5G建设中唯一未被热炒的光模块板块。

一、5G产业链投资额过万亿

标准冻结，投资进入加速期。今年6月14日，3GPP（The 3rd Generation Partnership Project ）如期宣布R15阶段标准冻结，标志首个完整5G国际标准的形成，将加速产业链的产业化。3GPP分两阶段完成5G网络的标准，R15重点是满足eMBB场景应用的要求，R16标准将满足 uRLLC的应用场景要求。
3GPP计划在2019年12月，完成满足国际电信联盟(ITU)全部要求的完整的5G标准，到2020年，5G将实现全面商用。随着标准的冻结，全球5G的主要推动国运营商都公布了5G的商用时间表，美国作为领先者今年年底就将推出5G服务，欧洲地区最快的英国到 2019年运营商将提供5G服务，亚太地区中国作为5G推动者在2019年中移动提供5G商用服务。
GSA（Global Mobile Suppliers Association 全球移动设备供应商协会）发表“5G 网络频谱：全球许可进展”报告，报告显示截至 2018年7月，42个国家的监管机构正在为5G频谱分配划分进行公开咨询、宣布拍卖频率计划，或已为5G分配频谱。 2017年11月9日工信部正式发布了5G系统在3000MHz~5000MHz频段(中低频段)内的频率使用规划。


3GPP 5G 进程规划

国家大力支持5G建设，5G承载“新基 建”使命，将带动万亿产出。今年7月27日，工业和信息化部、国家发展和改革委员会关于印发《扩大和升级信息消费三年行动计划（2018-2020 年）》的通知，希望推动信息消费向纵深发展，目标是到2020年，信息消费规模达到6万亿元，信息技术 在消费领域的带动作用显著增强，推动相关领域产出达15万亿元，通知明确推进5G的建设。根据中国信通院的研究测算，2030年5G带动的直接产出和间接产出将分别达到6.3万亿和10.6万亿元，十年年均复合增长率为 29%、24%，经济效益空间巨大。


5G的直接产出和间接产出


二、5G 承载建设拉动光模块需求

5G承载网相比4G发生巨大变革。相比于4G来说，5G的接入网发生了翻天覆地的变化，进而带着承载网也发生了巨变。5G RAN（无线接入网） 网络将从 4G/LTE的 BBU（基带处理单元）、RRU（射频拉远单元）两级结构，演进到：CU（Centralized Unit，集中单元）、DU（Distribute Unit，分布单元）和 AAU（Active Antenna Unit，有源天线单元）三级结构。同时，根据业务需求和部署条件的不同 5G RAN 三级架构实际部署形态多样化，存在多种场景。
●CU：原 BBU 的非实时部分将分割出来，重新定义为 CU，负责处理非实时协议和服务；
●DU：BBU 的剩余功能重新定义为 DU，负责处理物理层协议和实时服务；
●AAU：BBU 的部分物理层处理功能与原 RRU 及无源天线合并为 AAU；

5G和4G承载结构变化

在5G网络中，之所以要功能划分、网元下沉，根本原因，就是为了满足不同场景的需要。不同场景下，对于网络的特性要求（网速、时延、连接数、能耗等），其实是选择性的，有的甚至是矛盾的。5G提出了一个“切片”的概念。简单来说，就是把一张物理上的网络，按应用场景划分为 N 张逻辑网络。不同的逻辑网络，服务于不同场景。不同的切片，不同的场景。网络切片，可以优化网络资源分配，实现最大成本效率，满足多元化要求。


5G网络切片概念

光模块在5G新架构中的地位和需求提升巨大。面向5G承载，25/50/100Gb/s新型高速光模块将逐步在前传、中传和回传接入层引入，N×100/200/400Gb/s 高速光模将在回传汇聚和核心层引入。例如25G BiDi光模块能更好地满足5G前传的需求；5G的中传网络和回传传接入层将对50Gbit/s速率的光模块有需求，5G回传网络的汇聚层和核心层，对相干 100G、200G、400G光模块有需求。相比于4G时代，5G无线光模块将在整个光模块市场中占据更重要的地位，5G 将成为光模块行业发展的下一个风口。5G无线通信所具备的高带宽、低时延、大连接的特点对光模块的功能和性能提出了更高的要求，将推动光模块、光电子芯片技术的进步。

5G承载网建设关键技术
三、5G 光模块需求有望量价齐升
光芯片的稀缺有望大幅提升光模块单价。在过去几年里，4G无线光模块的市场售价几乎是每2年下降40%，有利地促进了4G的大规模部署。到了 5G时代，光模块的需求量将超过4G时代，5G的需求将为无线光模块市场注入新的动力并进一步增大该细分市场的空间。光模块的使能技术可分为封装技术和光/电器件技术。光模块所需的封装技术大部分可借鉴现有的成熟技术。
5G光模块更多的突破是体现在光电子芯片的创新上，例如工业级温度范围的高速激光器芯片技术、高线性度25G波特率DFB芯片和EML芯片技术、低成本非相干100G的光模块技术、高线性度25G/50G的电芯片技术等。在产业化方面，国内企业在光模块层面能够提供大部分产品，研发水平紧跟国外领先企业，但25GBaud及以上速率的核心光电芯片尚处于在研、样品或空白阶段，与领先企业存在1-2代的技术差距。在5G建设国内光芯片企业没有大幅突破技术壁垒的情况下，相关光芯片需求远大于供给，芯片能够享受溢价，光模块价格相比4G也会有大幅的提升。


25G光芯片价格可能的趋势
预计5G基站需要410万个宏基站和820万个小基站。按照工信部2017 年11月发布的5G频谱使用征求意见，宣布规划 3300-3600MHz、4800-5000MHz 作为5G的工作频段。目前 4G 的主要频段为 1800-2600MHz，所以，如果简单看主频段，5G使用的频率是4G的2倍，那么5G宏站覆盖的半径是4G的二分之一，覆盖的面积是四分之一，那理论上覆盖相同的面积5G基站是4G基站的4倍。
从5G的建设需求来看，5G将会采取“宏站+小站”组网覆盖的模式。5G宏基站方面，如果以 3.5G及以上做连续覆盖，5G的基站数量可能是4G的1.5-2倍；如果以 2.6G 及以下做连续覆盖，基站数量预计跟4G相当。5G小基站方面，高频场景下需求是宏站的3倍，将以补充覆盖为主。具体数量上，截止到2018Q1，我国的的4G基站总数为339万个，我们预计5G宏基站需要建设410万个，相比 4G 增加71万个；预计小基站需求是宏基站的2倍，则整个5G周期需要新建小基站820万个。


近五年国内移动通信基站建设情况万个

5G光模块国内近700亿市场空间。根据前面基站数量的预测，宏基站 410万个，小基站820万个，我们根据站的数量，可以推算出光模块的市场需求。前传方面，宏基站每个基站覆盖3个扇区，每个基站需要6个光模块，小基站是一体化集成的基站，不需要光模块，则前传部分需要410万*6=2460万个，按照每个500元折算，前传部分市场空间为 123 亿元。
重创和回传方面，我们参照中国电信 《5G 承载和架构技术白皮书》里面架构的模型：假设承载网分为接入层、汇聚层、核心层；接入和汇聚设备采用环状组网；接入环配置假设为每环8个基站，汇聚环配置假设每环6个设备，一个设备带6个接入环，带宽收敛比为6:1；核心网配置假设每 12000 个基站需要4个核心设备、带42个汇聚环、假定所有业务进入核心网；每个接入环连接8个基站需要带宽50/100G，每个汇聚环连接6个汇聚设备需要带宽 200/400G，那么整个中传/回传部分市场空间为 549 亿元，整个 5G 对光模块的拉动需求接近 700亿元。
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