TMT行业：5G驱动电信光模块市场重回增长

1、Overweight（Maintained）Driven by 5G Construction, the Telecom-Optical Transceiver Market Will Return to GrowthTMT02/12/2020 AnalystZhang Yidong HYPERLINK mailto:zhangyd zhangyd SFC: BIS749SAC: S0190510110012ContactHong Jiajun HYPERLINK mailto:hongjiajun hongjiajun SAC：S0190510110012Liu Jie HYPERLINK

2、mailto:liujie91 liujie91 SAC：S0190119030006Drive by 5G construction, the worldwide telecom optical transceiver market will reach 4.6 bn USD in 2023, with a 2019-23 CAGR of 11.5%.According to the prediction by LightCounting, worldwide 4G construction slowed down which led to the decrease of telecom o

3、ptical transceiver with a decrease of 11.7%/3.3% in 2017/18. With the construction of 5G, the market will return to growth and would reach 4.6 bn in 2023 with a 5-year CAGR of 11.5%.We predict that by 2021 Chinese telecom-optical transceiver market will be 15.8 Bn CNY with a 2019-21 CAGR of 15.3%.Ac

4、cording to the prediction by LightCounting Chinese telecom-optical transceiver market will be1.7 bn USD in 2019. We estimated that driven by 5G, Chinese telecom-optical transceiver market will be 2.27 bn USD (about 15.8 bn CNY) in 2021, with 3-year CAGR of 15.3% and 5G product takes about 43.6%, amo

5、ng which 25G fronthaul optical transceiver will take 76.2% and shipment in 2021 will be 176.6 mn with a the market size of 5.26 bn CNY.With accelerated integration of overseas leading companies, the CR5 approaches 50%. Meanwhile, they gradually stripped off the assembly business to maintain a stable

6、 profit margin.The overseas optical communication leading companies started to expand their product line and customers by mergence. The industrial CR5 increased from 40.7% in 2016 to 45.9% in 2018. We predicted that it will be about 50% in 2019. Besides, due to the large fluctuation of optical trans

7、ceiver price, the leading companies gradually stripped off the assembly business and are willing to master the production of optical chips to maintain a stable profit margin.Centralized procurement of domestic telecom operators will be a quantity-exchange-lower price strategy and propose challenge o

8、n cost control ability of vendors, which the head manufacturers will increase their profit space.Domestic telecom operators will purchase the optical transceiver through centralized procurement (we predicted will be 50%), which will save the price difference of intermediate link。However, for supplie

9、rs the price may be low but volume will be quite large and the leading vendors have cost advantage which will increase their profit space. For some vendors who only supplied single main equipment manufacture, the total market will be larger and it will experience marginal improvement with larger cen

10、tralized procurement. Besides, some companies such as O-net are now shipping samples or small-scale production of 25G optical chips. With their integration of upper stream, the profit margin will increase.Recommendations:Lumentum stripped off assembly business and focused on optical chips production

11、, which will help it increase the profit margin of optical transceiver business. Besides, the VCSEL products will become a new driver with the enlargement of 3D sensing.O-net have low-end optical chip production ability and will have breakthrough with 25G optical chip. With their business extension

12、to upper stream, their profit margin will increase.ZTE is the main equipment manufacture can will directly benefit from 5G construction.YOFC is the leading company in optical fiber preform and with the 5G construction, the demand for optical fiber and cables will increase and the industry will retur

13、n to grow.Potential risks: 1) the production price may drop due to the severe market competition; 2) 5G construction is lower than expected; 3) the central procurement of telecom-operators is lower than expected; 4) the industry has huge revolution.目录1、5G 驱动电信光模块重回增长，2023 年有望达到 46 亿美元，中国市场 2021 年达到巅

14、峰 158 亿元人民币 .- 6 -1.1、光模块市场规模 67 亿美元，光芯片占据 50%成本.- 6 -1.2、5G 建设将拉动国内电信用光模块需求，2021 年有望达到 158 亿元人民币.- 8 - 2、光模块的规格和数量取决于应用场景.- 10 -2.1、不同场景下，TOSA/ROSA 种类不同 .- 10 -2.2、电信网络：从接入网到骨干网，所需光模块数量逐步减少，速率逐步提升.- 12 - 2.3、5G 将带来规格和数量的提升.- 18 -3、行业技术格局尚且稳定，中国即将开启运营商集采.- 22 -3.1、硅光技术尚未成熟，无法大规模应用，行业技术格局尚且稳定.- 22 -3

15、.2、运营商集采有望开启，部分厂商或有边际改善.- 23 -4、全球龙头频繁整合与剥离，暂时掌控光芯片环节.- 25 -4.1、龙头加速整合提升能力，剥离组装业务以求利润率稳定.- 25 -、产业链话语权由光芯片厂商掌握，高速芯片国产化迫在眉睫.- 26 -、回溯历史，头部厂商利润或将稳步提升，尾部厂商面临压力.- 28 -、海外龙头毛利有望逐步提升，国内厂商仍需积极研发高速光芯片.- 30 -4.5、其他通信产业链公司.- 36 -4.6、投资建议.- 37 -5、风险提示.- 38 -图 1、 全球光模块市场分类型市场规模及整体增速.- 6 -图 2、 finisar 光模块的内部结构.-

16、 7 -图 3、 光模块的组成.- 7 -图 4、 光模块成本拆分.- 7 -图 5、 光模块及光、电芯片国产化程度.- 7 -图 6、 全球有源光器件市场份额（2016 年）.- 8 -图 7、 全球无源光器件市场份额（2016 年）.- 8 -图 8、 国内电信侧光模块市场规模.- 8 -图 9、 5G 宏基站建设节奏及资本开支.- 9 -图 10、 光模块的不同封装方法.- 12 -图 11、 通信网络架构及所用到的光器件类型.- 13 -图 12、 PON 网络结构.- 14 -图 13、 华为 OLT 设备.- 14 -图 14、 三大运营商城域网演进历史，逐渐 IP 化、宽带化.-

17、 16 -图 15、 华为 PTN 设备.- 17 -图 16、 5G 无线接入侧网络架构.- 19 -图 17、 5G 前传典型方案.- 20 -图 18、 III/V-Si 异质集成系统加工方法.- 23 -图 19、 2011-24 年平均每Gbps 价格及其增速.- 24 -图 20、 全球光器件市场份额（2017 年） .- 26 -图 21、 全球光器件市场份额（2018 年） .- 26 -图 22、 光模块产业链及相应公司.- 27 -图 23、 2010-19 年全球电信用&数通用光模块市场规模及增速.- 28 -图 24、 Finisar/Lumentum 近年光通信业务收

18、入以及毛利率 .- 28 -图 25、 光迅&新易盛&华工正源近年光通信业务收入以及毛利率 .- 29 -图 26、 昂纳科技&太辰光近年光通信业务收入以及毛利率.- 29 -图 27、 Finisar 近年光器件全球市场份额.- 31 -图 28、 Finisar 与其他厂商生产能力对比.- 32 -图 29、 Finisar 近年分业务收入以及毛利率、净利率.- 32 -图 30、 Finisar 近年研发、销售、管理费用率.- 33 -图 31、 Lumentum 近年收入以及毛利率、净利率.- 33 -图 32、 Lumentum 近年分业务收入以及毛利率.- 34 -图 33、 全球

19、 VCSEL 市场份额（2018 年）.- 34 -图 34、 全球 VCSEL 市场份额（2024 年）.- 34 -图 35、 华工科技光电器件产品收入、毛利率以及收入占比.- 35 -图 36、 昂纳科技分业务收入及毛利率.- 36 -图 37、 中兴通讯近几年分业务收入以及整体增速.- 36 -图 38、 中兴通讯近几年分业务毛利率.- 36 -图 39、 长飞光纤光缆近几年收入、净利润以及增速.- 37 -图 40、 长飞光纤光缆近几年毛利率、经营利润率以及净利润率.- 37 -表 1、 5G 前中回传所用光模块典型技术方案.- 9 -表 2、 TOSA 不同产品类型对比. - 11

20、 -表 3、 不同公司 PON 光模块产品对比.- 14 -表 4、 不同公司 CPRI 光模块产品对比.- 15 -表 5、 运营商历次OTN 设备集采.- 17 -表 6、 5G 承载网网络分层组网架构和接口分析.- 19 -表 7、 四种 5G 前传典型方案比较.- 20 -表 8、 三种 5G 中回传典型方案比较.- 21 -表 9、 5G 前中回传所用光模块典型技术方案.- 21 -表 10、 光模块集采信息.- 24 -表 11、 近年光通信行业并购情况（除光模块组装业务）.- 25 -表 12、 近年光模块组装业务并购情况.- 26 -表 13、 Finisar 近年重大收购.-

21、 30 -表 14、 相关公司估值情况 .- 37 -报告正文本文针对电信用光模块，介绍了目前的行业状况，并从产品类型、成本拆分、不同应用场景进行详细的介绍；分析了未来硅光技术对行业格局的潜在影响；测算了中国 5G 建设带来的光模块需求；分析了产业链的整体发展趋势和国产厂商的发展情况。受 5G 驱动，电信用光模块行业大概率止跌回升，2019-23 年 CAGR 有望达到11.5%。2019 年整体光模块市场规模达到约 67 亿美元，其中电信产品占比 44.9%，数通产品（应用于数据中心和企业网）占比 50.2%。此前由于全球 4G 建设进入末期，电信用光模块出现下滑，2017/18 年下滑 1

22、1.7%/3.3%；5G 建设驱动行业有望 重回增长，2019 年预计为 30 亿美元，YoY +14%，2023 年有望达到 46 亿美元，4年 CAGR 11.5%。光模块的数量和规格取决于应用场景，5G 时期二者均有提升。从接入网到骨干网，光模块数量逐渐减少，规格逐步提升。5G 时期接入侧从两段式变为三段式，前传光模块数量提升；此外由于 5G 数据量增加导致传输速率提升，也将带来各层面的产品规格提升。5G 建设将带动电信用光模块需求快速增长，我们预计国内 2021 年电信用光模块市场规模将达到 158 亿元人民币，2019-21 年 CAGR 15.3%，其中 5G 产品 69 亿元。联

23、通电信共建共享不会影响前传光模块用量，根据我们此前对于中国 5G 建设规模及节奏的预测，我们预期 5G 建设将总共带来 284 亿元人民币的市场空间，前传 25G 光模块需求最大，将达到 219 亿元，占比 77.1%；2021 年国内电信用光 模块市场规模达到巅峰 158 亿元，2019-21 年 CAGR 15.3%，其中 5G 产品 69 亿元，5G 用 25G 光模块为 53 亿元。美、日龙头厂商强强联合提升话语权，CR5 达到约 50%；剥离组装业务以保证利润率稳定。从产业链来看，光芯片价值量最大占比约 50%，目前美、日龙头厂商掌握了大部分光芯片的市场，尤其是 25G 高端光芯片，

24、从而掌握了产业链的话语权。而龙头厂商近几年通过并购拓展产品线和业务范围，实现强强联合，CR5 从 2016 年 40.7%提升至 2019 年的 50%左右，话语权有望进一步增强。此外，龙头公司也在逐步剥离组装业务，希望在产品降价时通过挤压组装环节利润来保证自身利润率的稳定。国内厂商以组装业务为主，头部厂商通过规模效应有望提升利润空间，运营商集采将为部分厂商带来边际改善。国内厂商多以纯组装业务为主，并且由于电信用光模块多为低速率产品，门槛较低行业竞争激烈，产品价格下降较快。5G 时期运营商有望进行 25G 光模块集采，龙头厂商具有规模效应，有望提升利润空间。此前部分厂商（例如新易盛）仅供应单一

25、主设备商，集采后市场空间显著变大，或迎来边际改善。部分厂商逐步进入高端光芯片生产，盈利能力有望提升。部分厂商（光迅科技、华工正源、昂纳科技）具备低端光芯片的生产能力，高端（25G）光芯片量产在即，随着能力向上突破，公司盈利能力有望进一步改善。1、5G 驱动电信光模块重回增长，2023 年有望达到 46 亿美元，中国市场 2021 年达到巅峰 158 亿元人民币、光模块市场规模 67 亿美元，光芯片占据 50 成本2019 年光模块市场规模预计为 67 亿美元，电信用产品占比 44.7%，5G 驱动下19-23 年 CAGR 11.5%。光模块作为光电信号转换的重要有源器件，广泛存在于光纤通信系

26、统中。根据 LightCounting 的数据，全球 4G 建设速度大幅下降，导致电信用光模块市场 2017/18 年下滑 11.7%/3.3%。此外 LightCounting 预测，全球光模块市场规模 2019 年达到 67 亿美元，其中电信产品占比 44.9%，数通产品占比 50.2%。伴随 5G 建设，电信产品有望重回增长，2023 年达到 46 亿美元，2019-23年 CAGR 11.5%。图1、全球光模块市场分类型市场规模及整体增速21%19%20% 20%17%14%14%12%10%4%0%-2%14,00012,00010,0008,0006,0004,0002,000-百

27、万美元23%25%20%15%10%5%0%-5% EthernetCWDM/DWDMAccess(FTTx&Wireless) optical interconnectsAll othersYoY（右轴）资料来源：LightCounting 2018.10，兴业证券经济与金融研究院整理* Ethernet 光模块应用于数据中心及企业网*Access（FTTx&Wireless）、optical interconnects 和 CWDM/DWDM 光模块主要应用于电信网络光模块的主要结构为 TOSA+ROSA。光模块的主要作用是实现光信号和电信号的互相转换，可以分为接收端和发射端，其中发射端把

28、电信号转换为光信号，由TOSA（transmitter optical sub-assembly，光发射次模块）和对应的驱动电路构成，核心为激光器； 接收端把光信号转换为电信号， 由 ROSA（ receiver optical sub-assembly，光接收次模块）和放大电路构成，核心为光电探测器。图2、finisar 光模块的内部结构图3、光模块的组成资料来源：Finisar，兴业证券经济与金融研究院整理资料来源：Neowave，兴业证券经济与金融研究院整理TOSA+ROSA 成本占比约为 50%，目前高端芯片主要掌握在美、日厂商手中。通过对光模块的成本的拆解，光器件共占成本的 79%，

29、而在光器件中，TOSA 和 ROSA 共占 63%，即占总成本的 50%。从全球来看，国内企业主要在无源器件（不涉及光电信号转换）、低速光芯片等中低端细分市场有竞争优势，但高端光芯片仍主要掌握在美、日厂商中，包括美国的 Finisar、Lumentum、Neophotonics 和日本的 Sumitomo、Fujitsu。图4、光模块成本拆分图5、光模块及光、电芯片国产化程度电芯片14%光器件79%TOSA 38%ROSA 25%100%80%60%40%20%90%1203080%60%50%5%10%百万件14012010080604020PCB板4% 外壳其他0%263%0%0.1803

30、%1% 滤光片2%尾纤7%结构件6%低于10Gb/s10Gb/s25Gb/s及以上模块光芯片电芯片模块数量（右轴）资料来源：ofweek,Funsso,兴业证券经济与金融研究院整理资料来源：中国光电子器件产业技术发展路线图（2018-22 年），兴业证券经济与金融研究院整理图6、全球有源光器件市场份额（2016 年）图7、全球无源光器件市场份额（2016 年）Source Photonics 3%其他37%Finisar 16%Oclaro7%Sumitomo7%Lumentum 7%NTTelectronics 2%CoAdna3%Sumitomo 4%Neophotonics4%其他18%

31、Finisar9% 光迅11%II-VI18%Lumentum 18%昂纳13%AAOI4%Neophotonics光迅4%4%Fujitsu 5%Acacia 6%资料来源：OVUM，兴业证券经济与金融研究院整理资料来源：OVUM，兴业证券经济与金融研究院整理、5G 建设将拉动国内电信用光模块需求，2021 年有望达到 158 亿元人民币2019 年国内电信侧光模块市场将达到 17 亿美元。根据 LightCounting 的数据，经历了 2014-16 年 4G 建设以及中移动 FTTH 建设的高峰期后，国内电信侧光模块市场规模出现下滑，2017 年下滑 29%。2018 年伴随 4G 扩

32、容建设光模块市场出现回暖，LightCounting 预计 2019 年国内电信侧光模块市场规模将达到 17 亿美元。图8、国内电信侧光模块市场规模百万美元2,0001,5001,000500200%150%100%50%0%-201020112012201320142015201620172018 2019E-50%中国电信侧光模块市场规模YoY（右轴）资料来源：LightCounting，兴业证券经济与金融研究院整理2019-28 年，移动建设 190 万座 5G 基站，联通和电信共建 235 万座 5G 基站，共建共享不影响光模块数量。如果十年建设一个与目前4G 同等覆盖程度的5G 网络

33、，我们估算移动需要建设 190 万座基站。而对于联通和电信，采用 3.5GHz 频段，我们估算两者共需建设 235 万座 5G 基站。而对于中国移动 160MHz 的频谱带宽，如果采用光纤直连，一个宏基站对应 12 支光模块，如果采用 Open-WDM，对应 24 支光模块。对于中国联通和电信，由于两家共享 200MHz 的频谱，所需光模块数量较 100MHz 翻倍，一个宏站对应 12 支光模块，因此共建共享不会减少光模块数量。图9、5G 宏基站建设节奏及资本开支万站92亿元787058463015191071009080706050403020100201920202021202220232

34、02420252026202720285G新建基站数量移动网络资本开支（右轴）3,0002,5002,0001,5001,0005000资料来源：兴业证券经济与金融研究院预测巅峰时期 2021 年，国内 5G 所需光模块市场规模有望达到 69 亿元人民币，25G光模块占比 76.2%。根据5G 技术发展白皮书的网络架构，CU（central unit，集中单元）与 DU 与宏基站的比例为 1：6：48。其中一个 DU 与 CU 连接需要 4支光模块，为 50G/100G。CU 与汇聚层以及核心网相连需要 200G/400G 光模块。根据预测的宏基站数量以及单基站用量，我们预计国内 5G 建设带

35、来的整体光模块需求（2019-28 年）为 284 亿元人民币，其中 25G 光模块占比 77.1%；有望于 2021 年达到巅峰 69 亿元人民币，2019-21 年CAGR 132.6%；其中 25G 光模块需求为 1766 万支，规模为 52.6 亿元，占比 76.2%。5G 驱动，2021 年国内电信用光模块市场规模达到 158 亿元人民币，2019-21 年 CAGR 15.3%。结合 LightCounting 的数据，我们假设 2021 年国内固网以及骨干网光模块市场规模为 12.8 亿美元，则 2021 年国内电信用光模块市场规模为 22.7单位2019202020212022

36、202320242025202620272028总计5G 宏基站数量万站1570927858463019107425中国移动万站62532403025151043190联通+电信万站9456038282115964235DU 个数万个1.98.811.59.87.35.83.82.41.30.953CU 个数万个0.31.51.91.61.21.00.60.40.20.19光模块数量25G万个2161176176616851253994648410216151851550G万个6.028.027.623.411.69.26.03.82.01.4119100G万个1.57.018.415.617

37、.413.89.05.73.02.194200G万个1.04.74.63.91.91.51.00.60.30.220400G万个0.31.23.12.62.92.31.50.950.50.3516光模块市场规模亿美元，即 158 亿元人民币，2019-21 年CAGR 15.3%。表1、5G 前中回传所用光模块典型技术方案25G亿元人民币9.141.252.644.128.919.311.36.83.42.321950G亿元人民币0.93.53.02.21.00.60.40.20.10.112100G亿元人民币0.62.35.03.83.72.51.40.90.40.321200G亿元人民币1

38、.34.63.32.30.90.50.30.20.10.114400G亿元人民币0.82.65.13.33.01.81.00.50.30.219总计亿元人民币13546956372514943284资料来源：兴业证券经济与金融研究院预测2、光模块的规格和数量取决于应用场景、不同场景下，TOSA/ROSA 种类不同FP 激光器多用于 FTTx，DFB 多用于无线侧和数据中心，EML 多用于骨干网和数据中心互联，VCSEL 多用于数据中心。TOSA 将电信号转换为光信号，主要由LD（激光二极管）、封焊管体、陶瓷插芯、陶瓷套管、适配器等组成。其中激光器主要为 FP（Fabry-Perot）激光器、直

39、调式 DFB（distributed feedback laser，分布式反馈激光器）、EML（electro-absorption modulated laser，电吸收调制激光器）和 VCSEL（vertical-cavity surface-emitting laser，垂直腔面发射激光器），采用的材料为 InP 或AlGaAs/GaAs；LD 的封装一般采用 TO-CAN（transmitter outliner can）封装、蝶形封装、COB 封装、BOX 封装以及Flip Clip 封装。其中 FP 激光器利用FP 谐振腔进行模式选择，产生多纵模的光源，主要利用电信号对驱动电流的调

40、制实现对光信号的调制。由于光源为多纵模，传输距离较短，最大传输速率较低多为 1.25Gb/s 以内。DFB 激光器内置布拉格光栅，产生单纵模的光源，而直调式 DFB 则将电信号直接加载到激光器的驱动电流上，从而对产生的光信号进行调制，由于直接对驱动电流进行调制会导致波长漂移（啁啾），从而会产生色散，影响最大传输距离。此外，传输信号的带宽也会因激光器线宽受到限制。而由于激光器有增益饱和效应，线性工作区有限，难以实现较高的消光比，增加了系统误码率。EML 激光器中包含一个电吸收调制器，基于 Franz-Keldysh 效应（即施加电场引起晶体吸收光谱的变化）或 QCSE（Quantum-confi

41、ned Stark effect，量子限制 Stark效应），将电信号加载在调制器上，改变光吸收大小，从而实现对光信号的调制，利用这种调制方式，波长漂移（啁啾）小，线性工作区较大，信号传输质量高，最大传输速率较高，但是价格较为昂贵。VCSEL 主要是利用面发射，对驱动电流进行直接调制。同时由于 VCSEL 激光器的体积较小，其产生激光的阈值电流较小；输出光束质量较高，发散角较小，光斑承圆形对称分布，因此与光纤的耦合效率较高，尤其是与多模光纤的耦合效率可以高于 90%。因此多模光模块多采用 VCSEL，但是传输距离较短，多为几十米产品类型应用场景波长材料特点缺点FP 激光器低速率、短距离传输、

42、多用于 FTTx 接入侧1310/1550nmInP多纵模光源、结构简单、成本低最 大 传输 距离 （20km）、最大传输速率（1.25Gb/s）直调式 DFB高速中长距离传输、多用于无线接入侧以及数据中心内传输1310/1550nmInP单纵模、谱线较窄、成本较低、最大传输距离（80km）、最大传速率（单通道80km）传输速率较高（50Gb/s）价格较高、需要温控、功耗较高VCSEL多模传输、短距离传输、多用于数据中心内传输850nmAlGaAs/GaAs体积小、圆形光斑、阈值电流低、功耗低、价格低、与多模光纤耦合效率高、容易阵列化最大 传输距 离（500 米），最大传输速率（25Gb/s）

43、至几百米。表2、TOSA 不同产品类型对比资料来源：易飞扬通信，兴业证券经济与金融研究院整理ROSA 按光探测器的种类可以分为 APD 和 PIN 两种类型。ROSA 将光信号转换为电信号，主要由 PD（光电二极管）、塑封配适器、金属配适器、闭口套管等组成。其中 PD 主要分为 PIN（移相开关二极管）和 APD（avalanche photodiode，雪崩光电二极管）。其中，PIN 光电二极管通过 P 型和N 型半导体之间的 I 型区域，吸收光并产生光电流，具有线性工作区大，噪声小，功耗低等特点；而 APD 在 PIN 的基础上采用雪崩倍增效应，将接收到的光电流放大，提升探测灵敏度，但是放

44、大的同时也会引入较大的噪声，降低信号质量，误码率升高。光模块的封装主要包括：SFP/SFP+封装、XFP 封装、QSFP+/QSFP28 封装、CFP封装等。SFP（Small form-factor pluggable）为小型可插拔型封装，支持LC 光纤连接，速率最高为 4Gbps，SFP+在 SFP 的基础上速率有所提升，最高速率可达10Gbps。XFP（10GB small form-factor pluggable）指一种 10GE 小型可插拔光模块，尺寸比 SFP+大。QSFP+（Quad small form-factor pluggable）指四通道小型可热插拔光模块，通信速率为

45、 40Gbps，尺寸比 SFP+大；QSFP28 封装大小与QSFP+相同，支持 100Gbps 的速率。CFP(Centum form-factor pluggable)是一种基于密集波分复用的新型光模块标准，同时支持数通和电信传输两大应用，速率可达 100Gbps。图10、光模块的不同封装方法SFPSFP+QSFP28/QSFP+XFPCFP资料来源：光迅科技，易飞扬，兴业证券经济与金融研究院整理、电信网络：从接入网到骨干网，所需光模块数量逐步减少，速率逐步提升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

46、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

47、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。图11、通信网络架构及所用到的光器件类型资料来源：Finisar，兴业证券经济与金融研究院整理 接入网：固网和移动网均需要大量低速光模块固网接入一般采用 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，其中无源设备指不需额外电源的电子设备，不涉及到信号的转换以及放大；相较于有源设备，无源设备的故障率低，可靠性高，一般使用寿命较长，维护成本较低。PON 网络主要由光线路终端

48、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。其中OLT 主要是将多种业务的信号在局端汇聚，并以一定的格式向下传输给终端用户（下行），另一方面将来自终端用户的信号按照业务类型分别送入不同的业务网络中（上行）。ODN 主要完成信号的上下行传输，主要采用分光器。ONU/ONT是用户侧的设备，其中 ONT 直接应用于最终用户，适用于 FTTH 的场景，ONU则与用户直接仍有一定距离，

49、可以再通过网线、光纤等连接最终用户，适用于 FTTB、FTTO 等场景。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。图12、PON 网络结构资料来源：华为，兴业证券经济与金融研究院整理图13、华为 OLT 设备资料来源：华为，兴业证券经济与金融研究院整理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。以华为 OLT 平台 MA5800-X17 为例，共有 17 个业务槽板，每个业务槽板支持 16 个 PON 端口，则单台设备共支持 272 个 PON

50、端口。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+。产品外观公司Finisar光迅科技华为表3、不同公司 PON 光模块产品对比产品名称EPON SFP-OUNGPON OUN SFFGPON OLT SFP产品型号FTEN2x17P1xUNRTXM167-410GPON-OLT-CLASS C+封装格式SFPSFFSFP最大传输距离20km20km30-40km速率1.25Gb/

51、s1.25Gb/s1.25Gb/s波长1310/1490nm1310/1490nm1310/1490nm资料来源：公司官网，ebay，兴业证券经济与金融研究院整理在无线侧接入网，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。4G BBU（baseband unit，基带单元）与RRU（remote radio unit，射频拉远单元）之间采用高速 CPRI 协议（Common Public RadioInterface，通用公共无线电接口），一般为点对点双纤直连，传输距离也往往在 200m以内；4G BBU 接入城域网速率以 10Gb/s

52、 为主，封装多为 SFPSFP+和QSFP28，传输距离 10km/40km。室分基站往往采用了多个 RRU 级联，共享一个 CPRI 接口的组网模式，目前典型配置是 2-3 级RRU 级联实现频点覆盖。产品外观公司Finisar光迅科技Lumentum产品名称25GE SR/eCPRI SFP286Gb/s 2km SFP+ 1310nm6GSFP+850nm CPRI产品型号FTLF8536W4BTVRTXM228-601JSH-62S封装格式SFP28SFP+SFP+最大传输距离100m2km300m速率25Gb/s2.5-5Gb/s（CPRI 情况下）1.23-6.25Gb/s波长85

53、0nm1310nm850nm表4、不同公司 CPRI 光模块产品对比资料来源：公司官网，兴业证券经济与金融研究院整理 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。此外，由于业务复杂度提升，用户需求提升，城域网需要足够的灵活性、可扩展性以及快速反映能力来适应需求的变化。同时由于业务的带宽和用户数量都呈现高速增长的趋势，也给城域网造成了巨大的带宽压力以及业务管理压力，城域网需要及时的扩容以及升级。另外，与骨干网相比，由于城域网所需的连

54、接距离更短，对于成本较为敏感，因此目前可以通过以太网直连或者 CWDM（Coarse wavelength-division multiplexing，粗波分复用）等传输技术降低成本。图14、三大运营商城域网演进历史，逐渐 IP 化、宽带化在8个本地网启动IPRAN/PTN试点，结论是都满足移动承载要求科技委会议认为IP网发启动以IP RAN为RAN/PTN都不成熟， 主的测试和集采，IP需继续研究RAN成为主流模式，厂家纷纷跟随网发继续启动IP RAN集采，与高端数据设备一起采购，共启动2次规模集采经过调研，现有MSTP网络资源够用，认为分组技术不成熟，暂不进行建设启动分组网试商用，大力发展

55、3G启动分组研究，启动分组设备采购，IP RAN/PTN都有建设，摸索经验由传输专业操作，考虑到综合承载需要，三层功能成为必须，既定IP RAN方向涉及123个本地网，全部采用IP RAN组网方案进行PTN网络的规模建设，实现TD数据业务承载由于LTE需求，PTN需要三层功能采用PTN核心层支持三层的方案，继续集采IP RAN PTN MSTP2009年2010年2011年2012年资料来源：华为，兴业证券经济与金融研究院整理*PTN：packet transport network，分组传送网IP RAN：IP radio access network，无线接入网 IP 化MSTP：mult

56、i-service transport platform，多业务传送平台城域网汇聚层多采用 40GE/100GE 光模块，用量与数据流量挂钩。目前中国移动的城域网采用 PTN 结构，PTN 组网结构以华为的 PTN 7900-32 和 PTN960 为例，其中 PTN 7900-32 用于城域网的汇聚层，最大支持 12.8Tbps 的交换容量，共有 32个处理板，每个板卡有 1-4 个光模块接口，所使用的光模块多为 CFP/CFP2 以及 QSFP28 封装，速率为 40GE/100GE，传输距离为 10km/40km/80km，光模块数量取决于数据流量。联通和电信的城域网采用 IP RAN

57、结构，其光模块规格以及用量与 PTN 设备类似。图15、华为 PTN 设备资料来源：华为，兴业证券经济与金融研究院整理骨干网：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WDM/DWDM 光模块（即彩光模块），速率多为 100G，但总体数量较少。OTN（光传送网）技术实际上是基于 WDM（波分复用）的全光网络，将传送网推进到了真正的多波长光网络阶段。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

58、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，并可以提供跟灵活的基于电层和光层的业务保护功能。运营商自 2010 年开始进行 OTN 网络的部署，目前采购的 OTN 设备多采用 WDM/DWDM 100G 光模块。以华为 OptiX OSN 8800 为例，该系列单设备最多具有 64 个业务卡槽，每个业务板有 2-8 个光模块接口，多采用 DWDM 光模块，封装为 eSFP，XFP 和 SFP+三种模式。结果公布日期运营商集采项目规模2011 年 10 月中国电信2011 年DWDM 及 OTN 集采订单2012 年 12 月中国电信2012 年第二批DWDM 及OTN 集

59、采主要是六个省份的10G/40G OTN 设备2013 年 4 月中国移动2013 年OTN 设备集采100G 单板数量超过 1500 块2013 年 10 月中国移动2013 年 100G OTN 设备集采补采2014 年 1 月中国电信2013 年 100G DWDM/OTN 设备集采2014 年 7 月中国联通2014 年长途传输网100G WDM 传输设备采购2014 年 12 月中国电信2014 年 100G DWDM/OTN 设备集采包括 100G OTN 设备和 100G DWDM设备，约 2000 块 100G 板卡2015 年 3 月中国移动2014-15 年OTN 新建设备

60、采购包括 10G OTN（7078 个端口）和 100G表5、运营商历次 OTN 设备集采OTN（1072 个端口）2015 年 11 月中国电信2015 年 100G DWDM/OTN 设备集采26 条 100G 传输链路2015 年 12 月中国移动2015 年省际骨干传送网传输设备集中采购（OTN 新建部分）2016 年 3 月中国移动2016 年OTN 设备（新建）集中采购约 2.5 亿元人民币2016 年 5 月中国电信2016 年 10G/40G DWDM/OTN 设备集采共 51680 个 10Gb/s 线路侧端口、137个 40Gb/s 线路测端口及相应的客户侧端口2016 年