通信之“光”，承载5G

今天，燥热的5G主题终于有所冷静，这是我所乐见的。心平气和是赚钱的开端，燥热的心态是不理性的肇始。今年5月开始推荐通宇通讯、中兴通讯，6月开始推荐烽火通信、中际装备，后来又加了新易盛。尤其是对于烽火通信，推荐力度较大。但是经过9月下旬迅疾的上涨，部分投资者开始分化，浮筹开始散去。

在市场稍微平复冷静之后，我们对之前的推荐逻辑进行了细致的梳理，结合专家的访谈和咨询，进行了较为详细的市场空间测算，供投资者学习和参考。目的是希望投资者能够在5G到来之前，明白哪些板块和公司的业绩会更扎实、哪些弹性会更大，对相关公司的合理价值能够做到心中有数，不在燥热的市场环境中失去方寸。

本篇梳理聚焦光模块光设备领域，也是我们认为确定性受益于5G、弹性较大，同时当前受益于4G和家庭宽带流量爆发业绩较为强健的板块。希望投资者能够有所收获。

5G的核心特征是多业务，包括增强型移动宽带eMBB、高可靠低时延通信uRLLC、大连接机器通信mMTC，这对承载网络提出了更高的挑战，也导致5G承载网络与4G时代产生不一样的变化。本文聚焦5G承载网络（通常以光作为传输媒介，逻辑上分为接入层、汇聚层、核心层和骨干层4个层次），研究5G会给承载网络带来哪些变化，这些变化带来哪些市场机遇，并给出二级市场投资策略。

5G的多业务需求特征，给承载网络提出的要求是：大带宽、低时延、大连接、网络切片，导致承载网络发生重大变化：1、为满足多业务需求，BBU（通信基站的基带处理单元）分离为处理非实时业务的CU和处理实时业务的DU；2、由于5G采用更高频率，导致基站覆盖范围减小，无线基站密度更高；3、OTN技术（光传送网）更加适应5G无线接入网大带宽、低时延、网络切片等需求，导致OTN下沉至接入网的回传、中传甚至前传环节；4、为满足低时延业务的时效性要求，核心网必须下移（从省网下沉到城域网），需要大量的边缘DC（数据中心）提供边缘存储、计算功能，同时CU甚至DU也会云化部署。

作为承载网络的核心技术—光通信，在5G承载网络的变化中首当其冲。因篇幅有限，本文聚焦光设备光器件。我们认为，5G承载网络的变化带来的产业变化包括：

1、电信级光模块：BBU分离为CU和DU、无线基站密度更高、数据流量爆发式增长、波分复用技术下沉带动彩光模块需求比例提升，刺激电信级光模块需求爆发，市场空间将是4G时代的3倍以上；

2、数据中心光模块：核心网下沉带动边缘计算兴起，CU甚至DU云化带动数据中心大量建设，打开数通光模块增量需求空间；

3、OTN光设备行业面临重大机遇，OTN从最早应用于骨干网，现在应用于城域网，未来5G时代将进一步下沉至接入网的回传、中传甚至前传环节，带动OTN光设备需求长期增长，新增市场空间1360亿元（OTN设备1000亿+无源波分设备360亿），初步测算5G时代光设备市场空间将是4G时代的2倍以上；

4、波分复用器件：OTN可以看作是WDM+SDH的产物，因此OTN的下沉必定带动WDM（波分复用）器件需求的长期增长，即便是5G前传采用无源波分技术而不使用OTN技术，也不影响WDM器件的需求。

投资策略：光设备光器件行业面临中期、长期的投资机遇。

中期逻辑——传输网扩容：4G网络完善、家庭宽带接入突飞猛进带来流量大爆发，运营商城域传输网采用OTN技术并向100G升级需求迫切，同时电信级100G光模块产能提升、价格下降提供充分条件；长期逻辑——5G需求爆发：如前文所述，不再赘述。

重点推荐：有源光模块及无源光器件（包括波分器件）提供商——新易盛（300502）、中际装备（300308）、博创科技（300548）、光迅科技（002281）、天孚通信（300394）；光网络设备提供商——烽火通信（600498）、中兴通讯（000063）。受益标的包括太辰光（300570）、英维克（002837）等。

风险提示：1、海外龙头高端光芯片扩产不顺利，导致光模块价格居高不下，压制运营商需求；2、光模块下游需求持续高景气，但众多公司纷纷开始扩产，在未来产品价格下降的大趋势下，价格竞争可能日益激烈，如果公司生产成本的下降无法弥补价格下降，则会导致毛利率下滑；3、5G承载网的标准和部署模式尚未最终确定，不同设备商的解决方案之间也存在一定差异，并且不排除技术突破的可能性，从而影响测算精确度。

一、5G渐行渐近，需求日益明确，影响深远

1.1、5G业务场景全面升级

5G无疑是未来通信行业最大的投资机会所在，其核心在于多元化业务场景。根据ITU的定义，5G要满足三大典型应用场景，包括eMBB（移动宽带增强）、uRLLC（超高可靠、超低时延通信）、mMTC（大规模物联网），不仅要解决人与人之间的连接，还要满足人与物、物与物之间的互联。

1.2、试验全面铺开，网络需求日渐清晰

5G发展在全球各个国家受到极大重视，相关试验全面铺开，全球移动通信协会、全球移动供应商协会近期发布了有关全球5G网络试验情况的最新数据显示，截至2017年9月份开展5G技术试验的区域接近全球一半，全球共计42个国家的81家运营商开始了5G投资和试验，5G在全球不断加速推进。随着5G试验的进行，5G的业务场景对应的无线网络技术需求日益明晰。

5G时代无线需求参数逐渐明确

1) 超大带宽：针对eMBB (Enhanced Mobile Broadband，增强型移动宽带)场景，包括随时随地的3D/超高清视频、VR/AR、云存取、高速移动上网等大流量移动宽带业务，带宽将从现有的10Mbps量级提升到1Gbps量级甚至更高。2017年9月，全球移动供应商协会基于正在进行的56个5G试验网络的调查显示，5G试验网络带宽普遍在1Gbit/s以上，网络频率主要位于2.3GHz至28GHz频谱范围。

2) 超低时延：uRLLC (Ultra Reliable &Low Latency Communication，高可靠低时延通信)，主要应用场景包括无人驾驶/智能驾驶、工业互联网等，要求极低时延和高可靠性，需要对现有网络的业务处理方式进行改进，使得高可靠性业务的带宽、时延是可预期、可保证的，不会受到其它业务的冲击。全球移动供应商协会调研显示，目前的5G试验网络最大时延普遍低于2-3ms。

3) 超广覆盖：mMTC (Massive Machine Type Communication，大规模机器通信）：主要场景包括车联网、智能物流、智能资产管理等，要求提供多连接的承载通道，实现万物互联，为减少网络阻塞瓶颈，基站以及基站间的协作需要更高的时钟同步精度。

5G对承载网提出更高要求，全光网络化势在必行

三大应用场景的无线需求映射到承载传送网上，就要求承载网具备大带宽、低时延、高可靠、时钟同步、高度灵活性、网络切片和智能协同等特性。

在现有技术中，OTN/WDM技术是5G承载网的最佳选择。对大带宽需求，OTN/WDM提供最低成本、最高的传输带宽；对于低时延，光层直达提供ns级时延，超低时延OTN支持1us级单点时延；对可靠性，OTN/WDM提供多层次的保护和恢复功能；对时钟同步，支持IEEE1588协议及其演进；智能协同则提供快速发放和跨专业协同能力。

1.3、5G将深刻改变承载网架构

6月在瑞士日内瓦召开的ITU-T SG15(国际电信联盟第15研究组)全会上，中国移动联合中国电信、中国联通、中兴通讯、烽火科技、中国信息通信研究院等提交并获得通过了《支持IMT-2020/5G的传送网》报告立项及研究计划。

9月，中国电信正式发布了《5G时代光传送网技术白皮书》，提出了基于OTN/WDM的5G综合承载方案。

9月中国联通网络技术研究院首席专家唐雄燕表示，基于WDM/OTN技术的端到端承载方案是5G移动承载的最优方案。

随着距离2020年5G商用的时间节点越来越近，三大运营商逐一明确了5G传送网技术方案的基本架构，从中可以发现：“5G商用，承载先行”的理念逐渐形成行业共识，基于5G性能要求的承载网络方案已经初步清晰，并对未来产业发展方向提供了指引。”

4G到5G，不论是网络总体架构还是无线接入网架构，都将产生革命性变化。其中5G导致承载网架构产生的变化主要包括：

1、由于使用更高频段，基站覆盖范围缩小，基站加密；

2、BBU根据是否提供实时服务进一步切分为CU和DU；以适应网络大带宽需求；

4、为节省成本，彩光模块+波分复用下沉至无线前传环节；

5、无线中传、回传环节大量使用OTN技术，以满足大带宽低延时需求；

6、核心网下移驱动移动边缘计算兴起，边缘计算需要大量数据中心支持。

这些网络架构的变化，将会带来一系列的光通信产业变化和投资机会，下面将详细分析。

二、5G承载网光模块用量大增、速率阶跃、性能升级

2.1、用量大增—基站加密+BBU拆分

高频传输倒逼基站加密。5G时代单位面积接入数和流量密度都将爆炸式增长，为了承载超大带宽需求，加之低频频带资源已被2/3/4G大量占用，5G将会采用更高频率传输（3.3-3.6GHz、4.4-4.5GHz、4.8-4.99GHz、24.25-27.5GHz、31.8-33.4GHz、37-43.5GHz等频段）。

而电磁波的一个显著特点是，频率越高则波长越短，越趋近于直线传播而绕射能力越差，传播过程中的衰减也更大。因此5G单个基站的覆盖范围较4G LTE更小，导致基站密度将显著增加。根据中国联通网络技术研究院无线技术研究部专家的最新测算，从连续覆盖角度来看，最终全网5G的基站数量可能是4G的1.5-2倍。

BBU拆分为CU+DU，光连接端口倍增。目前业内基本形成共识，5G网络由于引入了大带宽和低时延的应用，需要对RAN（无线接入网）体系架构进行改进。根据是否处理实时业务，需要将原有的BBU拆分为CU和DU。原BBU的非实时部分将分割出来，重新定义为CU（集中单元），负责处理非实时协议和服务；BBU处理物理层协议和实时服务的功能重新定义为DU（分布单元），负责处理时延敏感的底层信息，而BBU的剩余处理功能将与原RRU、基站天线合并为AAU (有源天线处理单元)。5G RAN网络将从4G/LTE网络的BBU、RRU两级结构演进到CU、DU和AAU三级结构。

由于单基站带宽大幅增加、基站部署密度加大所引起的种种问题（譬如基站选址困难、机房成本高、基站资源利用率低、维护工作量大等），在4G时代已经深深困扰运营商，在5G时代将会更加严重。

因此，5G无线接入网络发展将延续4G BBU集中部署的策略，将DU集中作为一种主流的组网架构。虽然在少数场景下存在CU/DU合设在一起的需求，但5G全网范围主要将采用CU/DU分离架构部署。CU和DU之间的中传互联仍旧是光通信，相对于传统无线接入网结构等于增加了一层光传输环节，光端口数量增加，初步预计对光模块的需求将会因此增加20%以上。

2.2、速率阶跃—前传25G，中传100G，回传400G

5G网速将比4G提高10倍，峰值速率有望从4G的100M/s提升至nG/s，因此无论是接入设备容量（对应前传）、汇聚设备容量（对应中传）还是核心设备容量（对应回传）都需要快速扩充。

中国移动从流量需求角度对5G传输带宽进行了测算，结果显示：1、中传接口带宽接近回传，线路侧带宽范围在100G~600G之间，采用WDM技术，使用100G、200G甚至400G彩光模块解决方案；2、前传距离多在1-2公里之内，典型场景下（假定100MHz工作频谱，下行8路，上行4路，下行峰值速率3G，上行1.5G）eCPRI（通用公共无线接口）的接口带宽在20G到30G左右，使用一个50G或一个25G光模块承载；3、5G成熟后，前传出现高频工作频谱场景，例如800MHz，届时对于前传、中传、回传带宽都会产生数倍需求。

中国电信对5G传输带宽进行的估算，可交叉验证5G传输带宽需求。中国电信认为更高频段、更宽频谱和新空口技术使得5G基站带宽需求大幅提升，预计将达到LTE的10倍以上。以一个大型城域网为例，5G基站数量10000个，根据各级带宽收敛比测算，核心层的带宽需求在初期就将超过4T，成熟期将超过11T。因此，在5G传送承载网的接入层需要引入25G/50G速率接口，而汇聚层、核心层则需要引入100G甚至更高速率的接口。

中国联通方面初步测算认为，25G端口速率成为5G前传的基本要求。5G中传场景下，IP RAN设备带宽不足，而DU、CU动态性能有限，因此100G的OTN是较好的选择。在回传方面，需要综合考虑移动承载本身和固移融合的城域综合承载体系，OTN需要结合IP/MPLS/SR/EVPN技术，回传网络带宽将达到数百G甚至Tb/s量级。

综合看来，针对5G传输物理层的解决方案选择，核心层与汇聚层更适合选择彩光解决方案，逐步采用100G/200G/400G WDM的彩光解决方案，接入层可以采用灰光方案。网络接口侧25G光模块无法满足全部场景的需求，如采用50G PAM4光模块则可以满足大部分场景需求。

因此，我们判断，5G前传主要采用25G光模块并配合部分50G PAM4光模块，中传采用100G 彩光模块为主，而回传环节的需求将会向200G/400G光模块迈进。

2.3、性能升级—前传环节彩光模块推广，波分设备下沉

5G前传网络根据DU部署位置，有光纤直连、无源波分、有源波分等三种方案可以选用：

1、光纤直连方案：即DU的光端口与每个AAU的端口之间逐一采用光纤点到点直连组网。该方案实现简单，但是对光纤资源占用很多。因此，光纤直连方案仅适用于光纤资源非常丰富的区域，其他地区更适合采用设备承载方案以节约光纤成本。该场景下将大量采用25G/50G灰光模块进行点对点连接。

2、无源波分方案：将彩光模块安装在AAU和DU的光端口处，通过无源的合、分波设备完成WDM功能，将多个AAU到DU之间的连接复用到一对甚至一根光纤上完成，从而大量节约光纤用量。

3、OTN方案：OTN方案与无源波分相比，增加了SDH电层处理机制，解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。该方案在AAU站点和DU机房等节点配置城域接入网型OTN设备，多个前传信号通过WDM技术复用光纤资源，通过OTN开销实现管理和保护。

针对5G前传的不同组网场景，适用的承载方案各不相同。根据成本和业务场景分析，光纤直连、无源波分、OTN方案将长期共存，并以无源波分方案为主。

但不管采用何种承载方案，波分设备下沉至前传环节、彩光模块使用比例提升都是未来的趋势。

三、OTN下沉带动光设备光模块需求

3.1、4G时代OTN和PTN融合发展出POTN

OTN正在加速向城域网下沉。4G LTE时代，基于OTN的智能光网络为大颗粒宽带业务的传送提供了理想解决方案。OTN技术的最大优势就是提供大颗粒带宽的调度与传送。经过我们对于传输网扩容的专题研究发现，经过过去数年的建设，骨干网OTN建设已经比较完善，目前OTN正在加速向城域网下沉。

POTN向4G移动回传渗透。PTN技术可以有效完成大量小颗粒业务的收敛和传输，非常适用于IP化业务量大、突发性强的城域网汇聚接入层。OTN与PTN优缺点刚好相反，如果它们结合就可以做到优势互补，从而催生了新一代光传送网产品形态——分组增强型光传送网（POTN），从设备需求的角度POTN可以理解为OTN与PTN的加总。目前POTN技术已经渗透进入4G LTE基站回传环节，中国移动自2012年到2016年起共计采购85万端PTN设备用于移动回传网络，承载了151万4G基站数据需求，预计未来有180万4G基站需要100万端POTN设备。

3.2、5G时代OTN技术进一步下沉

5G中传和回传对于承载网在带宽、组网灵活性、网络切片等方面需求基本一致。目前看来现有的城域OTN网络架构是比较适合5G承载需求的技术，城域OTN网络架构包括了核心层、汇聚层和接入层，其中核心层与5G回传网络对应，汇聚层和接入层则与中传/前传对应。而OTN与PTN技术融合形成的分组增强型OTN，可以更好地匹配5G IP化承载需求，有望在中传、回传环节大量采用。

对于5G中传，目前的IP RAN设备带宽不足，而DU、CU动态性能有限，适宜采用100G OTN设备结合PTN分组功能实现。

对于5G中传，目前的IP RAN设备带宽不足，而DU、CU动态性能有限，适宜采用100G OTN设备结合PTN分组功能实现。

由此可见，未来5G中传/回传将继续目前OTN技术向移动回传渗透的趋势，推动其进一步向中传/回传环节下沉。届时将会在中传环节产生大量的100G OTN设备增量需求，在回传环节甚至可能大量应用200G/400G OTN技术作为解决方案，从而带动OTN光设备和高速光模块需求大增。

四、5G核心网云化，数通光模块需求大增

4.1、核心网架构云化下移推动数据中心下沉

5G时代，核心网必须满足5G低时延业务处理的时效性需求。4G时代，核心网部署位置较高，一般在网络骨干核心层。难以满足5G用户设备到核心网的低时延要求。因此，核心网下移以及云化成为5G发展的趋势，3GPP已经将核心网下移纳入讨论范围，并推动MEC（移动边缘计算）的标准化。

核心网从省网下沉到城域网，原先的EPC拆分成New Core和MEC两部分。其中New Core将云化部署在城域核心的大型数据中心，MEC将部署在城域汇聚或更低的位置中小型数据中心。New Core和MEC之间的云化互联，需要承载网提供灵活的DCI网络进行适配。

通过EPC拆分，可以将MEC部署在更靠近用户的边缘数据中心，同时核心数据中心所承担的部分计算、内容存储功能也相应地下沉到网络边缘，由边缘数据中心承担。中小型数据中心围绕大型数据中心周围，作为CDN站点贴近用户降低时延、提高用户体验。这样的结构大幅缩短了传输路径，降低时延，对于视频服务、工业自动化、车联网等实时性要求极高的应用尤其重要。

由此可见，伴随着5G网络建设必将大量建设各级数据中心，包括承载核心/区域DC功能的大型数据中心和承载本地DC功能的中小型数据中心，以满足核心网架构云化下移的需求，从而带动数通光模块特别是数据中心内部互连光模块的需求大增。

4.2、5G核心网云化数据中心的互联

基于MEC、NewCore间的网络互联需求，核心网下移将形成两层云互联网络，包括：① New Core间及New Core与MEC间形成的核心云互联网；② MEC间形成的边缘云互联网。

作为New Core核心云网络的载体，大型数据中心需满足海量数据的存储、交换和计算的需求，构成数据中心网络的骨干核心。承载网需要提供超大的带宽（出口带宽几百G到T级别）、极低的时延以及完善的保护恢复能力。

作为MEC边缘云网络的载体，中小型数据中心将承接大量本地化业务计算需求，接入类型多样化，并具备针对不同颗粒灵活调配的功能。

可见5G时代核心网云化下移，将产生大量的各个层级的数据中心直接互连的需求，带动DCI解决方案相关光模块的需求大增。

五、5G时代光设备光器件市场空间巨大

根据5G光网络发展趋势，结合产业链调研信息，对5G时代光模块增量需求进行了测算。5G达到全覆盖程度预计共需更新/新建基站900万个，从而带动各类光模块需求590亿元，市场空间为4G时代的3倍以上。OTN光设备下沉至5G接入网，还会带来1360亿元左右的OTN/WDM设备新增需求，初步测算5G时代光设备市场空间将是4G时代的2倍以上。此外低延时边缘计算和核心网云化还将驱动数据中心大量建设，从而带动数据中心内部和数据中心互连的光模块需求大增。

5.1、5G光模块需求590亿元，市场空间为4G时代的3倍以上

5G基站有望更新/新建900万个，是4G基站的1.5-2倍

来自中国信息通信研究院的数据显示，截至2017年6月，我国移动基站数量达到592万个，同比增长14.2%，其中4G基站较上年末增长36万个，累计达到299万个，占比提升至50.5%。

根据通信业十三五规划，2020年实现4G网络城乡全覆盖，预计2020年4G网络占比80%以上，预计需要新增4G基站170万个，届时4G基站总计470万个。

根据行业专家判断，5G全覆盖阶段需要新建基站数量约为4G基站的1.5-2倍，预计5G全覆盖后更新/新建基站数量约为900万个。而5G基站无论采取更新还是新建的方式，对光模块的需求是一致的。

5G基站前传光模块需求440亿元，数量倍增，单价性能提升

每个5G基站DU下挂3个AAU/RRU，因此需要3对前传光模块，900万个5G基站对应2700万跳前传环节。

考虑到光纤成本，5G基站前传将主要采用灰光方案+彩光方案，假定占比各50%，即各使用1350万对光模块。目前的25G光模块不能满足所有场景需求，需引入50G PAM4技术，假定50G PAM4光模块渗透率为30%。

价格方面，目前25G灰光光模块价格预估为1800元左右，5G应用阶段预计将会降价至平均600元（下降66%）；根据产业链调研，50G PAM4光模块价格预计约为25G灰光模块的1.3倍左右。由于彩光光模块要求激光器线宽更窄，预计10km彩光光模块价格约为灰光光模块价格的1.5倍。

根据上述拆分测算，我们预计5G前传光模块市场需求约5400万个，市场空间440亿元左右。

5G中传/回传光模块需求150亿元，相比4G新增中传环节

5G中传回传部分将会大量采用OTN设备承载方案。

根据中国电信测算模型，以一个大型城域网为例，建设5G基站数量10000个，接入层收敛比8:1，汇聚层收敛比4:1，区域核心层收敛比2:1，测算得中传OTN网络需要4000个100G光模块，回传OTN网络需要800个200G光模块、及240个400G光模块。考虑5G整体需要更新/新建900万个基站，可以测算出需求的各类光模块数量。

中传环节传输距离多为20km以内，目前100G 20km光模块价格平均约为3000元，整个5G建设周期内平均价格预计将下降至1000元（下降66%）；回传环节多为40km以内，目前100G 40km光模块价格平均约为1.5万元，而200G/400G产品尚未大规模量产，预计200G 40km光模块在5G建设周期内平均价格约1万元左右，400G 40km光模块在5G建设周期内平均价格约2万元左右。

根据上述拆分测算，我们预计5G中传/回传光模块市场需求约450万个，市场空间150亿元左右。

5G承载网带动光模块需求合计约5850万个，市场空间590亿元左右，预计将是4G时代的3倍以上。

5.2、5G时代OTN/WDM设备新增需求1360亿元，市场空间为4G时代的2倍以上

前传环节：无源波分市场空间360亿元

5G前传环节大量应用无源波分方案将带动波分设备需求大增。根据前述测算，5G前传环节需要解决满足900万个DU到下挂AAU的传输需求，通过波分复用使用一套波分设备即可满足DU到3个AAU之间的传输需求。

假定50%的前传传输通过彩光+波分设备完成。波分技术进一步分为无源波分和OTN两类方案，由于OTN方案成本更高，预计渗透率20%左右。

价格方面，根据中国移动近年来对无源波分设备的集采情况，考虑到5G前传大量使用25G无源波分设备，预计平均价格约1万元/套。

根据上述拆分测算，我们预计5G前传无源波分设备市场需求约360万套，市场空间360亿元左右。

OTN设备下沉，新增市场1000亿

5G时代OTN技术进一步下沉，必然伴随着OTN光设备的需求提升：① 前传环节假定OTN渗透率20%情况下，需要OTN设备90万端；② 中传环节大量采用100G OTN设备，根据前述测算需要使用360万个100G光模块，则中传环节需要100G OTN设备120万端（每个光模块对应一块100G板卡，而约3块板卡对应一个100G OTN端口）；③回传环节将会考虑采用200G/400G OTN设备传输，根据前述计算需要200G光模块72万个，400G光模块21.6万个，对应200G OTN设备24万端，400G OTN设备7.2万端。

价格方面，目前城域网采用的100G OTN设备单价10-15万元/端，考虑降价，5G建设周期内平均价格取5万元/端计算。保守假设回传使用的200G OTN设备单价合100G OTN设备的2倍，400G OTN设备单价合100G OTN设备的5倍。

根据上述拆分测算，我们预计5G时代OTN光设备市场新增需求约150万套，市场空间1000亿元左右。

5.3、4G、5G承载网光通信需求对比

4G到5G，网络需求的提升，带来网络技术革命性变革，从而推动产业结构产生显著变化。动态对比4G和5G时代无线承载网对于光模块的需求量可以发现，5G将会催生前所未有的对于光通信设备的巨大需求：1、传输环节增加一环，由前传+回传，进一步拆分为前传+中传+回传；2、基站倍增导致各个环节光模块需求量倍增；3、超大带宽需求驱动下，各个传输环节使用的的光模块传输速率倍增。

光模块方面，考虑不断降价的趋势后，5G承载网整体光模块需求将是4G时代的3倍以上。

光设备方面，目前在4G无线接入网络领域（包括前传、回传）尚未使用OTN技术，未来5G时代将大量采用OTN/WDM技术，初步测算5G时代光设备市场空间将是4G时代的2倍以上。

六、产业链核心标的受益未来5G需求爆发

6.1、投资策略

光设备光器件行业面临中期、长期的投资机遇。中期逻辑——传输网扩容：4G网络完善、家庭宽带接入突飞猛进带来流量大爆发，运营商城域传输网采用OTN技术并向100G升级的需求迫切，同时电信级100G光模块产能提升、价格下降提供充分条件；长期逻辑——5G需求爆发：如前文所述，不再赘述。

重点推荐：有源光模块及无源光器件（包括波分器件）提供商——新易盛（300502）、中际装备（300308）、博创科技（300548）、光迅科技（002281）、天孚通信（300394）；光网络设备提供商——烽火通信（600498）、中兴通讯（000063）。受益标的包括太辰光（300570）、英维克（002837）等。

6.2、重点公司

6.2.1、新易盛（300502）

超强的成本控制能力。光模块行业本质上是比拼成本的竞争。公司实行“订单生产”+ERP管理，实现订单内部快速流转，物料均定量发放生产，有效控制生产过程中的浪费，从而控制生产成本。目前公司主要仍以竞争激烈的中低速光模块产品为主，但仍实现了收入和毛利率的良好增长，公司出众的成本控制能力在市场竞争中显现优势，并有望在未来高速光模块生产中复制低成本竞争优势。

产品结构持续升级。根据公司公开信息，我们估测公司2016年10G以上产品收入占比45%，2017年1季度上升至51%，中报增长至约55%，全年有望达到60%。更高速率产品收入占比的提升，是全年实现公司收入和毛利率提升，进而驱动净利润增长的关键驱动因素。

高速光模块产品即将放量。新易盛是目前国内少数具备批量交付100G光模块能力、掌握高速率光器件芯片封装和光器件封装的企业，有望开拓海外数据中心大客户。目前高速光模块产品收入占比仍比较低的核心原因是美国、日本厂商控制的高速光芯片供给短缺。而我们了解到海外光模块巨头正在扩张25G EML光芯片产能，预计2017年四季度高速光芯片供给瓶颈逐步解除，新易盛有望抓住机会，实现产品档次的再次升级，驱动2018-2019年业绩持续高速增长。

盈利预测：新易盛在10G产品、100G产品（2017年底开始放量）的驱动下，2017-2019年收入将达9.1/11.8/14.3亿元，净利润达到1.4/1.9/2.4亿元，对应EPS 为0.57/0.76/0.97元。对应于当前股价，2017-2019年PE为60/45/35倍，给予“增持”评级。

6.2.2、光迅科技（002281）

电信级高速光模块瓶颈即将解除，国内厂商成本优势明显。当前国内100G等高速电信级光模块主要依赖进口，核心原因是25G EML高速光芯片供给有瓶颈。结合产业链调研，我们判断：1、海外光模块龙头正在扩张25G EML高速光芯片产能，预计2017年四季度有望放量，届时上游光芯片瓶颈将解除。2、芯片瓶颈解决之后，封装环节的成本优势开始显现，高速电信级光模块封装产能向中国转移；3、光迅科技在电信光模块领域积累深厚，与华为、烽火、中兴等主要客户关系紧密，已经开发出100G电信级光模块产品并实现亿元量级收入，未来瓶颈解除后有望放量增长。

数据中心光模块产品线布局全面，受益于国内数据中心升级和5G长远需求。海外巨头的数据中心已经开始逐步由10G/25G光模块向40G/100G光模块升级，而国内数据中心光模块带宽还停留在10G水平，与国外存在较大差距，未来升级需求旺盛。公司具备全产业链竞争优势，自行研发的10G VCSEL光芯片及 AOC产品已实现数亿元收入，并已推出100G SR光模块产品，正在研发100G LR产品。

盈利预测：预测光迅科技2017-2019年净利润分别为3.5/4.7/5.9亿，EPS分别为0.55/0.75/0.93元，对应于当前股价，2017-2019年PE分别为46/34/27倍，维持“增持”评级。

6.2.3、中际装备（300308）

数据中心高速光模块有望维持高景气。数据中心光模块市场下游客户体量巨大，议价能力强势，在光模块产品短缺的情况下具有寻求更优采购模式的诉求和能力，短期对行业造成压力。然而数据中心光模块背后的核心驱动力来自全网数据量的爆发增长，对高速光模块产生持续需求；40G向100G演进速度不断加快，100G光模块需求年内有望超越40G产品。

电信级光模块需求将回暖，公司已有100G产品储备。上半年国内高速光模块遭遇上游光芯片产能瓶颈，产品价格过高导致运营商光网投入下降。结合产业链调研，我们判断海外光模块龙头正在扩张25G EML高速光芯片产能，预计2017年四季度有望放量，届时上游光芯片瓶颈将解除。随后电信级高速光模块价格有望下降25%以上，从而带动运营商投资回补。中际装备已储备了100G电信级光模块产品，届时将会受益于增量需求。

5G将为中际装备的成长提供另一重大机遇。公司表示，未来重点关注的市场是5G和DCI直连。我们认为，5G将给光模块带来的机遇包括：基站更加密集导致光模块数量需求倍增、波分复用技术下沉带来彩光模块需求占比大幅提升、大带宽导致光模块速率大幅提升，以上3大因素将带动5G时代承载网光模块市场扩大数倍。同时，5G时代的核心网下移并向云化架构转变，由此产生云化数据中心互联的需求，数据中心直连DCI市场潜力巨大。

盈利预测：考虑限制性股票激励成本摊销，我们预测公司2017-2019年净利润分别为1.95/5.56/8.71亿元（不考虑2018年超额业绩奖励），对应当前股价，PE为95/33/21倍，维持“增持”评级。

6.2.4、博创科技（300548）

2017年有源产品放量，后续持续开发新产品。北美数据中心需求持续高景气，公司依托低成本竞争优势，通过Kaiam切入有源器件领域和海外市场，从40G ROSA（光接收次模块）产品做起， 2017年上半年新增100G ROSA产品并批量出货，未来伴随ROSA产能的加速释放，我们预计2017全年博创科技有源器件收入有望超过1.6亿元，接近300%的同比增长。我们预计，公司在2017下半年之后将陆续开发出40G/100G光模块所用TOSA（光发射次模块）产品，而且TOSA产品难度大、单价高，将成为2018年之后有源产品的增长驱动力。对于光模块产品公司也开始布局研发，打开后续成长空间。

2017下半年运营商对城域网的投资将会加速，带动波分产品销售加速。OTN向城域网下沉大势所趋，我们从产业链了解到，上半年运营商对城域网投资不达预期的核心原因是100G光模块价格偏高。而海外光模块巨头正在扩张25G光芯片（用于100G光模块）产能，预计四季度放量，届时100G模块供给将会放量，同时伴随价格下滑，将刺激运营商对城域网的投资加速。近期电信、移动相继启动OTN大规模集采也验证了投资回暖趋势，我们判断博创科技波分复用产品在下半年有望恢复增长。5G时代，波分设备市场空间巨大，打开博创科技成长空间。

盈利预测：我们预计2017年博创科技的核心增长驱动力是40G/100G ROSA产能释放；2017年下半年波分复用产品恢复增长，2018年40G/100G模块所用TOSA产品将会开始发力。预计2017-2019年收入分别是4.5/5.8/7.3亿，净利润分别是0.87/1.1/1.4亿，对应EPS为1.05/1.35/1.73元。对应当前股价，2017-2019年PE分别为59/46/36倍，维持“增持”评级。

6.2.5、烽火通信（600498）

光通信业务发展迅速，巩固领域领先地位。烽火历年来在三大运营商设备集采项目的份额均位居前列（市场占比20%左右），传输网OTN设备、接入网PON设备的中标份额经常位于前两名。近年来不断提高技术研发实力，产品较竞争对手具备显着的性价比优势。公司未来将直接受益城域传输网扩容建设周期；同时公司不断加大海外市场拓展，光通信设备业务增长有望超预期。

5G建设驱动光通信设备需求长期增长。5G的三大特征为：大带宽、低时延、广覆盖。OTN技术具备大带宽、低时延、多业务透明传送、高精度同步、易维护等特点，很好地匹配了5G的需求；同时OTN传输平面可以在软硬管道便捷进行各种业务调度与隔离，助力5G网络切片。OTN设备将从原来的骨干网逐步下沉至城域网、接入网，成为未来主流的承载技术。5G网络建设带来光通信主设备长期稳健增长，新增市场需求超过千亿。

光纤行业高景气度仍将延续，光棒自供率提升将改善公司光纤业务毛利率。中国移动固网建设叠加海外需求放量，光纤行业高景气度仍将持续。公司目前产能约800吨，后续有望继续扩充，实现光棒自主供给。随着公司光棒自供率提升，公司光纤业务毛利率将显著改善。在行业高景气以及毛利率改善双重作用下，公司光纤业务有望保持较快增长。

ICT转型稳步推进，烽火星空增长潜力巨大。公司逐步切入云计算、大数据等领域，转型ICT综合解决方案提供商。其中，子公司烽火星空作为国内网络信息安全龙头，业务涉及网监、舆情、安全审计等，在市场份额、技术实力、实战经验上明显优于国内其他竞争对手，未来增长潜力巨大。

盈利预测：烽火通信2017-2019年净利润分别为10.5/13/16.8亿，同比增长37%/24%/30%；对应EPS为1/1.24/1.60元，对应当前股价2017-2019年PE分别为33/26/20倍，给予“增持”评级。

七、风险提示

1、海外龙头高端光芯片扩产不顺利，导致光模块价格居高不下，压制运营商需求；

2、光模块下游需求持续高景气，但众多公司纷纷开始扩产，在未来产品价格下降的大趋势下，价格竞争可能日益激烈，如果公司生产成本的下降无法弥补价格下降，则会导致毛利率下滑；

3、5G承载网的标准和部署模式尚未最终确定，不同设备商的解决方案之间也存在一定差异，并且不排除技术突破的可能性，从而影响测算精确度。

八、附录 PAM4调制技术简介

8.1、PAM4调制技术

在数据中心及短距离光纤传输领域，目前多采用NRZ的调制方式。但是NRZ发展28Gbps之后，继续提升速率时面临严重问题，电信号的信道就对信号能量损耗太大。

PAM（Pulse Amplitude Modulation：脉冲幅度调制）信号是下一代数据中心做高速信号互连的一种热门信号传输技术，可以广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输。传统的数字信号最多采用的是NRZ（Non-Return-to-Zero）信号，即采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息，每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息；而PAM4信号采用4个不同的信号电平来进行信号传输，每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息（0、1、2、3）。因此要实现同样的信号传输能力，PAM4信号的符号速率只需要达到NRZ信号的一半即可，因此传输通道对其造成的损耗大大减小。随着未来技术的发展，也不排除采用更多电平的PAM8甚至PAM16信号进行信息传输。

其实业界早已认识到该问题，在IEEE802.3bj中，已提出背板使用PAM4格式传输，但是由于NRZ依然能满足28Gbps的应用，并且从NRZ迁移到PAM4需要得到相应的芯片及测试系统支持，成本会升高。因此，过去几年PAM4的进展并不是很快。

目前光通信面临向56Gbps升级的迫切需求，如果仍然采用NRZ技术，信道对NRZ的损耗已经到无法容忍的程度，并且由于每个符号周期只有不到20ps，对于收发芯片以及传输链路的时间裕量要求更加苛刻，所以PAM4技术的采用几乎成为了必然趋势。

8.2、PAM4的实现方式将向直接传输发展

由于目前PAM4调制的实现技术尚未彻底成熟，不同公司纷纷提出自己的PAM4实现方式，总结起来主要有三种方案：

方案一电域合成PAM4信号：实现简单，两路NRZ的电信号，将其中一路衰减一半，在经过相位匹配合成即可。不需要对Host端进行任何改动，所有的变动都在光模块端，切换成本比较低。但只是过渡方式，没有从根本上解决目前所遇到的速率提升时，高频损耗过大的问题。

方案二光域合成PAM4信号：在目前的技术条件下，最容易实现。其发送端CDR、驱动器以及激光器，可以直接沿用NRZ的系统，但是由于其发射端采用了两个激光器导致成本较高。

方案三直接传输PAM4信号：代表了未来的发展方向，在Host端就完成两路NRZ信号到PAM4的转换，彻底解决高频损耗问题，将复杂的转换放在电域来完成，未来随着部件工艺成熟，成本也会降低。而且即随着速率继续攀升，在未来也有可能会考虑PAM8、PAM16等调制格式在电域的传输。

我们判断，5G到来还有一定时间，且投资大需求高，更适合一步到位采用彻底解决高频损耗问题的直接传输PAM4信号的方案，该方案将会逐步成为主流，并带动5G时代光模块向PAM4调制升级。

8.3、PAM4调制下光模块需要改进升级

电信号采用PAM4来传输，则光信号也应用PAM4来传输，这样可以降低成本。PAM4在光器件行业应用目前尚未成熟，对应的光模块，包括其激光光源、驱动器、接收端、解码器等都需要进行一定的设计改进，从而带来单品价格提升。

以目前广泛使用的VCSEL激光器为例，为了适应PAM4调制方式需要进行一定的设计改进。调制方式采用格林码，共有4个格林码，每个格林码对应一个激光驱动电流。驱动器侧，数据输入信号则为2路28Gbps的高速信号以及电平控制信号。驱动器同时各采集1bit数据，组成2bits的数据，查表得到X/Y/Z的输出逻辑值，Driver1/2/3则根据X/Y/Z的逻辑值输出PAM4的光信号。