个城市区域内的信息通信基础设施，主要是以光纤作为传输媒介，是接入网与骨干网的中间环节；骨干网是用于连接多个区域以及地区的高速网络。
传输距离上看，接入网的传输距离一般小于100km，城域网的传输距离一般为100-800km，骨干网的传输距离一般为800-2000km。
接入层光模块数量取决于终端设备数，城域网和骨干网取决于数据流量。在接入层由于设备数量较多，以满足连接需求为主。因此光模块的数量与终端设备数挂钩，数据流量方面冗余较大，所用光模块速率较低但数量最大。而在城域网和骨干网，网络结构比较精简，因此光模块的数量与数据流量挂钩，所用光模块速率较高，数量少于接入层。
光模块在电信领域的发展趋势包括：5G基站带来前传/中传/回传光模块增量，尤其5G基站频谱拓宽至160MHz或以上。
前传引入波分将让光模块需求放量；家宽网从GPON到10G PON升级；城域网100G下沉及骨干网向超100G升级。
固网接入一般采用PON，光模块消耗量较大。PON（Passive Optical Network，无源光网络）是指利用无源设备搭建而成的光网络。
PON网络主要由光线路终端OLT（Optical Line Terminal），光分配网络 ODN（Optical Distribution Network）和光网络单元/终端ONU/ONT（Optical Network Unit/Optical Network Terminal）构成。
OLT、ODN和ONU/ONT设备之间的连接需求较大，终端设备数量较多，光模块用量较大。
OLT和ONU一台设备消耗上百个光模块，速率较低一般为1.5Gb/s。由于网络的特点，PON光模块往往为一对多的模式，模块不成对使用。
由于PON一般应用于小区域内，传输距离较短，一般为20km以内，传输速率较低一般为1.5Gb/s，此外，上行波长为1310nm，下行波长为 1490nm。
目前运营商主要采用传输协议为EPON和GPON，其封装形式包括SFF，SFP/SFP+。
在无线侧接入网，光模块主要用于RRU和BBU相连，和BBU接入城域网，4G时期接入速率多为10Gb/s。封装多为SFP、SFP+和QSFP28，传输距离10km/40km。
城域网：根据数据量大小，采用40G/100G光模块。
城域网起承上启下作用，对成本较为敏感，可采用以太网直连或CWDM降低成本。城域网业务类型复杂，需要承载传统的语音业务、互联网业务以及未来的各类新兴业务。
城域网汇聚层多采用40GE/100GE 10km、40km、80km光模块，用量与数据流量挂钩。
骨干网
骨干网：数量少速率高，采用高速彩光模块。
骨干网主要采用支持高速大容量长距传输的OTN技术，采用光模块多为CWDM/DWDM光模块（即彩光模块），速率多为100G，但总体数量较少。
OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接，以及电信级的保护，并加强子波长汇聚、疏导能力。
OTN配置、复用以及交叉的颗粒明显大于前代网络技术，从而大大提升了高带宽数据业务的传送效率和适配能力。
此外，OTN可以最大限度利用现有设备资源，并可以提供更灵活的基于电层和光层的业务保护功能。
5G网络的变化
5G时期，无线网络增加中传环节，光模块规格以及数量同步提升。根据 IMT-2020（5G）推进组给出的技术方案，光模块要求如下：
在无线接入侧采用10G/25G/100Gb/s灰光或Nx25G/50Gb/s WDM彩光；
城域网汇聚层采用100G/200Gb/s灰光或 Nx100Gb/s WDM 彩光；
在城域网核心层以及骨干网采用200G/400Gb/s灰光或Nx100G/200G/400Gb/s WDM彩光。
光模块的规格较此前的4G网络（接入侧10Gb/s，汇聚层40Gb/s，核心网及骨干网100Gb/s）均有提升。
5G前传的技术方案包括：光纤直连、无源WDM、有源 WDM/OTN、切片分组网络（SPN）等。
光纤直连场景一般采用25Gb/s灰光模块，支持双纤双向和单纤双向两种类型，主要包括300m和10km两种传输距离。
无源WDM场景主要包括点到点无源WDM和WDM-PON等，采用一对或一根光纤实现多个AAU到DU间的连接，典型需要10Gb/s或25Gb/s彩光模块。
有源WDM/OTN场景，在AAU/DU至WDM/OTN/SPN设备间一般需要10Gb/s或25Gb/s短距灰光模块。在WDM/OTN/SPN设备间需要N×10/25/50/100Gb/s等速率的双纤双向或单纤双向彩光模块。
前传光模块需求占比最大，25G产品市场空间较大。从连接数量上看，前传光模块数量最大，在5G承载网络中需求最高。同时由于应用场景通常为室外，需要工业级的光模块，速率为25Gb/s，同时正常工作温度范围要求较大，为-40 度至+85 度。
5G接入网中回传所采用光模块多为50G/100Gb/s灰光或者WDM彩光。
由于中传和回传场景下，光模块往往应用于散热条件较好的机房内，因此可以采用商业级光模块。
目前80km以下的传输距离，主要应用25Gb/sNRZ或50/100/200/400/Gb/s的PAM4光模块，80km以上的长距传输将主要采用相干光模块（单载波 100/400Gb/s）。
5G承载网络一般分为城域接入层、城域汇聚层、城域核心层/省内干线，实现5G业务的前传和中回传功能，其中各层设备之间主要依赖光模块实现互连，其典型应用场景及需求分析如表所示。
5G中回传覆盖城域接入层、汇聚层与核心层，所需光模块与现有传送网及数据中心使用的光模块技术差异不大。
接入层将主要采用25Gb/s、50Gb/s、100Gb/s等速率的灰光或彩光模块，汇聚层及以上将较多采用100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等速率的DWDM彩光模块。
前传：4G采用CRPI接口，频谱带宽20MHz，2T2R，前传接口带宽约2.48G，若换成8*8MIMO，带宽需求为9.8G。
因此，4G前传主要使用10G光模块。5G采用100MHz频谱带宽（共建共享，则需200MHz），64T64R。CPRI带宽需求320G，引入eCPRI接口后将前传带宽压缩到25G。因此5G前传将以25G为主。
中传：一个DU需要10G，如果成环接入层带宽需求超过25G，需50G或100G光模块（考虑后期演进）。
回传：根据模型测算，汇聚和核心层带宽需求超100G，因此需要200G或400G光模块。
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2021-12-04
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