5G+大数据浪潮下光通信借帆起航

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本文来源：物联传媒

本文作者：吴明明


导读

自2013年“宽带中国”战略的发布和4G网络建设周期启动，中国光通信连续多年呈现快速增长，光通信企业迎来的快速发展的机遇，然而，随着FTTX（光纤入户）和4G铺设接近尾声，光通信增速开始放缓并出现下滑趋势，根据前瞻产业研究院数据2018年光通信增速下降了11%，2019年增速出现了-8.9%。随着2020年三大运营商纷纷将资本开支转向5G，5G以及大数据中心的建设加速将拉动光通信基础设施的需求，预计中国光通信市场规模仍将保持12％左右的年均复合增速，到2025年市场规模阶超过1700亿元，光通信借“5G+大数据”重新起航。



光通信产业链分布为：光芯片、光器件/光模块、光通信设备及光纤光缆，下面我们从光通信产业链各细分市场来解读光通信的借帆起航


 起航一·光芯片 


光芯片主要应用于电信市场、数据中心市场、以及消费电子市场。其中，电信市场主要应用于传输网、 接入网以及无线基站，市场份额占比约 60%左右；数据中心市场主要应用于数据中心内部互联、连接数据中心间的 DCI 网络，市场份额占比约 30%左右；消费电子市场主要包括手机3D感应系统（内含VCSEL芯片），市场份额占比约 10%左右。

2020年起，5G规模商用开启，有望再次拉动对光模块的需求，预计市场规模超45亿美元，按照芯片成本占比50%估算，市场空间超20亿美元。根据测算，5G基站光芯片市场规模约为4G基站 2.8 倍左右。与4G基站光模块市场相比，5G基站的建设对光芯片的需求将持续提升。

光芯片应用于4G与5G基站的对比： 

数据中心的发展提升光芯片的需求

数据中心内部连接距离相对短，以850nm的VCSEL和 1310nm的DFB芯片为主。其中，100G AOC和100GSR4 主要以VCSEL芯片为主，100G PSM4和100G CWDM4主要以 DFB 芯片为主。
随着数据中心承载的功能逐渐增加，数据中心内部传统的三层网络架构(接入层、中层的汇聚层)逐渐难以适应内部流量集中的趋势，带宽压力持续增大，新型分布式数据中心叶脊式网络架构随之兴起。叶脊拓扑网络是两层结构，包括脊交换机和叶交换机，数据中心与外部的连接可以通过(边缘)脊交换机或(边缘)叶交换机实现。在该结构下，每台脊交换机与每台叶交换机之间都要进行连接。与传统网络层相比，叶脊网络扩大了接入层、汇聚层与主机之间的连接数。因此，在数据传输的效率得到提升的同时，对于光模块的需求也大大增加。

根据Ovum，到2020年全球新增100个数据中心(100万台服务器)，则市场空间高达120亿美元。我们假设 VCSEL 芯片在光模块中的成本占比约35%，则2020年VCSEL芯片在数据中心内部的市场规模约为42亿美元。

随着流量爆发引起网络结构变化，驱动数据中心互联(DCI)市场呈高速发展趋势。目前，由于不同地区数据中心之间的信息需要通过电信骨干网相连，因此传输时延和传输成本无形之中大大增加。随着数据中心流量的爆发，骨干网的带宽成为限制数据互访流量爆发的瓶颈。在此背景下，DCI 网络在不同地区的数据中心之间重新建立新的传输通道，将极大地提升数据中心之间的传输效率，同时减少骨干网的传输压力。DCI网络主要采用WDM系统 (包括 CWDM 和 DWDM )，按距离可分为同一城市内互联和城市间互联。前者对应的传输距离一般在40公里以内，主要用到 DFB 芯片；后者对应的传输距离一般在为几百公里，主要用到 EML 芯片。随着 DCI 网络建设的逐步推进，高速光芯片的需求有望快速增长。

光芯片市场格局

光芯片厂商众多，市场集中度较低，整个市场正处于充分竞争状态。其中，Finisar 作为北美光器件的龙头厂商，占据全球 14.8% 的市场份额，国内龙头光迅科技市场份额占比为 5.6%，根据《中国光器件产业发展线路图( 2018-2022 )，将光芯片国产化上升为国家战略，目前小于 10Gb/s 的光芯片国产化率达到80% ，10Gb/s 速率的光芯片国产化率接近50% ，而 25Gb/s 及以上的速率的光芯片则高度依赖出口，国产化率仅 3% 。

               

 起航二·光模块/光器件  


光模块是光纤通信系统的核心器件之一，是光通信设备最重要的组成部分，主要作用是实现光电转换，是光世界与电世界的互连通道,光模块的应用场景丰富，可分为电信市场与数通市场，涵盖了数据宽带、电信通讯、数据中心、Fttx、安防监控和智能电网等领域。

  


受益于数据中心建设、5G网络深入布局，国内光模块企业全球市场份额的提升，光模块下游运营商需求扩大，中国光模块市场有望进一步增长。2022年中国光模块市场规模有望超30亿元，增速有望赶超全球。光模块行业厂商众多，竞争激烈,产业链进一步向中国集中，国内光模块供应商市场份额有望超50%。据Light Counting，来自中国的中际旭创、海信、光迅科技、华工正源和新易盛等5家光模块厂商有进入全球前十，主导全球光模块市场，对比2010年时只有一家中国企业进入前十。中际旭创有望终结Finisar的“连冠”记录，登顶光模块前十排行榜。考虑到新冠病毒的爆发的影响，中国较其他国家更快恢复，另外叠加中国5G网络及数据中心建设的加速落地，中国光模块厂商有望进一步提升全球市场份额。
 

 起航三·光通信设备  


根据Dell'Oro最新发布的报告，2020年全球光传输设备(Optical Transport Equipment)收入年增1%至160亿美元, 尽管因COVID-19大流行而存在高度不确定性，但由于在5G网络和数据中心运营商需求的驱动在未来的许多年里将持续增长，未来五年光网络设备市场仍将保持积极势头，从2021年到2025年，光传输市场收入累计将达850亿美元。在供应商方面，华为，Ciena, 中兴通讯，诺基亚，思科和Infinera等占据全球光网络设备主要市场。


 起航四·光纤光缆  


虽然2019年光通信行业光缆需求增速放缓，光纤光缆出现产能过剩;但是随着2020年三大运营商纷纷将资本开支转向5G，中央政治局会议也要求加快5G，而5G的竞争是光通信基础设施的竞争，5G以及大数据中心的建设加速，将拉动光通信基础设施的需求。

新一轮科技革命和产业变革在全球深入发展，特别是新冠肺炎疫情发生后，在线教育、远程医疗、远程办公等应用快速发展，各领域对网络的依赖不断增强，夯实网络基础设施成为各国共识。以5G、千兆光网为代表的“双千兆”网络是制造强国和网络强国建设不可或缺的“两翼”和“双轮”，是新型基础设施的重要组成和承载底座，在拉动有效投资、促进信息消费和助力制造业数字化转型等方面发挥着重要的作用，在2021年3月25日，工信部发布了《“双千兆”协同发展行动计划(2021-2023年)》指出到未来三年是5G和千兆光网发展的关键期。作为信息通信最为关键的环节，光纤光缆的重要程度毋庸置疑。


从CRU的预测数据来看，2020年全球和中国光缆需求量分别为5.06亿芯公里和2.50亿芯公里;到2021年，全球及中国光缆需求量将分别达到5.58亿芯公里和2.90亿芯公里。表明未来光通信行业市场需求大，将带动产业链加速布局。行业主要上市公司：长飞光纤、亨通光电、烽火通信、中天科技、汉信光电、特发信息


 总结 


从以上光通信产业市场状况分析，我们可以看到光通信作为5G及大数据中心建设的承载，随着5G及大数据的发展，未来是可期的，但同时我们也应该认识到在一些核心领域我们与欧美日等发达国家还存在的差距，特别是高速通信核心器件上我们还以来着进口，中国作为5G及大数据中心建设大国，在政策的支持下众志成城，加快研发步伐，才能不枉费“5G+大数据”这天时地利人和的大浪潮，真正做到借帆起航。


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