5G对光缆的需求.docx

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1、结论：5G接棒FTTH ,带动光纤光缆千亿市场空间在近期的交流中，市场一直在寻求5G最受益方向。我们认为要关注需求弹性，看内部供给情况以及技术替代等多个维度。考虑到5G整体的技术变革，我们对56接入网C-RAN进行了系统性研究。发现采用C-RAN架构将导致光纤光 缆用 量暴增。5G业务应用需求多样化，对系统指标要求远超4G,受限于有限的频谱资源，只能通 过架构调整来提升系统能力。从系统架构调整测算，5G对光纤光缆的需求会是4G的16倍(参见图1 )。考虑到光纤资源复用情况，我们认为5G对 于光纤 光缆的需求未来三年至少为4G的34倍，约6亿芯公里。以中国移动为例，2016 全年光纤光缆的需求为

2、1.7亿芯公里，其中FTTH约占40%，4G无线接入侧大约占 20% o康宁预测到5G时所需要的光纤量会比FTTX所需光 纤多26倍。图I.（不才虑丸杆复1请况ensification Requires Much More FibberTo go from 3G to 4G requires 25X more fiber than 3G To qo from 4G to 5G req u ires 1Xmore fitxjr than 4GZL出Fiber Conned 201. 1 人上填讴奉环未来三年仅5G带来的光纤光缆需求将创造千亿市场空间，我们依然坚定看好光纤光 缆持续高景气。我们区别

3、于市场的观点：(1 )市场对于5G架构变化的整体情况认识不足。市场已经意识到5G架构会 与4G 有所不同，但这种架构调整的必要性、以及设备增量在哪部分还未有清 晰认识。我们 认为，5G的业务流量爆发是源头，频谱资源受限是直接因素。前传架构不得不调 整，对光通信整体需求带动超预期。（2）市场对于光通信作为5G承载方案的绝对重要性认识不足。市场意识到5G对于基站以及天线的大量需求，容易忽视光通信在5G时代依然是绝对重要的一部分。同样，对于光纤光缆行业来说，5G的需求带动将会超过FTTH带来 的需求增量。（3）市场对于5G新架构带动光纤光缆需求如何量化未有认识。 测算5G光纤 光缆的需求要考虑到几个

4、指标：基站数量、大小站比例、集中部署和分布式的比例、 以及传输距离等指标，此外前传带动中传和回传的需求增加、现有光纤复用情况等， 我们综合测算出5G带动光纤光缆需求在6亿芯公里左右，至少为4G的34倍。1.应对5G流量爆发，前传新架构C-RAN应运而生1.1流量爆发增长，频段资源受限，5G急需新架构1.1.1 5G为什么需要提升100倍速率？5G不仅是人与人的通信系统，更是实现万物互联的高速公路。主要的三类典型应用 场景主要包括：增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器通信（mMTC）以及高可靠 低时延通信（uRLLC）。（1）增强型移动宽带（eMBB）:用户平均速率可达1G/秒，峰值速率可达2

5、0G/ 秒，应用场景包括无处不在的AR/VR、人工智能应用、4K/8K高清视频等，对网络 移动速率提升有硬性要求。（2）大规模机器通信（mMTC）:真正意义上实现万物互联，每平方公里可接入 100万的连接点，到2025年实现1000亿的联接，包括100亿人的联接 以及900亿 物的联接。此类联接如公用事业相关的水表、电表、路灯、井盖等，每个连接点虽然 只需要几K流量，但是连接数量巨大，是城市大脑的运行基础。（3）高可靠低时延通信（uRLLC）:将更多的垂直行业联接到5G,实现全行业数字 信息化，例如车联网、智能制造、智能电网等，此类联接涉及到公共交通安全、精准工业制造领域，对于时延的要求极为敏

6、感，需要端到端通信时延降低 10倍到1ms。凰乳玮；三具典型境步斟褴羲用；1TU.叩拾君毛酒张圻宅III： 5i汨UL巾需拿fl iMbAn nr1心i 修J on 暮 knvHnK ln!Whnti芬私占Hrt J. A： + E卡宦掘请Uh童乌程4科1.1.2无法获取更多频率资源，5G的系统架构会有什么变化?流量爆发、空口资源不足，只要频率够用就能解决。但无线的频谱资源恰恰是 有限的，从全球频谱划分情况来看，优质的中低频段都已被 2G、3G、4G划分完毕，5G只能从中高频段获取有限的频段资源。因此，架构需要这么调：(1 )基站数量至少是4G时期的2倍，光纤直连密度提升为了满足5G实现用户平

7、均速率和峰值速率的10倍提升，需要为5G获取800MHz1GHz的空闲频谱资源。高频段的频谱资源丰富，但是覆盖距离效果 就远远低于中低频段，导致基站数量大幅提升，保守估算至少是4G的两倍，为了大量的补盲和室内覆盖，小微基站占比将会从 4G的30%提升到45%以上(2 )站址进一步集中，从3、4个站到几十个站，远端站光纤直连最远可达20km由于基站数量激增，站址成本越来越贵，5G基站的基带单元BBU将更多的采 用集中部署方式，共用机房和电源资源，从4G时期34个站的集中部署，到5G时 期2、30,甚至更多的集中布放。基建和运维的资本开支占比在5G时期预计下滑1020%，ICT投资占比提升1020

8、%。同时，通过集中部署可以实现无线侧云化、空口资源按需分配，实现端到端网络切片 功能。（3）移动边缘计算需要BBU切分，新增CU-DU中传光纤连接为了满足高带宽、低时延的业务应用场景，例如车联网、智能家居、4K视频业务等，同时缩短通信时延，需要将核心网部分功能下沉，BBU架构拆分为CU-DU。将移动接入网与互联网业务深度融合，并将云计算和云存储下沉到边缘数据中 心，加速内容分发和下载。5G时代传统的传输站点机房将逐渐被边缘数据中心取代。总体来说，5G应用需求驱动流量大爆发，需要系统能力提升；由于频谱资源 有限，必须通过系统架构调整，调整的新架构进一步将带动光纤光缆、光模块 等需求大爆发。1.2

9、 5G全新前传网络架构C-RAN是什么？5G前传网络C-RAN :将基站的基带处理单元BBU进行拆分，分为CU和DU两部分 （见图3）。CU承载核心网的部分功能，实现移动边缘计算。DU负责实时功能。CU和DU堆叠布放，形成资源池，提升资源利用率、降低能耗、提升网 络性能。（1）基站集中布放程度进一步提高，从原先一个机房接入3、4个基站，到接入 几十个基站，远端的RRU拉远可达20km。（2）此外CU和DU的拆分，多出一段中传部分，需要布放光纤组成环网汇聚或 者直连。（见图4）图3 5G U的BBP就新券咸 CV 和 DU；lf/DUW.真瑜酝力边蟒计鼻口也非冀纤的丈.0工E怖现交寸豪事非码辽罔

10、胡I比下芒remr叱孔痈告己GU.应灯立誓I芦AR YH*CU狂半誓菱虚才宙杠房裹悬可星r ? n -n沁便泉夷匾（MJ5-#呼螳料就屋日勺龟熹护HARQ Efl、口 t爰令于电世星*t OU丐bCDJt*祁署堆蚊V 矗；耒叶忖实蔽巧.需害吟：宅召*-:耳戢摒生聊；申国科动研!院，iu泰召奉谨慕研丸圉筑；林特阿络架构S 40传统架构比较：4G无线接入网架构（使用暗光纤直连）5G无线接入网架构（使用暗光纤宜连k钛再基冲-:脏上磨安也尊州丸2. 5G的C-RAN架构对于光纤光缆的需求测算 市场开始逐步关注5G的C-RAN架构，但对于光纤光缆的 需求量化是缺失的，此篇报告中我们根据几种不同架构进行量

11、化。但实际的组网架构 将会依据不同 城市建设、道路管网等情况有所不同，此次仅在理想状况下进行预测， 作为参考。2.1前传网络的几种组网方案（1）光纤直连方案：RRU和DU之间通过光纤直连，无需光传输设备，时延最低，成本低；劣势是需要大量光纤资源和管道敷设资源。在光纤光缆充足区域首选方 案。（见图5）（2）无源彩光方案：将多路波长复用到一根光纤传输，可以节省光纤资源，无源 设备不需加电，维护简单。劣势是需要将灰光模块替换为昂贵的彩光模块，对项目交付人员资质要求较高。在光纤资源匮乏区域备选方案之一。（见图6）（3）WDM/OTN方案：采用WDM/OTN实现多个站点多路前传信号的复用 和透明 传输，

12、将成熟的传输回传方案应用于前传网络。劣势是波分传输设备成本高，每个机 房需配置一套局端OTN，每个站点配置一套客户端OTN。适用于光纤资源不足区域。（见图7）此言羽札黑：斥壬证松”且2.2刖传网络的对光纤光缆需求量化分析考虑到前传网络光纤直连仍是目前主流和首选的方案，重点针对光纤直连进一步量化 需求，针对集中部署和分布式部署的两种方案，得出光纤光缆的需求约在6亿芯公 里，至少是4G用量的3倍。2.2.1 DU和CU集中部署，前传网络用光纤直连在光纤资源充足区域，DU和CU集中放置在中心机房，RRU到中心机房通过 光纤和 DU直连，见图8。图8:RRUltM乖鼻鬲* DUA： tiBBU Hr.

13、 A占| .订h1帅.芮 itMkm5G5| : 4 5山 m45%O 3 kmIH4K岛忙斗言召总体来说，前传网络架构RRU和DU之间首选的连接方式还是光纤直连，但 从运营 商角度，综合考虑到光纤复用、城市管网敷设条件、成本控制等情况以后，我们初步 测算由5G前传网络架构变化带来光纤的增量大约在6亿芯公里，约是4G的34 倍。在过去的12年里，光纤用量第一位是光纤接入网FTTH，约占60%以上，其余是 无线网络，约占20%。而到了 5G时代，光纤用量最多将来自前传网络(约占到 40% )。3.重点推荐标的光通信是5G的基石，无线的终归有限，而有线才是真正的无限。市场认为经历过去 两年景气周期，受运营商今明两年资本开支下滑影响，行业将进入下行。我们认为5G周期开启传输先行，在5G的2020正式商用之前，光通信将是通信基 础建设中最先受益的子行业，5G的时代将带动光纤光缆的新一波重要机会点。从今 年中移动二期光纤光缆招标结果可见，集采份额明显向龙头公司集中