2017-09-15 國君通信團隊 吉時(shí)通信
導讀
5G的新型前傳網(wǎng)絡(luò )架構C-RAN將推動(dòng)光纖光纜的需求大規模爆發(fā)，我們預計三年內僅5G帶動(dòng)的光纖光纜市場(chǎng)空間將達千億，接棒FTTH成為光纖光纜行業(yè)最大的驅動(dòng)力。繼續推薦擁有上游光棒生產(chǎn)能力的龍頭公司，亨通光電600487、中天科技600522、烽火通信600498、長(cháng)飛光纖光纜6869.HK。
摘要
5G架構變化引發(fā)超預期。5G業(yè)務(wù)流量爆發(fā)是源頭，而對網(wǎng)絡(luò )性能提出更高要求，5G系統架構不得不做出調整，新架構前傳網(wǎng)絡(luò )C-RAN應運而生。5G的應用場(chǎng)景主要包括增強型移動(dòng)寬帶、大規模機器通信以及高可靠低時(shí)延通信，與4G相比，帶寬需求提升100倍，時(shí)延要求降低10倍。在有限的頻譜資源規劃中，只能通過(guò)調整網(wǎng)絡(luò )系統架構來(lái)滿(mǎn)足業(yè)務(wù)標準的需求。市場(chǎng)已經(jīng)認識到架構變化的趨勢，但未能進(jìn)一步量化各塊系統設備的增量。
新架構下，光纖光纜用量超預期。5G的C-RAN架構將導致光纖光纜的需求大規模增加，考慮到光纖復用情況，我們測算未來(lái)三年5G對光纖光纜的需求至少達到6億芯公里，近千億市場(chǎng)空間,是4G的3~4倍。與傳統3G/4G時(shí)代的煙囪式、星型分布式的接入網(wǎng)架構不同，5G的前傳網(wǎng)絡(luò )架構將充分應用網(wǎng)絡(luò )虛擬化、無(wú)線(xiàn)云化以及移動(dòng)邊緣計算等技術(shù)，通過(guò)集中式的布放節省站址資源、提高空口資源利用效率，使得前傳網(wǎng)絡(luò )價(jià)值凸顯，對光纖光纜需求大量增加。5G對于光纖光纜的需求拉動(dòng)將超越FTTH，光纖光纜景氣周期將延續。
光纖光纜全球趨緊，5G需求將帶動(dòng)行業(yè)持續景氣周期。市場(chǎng)認為經(jīng)歷過(guò)去兩年景氣周期，受運營(yíng)商今明兩年資本開(kāi)支下滑影響，行業(yè)將進(jìn)入下行。我們認為5G周期傳輸先行，在5G的2020正式商用之前，光通信將是通信基礎建設中最先受益的子行業(yè)。同時(shí)，市場(chǎng)忽略了本身行業(yè)的競爭格局影響，光纖光纜作為一種通信單品，在未來(lái)十年內看不到技術(shù)替代，同時(shí)華為、中興不會(huì )輕易進(jìn)入光纖光纜行業(yè)，并且從今年中移動(dòng)二期光纖光纜招標結果可見(jiàn)，集采份額明顯向龍頭公司集中，我們預計這個(gè)趨勢會(huì )繼續。
推薦個(gè)股：繼續推薦具備上游光棒生產(chǎn)能力的龍頭公司：亨通光電（600487.SH）、中天科技（600522.SH）、烽火通信（600498.SH）、長(cháng)飛光纖光纜（6869.HK）
催化劑：5G承載網(wǎng)標準化進(jìn)一步推進(jìn)
風(fēng)險提示：5G進(jìn)展不及預期；出現成本低且節省光纖光纜的替代方案。
結論：5G接棒FTTH，
帶動(dòng)光纖光纜千億市場(chǎng)空間
在近期的交流中，市場(chǎng)一直在尋求5G最受益方向。我們認為要關(guān)注需求彈性，看內部供給情況以及技術(shù)替代等多個(gè)維度?？紤]到5G整體的技術(shù)變革，我們對5G接入網(wǎng)C-RAN進(jìn)行了系統性研究。發(fā)現采用C-RAN架構將導致光纖光纜用量暴增。
5G業(yè)務(wù)應用需求多樣化，對系統指標要求遠超4G，受限于有限的頻譜資源，只能通過(guò)架構調整來(lái)提升系統能力。從系統架構調整測算，5G對光纖光纜的需求會(huì )是4G的16倍（參見(jiàn)圖1）?？紤]到光纖資源復用情況，我們認為5G對于光纖光纜的需求未來(lái)三年至少為4G的3~4倍，約6億芯公里。以中國移動(dòng)為例，2016全年光纖光纜的需求為1.7億芯公里，其中FTTH約占40%，4G無(wú)線(xiàn)接入側大約占20%。康寧預測到5G時(shí)所需要的光纖量會(huì )比FTTX所需光纖多2~6倍。
未來(lái)三年僅5G帶來(lái)的光纖光纜需求將創(chuàng )造千億市場(chǎng)空間，我們依然堅定看好光纖光纜持續高景氣。我們區別于市場(chǎng)的觀(guān)點(diǎn)：
（1）市場(chǎng)對于5G架構變化的整體情況認識不足。市場(chǎng)已經(jīng)意識到5G架構會(huì )與4G有所不同，但這種架構調整的必要性、以及設備增量在哪部分還未有清晰認識。我們認為，5G的業(yè)務(wù)流量爆發(fā)是源頭，頻譜資源受限是直接因素。前傳架構不得不調整，對光通信整體需求帶動(dòng)超預期。
（2）市場(chǎng)對于光通信作為5G承載方案的絕對重要性認識不足。市場(chǎng)意識到5G對于基站以及天線(xiàn)的大量需求，容易忽視光通信在5G時(shí)代依然是絕對重要的一部分。同樣，對于光纖光纜行業(yè)來(lái)說(shuō)，5G的需求帶動(dòng)將會(huì )超過(guò)FTTH帶來(lái)的需求增量。
（3）市場(chǎng)對于5G新架構帶動(dòng)光纖光纜需求如何量化未有認識。測算5G光纖光纜的需求要考慮到幾個(gè)指標：基站數量、大小站比例、集中部署和分布式的比例、以及傳輸距離等指標，此外前傳帶動(dòng)中傳和回傳的需求增加、現有光纖復用情況等，我們綜合測算出5G帶動(dòng)光纖光纜需求在6億芯公里左右，至少為4G的3~4倍。
1. 應對5G流量爆發(fā)，
前傳新架構C-RAN應運而生
1.1 流量爆發(fā)增長(cháng)，頻段資源受限，5G急需新架構
1.1.1 5G為什么需要提升100倍速率？
5G不僅是人與人的通信系統，更是實(shí)現萬(wàn)物互聯(lián)的高速公路。主要的三類(lèi)典型應用場(chǎng)景主要包括：增強型移動(dòng)寬帶（eMBB）、大規模機器通信（mMTC）以及高可靠低時(shí)延通信（uRLLC）。
（1）增強型移動(dòng)寬帶（eMBB）：用戶(hù)平均速率可達1G/秒，峰值速率可達20G/秒，應用場(chǎng)景包括無(wú)處不在的AR/VR、人工智能應用、4K/8K高清視頻等，對網(wǎng)絡(luò )移動(dòng)速率提升有硬性要求。
（2）大規模機器通信（mMTC）：真正意義上實(shí)現萬(wàn)物互聯(lián)，每平方公里可接入100萬(wàn)的連接點(diǎn)，到2025年實(shí)現1000億的聯(lián)接，包括100億人的聯(lián)接以及900億物的聯(lián)接。此類(lèi)聯(lián)接如公用事業(yè)相關(guān)的水表、電表、路燈、井蓋等，每個(gè)連接點(diǎn)雖然只需要幾K流量，但是連接數量巨大，是城市大腦的運行基礎。
（3）高可靠低時(shí)延通信（uRLLC）：將更多的垂直行業(yè)聯(lián)接到5G，實(shí)現全行業(yè)數字信息化，例如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能電網(wǎng)等，此類(lèi)聯(lián)接涉及到公共交通安全、精準工業(yè)制造領(lǐng)域，對于時(shí)延的要求極為敏感，需要端到端通信時(shí)延降低10倍到1ms。
1.1.2 無(wú)法獲取更多頻率資源，5G的系統架構會(huì )有什么變化？
流量爆發(fā)、空口資源不足，只要頻率夠用就能解決。但無(wú)線(xiàn)的頻譜資源恰恰是有限的，從全球頻譜劃分情況來(lái)看，優(yōu)質(zhì)的中低頻段都已被2G、3G、4G劃分完畢，5G只能從中高頻段獲取有限的頻段資源。因此，架構需要這么調：
（1）基站數量至少是4G時(shí)期的2倍，光纖直連密度提升
為了滿(mǎn)足5G實(shí)現用戶(hù)平均速率和峰值速率的10倍提升，需要為5G獲取800MHz~1GHz的空閑頻譜資源。高頻段的頻譜資源豐富，但是覆蓋距離效果就遠遠低于中低頻段，導致基站數量大幅提升，保守估算至少是4G的兩倍，為了大量的補盲和室內覆蓋，小微基站占比將會(huì )從4G的30%提升到45%以上。
（2）站址進(jìn)一步集中，從3、4個(gè)站到幾十個(gè)站，遠端站光纖直連最遠可達20km
由于基站數量激增，站址成本越來(lái)越貴， 5G基站的基帶單元BBU將更多的采用集中部署方式，共用機房和電源資源，從4G時(shí)期3~4個(gè)站的集中部署，到5G時(shí)期2、30，甚至更多的集中布放?；ê瓦\維的資本開(kāi)支占比在5G時(shí)期預計下滑10~20%，ICT投資占比提升10~20%。
同時(shí)，通過(guò)集中部署可以實(shí)現無(wú)線(xiàn)側云化、空口資源按需分配，實(shí)現端到端網(wǎng)絡(luò )切片功能。
（3）移動(dòng)邊緣計算需要BBU切分，新增CU-DU中傳光纖連接
為了滿(mǎn)足高帶寬、低時(shí)延的業(yè)務(wù)應用場(chǎng)景，例如車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智能家居、4K視頻業(yè)務(wù)等，同時(shí)縮短通信時(shí)延，需要將核心網(wǎng)部分功能下沉，BBU架構拆分為CU-DU。將移動(dòng)接入網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)深度融合，并將云計算和云存儲下沉到邊緣數據中心，加速內容分發(fā)和下載。
5G時(shí)代傳統的傳輸站點(diǎn)機房將逐漸被邊緣數據中心取代。
總體來(lái)說(shuō)， 5G應用需求驅動(dòng)流量大爆發(fā)，需要系統能力提升；由于頻譜資源有限，必須通過(guò)系統架構調整，調整的新架構進(jìn)一步將帶動(dòng)光纖光纜、光模塊等需求大爆發(fā)。
1.2 5G全新前傳網(wǎng)絡(luò )架構C-RAN是什么？
5G前傳網(wǎng)絡(luò )C-RAN：將基站的基帶處理單元BBU進(jìn)行拆分，分為CU和DU兩部分（見(jiàn)圖3）。CU承載核心網(wǎng)的部分功能，實(shí)現移動(dòng)邊緣計算。DU負責實(shí)時(shí)功能。CU和DU堆疊布放，形成資源池，提升資源利用率、降低能耗、提升網(wǎng)絡(luò )性能。
（1）基站集中布放程度進(jìn)一步提高，從原先一個(gè)機房接入3、4個(gè)基站，到接入幾十個(gè)基站，遠端的RRU拉遠可達20km。
（2）此外CU和DU的拆分，多出一段中傳部分，需要布放光纖組成環(huán)網(wǎng)匯聚或者直連。（見(jiàn)圖4）
2. 5G的C-RAN架構
對于光纖光纜的需求測算
市場(chǎng)開(kāi)始逐步關(guān)注5G的C-RAN架構，但對于光纖光纜的需求量化是缺失的，此篇報告中我們根據幾種不同架構進(jìn)行量化。但實(shí)際的組網(wǎng)架構將會(huì )依據不同城市建設、道路管網(wǎng)等情況有所不同，此次僅在理想狀況下進(jìn)行預測，作為參考。
2.1 前傳網(wǎng)絡(luò )的幾種組網(wǎng)方案
（1）光纖直連方案： RRU和DU之間通過(guò)光纖直連，無(wú)需光傳輸設備，時(shí)延最低，成本低；劣勢是需要大量光纖資源和管道敷設資源。在光纖光纜充足區域首選方案。（見(jiàn)圖5）
（2）無(wú)源彩光方案：將多路波長(cháng)復用到一根光纖傳輸，可以節省光纖資源，無(wú)源設備不需加電，維護簡(jiǎn)單。劣勢是需要將灰光模塊替換為昂貴的彩光模塊，對項目交付人員資質(zhì)要求較高。在光纖資源匱乏區域備選方案之一。（見(jiàn)圖6）
（3）WDM/OTN方案：采用WDM/OTN實(shí)現多個(gè)站點(diǎn)多路前傳信號的復用和透明傳輸，將成熟的傳輸回傳方案應用于前傳網(wǎng)絡(luò )。劣勢是波分傳輸設備成本高，每個(gè)機房需配置一套局端OTN，每個(gè)站點(diǎn)配置一套客戶(hù)端OTN。適用于光纖資源不足區域。（見(jiàn)圖7）
2.2 前傳網(wǎng)絡(luò )的對光纖光纜需求量化分析
考慮到前傳網(wǎng)絡(luò )光纖直連仍是目前主流和首選的方案，重點(diǎn)針對光纖直連進(jìn)一步量化需求，針對集中部署和分布式部署的兩種方案，得出光纖光纜的需求約在6億芯公里，至少是4G用量的3倍。
2.2.1 DU和CU集中部署，前傳網(wǎng)絡(luò )用光纖直連
在光纖資源充足區域，DU和CU集中放置在中心機房，RRU到中心機房通過(guò)光纖和DU直連，見(jiàn)圖8。
和4G的對比見(jiàn)表2：
（1）首先5G的總基站數量保守估計是4G的兩倍。
（2）宏基站和小基站的比例將從7:3變?yōu)?:6，原因是5G頻段高，基站密度大，需要大量的小基站進(jìn)行補盲和室內覆蓋。
（3）宏基站的扇區增加。傳統4G的宏基站以3扇區的配置最為常見(jiàn)，即一個(gè)基站帶3個(gè)RRU，到5G時(shí)期扇區配置會(huì )增加，出現大量6扇區甚至更多扇區的配置。我們保守預估一個(gè)基站平均帶4.5個(gè)RRU。
（4）4G時(shí)期，RRU和BBU的平均拉遠距離在1km~2km。到5G時(shí)期，RRU和DU之間的距離最遠可達到20km。
（5）與4G相比，5G時(shí)期的集中部署比例更大，一個(gè)是建網(wǎng)成本逐年增加，此外5G的無(wú)線(xiàn)云化以及移動(dòng)邊緣計算的系統需求，對于集中部署的要求更大。集中部署的比例從50%提升到70%。
（6）前傳接入的增加也對DU-CU間的傳輸帶寬需求增加。由于4G時(shí)BBU并沒(méi)有拆分為DU和CU，這一部分是純增量。
2.2.2 DU和CU分開(kāi)部署，前傳網(wǎng)絡(luò )用光纖直連
在光纖資源不充足區域，DU和CU分開(kāi)部署，DU和RRU就近部署，RRU到DU機房通過(guò)光纖直連，這種部署方案前傳光纖用量較少。DU到CU之間通過(guò)環(huán)網(wǎng)匯聚聯(lián)接。參見(jiàn)圖9。
和4G的設備對比見(jiàn)表3:
（1）4G時(shí)期，RRU和BBU的就近部署平均距離在0.5km左右。到5G時(shí)期，就近部署距離約為1km。
（2）分開(kāi)部署方案在5G時(shí)期的比例從50%下降到30%，僅在光纖資源不足區域考慮分開(kāi)部署。
總體來(lái)說(shuō)，前傳網(wǎng)絡(luò )架構RRU和DU之間首選的連接方式還是光纖直連，但從運營(yíng)商角度，綜合考慮到光纖復用、城市管網(wǎng)敷設條件、成本控制等情況以后，我們初步測算由5G前傳網(wǎng)絡(luò )架構變化帶來(lái)光纖的增量大約在6億芯公里，約是4G的3~4倍。
在過(guò)去的1~2年里，光纖用量第一位是光纖接入網(wǎng)FTTH，約占60%以上，其余是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，約占20%。而到了5G時(shí)代，光纖用量最多將來(lái)自前傳網(wǎng)絡(luò )（約占到40%）。
3. 重點(diǎn)推薦標的
光通信是5G的基石，無(wú)線(xiàn)的終歸有限，而有線(xiàn)才是真正的無(wú)限。市場(chǎng)認為經(jīng)歷過(guò)去兩年景氣周期，受運營(yíng)商今明兩年資本開(kāi)支下滑影響，行業(yè)將進(jìn)入下行。我們認為5G周期開(kāi)啟傳輸先行，在5G的2020正式商用之前，光通信將是通信基礎建設中最先受益的子行業(yè)，5G的時(shí)代將帶動(dòng)光纖光纜的新一波重要機會(huì )點(diǎn)。從今年中移動(dòng)二期光纖光纜招標結果可見(jiàn)，集采份額明顯向龍頭公司集中。
重點(diǎn)推薦掌握上游光棒技術(shù)的光纖光纜龍頭標的：
亨通光電（600487.SH）：光纖光纜供需緊張；公司光棒產(chǎn)能持續擴張。
中天科技（600522.SH）：光纖光纜供需緊張；公司光棒產(chǎn)能將在下半年加速釋放，下半年增長(cháng)有望提速。
烽火通信（600498.SH）：光通信業(yè)務(wù)良好；已拿到定增批文，預計下半年業(yè)績(jì)釋放動(dòng)力增強。
長(cháng)飛光纖光纜（6869.HK）： 光纖產(chǎn)能第一，行業(yè)龍頭地位穩固。
4. 風(fēng)險提示
1、5G商用進(jìn)程不及預期；
2、出現成本低且節省光纖資源的替代方案。
$亨通光電(SH600487)$ $中天科技(SH600522)$ $烽火通信(SH600498)$ @今日話(huà)題 @小獅子旺財 @童言無(wú)忌666666
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