光通信迈入第三轮增长周期，一文详述其全产业链和发展趋势

21 世纪，信息科技得到极大的发展，互联网、大数据、人工智能，极大地丰富了人们 的沟通和生活。而信息科技的底座便是通信网络，正是因为通信网络近二十年来的传输效率以指数级提升，每比特成本大幅下降，使得海量数据远距离传输，集中处理成为可能，海量的数据集中到一起，才引发云计算和大数据的革命

其中，中国是全球最大的光通信市场，也是全球最大的制造基地。

中国光传输设备发货量占全球的40%、光接入设备占70%、数通设备25%、光纤60+%、光器件约15%。

资料来源：弘则研究

中国光通信行业迈入第三轮增长周期。

今年年初，全国首批29个千兆城市正式亮相，展现了中国千兆光网建设的最新成果，而2022年将迎来千兆城市建设的高峰期。作为千兆城市建设的重要基础材料，光纤光缆、光器件等产品将大幅提升，助推光通信行业迈入第三轮增长周期。

光通信行业概览

光通信以光纤作为传输介质，其传输的信号就是光信号。但电脑、手机、光通信设备等终端，都是通过电信号“0和1”来处理信息的，所以终端设备在信息处理时必须进行光电转换。

光通信系统由“将电信号转成光信号的发送单元”、“将光信号转成电信号的接收单元”及“传输通道光纤”构成。

光通信网络主要分为核心层、骨干层、汇聚层和接入层。

从接入层来看主要有PON网络，从汇聚、骨干和核心层来看，主要设备有WDM、OTN等。

光通信产业链

光通信产业链从基础元器件制造开始，由光通信基础元器件厂商制造诸如陶瓷套管、插芯等基础元器件，再由芯片制造商提供激光器、监测器和调制器芯片，光器件厂商将各类基础元器件和芯片整合成光模块，再由通信设备厂商将各类光器件、光模块集成为通信设备，最后由电信运营商采购通信设备、光纤光缆进行组网，向终端用户提供电信服务。

光通信器件产业链主要分为上游光芯片组件、中游光器件模组及下游光通信设备及电信、数通设备应用。#光通信#

光通信产业链：

光通信迎爆发机遇！全产业链龙头梳理

资料来源：国盛证券

产业链利润率方面看，行业主要利润集中于光芯片等科技含量较高的环节中，网络运维等价值量虽然较大，但整体利润率较低。

上游：光芯片组件

从核心光芯片能力来看，目前我国高端光芯片厂商相对较少，目前国内只有部分企业了掌握了10Gb/s 速率及以下的激光器、探测器、调制器芯片。

源杰科技、光迅科技在25G的激光器（包括DFB和VCSEL）有规模发货能力，探测器层面光迅在25G的PIN和APD基本可以实现自供。

光模块产业链上游议价能力较强：

光通信迎爆发机遇！全产业链龙头梳理

资料来源：银河证券

中游：光器件模组

光器件主要分为光有源器件、光无源器件、光模块与子系统四大类。

有源光收发模块的产值占据最大份额约为65%。

国内厂商依靠封装技术在无源光器件、光收发模块等中低端细分市场竞争力较强；在高端有源器件、芯片等方面发展空间较大。

光模块

光模块处在光通信产业链中游的关键节点，是光电转化的核心器件，负责光信号的产生、调制与探测，主导着光通信网络的升级换代，在接入端、传输端等不同细分市场上均发挥着至关重要的作用。

全球光模块市场相对分散，中国占据36%市场份额，国内企业主要集中于光模块环节中。

光模块行业规模效应显著，从全球市场份额排名来看，国内中际旭创、光迅科技、海信宽带、华工正源四家厂商跻身全球前十，其余席位均被美、日厂家占据。

光模块领域越往上走技术壁垒越高，相应来讲企业价值也应有更多溢价。

光模块产业链不同类型典型公司毛利率水平：

数据流量的增长是光模块市场增长的核心动力。在“双千兆”背景下，光纤接入模块将向10GGEPON/XPON切换，带来高速光模块市场稳健增长。

光纤光缆

光纤光缆产业链的三大环节为“光纤预制棒-光纤-光缆”。

光棒、光纤、光缆在产业链中的利润占比分别为70%、20%、10%。

主要流程为上游生产厂家采购原材料，通过芯棒制作和外包，最终制造出光纤预制棒（光棒），并售卖给下游光纤光缆制造商；光纤光缆制造商经过拉丝等工艺将光棒制作成为光纤，再将一根或数根光纤制作成为光缆，即生产出一芯或多芯光缆。

从市场格局来看，中国厂商处于领跑，全球60%的光纤光缆产能集中于中国，其中长飞光纤、亨通光电、富通、烽火、中天科技在2020年分别录得12%、9%、8%、7%、6%的市场份额。

由于我国当前主要是东海、渤海湾、黄海或南海近海底光缆建设，属于无中继浅海光缆通信系统，对于深海光缆、中继供电技术需求不大，或制约国内光纤企业在这上面取得进一步突破。

光纤光缆产业链一览：

光通信迎爆发机遇！全产业链龙头梳理

资料来源：光纤在线

光纤预制棒

光纤预制棒是光纤光缆行业的产业价值核心，对技术要求较高，供应较为紧缺。

光纤预制棒加热拉丝即为光纤，由芯层、包层和涂覆层构成。光纤加上护套即为光缆，护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯和铝带或钢带组成，主要用于保护缆芯，具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。

光纤预制棒生产技术壁垒较高，同时占据大部分利润。目前国内制备超低损光纤芯棒的原材料主要依赖进口。

光通信设备

5G和物联网持续推动光通信设备高速增长。

全球光通信设备领域目前处于寡头市场竞争格局，前5大光通信设备商市场份额合计达到68.5%。

从光通信按类别分市场竞争格局角度看，华为引领100G和200G光通信交换机市场。2019年华为在100G和200G光通信交换机市场份额分别为28.0%和46.0%，在200G市场处于绝对领先地位，市场份额超过第2-4名之和；中兴通讯在100G和200G市场份额分别为11.0%和9.0%，均处于全球第四位。

电信市场：主要应用于基站/PON/WDM/OTN/交换机/路由器等设备，根据Yole预测，2020~2025年CAGR大约为5.3%。

数据中心市场（数通市场）：主要应用服务器/架顶交换机/核心交换机等设备，根据Yole预测，2020~2025年CAGR将超过25%

数通市场光通信企业的重要战略高地，其对于高速率光模块、数通设备、服务器或算力等需求巨大。

三大趋势

光通信技术的未来发展趋势，紧密围绕着性能和成本，归纳起来，就是三点：

发展趋势一：全光网的演进

全光网，是我们非常熟悉的名词。

光通信的首要任务，就是传输数据。前面小枣君也提到了，人类社会每天都在面临数据增长。为了避免拥塞，光通信必须紧跟需求发展，持续扩增自己的带宽和容量。

目前，光通信扩增自身传输能力的方法非常明确，就是两条：一，继续提升单波容量，相当于把路修宽。二，升级所有的路由交换节点，实现高速公路的点对点直达（避免换乘）。

单波容量的提升

经过数十年的苦心经营，国内运营商当前骨干网已经达到了单波100Gbps的水平。

下一步的发展目标，是单波400Gbps。而制约这一目标的主要障碍，是成本，尤其是光模块这样的核心器件的成本。

除了400G之外，处于研发和试验阶段的，是800G和1.2T。

想要实现单波速率提升，主要有两个办法：采用更高阶的调制方式、提升波特率。

高阶调制虽然可以成倍提速，但抗噪声能力差。也就是，和无线空口一样，外部环境恶化，或者传输距离远，就不能用高阶调制，只能降阶。

高波特率的话，比高阶调制更有用。它既可以提升速率，也不会影响传输距离。但是，高波特率对光电器件要求很高。说白了，属于工艺问题。

光通信频谱带宽延展

除了提升单波容量之外，想要增加单根光纤的传输速率，就只能让这根光纤传输更多的波。想要更多的波，就只能进一步扩展光通信的频谱带宽。

盘点：光通信的五个发展趋势

光通信其实和无线通信一样的，也是依赖频谱资源。

我们在一根光纤中传输不同频段的光，在考虑保护间隔的前提下，可用的频谱带宽越大，能传的光的波数越多，容量也就越大。

一般情况下，波道采用C波段，频谱资源是4THz。扩展为CE波段后，频谱资源增加20%，为4.8THz。如果采用C++波段，是6THz。如果采用C+L波段，是11THz，相比C波段提升了175%。（延伸阅读：链接）

如果按照单波400G的速率，C++波段（80个波），那么，骨干传输容量可以提升到400G×80个波=32Tbps。

为了进一步提升速率，专家们也没有放弃在光纤上做文章。

新型光纤传输技术，比如MCF、FMF和PCF等，现在正在成为行业热点。光纤头部企业，正在加紧进行技术研发。

全光交换

除了提升速率带宽之外，另一个能力提升的手段，就是交换节点的升级扩容，这也是全光网2.0的精髓所在。

光通信的发展目标，是替换所有的电通路。换句话说，所有的数据传输，全部应该由光通路完成。

光纤不仅要铺到家庭，还要铺到每个房间，每个PC，每台电视，每个冰箱。所有固网接入，全部替换为光，消灭网口。

此外，在设备的内部，也要摈弃光电转化，直接光路到元件、到芯片。芯片与芯片之间，芯片内部之间，也全部光路。这是光通信的终极发展目标。

对于普通人来说，这个目标是无法想象的，不是吗？

用户侧，目前我们发展到了FTTR（光纤入户）阶段。在骨干侧，随着ROADM和OXC的普及，我们国内已经实现了全光波长交换。

未来，全光波长交换的发展思路就是——向上和向下。一方面，满足小颗粒度的交换和调度（面向行业需求、切片）。另一方面，满足大颗粒的交换和调度（面向骨干网容量扩增）。

想要实现ROADM调度能力的升级，离不开对WSS技术工艺的研究。这也是目前光通信产业链最值得关注的研究方向之一。

发展趋势二：解耦&白盒化

除了通信能力的不断精进之外，光通信发展的第二个关注点，就是成本压缩。

毕竟，企业需要生存，生存离不开利润。想要利润，除了增加收入之外，就只能勒紧裤腰带，减少开支。

作为行业最大的甲方，运营商控制成本最有效的手段，就是扶持产业链。说白了，一项技术越成熟，越开放，做的厂商越多，就越有可能压低价格，最终实现“白菜价”。

而比较悲催的是，在光通信领域，国内三家运营商互不相让，选择了不同的技术体系，让产业链左右为难。

目前，技术标准的争夺日趋激烈，产业链还在观望，举棋不定。

在国企稳增量、杜绝恶意竞争、防止国有资产流失的大背景下，小枣君个人认为，光通信技术路线的妥协归一，是大势所趋。

省下来的钱，都是国家的钱。搞那么多的技术路线，互相内耗，确实没有必要。

在运营商“开源、解耦”的摇旗呐喊下，光通信设备走向灰盒化、白盒化，是必然的。

所有的设备开放解耦，让厂商沦为“低端”制造工厂。这样的话，更多的乙方可以加入，进一步降低设备购买成本，实现运营商自身利益的最大化。接入网那边的Open RAN，其实也是一样的思路。

发展趋势三：网络扁平化

CAPEX（建设成本）看产业链，OPEX（维护成本）呢，只能看企业内功。

运营商的维护成本一直很高，其中最主要的组成部分，是人员工资、设备维护、能耗支出（电费）。

如何降低网络的整体能耗，如何减少网络的运维复杂度，进而降低人力投入，是运营商需要考虑的头等问题。站在光通信的角度，就是考虑单位比特公里传输能耗和单位比特交换能耗的进一步挖潜。

光本来就是节能的技术。传输网中，光域的占比越高，整体的能耗就越低。尤其是WDM向ROADM全光交换演进之后，能耗还能进一步降低。

光通信技术本身的降能耗潜力有限。于是，运营商想到了另一个办法，就是网络至简。

也就是说，尽可能让整个传输网变得简单，减少设备数量，提升设备能力，以此来削减运维成本。

网络至简的最重要举措——网络扁平化。

以中国电信为例。当前的中国电信传输网络，从宏观上分为四层，从上到下，分别是国干（一干）、省干（二干）、城域、接入。

电信的想法，是直接把它们干成两层——国干和省干融合，城域和接入融合，变成“骨干+城域”的两层架构。

这样一来，设备数量肯定是减少了，不仅节约了硬件成本，还减少了空间占用和电费开支，以及人力投入。

扁平化后的传输网，将从树型架构变成MESH网状架构。这是一次革命性的创新，也是一次艰巨的挑战。对于网络来说，这相当于是一次脱胎换骨的手术。

小结

总的来说，在千兆城市建设的助推下，光通信市场迎来了新的增长周期，与此同时，光通信产业也正在向更尖端的技术研究进发，为下一代光通信网络发展蓄力。

来源：乐晴智库，鲜枣课堂，中信证券

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