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对5G时代光模块需求的预测

发布时间:2018-10-31 点击数:54
基于 5G C-RAN 和 D-RAN 架构对电信光模块需求量的预测
为满足 5G 网络需求,3GPP 标准化组织提出了面向 5G 无线接入网功能重构方案,引入 CU-DU 架构。在此架构下,5G 的 BBU 基带部分拆分为 CU 和 DU 两个逻辑单元,而射频单元以及部分基带物理层底层功能与天线构成 AAU。PDCP 层及以上无线协议功能由 CU 实现,PDCP 以下的无线协议功能由 DU 实现。4G 时代前传 BBU 与 RRU 接口采用统一的通用公共无线电接口(CPRI)标准, 已不能承载 5G 大带宽的场景,5G 无线架构中 DU 与 AAU 之间的接口将大概率采用 eCPRI 标准,5G 前传接口速率大概率为 25G。

5G 的 CU/DU 分离体系架构

5G RAN 的组网架构


CU 和 DU 部署有两种不同方式,如果 CU 和 DU 分开部署,承载网也将分成前传、中传和回传三部分,如果采取 CU 和 DU 合设的方式,承载网结构将与 4G 类似,分为前传和回传两部分。5G 承载网的网络架构的部署方式需依据不同运营商依据不同的应用场景而定,对于 C-RAN 部署方式,承载网接入层、汇聚层和核心层大体对应前传、中传和回传;对于 D-RAN 部署方式,承载网接入层、汇聚层和核心层大体对应前传和回传,当部分 CU 部署在汇聚层机房时,汇聚层对应中传。

一种 5G C-RAN 传输网架构

一种 5G D-RAN 传输网架构


我们仅考虑无高频站的一般流量场景,分别搭建  5G  网络带宽需求模型。基本参数假设如下:

(1)接入层、汇聚层和核心层带宽收敛比为 8:4:1;

(2)C-RAN 小集中节点数为 3 个,每个节点接入 5个 5G 低频基站,汇聚环节点数为 4 个,每对汇聚节点下挂 6 个接入环,核心环节点数为 4,每对核心节点带 8 个汇聚环;

(3)D-RAN 接入环节点数为 8 个,每个节点接入 1 个 5G 低频站,汇聚环节点数 4 个,每对汇聚节点下挂 6 个接入环,核心环节点数为 4,每对核心节点带 8 个汇聚环;

(4)5G 低频站单站峰值 4.65Gbps,单站均值 2.03Gbps。

5G C-RAN 和 D-RAN 架构下承载网带宽估算模型

可见 5G 承载对于光模块速率的需求,预计在 C-RAN 架构下,前传为 25G、中传为 50G 及以上、汇聚和核心需求为 100G/200G/400G光模块;预计在 D-RAN 架构下,接入环为 25G、汇聚和核心层需求为 100G/200G/400G光模块。假设我国 5G 网络建设中采用 C-RAN 和 D-RAN 架构的数量比为 1:1,考虑我国 5G 频谱规划以及 IMT-2020 工作组进展,预计 2019 年我国启动 5G 建设,假设我国 5G 宏基站建设总体规模为 500 万站,假设 5G 建设期为 5 年,我们将按照建设初期每年建设规模为 50 万站(2019 年)、中期每年建设规模 100 万站(2020-2021 年)、后期每年建设 125 万站(2022-2023 年)的建网进程来进行光模块需求的测算(以每个基站 DU 下挂 3 个 AAU,每个 AAU 需要 2 个光模块,每个环的节点需要 4 个光模块来估算)。

我国5G建设期承载网光模块需求量预测

参考以往电信光模块价格走势,我们假设 2019 年 25G 白光光模块价格为 850 元,25G 彩光光模块价格为 1700 元;假设 2019 年 50G 彩光模块价格为 2200 元;假设 2019 年 100G 白光光模块价格为 1.4 万元,100G 彩光光模块价格为 2.8 万元;假设 2019 年 200G/400G 彩光模块平均价格为 12 万元。考虑 5G 前传组网方案存在光纤直驱、有源 OTN 等方案,假设前传建设中白光光模块和彩光光模块数量需求为 1:1,中传回传全部采用彩光模块,假设 100G/200G/400G 总需求量中每种规格数量占比为 1:1:1。参考以往电信光模块价格走势,假设光模块价格趋势在 5G 建设初期每年价格下降 10%,2022 年后价格保持稳定。
我国5G建设期承载网光模块市场规模预测

以同样模型估算海外市场,假设海外市场 5G 宏基站总数量为 300 万站,建设期为 5 年,建设初期每年建设规模为 30 万站(2019 年)、中期每年建设规模 60 万站(2020-2021 年)、后期每年建设75 万站(2022-2023 年)的建网进程来进行光模块需求的测算。我们预测海外市场 2019 年-2023 年 5G 承载网市场规模分别为 50.9 亿元、91.6 亿元、82.5 亿元、103.1 亿元、103.1 亿元。

根据 OVUM 和 ICCSZ 数据,2017 年国内光模块市场规模约为 130 亿元,其中电信市场占比约为50%,国内电信光模块市场规模约为 65 亿元。考虑 2018 年运营商资本开支仍处于低点,并且设备商光模块采购存货较多的实际情况,2018 年国内电信光模块市场规模应基本与 2017 年持平 。根据我们的模型测算,国内电信光模块市场在 5G 驱动下 2019 年市场规模约为 85 亿元,同比增速约为31%,2020 年同比增速约为 79.9%,考虑 2018 年下半年国内运营商有 4G 传输网扩容以备战 5G传输需求,我们判断自 2018 年下半年开始国内电信光模块市场需求将进入高速增长阶段。公司作为国内市占率最高的光模块光器件龙头,电信传输及接入市场营收占比较大,将显著受益市场需求的加速提升。

摘自:平安证券

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