目前5G受政府加持產業鏈逐漸成熟化,國內也正式進入5G第三測試階段,在今年下半年或將開啟傳輸網擴容,5G光模塊市場發展空間將急劇擴大。
無線光模塊在5G市場中分前傳、中傳、回傳(4G僅分前傳和回傳)。預計未來5G在中國、北美以及其他主流市場可能出現技術差異,同時不同廠商的技術方案可能具有一定差異。
本文主要集中討論中國5G市場,因其體量較大,計劃性較強,需求切換規律會更容易預測,今天的數據預估都是基於中國的需求狀況。
相對於4G,5G將BBU(基帶處理單元)分離成CU(集中單元)和DU(分布單元)架構,因此5G傳輸網絡分為前傳、中傳、回傳三部分,而三個部分對5G通信光模塊的需求各不同。
對於5G前傳,5G典型無線帶寬是100M~1G,峰值是20G,天線埠可能為64或128,由此推算出5G前傳網絡的顆粒度應為25Gbps。由此可看出未來5G前傳對5G通信光模塊的速率要求將會以25Gbps和100Gbps為主流。
對於5G中傳,將採用n*25G技術和DWDM環網結構,傳輸距離可達10~40km。這意味著5G中傳將會以100Gbps速率的5G通信光模塊為主。
對於5G回傳,若是OTN組網,將採用n*100G技術;若無OTN組網,將採用200G/400G光模塊技術,而不管採用何種技術,100Gbps及以上的5G通信光模塊必將成為主流。
綜上分析可得未來5G通信光模塊發展方向將會以25G光模塊和100G光模塊為主導,50G光模塊、200G光模塊、400G光模塊為輔。
5G通信光模塊的發展建議
通過上述介紹可知不管5G是前傳,中傳還是回傳,對5G通信光模塊的需求迫切,雖然目前市面上已有較多的5G通信光模塊,但為了5G通信光模塊能獲取更好的發展,有待從以下三個方面做出改變。
第一:加快25G可調諧5G通信光模塊規模的產業化;雖然目前25G可調諧5G通信光模塊能滿足10km-15km短距離傳輸要求,但隨著5G網絡時代的到來需對25G可調諧5G通信光模塊規模產業化。
第二:光接口類型可與數據中心、PON接入網結合形成供應產業鏈,這樣能有效降低成本。
第三:解決傳輸速率為100Gbps的5G通信光模塊成本,現在100Gbps的5G通信光模塊最大傳輸距離為40km,若是想實現100km的城域網傳輸,那麼光器件的使用將會增加,成本就會有所增加,故不斷完善矽光子技術是有必要的。
1、前傳光模塊
前傳光模塊應當以25/100G為主,兩種方案會並存。其原因在於:一、有些帶寬傳輸需求會有差異,城市核心地區、熱點地區中100G光模塊會成為較好選擇,但對於覆蓋、峰值帶寬要求不高的區域中,25G就能滿足要求;二、有些運營商提出想採用eCPRI標準,該標準會將某些100G光模塊的需求降速到25G,這樣能降低光模塊單價,但給設備帶來的困難包括,在鐵塔上放的設備體積會更大,而rau設備生產商一直致力於減小設備體積,以降低功耗,原因在於產品在機房和在鐵塔上維護的難度差異很大。因此,鐵塔上的設備如果構造更複雜、體積更重,會給設備商帶來更大的質量風險和運維成本。此外部分運營商對rau的重量提出了明確的限制。也就是說當100G光模塊成本得以下降時,設備商會傾向於100G光模塊。
目前前傳25G光模塊主要採用L2型號,目前國內該技術已4.5G設備的布設上取得突破,並已在為5G方案的鋪設開始採購。目前25G——L2光模塊單價約為250-300美元,100G光模塊單價為400-500美金,採購成本較高,預測在5G時代25G單價將下降至50美元或更低,100G模塊規模商用單價約為100-150美金。就量而言,需求堪稱海量。前傳方面,前傳光模塊預計將達4000-5000萬的量級。假設其中25G/100G的需求各佔一半,則前傳市場將達40億美金。
4G時代,全球前傳市場規模相對不大,約為5億美金/年,市場基本由三家國內供應商華工正源、海信、光迅佔據,2016年前傳光模塊收入為15億人民幣左右,佔全球60%-70%市場份額,目前諾基亞、愛立信也多數採購國內4G光模塊。而5G時代前傳市場有倍數增長。
2、中傳光模塊
中傳光模塊方面,不同運營商可能提出不同的組網方式,這可能對光模塊的需求數量和種類造成明顯的差異,導致需求估算的差異較大。
3、回傳光模塊
回傳光模塊需求中,2/3會是200G或相關光模塊,1/3會是400G相關模塊。前、中、回傳光模塊需求數量逐級降低,回傳光模塊需求數量最小,但單價可能最高,總金額與中傳光模塊市場需求無本質差異。
(註:5G時代採用eCPRI的標準,而4G時代RU和BP採用CPRI標準。如果5G沿用CPRI標準,5G光傳輸的帶寬需求中前傳為300-400G,為此3GGP提出了新標準eCPRI,以此壓縮帶寬需求,新帶寬可能僅需25G。但eCPRI要求將部分屬於BB功能切換到rau裡,完成帶寬壓縮,導致rau更沉,同時可靠性要求也更高,維護費用更高,設備商目前正在100G與25G搖擺,當100G成本得到控制後具有更大的可能演變成主流方案。)
4G光模塊競爭初期,有國外廠商參與,競爭到第三年後,只剩下中國廠商參與。5G方面,18年淘汰一半企業,19年企業主要競爭點在質量、交互、初步成本控制,預計最終只剩下3家左右。因此18、19年是5G市場篩選最激烈的過程,19年後市場格局基本穩定。