5g对光模块的需求
5G光模块提速，光模块迎来新的增长极。400G相关模块的商用开始，能够充分解决实际应用中网络光纤资源不足的问题，随着工信部正式发放5G光模块牌照，光通信市场引发市场热切关注。行业知名专业韦乐平表示，5G光模块的竞争，就是光通信基础设施的竞争。5G光模块之争风起云涌，在当下5G光模块时代，光通信产品扮演了重要的角色。
据LightCounting数据指出，2024年全球光模块市场将达到160亿美元，以太网光模块市场占比将从2016年的45%增长到2024年的64%。随着5G光模块商用，前传模块将大规模上量;目前在数据中心市场，100G光模块市场份额最大，400G在今年开始上量。
目前华为在行业会议上也提到，在全球范围内已经获得50多个5G光模块商用合同，5G光模块基站发货量超过20万个，这也标志着2019年5G光模块光模块市场将有巨大的提升。值得一提的是，5G光模块前传光模块的巨大市场潜力将会被激发，各路厂家纷纷觊觎这块肥肉。
一、5G光模块产业概况
在推动5G光模块发展上，中国企业积极主动，不仅打破了国际通信行业巨头在专利标准方面的垄断，还有望成为领头羊。在技术方面，根据联合国世界知识产权组织数据，2017年中国企业的专利申请量同比增长13.4%，而华为和中兴通讯已连续5年成为全球最大的两家专利申请者。在5G光模块领域，华为约拥有所有专利的10%，中兴通讯专利全球超过1700件。
在全球多家咨询机构和市场调研机构看来，目前美国以及中国、韩国等亚洲国家站在第一梯队，中国优势尤其明显。德勤认为，中国自2015年以来花费在5G光模块领域的投资已经比美国多出240亿美元，已建成支持5G光模块通信的基站数为35万座，而美国同期不到3万座。未来5年中国5G光模块产业总体市场投资将超万亿美元，美国想要跟上节奏，必须花费中国投资的2.67倍。
全球5G光模块的布局给设备制造商带来的经济效益率先体现出来，2019-2021年将是快速增长时间段。2020-2021年年增长率接近一倍，2022年年增长率59.8%，2023年开始增长基本平缓，到2030年预计设备制造经济产出超过2万亿元。
二、光模块
光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。简单的说，光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过网络光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。光模块，主要分为:GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等，光接口类型包括SC和LC等。不过现在常用的是SFP、SFP+、XFP，而不是GBIC。原因在于GBIC体积大，并且容易坏。而""现在常用的SFP则体积小，并且便宜。类型:单模光模块适用于长距离传输;多模光模块适用于短距离传输。作用:光模块用于交换机与设备之间传输的载体，相比收发器更具效率性、安全性。
图6：光器件的应用示意图
三、5G光模块预商用，光模块收益可期，率先翘首
5G光模块基站中对光模块的需求将远远大于4G网络，5G光模块基站的提前放量将是个利好。宏基站建设数量在2019年开始激增，2021年将建成170万个，移动小基站将突破400万个，如下图8。5G光模块光模块市场量价齐升：根据 3GPP 有关前传带宽测算 CPRI 的带宽计算方式为：2(I/Q)*采样频率*量化比特数*通道数*载波数。信道带宽在 100MHz，通道数为 64 时，CPRI 带宽达到了 324.4G。传统 LTE 前传网络中 CPRI 接口难以支持未来 5G光模块无线需求。CU/DU 架构下， DU 到 RRU 带宽=2(I/Q)*OFDM 有效采样点数*OFDM 符号数*下行量化位宽*载波数，约为 20Gbps， 25G光模块模块有望规模部署，考虑到 25G光模块光模块需 25G光模块芯片，单价相较 6G/10G 光模块或有较大提升。从量上来看，考虑到 5G光模块在 3.5G光模块HZ 附近左右规模部署，频率较 4G 显著提升，单基站覆盖范围减小，基站数有望大幅增长，驱动光模块需求大幅增长。
5G光模块基站总光模块市场空间测算：考虑到移动小基站前传所需光模块数为 2-4 个，取其平均数 3 作为测算个数。考虑到建设过程， 光模块价格逐渐下降，根据 4G 时期的网络建设节奏和规律，对每年宏站和移动小基站建设数进行了大致的划分。根据中国移动的预测，50 美元和 30 美元分别是 5G光模块基站所用 25G光模块光模块第一和第二阶段可以接受的价格，结合目前 25G光模块光模块 300 美元的价格，10G 光模块 100 美元的价格，据此对每年 25G光模块/10G光模块的价格进行了大致的预测。根据测算， 5G光模块光模块市场空间为 55.12 亿美元。
随着各类互联网应用和云计算的高速发展，根据Cisco的预测，未来3-5年，全球的IP流量将保持不低于24%的复合增长率，尤其是亚太和中东、非洲地区，增长速度更高。IP流量的增长势必会推动传输承载设备的扩容，而作为其中重要的收发器件，光模块必然会直接受益。
光进铜退网络光纤光缆规模速增
5G光模块的到来会带动数据流量爆发性增长和全球范围内数据中心建设浪潮，基于铜线的电互联传输系统存在了多种弊端。一方面基于 CMOS 的电子元件带宽逐渐达到上限，电信号的传输速率受其信号损耗和码间干扰影响严重，交换机容量也因此受限。另一方面，电互联方案开销大、功耗高，成本较高。
我国是网络光纤制造生产大国，网络光纤的内部结构是在预制棒中形成的，网络光纤预制棒是制造网络光纤的核心原材料。我国的网络光纤预制棒占到全球产量的40%左右，且需求量巨大。基于网络光纤和光器件的光互联方案在带宽、容量、开销和功耗方面都展现出了一定优势，光进铜退的光互联方案改造正在全球数据中心进行，驱使数据中心市场成为光器件新市场。数据中心市场近年来成为光器件市场增长的核心驱动力，这一方面源于数据中心新建及内部光互联带来的新增需求。
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