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。
