光網通訊行業(yè)市場分析報告

4光網通訊行業(yè)市場分析報告2022年5月

▍光通信產業(yè)構成、價值及產業(yè)一覽通信的網絡結構：光網絡承上啟下，分為光設備、光纜、光模塊三個環(huán)節(jié)的溝通和生活。而信息科技的底座便是通信網絡，正是因為通信網絡近二十年來的傳輸效率以指數級提升，每比特成本大幅下降，使得海量數據遠距離傳輸，集中處理成為可能，海量的數據集中到一起，才引發(fā)云計算和大數據的革命。每比特傳輸成本為什么能大幅下降，傳輸效率為什么能大幅提升呢？除了以、4G為代表的空口效率革命以外，另一個關鍵就是在傳輸環(huán)節(jié)光對電的替代，以及光自身傳輸效率的不斷提升。我們先看通信網絡的架構，理解光在其中所處的位置，然后再分析產業(yè)后續(xù)的發(fā)展變化。通信網絡從網絡構架上來看可以簡單地分為信息的采集部分、信息的傳送部分和信息1所示。而光通信主要處于信息的傳送部分，具體又可以分為光通信設備（和WDM行簡單的介紹，然后在下一章節(jié)進行展開論述。圖：通信的網絡架構資料來源：市場研究部我們首先介紹下光纖光纜，最早，我們的通信方式也叫電話，這個“電”，其中一部分指的是中間是用電纜在傳輸信號。由于電子的趨膚效應，電纜的傳輸損耗特別大，常用的75-1279dB/km量最大的通信同軸電纜要低幾個數量級，目前業(yè)內普遍使用的普通光纖衰減為左右，而超低衰減光纖衰減程度可小于0.17dB/km，這使得遠距離通信的承載介質很早就開始轉變?yōu)楣饫|。而在接入端，過去十多年來，“光進銅退工程穩(wěn)步推進，在年5月日的世界電信和信息社會日大會上，工信部副部長陳肇雄透露，截止年5我國光纖用戶滲透率已達，大幅領先于歐美和全球平均水平。1圖：光纜與電纜比較資料來源：長飛光纖光纜招股說明書、東方電纜招股說明書、市場研究部然后，我們介紹下光模塊，光模塊的存在，本質上是為了解決光電轉換問題。由于光目前還無法存儲，當前數字世界的處理其實是依賴電路板或者的，如下圖3所示。而如果我們直接用電信號進行傳輸，則只需要水晶頭就可以了，當年機連交換機就是信號的損耗更是驚人，因此需要把電信號轉化成光信號，光模塊的作用就在于將電信號通過激光器來轉換成光信號，然后通過光纜進行長距離傳輸。圖：光模塊的價值——完成光電轉化資料來源：華為、烽火、中際旭創(chuàng)官網，市場研究部WDM放大信號，另一個是復用介質，提升傳輸效率。為什么光傳輸設備需要這兩個特性呢，因為光在光纖中進行長距離的傳送也不可避免地會有衰減、色散等問題，需要有一個設備對其進行再放大、重生；另外，只傳輸一路波對骨干和城域的光纖資源是一種浪費，需要設2圖：通過波分節(jié)省干線、城域光纖資源，提升容量資料來源：《產品功能與特性華為》、市場研究部光通信產業(yè)價值：跨越信息鴻溝，迎接智能時代隨著人工智能、大數據等技術手段的發(fā)展，數據的價值越來越凸顯。然而，隨著采集數據的傳感器數量大增，精度不斷提高，維度不斷擴展，數據量呈現急劇增長的態(tài)勢。如何才能低成本、高效率地去采集、傳輸和處理數據是一個非常重要的課題。我們認為，中國光網絡過去十數年的快速發(fā)展，使得每比特傳輸成本大幅降低，為中國的數字經濟發(fā)展奠定了良好的基礎。首先從信息的采集角度而言，光網絡有力地支撐了和網絡，使得中國的互聯網和移動互聯網迎來了極大發(fā)展。從FTTH用戶家用戶數量就達到億。中國FTTH/FTTO的用戶比率達到93%，相較于全球30%的平均水平遙遙領先FTTH面與中國的勞動力成本和土地政策也密不可分。據中國電信集團公司科技委主任韋樂平，中國FTTH的單戶成本年已降到FTTH年底中國FTTH端口數約億個。同時，中國也在不斷推進的建設，2019-2021年，中國共新建142.5萬。在FTTH和基站的大規(guī)模建設共同推進下，根據《年底中國光纜總長度萬公里，其中年新建萬公里。3圖：中國基站數增長情況（2017-2021年，單位：萬）圖：中國FTTH用戶增長情況（2017-2021年，單位：萬）60000500004000030000200001000004G基站數5G基站數7006005004003002001000590142.52017201820192020202120172018201920202021資料來源：工信部官網、市場研究部資料來源：工信部官網、市場研究部隨著數據量井噴式發(fā)展，以及對網絡品質要求的不斷提高，除了接入網以外，傳送網角視頻等新型的家庭業(yè)務正在蓬勃涌現，這些新業(yè)務不僅需要簡單的大帶寬，還需要更低時延、更小丟包率等指標以保障良好體驗，這些都需要高品質的網絡來滿足和支撐。、從企業(yè)來看：業(yè)務泛視頻化、數據集中化、生產辦公系統云化成為鮮明特點，企業(yè)數字化轉型一方面產生大量數據，需要集中存儲在云端，同時生產辦公的云化也要求企業(yè)總部▍產業(yè)地圖：中國具備最完整產業(yè)鏈，關鍵環(huán)節(jié)待突破根據韋樂平在全球光纖光纜大會上的發(fā)言，中國光傳輸設備發(fā)貨量占全球的、光接入設備占、數通設備25%、光纖、光器件約15%。圖：中國光通信產業(yè)市場情況一覽資料來源：中國光電子器件產業(yè)技術發(fā)展路線圖(2018-2022)4中國雖然有全球最大的市場和最完備的產業(yè)鏈，但并不意味著每個環(huán)節(jié)上都有非常強的競爭力。以光設備為例，華為、中興通訊、烽火通信已占據最大份額，但在產業(yè)鏈高端部分還存在短板，例如，光系統環(huán)節(jié)：WSS開關、等關鍵器件還依賴于進口；光模塊環(huán)節(jié)，基本實現國產，激光器芯片、和APD器件開始小規(guī)模發(fā)貨，電芯片基本依賴進口，相干管、光纖涂覆層等環(huán)節(jié)依賴進口，同時光纖銷售依賴于國內市場，國際化拓展還有待進一步加強。光通信設備：整機份額市占率超五成，部分核心元器件仍有瓶頸光通信以光纖作為傳輸介質，其傳輸的信號就是光信號。但電腦、手機、光通信設備等終端，都是通過電信號“0和”來處理信息的，所以終端設備在信息處理時必須進行號的接收單元”及“傳輸通道光纖”構成。光通信網絡主要分為核心層、骨干層、匯聚層和接入層。圖：光通信網絡及設備總覽資料來源：烽火通信官網光通信網絡從接入層來看主要有網絡，從匯聚、骨干和核心層來看，主要設備有WDM、OTN接入層：市場中國廠商占據七成份額，核心環(huán)節(jié)PLC占五成份額PON（無源光網絡）是指（光配線網中）不含有任何有源電子設備，ODN全部由光年代的世紀初期且沿用至今的和PON、XG-PON等等。全球和中國市場空間料將保持穩(wěn)定增速，根據市場研究公司Dell'OroGroup的年至5固定無線的銷售額將會增加，因為服務提供商希望擴大其固定寬帶服務的覆蓋范圍和速率。得益于光纖建設和補貼措施，相關市場收入有望在年達到億美元的峰值。這份寬帶接入五年期預測報告的其他重要內容包括：預計設備收入將從億美元增長到億美元，主要得益于XGS-PON在北美、（歐洲、中東和非洲）和CALA（加勒比海和拉美地區(qū)）的部署；到年，固定無線的收入預計將達到5GSub-6GHz和運營商加大DOCSIS4.0的部署力度，到年，有線分布式接入設備（虛擬、遠程設備和遠程MACPHY設備）的收入預計將接近9億美元。圖：2018年Q2-2019年全球GPON市場份額20%33%華為諾基亞中興21%其他26%資料來源：BBT分析報告、市場研究部PON網絡結構中包含ONU設備及PON片均已實現國產化，并占據了很高的全球市場份額。首先分析設備，設備是重要的局端設備，可以與前端（匯聚層）交換機用網線相連，轉化成光信號，用單根光纖與用戶端的分光器互聯；實現對用戶端設備ONU的控制、管理、測距。圖：PON網絡示意圖資料來源：仕佳光子招股說明書ODN環(huán)節(jié)，光分路器是ODN個分支點進行平均分光。光分路器屬于無源光器件，其核心芯片為半導體光分分路器封裝業(yè)務以上集中在國內，光分路器的芯片仕佳光子占有全球的市場份額。6圖：PLC分路器和分路器芯片資料來源：仕佳光子招股說明書匯聚核心層：OTN/WDM兩分天下有其一，WSS、高端相干模塊是短板接入層基站和寬帶的數據傳送上來后，需要通過路由器以及波分設備將其傳送至核心網或者IDC中加以處理。如前文所述，WDM和的主要價值在于長距離傳輸以及通過波分復用提供單纖的大容量。WDM（波分復用）技術是在光纖上進行信道復用的技術。波分多路復用的原理是整個波長頻帶被劃分為若干個波長范圍，每路信號占用一個波長范圍來進行傳輸。WDM可分為粗波分復用（CWDM）和密集波分復用（DWDM離的城域網中，它的波長數目一般為48波。密集波分復用技術一般應用于長距離、大容量長途干線網，或超大容量的城域網核心節(jié)點，通過波分復用技術，其單根光纖可以傳輸的數據流量高達16Tbit/s到32Tbit/sTbit/sCWDM因為無需選擇成本昂貴的密集波分解復用器DWDM的成本大大下降。OTN是以波分復用技術（WDM）為基礎、在光層組織網絡的傳送網。純WDM的調度依賴于在ODF架手工進行光纖的配置，在接入層因為組網結構相對固定問題不大。對于匯聚、城域、骨干這種經常需要進行業(yè)務變動的，人工調度的工作量和錯誤率顯然是一OTN則是在WDM的基礎上增加了光調度單元OXC自動配置。市場空間層面，市場研究公司Dell'OroGroup在2021年7月更新了其《光傳輸網絡全球光傳輸市場到年將達DWDM電信運營商的骨干網和城域網升級，波分下沉及波分下鄉(xiāng)的積極推進，加之數據中心間的互聯也要用到和的DWDM端。7圖：2010-2022年全球DWDM器件市場規(guī)模資料來源：Dell’oro易飛揚官網（年以后是預測數據）和中興通訊等。年，華為、中興通訊、烽火通信的市占率分別為、、，中國廠商占據半壁江山。圖：2020年全球OTN/WDM市場份額AdvaCienaCiscoFujitsuInfineraNokiaRibbonTejasFiberhomeHuaweiNECPadtecSubComOther資料來源：Omdia、市場研究部我們接下來分析下波分產品核心元器件的國產化情況。DWDM主要組成部分有線路側的OTUOSCOTU作用為將線路側攜帶業(yè)務的、1310nm等波長光信號轉換成WDM特定波長光信號后輸出，國內華放大器和Raman放大器，其作用在于解決光長距離傳輸衰耗再生的問題，國內光迅科技、昂納科技、銳科激光等均可以生產；光監(jiān)控單元的作用在于對設備進行管理，華為、中興通訊、烽火通信等廠家均可生產。這里面比較復雜的是波分復用和解復用器，其主要作用是將多路光合為一路，以及將一路彩光分解成多路光，就是利用不同波長的波在光纖中相位延時的不同，形成相消型干涉，在某個特定的端口只輸出特定的光，從而實現將其解復用為多路信號的目的，目前國內廠家尚不具備能力進行生產。8圖：DWDM原理示意圖資料來源：張杰《OTN技術原理及相關標準》（轉引自社區(qū)）、市場研究部波分復用器件均為有源光器件，常見的波分復用解復用器包括薄膜濾波器（一般用于8路以下的WDM，用于波以上）和可調光功率波分復用器（VMUX）等。其中，薄膜濾波器是基于薄膜濾光片的器件，主要應用于低通道粗波分（CWDM個以上波長的光合波或將已合的光波分解成獨立光波傳輸，DWDM，實現光纖通信骨干網和城域網DWDM網絡的信道預均衡分復用。圖：陣列波導光柵解復用器圖：VOA衰減器資料來源：張杰《技術原理及相關標準》（轉引自CSDN社區(qū)）資料來源：光迅科技官網VOA要掌握在歐美電子器件廠商手中，如美國的NeoPhotonics和Gemfire加拿大的和日本的芯片為美國的（前Kotura）公司獨家生產供應。和這兩類芯片技術門檻較高，可供選擇的供應商相對較少，國內主要有仕佳光子、光迅科技和博創(chuàng)科技在這一塊有小批量生產。ROADM/OXC主要是在DWDM（WSSOXC及分復用系統及全光網中有著重要的應用。9圖：光交叉連接器（）結構資料來源：張杰《OTN技術原理及相關標準》（轉引自社區(qū)）在光開關器件中，波長選擇光開關（）尤其值得關注。WSS技術是可以實現動態(tài)可重構光加/減復用（）的新一代技術，具有網狀架構，能支持任意端口波長任意上下行的功能。技術的演變經歷了五個階段，其中最主要的技術包括WBROADM、PLCROADM和WSS。圖：ROADM技術路線圖資料來源：張杰《OTN技術原理及相關標準》（轉引自社區(qū)）我們主要介紹第三代技術WSSWSS最大的特點是每個波長都可以被獨立的交換。多端口的WSS模塊能獨立在輸入的多個波長信號中將所選擇的波長信號輸出到/于WSSWB或那樣需要對網絡互連架構做預先設定。10圖：第三代WSSROADM技術示意圖圖WSS模塊功能示意圖資料來源：張杰《技術原理及相關標準》（轉引自CSDN社區(qū)）資料來源：張杰《技術原理及相關標準》（轉引自CSDN社區(qū)）WSSFinisarLumentum前在這一塊比較薄弱，海思已經開始自供，光迅科技、博創(chuàng)科技在研發(fā)過程中。光模塊及芯片：模塊三分天下有其一，高端光、電芯片差距明顯光器件主要分為芯片、光有源器件、光無源器件、光模塊與子系統四大類。每一類器件中包含的典型產品如表一所示。其中有源光收發(fā)模塊的產值占據最大份額，根據的統計約為調制與探測，主導著光通信網絡的升級換代，在接入端、傳輸端等不同細分市場上均發(fā)揮著至關重要的作用。表：光器件分類產品類別典型產品lnP和PIN與APD道可調激光芯片）GaAs系列（高速VCSEL芯片、泵浦激光器芯片）Si/SiO2系列（、AWG、芯片）SiPLDDriverCDR芯片）LiNb03系列（高速調制器芯片）等芯片激光器（、直調激光器，EML外調激光器）光調制器（PMQ調制器、相位調制器、強度調制器）光探測器（、）光有源器件集成器件（相干光收發(fā)器件、陣列調制器）等光隔離器、光分路器、光開關光無源器件光連接器（連接器）、光背板光濾波器（合波器分波器）光收發(fā)模塊（10G/25G/100G/400G）光放大器模塊（EDFA\RAMAN）光模塊與子系統動態(tài)可調模塊（WSS、、）性能監(jiān)控模塊（、）資料來源：中國光電子器件技術發(fā)展路線圖、市場研究部全球光器件市場規(guī)模達百億，中國光器件市場加速擴張。據統計，年全球光模塊市場規(guī)模突破億美元，預計年達到億美元，年年均復合增長率為。光模塊市場實現高速增長的主要原因包括：）電信市場穩(wěn)定增長：隨著光模塊和光模塊的上量；電信市場未來幾年有望維持的復合增長；）光模塊使得數據中心高速光模塊未來幾年復合增速超過。全球光模塊市場相對分散，中國占據塊由于場景不同，對光模塊的傳輸距離、速率、封裝方式的需求都不同，造成型號眾多，華工正源四家廠商躋身全球前十，其余席位均被美、日廠家占據?？傮w看，國內廠商依靠封裝技術在無源光器件、光收發(fā)模塊等中低端細分市場較競爭力強；在高端有源器件、芯片等方面發(fā)展空間較大。圖：2020-2026年光模塊市場空間一覽圖：2020年全球光模塊市場份額一覽資料來源：Yole資料來源：Yole光模塊是實現光電轉換的核心器件。信息網絡主要以光纖或光信號作為傳輸介質，但目前對于信息的計算、分析仍給予電信號。因此在設備的接收端，需要光模塊進行光電信Laser激光驅動芯片、(transmitteropticalsubassembly)發(fā)射光組件、（ReceiverOpticalAssembly）接收光組件、調制器、（LimititingAmplifier）限幅放大器以及光適配器（Receptacle信號通過適配器被接收并轉成為電信號，輸送到計算單元進行處理。12圖：光模塊工作原理資料來源：銘普光磁TOSA或者1510nm的邊沿發(fā)射激光器（EmitterLaser的垂直表面腔激光器VCSEL（CavitySurfaceLaserFP激光器和DFB分布式激光器。除了，接入端的核心組件還包括調制器。調制器分為兩種：其一為（DirectModulationLaser）直接調制器適用于短距離傳輸，價格便宜；其二為（ExternalModulationLaser）適用于長距離傳輸，加入一個頻率轉換器，價格較高；外調制常用的方式有兩種，一種是電吸收，一種是。表：主要激光器類型直接調制外調制VCSELFPDFBEML工作波長850nm比較成熟850nm-1310nm850nm-1310nm1310nm-1550nm6010G1.5-33-48線寬優(yōu)點0.35nm>1nm<0.04nm<0.04nm效率高，成本低多模，調至效率高波長穩(wěn)定性好短距離傳輸，中距離傳輸長距離傳輸高速率超長距離傳應用場合（3-100m），激光傳感，商業(yè)應用等（100m-2km）（2-10km）輸（10-30km）等資料來源：市場研究部ROSA主要包含兩個組件和。是PhotoDetector，光電探測器，負責把光的強弱轉換成電流的大小。還分成和兩種類型，是雪崩二極管，靈敏度更高。TIA是Amplifier，跨阻放大器的縮寫，用來把電流信號轉換成電壓信號。13圖：光模塊內部組成結構及可控程度資料來源：光迅科技官網、市場研究部從核心光芯片能力分析，目前國內只有部分企業(yè)了掌握了10Gb/s速率及以下的激光DFB和VCSEL）的和上在高端芯片能力比美日發(fā)達國家落后1-2依賴美國、新加坡、加拿大、德國、荷蘭等國家和地區(qū)，使得我國在國家各級研發(fā)計劃支持下發(fā)展的關鍵技術大量流失。由于缺乏完整、穩(wěn)定的光電子芯片、器件加工工藝平臺以及工藝人才隊伍，國內還難以形成完備的標準化光通信器件研發(fā)體系，導致芯片研發(fā)周期長、效率低，造成我國光通信器件技術與國外差距逐漸擴大。圖：國內在光芯片上與國際一流水準的差距資料來源：海信寬帶《光模塊技術與產品介紹》OclarolumentumFinisarNeophotonicsMACOM、、三菱電機、住友等都實現了激光器、探測器的大規(guī)模發(fā)貨。14表：國際主流光芯片供應商廠家激光器DFB25G檢測器PIN10G25G10G25GVcsel10G25GEML10Gⅹ10Gⅹ25G√美國Oclaro/lumentumFinisarⅹⅹⅹⅹⅹⅹⅹ√ⅹⅹⅹⅹⅹⅹ√ⅹ√√√√√ⅹ√ⅹⅹ√ⅹⅹⅹ√ⅹⅹ√ⅹⅹ√ⅹⅹ√√√√ⅹ√ⅹ√√√√√ⅹⅹNeophotonicsMACOMAvago√√√√ⅹⅹ√ⅹ√日本三菱電機住友√√√√√√資料來源：市場研究部、各公司官網我們看到，在核心光電芯片能夠實現基本自主后，毛利率能達到（如Finisar、Lumentum多溢價。從產業(yè)鏈來看，光模塊各個環(huán)節(jié)的毛利水平大致如下圖所示。圖：光模塊產業(yè)鏈不同類型典型公司毛利率水平資料來源：各公司官網、市場研究部、Wind隨著傳送距離和容量的不斷增加，僅依賴光源、調制器和探測器的演進已遠遠不夠。隨著光傳輸速度達到每波400Gbit/s以上，信號的處理變得越來越復雜，引入電子數字信號處理器(oDSP)成為增加城域和長途WDM將成為長距40%-45%Acacia目前國內突破的僅華為一家，從國外來看，主要是思科（Inphi等。光纖光纜：全球產能集中于中國，海纜和特種光纜待突破光纖光纜在信息系統里占有舉足輕重的作用，就像人的神經系統一樣。而一個國家、社會各行業(yè)進行全面的數字化也需要光纖延伸下去，通過寬帶和無線完成連接，在連接的基礎上積累數據，完成信息化和構建智能。光纖-通過芯棒制作和外包，最終制造出光纖預制棒（光棒），并售賣給下游光纖光纜制造商；光纖光纜制造商經過拉絲等工藝將光棒制作成為光纖，再將一根或數根光纖制作成為光纜，即生產出一芯或多芯光纜。15圖：光纖光纜產業(yè)鏈一覽資料來源：光纖在線、市場研究部在光纖光纜產業(yè)鏈中，光棒拉纖以及后續(xù)的成纜部分壁壘相對比較低，市場也相對比較分散，有幾十家企業(yè)。但光纖預制棒生產技術壁壘較高，同時占據大部分利潤。根據中光纖、光纜在產業(yè)鏈中的利潤占比分別為、。年分別錄得的市場份額。圖：2020年全球光纖光纜份額一覽13.53%4.79%7.54%康寧16.68%長飛亨通古河電工烽火通信中天科技富通集團普睿司曼住友電工9.14%7.27%7.94%7.49%10.86%8.28%6.48%資料來源：networktelecom、市場研究部從國產化的角度來看，我國光纖光纜需要突破的環(huán)節(jié)主要包含：、普通光纖：主要RIC2014-2016年分別向其采購億元、億元；、特種光纖：目前國內制備超低衰減光纖芯棒的高純度硅料和鍺料基本依賴進口，然后需要大量氟摻雜材料（比純二氧化硅高皇家帝斯曼、MomentiveSpeciyChemicalsInc、后續(xù)光纖性能進一步提高的瓶頸；3、海底光纜：由于我國當前主要是東海、渤海灣、黃?；蚰虾＝５坠饫|建設，屬于無中繼淺海光纜通信系統，對于深海光纜、中繼供電技術16首先我們來看普通光纖和特種光纖：光纖預制棒是圓柱形的高純度石英玻璃棒，中心部分（即芯棒，亦稱為芯層）是折射率較高的玻璃材料，而表層部分（即包層）是折射率較低的玻璃材料，目前國內制備超低損光纖芯棒的原材料主要依賴進口。光纖預制棒加熱拉絲即為光纖，由芯層、包層和涂覆層構成。光纖加上護套即為光纜，護套通常由聚乙烯或聚氯乙烯和鋁帶或鋼帶組成，主要用于保護纜芯，具有良好的抗側壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。圖：光纖預制棒結構圖：光纖內部結構資料來源：長飛光纖招股說明書資料來源：長飛光纖招股說明書單元”三部分：海底光纜是其中最重要的也是最脆弱的部分。U內填滿油膏或彈性塑料體形成纖芯。纖芯周圍用高強度的鋼絲繞包，在繞包過程中要把所有縫隙都用防水材料填滿，再在鋼絲周圍繞包一層銅帶并焊接搭縫，使鋼絲和銅管形成一個抗壓和抗拉的聯合體。在鋼絲和銅管的外面還要再加一層聚乙烯護套。這樣嚴密多層的結構是為了保護光纖、防止斷裂以及防止海水的侵入。在有鯊魚出沒的地區(qū)，在海纜外面還要再加一層聚乙烯護套。海底光纜的生產技術主要有海纜專用光纖制造、海纜專用激光焊接不銹鋼管光單元制造、內層鋼絲鎧裝、無縫銅管制造、絕緣層擠制、外層鋼絲鎧裝、外被層繩與瀝青制造。我國海纜系統建設最大的問題是海纜系統集成問題。國際市場采用通信設備總包商、光纜制造企業(yè)及施工單位共同合作的海纜建設模式，而我國海纜建設采用條塊化分割模式，由設計院與運營商進行前期論證和線路設計，由海纜制造企業(yè)提供海纜與附件，由海纜施工單位敷設，再由業(yè)主或運營商進行系統集成。這種模式不利于整合系統集成能力，不利于形成一到兩家的海纜系統集成商，更不利于中國海纜系統走向國際。此集成問題解決，亨通光電和中天科技都在逐步走向國際市場。17圖：海底光纜結構示意圖資料來源：亨通光電官網▍未來展望：向上突破迎來機遇，開放光網絡帶來挑戰(zhàn)中國在光通信整個領域取得了巨大的成績，在光模塊封裝、光纖光纜、系統設備等領域都獲得了全球一半以上的市場份額，并且通過不斷投入研發(fā)在追求往上突破，獲得更多的產業(yè)話語權。但是美國和日本的廠商在高端光芯片、電芯片、特種光纖、設備核心元器件領域依然具備較大的優(yōu)勢。一方面，美日的頭部光設備、光器件廠商在不斷進行并購，II-VIFinisar，思科收購了Acacia，Lumentum并購了Oclaro、、NeoPhotonics放光網絡，希望通過重塑生態(tài)來進一步鞏固領先地位。全球的頭部廠商都在積極布局光通信的未來，應當說國內光纖光纜、光模塊光芯片后續(xù)的發(fā)展路線比較清晰。光纖光纜一方面提升光棒的品質，降低成本，使得光纖光纜更富有全球競爭力，擴大海外銷量；另一方面在深海光纜、特種光纖上需要不斷取得突破。光器件一方面在高端光電芯片上逐步靠近國際先進水平，通過垂直一體化來提升企業(yè)的盈利能力和全球競爭力。而光通信設備在三個環(huán)節(jié)里無疑是最為重要的一塊，也是后面最大的一個變量。我們圍繞光通信設備的關鍵環(huán)節(jié)展開推演后續(xù)的產業(yè)格局，并從關鍵變化中尋找投資機遇。光網絡設備的核心控制點與開源的主導權OS集成均由一家廠商提供，廠商的話語權和毛利率水平較高，也更有能力進行前沿研發(fā)，不斷提升產品競爭力。另一方面，中國廠商華為、中興、烽火逐漸獲得了行業(yè)的主導權，中國廠商市場份額超過一半。Nokia和美國、Infinera2OTT和運營商倡導開放光網絡以驅動競爭降價。北美的產業(yè)鏈主要聚集在協議、核心光電器件等高端領域，缺乏領先的系統設備廠商進行系統集成。這使得北美在設備領域競爭力偏弱，在亞太、歐洲、中東北非丟失了很多份額，推進開放光網絡有助于北美產業(yè)鏈重塑市場話語權。18圖：光網絡設備的核心環(huán)節(jié)資料來源：市場研究部繪制上述代表廠商希望借鑒服務器以及并將OS和軟件進行開源。圖：當前系統廠商軟硬件價值鏈分布圖：開放光網絡各環(huán)節(jié)主導廠商及價值鏈轉移資料來源：市場研究部繪制資料來源：市場研究部繪制如此一來，一是有可能降低成本，第二軟件開源之后，整個產業(yè)的話語權將轉移到開源標準制定廠商和核心器件供應商，產業(yè)結構有望重塑。從光設備與服務器、交換機的異同來看開放光網絡的適用場景和可持續(xù)性通信設備乃至設備的軟件開源化并不是一個新鮮事，在手機、無線設備、服務器、交換機都有或多或少的嘗試，也有成功或不成功的案例。以上的就會需要一個軟件系統來負責相應的事情，這個軟件系統通常也被稱為操作系統OS（OperatingSystemOS以及硬件接口的開源。19我們通過復盤手機、服務器、交換機、無線網絡的歷史，發(fā)現開源成功的核心是OSOS可以成為單獨的商業(yè)產品，可以給主導方足夠的回報，例如安卓之于谷歌，之于RedhatOS對簡單，該下游不需要投入海量的研發(fā)費用覆蓋各種場景，比如交換機的OS。設備的開源背后的核心商業(yè)動力展開論述。手機、服務器：巨大市場空間，海量上層軟件，豐厚商業(yè)回報手機和服務器是一個典型的軟硬件廠商解耦的場景，核心原因是兩者都是計算平臺，IOUI界面，使得兩者的OS極其復雜，需要投入海量的研發(fā)費用。既然需要投入海量的研發(fā)費用，如果沒有清晰的商業(yè)模式，顯然是無法運轉下去的。端的手機OS端的服務器OS可以通過給廠商制作發(fā)行版的來賺錢。正是因為形成了良性商業(yè)閉環(huán)，安卓和的能夠不斷迭代，構筑了繁榮的現代社會的數字基石。谷歌安卓操作系統的商業(yè)模式AOSP提供了GmailGMS幾乎是寸步難行。不同于的開源，使用GMS必須得到谷歌授權，而GMS的分發(fā)應用市場僅有Play一個選擇，我們知道，手機的應用分發(fā)能力具有巨大的商業(yè)價值，僅此一項，谷歌就有極大的動力持續(xù)推動智能手機以及安卓的發(fā)展。圖：安卓操作系統（和GMS）資料來源：谷歌官網、市場研究部我們通過谷歌應用的分發(fā)機制以及每年的分發(fā)數量還有金額來說明安卓給谷歌商業(yè)上帶來了多大的價值。Play類似國內手機廠商的應用商城，以及騰訊的應用寶，負責給應用進行分發(fā)，同時收取傭金。20表：GooglePlay收費模式GooglePlay分成比例數字服務內購付費訂閱App內購買數字服務項目，Google收取傭金付費由Google直接收取傭金第一年收取傭金，以后每年收取15%傭金資料來源：谷歌官網，市場研究部年，安卓一年下載量高達億次，全球用戶在Play上的消費達億美金，按的傭金來算，光Play商城的應用分發(fā)，就能給谷歌創(chuàng)造安卓為谷歌創(chuàng)造了巨大的商業(yè)價值。圖：全球下載量圖：全球用戶在上的消費資料來源：SensorTower資料來源：SensorTowerRedhat服務器操作系統的商業(yè)模式在服務器的操作系統提供商中，無疑是最成功的那一個。以OS為起點，成為全球領先的開源軟件解決方案提供商。公司成立于世紀售盈利。年在納斯達克上市，服務器操作系統，后改名為(RHEL)。年，公司開始向軟件可視化和云計算領域進軍。年，微軟與紅帽結成戰(zhàn)略合作伙伴。年10年，宣布以億美元的價格收購。2020年，公司發(fā)布全球企業(yè)開源現狀“開放混合云將成為新常態(tài)”，助力打造統一體驗。21圖：RedHat發(fā)展歷程資料來源：官網，紅聯門戶，搜狐科技，市場研究部成立之初聚焦于社區(qū)的發(fā)展不斷注入新鮮血液，并推出商業(yè)化版本。如今，公司以為基礎，打造出一個IT全棧式開源解決方案組合，包括高性能操作系統、虛擬化、管理、中間件、云和圖：RedHat從社區(qū)到企業(yè)，構建專業(yè)的開源解決方案和服務資料來源：官網B統免費，應用軟件分發(fā)收費的模式不太能行得通。雖然是開源操作系統，但是使用過程中依然會遇到很多問題，絕大多數商業(yè)公司沒有能力或者沒有必要在這一塊投入足夠的資源去處理相關問題，這就意味著一個商業(yè)發(fā)行版本的Linux市場需求。Redhat最終通過訂閱模式盈利。由于軟件的可讀源代碼是公開的，許可證允許修改，因此公司可使用全球社區(qū)貢獻者的集體輸入、資源和知識，協作開發(fā)、維護和增強軟件。產品發(fā)布之1-3（如公有云提供商和托管服務提供商）按需提供公司軟件產品來獲取盈利。22圖：紅帽產品從開發(fā)到銷售的落地打法圖：紅帽提供免費軟件許可，收費訂閱服務資料來源：官網、市場研究部資料來源：官網、市場研究部恰當的商業(yè)策略為帶來了商業(yè)成功，公司的收入一路攀升，毛利率和凈利率也保持在相當不錯的水平。圖：FY2006-FY2019紅帽營業(yè)收入及同比增速營業(yè)收入（百萬美元）圖：FY2015-FY2019紅帽毛利率和凈利率同比毛利率凈利率84.73%84.91%85.31%85.21%85.18%4,0003,5003,0002,5002,0001,5001,00050050%45%40%35%30%25%20%15%10%5%90.00%80.00%70.00%60.00%50.00%40.00%30.00%20.00%10.00%0.00%12.91%10.07%9.71%10.52%8.86%00%FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019資料來源：公告、市場研究部資料來源：公告、市場研究部交換機、無線設備的解耦：運營商場景動力不足，云計算部分場景可行手機市場和服務器的操作系統承載了海量的應用，極其復雜，從而衍生了一個單獨的OS市場，并給了相關公司很好的商業(yè)回報。而交換機、無線設備的OS則更多像一個嵌OS，僅僅用于對設備進行管理、調度、通信，相對封閉，很少有第三方應用，更談不上生態(tài)。加之這兩種專用設備的市場體量和手機、服務器差距較大，OS的價值量也偏小，比較難單獨孕育出一個交換機的OS公司或者是無線設備的OS公司。Google自研Cumulus機軟件公司，但是他們很快發(fā)現獨立OS需要適配各種交換芯片以及硬件，工作量極大，投入回報不成正比無論是交換機還是無線設備，尋求將軟硬件進行解耦的努力一直沒有停止。然而無論是的TIP將交換機的上層控制和下層硬件廠商進行解耦，其收獲均寥寥，僅、在數據中心交換機上的解耦取得了比較好的效果。這其中隱含的中間的商業(yè)邏輯是怎樣的呢？23我們認為，在通信設備的無法直接形成商業(yè)銷售，開源出來所有方都能受益的情況下，需要下游有極高的集中度，整個商業(yè)閉環(huán)才能形成。我們看到，年公有云廠商CR4的集中度達到了，而且數據中心作為單一場景，在美國的市場規(guī)模達到了億美金，占美國以太網交換機市場份額的。自己是主要的受益方，且只需要考慮單一場景，OS這是亞馬遜、谷歌、微軟紛紛自研或開源數據中心交換機OS的原因。相比數據中心交換機，運營商和企業(yè)網的交換機OS的開源進程，以及無線設備的開源進程就顯得比較滯后。我們判斷這與運營商和企業(yè)市場的行業(yè)集中度有關系，根據IDC數據，年全球電信運營商的營收大約在萬億美元左右，全球最大電信運營商中國移動年營收大約為億美元，CR1市占率約為。這使得運營商缺乏足夠強的動力做垂直一體化。另外，運營商和企業(yè)網的應用場景也遠比數據中心復雜，投入產出回報比比較低。圖：2020年全球公有云服務市場份額圖：中美以太網交換機細分市場規(guī)模拆分（十億美元）亞馬遜微軟阿里巴巴谷歌其它中國美國4.654.543.533.953.0226.6%4.8%46.8%2.521.510.880.507.6%企業(yè)網數據中心14.2%資料來源：、市場研究部資料來源：、AlliedMarketResearch、市場研究部開放光網絡進程：DCI場景有望實現，運營商場景缺乏支撐開放光網絡的幾個核心環(huán)節(jié)有體系的搭建、控制器的軟件、南北向的接口，以上均有不同的組織和公司在推進。由于光網絡的市場空間比交換機要小很多，更遠小于服務器，這使得開放光網絡的推進速度比較緩慢，且有各種問題。系統設計層面：Google成功在DCI商用，和推進運營商場景無果倡導體系架構開源的有三大流派，一是主導的OpenConfig（部分ROADM主導的TIP24圖：Google主導的OpenConfig資料來源：市場研究部繪制圖：主導的Open圖：Facebook主導的TIP資料來源：市場研究部繪制資料來源：市場研究部繪制OpenConfig獲得了商用，算是比較成功。年，谷歌牽頭成立，定義自用網絡設備的開放模型接口，其中包括部分，用于數據中心點到點互聯；采用自用、夠用原則，不需要的特性一般都不接納，也不對外提供配套控制器軟件產品，基本滿足自身DCI互聯的需求之后，年后該模型就沒有做大的演進。OpenConfigDCI慮復雜的運營商網絡場景，收斂了需求，使得開發(fā)相對簡單?；诠雀璧腛penConfig，也分別定義了自己的私有擴展模型，這使得OpenConfig的版本比較發(fā)散，對于廠商來說，要做的工作量還比較多。25圖：谷歌的OpenConfig架構資料來源：谷歌官網除了谷歌定義了數據中心的DCI產品以外，和也試圖定義運營商網絡的光網絡產品。攜手測試了單廠家的OpenROADM控制器北向InfineraFacebook設計的TIP從2016-2021年在光網絡層面開源了4Cassini到GalileoPhoenix。由于Facebook自身不是運營商，其推進的力度更弱，一直沒有運營商對其進行大規(guī)模測試，更不用提商用。圖：的OpenROADM架構圖：Facebook的架構資料來源：官網資料來源：meta官網開源控制器軟件層面：OpenDaylight沒有找到商業(yè)模式，無法形成商業(yè)閉環(huán)Opendaylight源于CiscoBrocadeBigSwitchLumina公司，志在成為網絡領域的Redhat。但如前文所述，Redhat商業(yè)成功的前提是服務器操作系統市場空間足夠大，且OS并非單一的通信功能，而是承載了上層大量應用，極富商Lumina有點相似的是數據中心交換機獨立OS公司CumulusCumulus也沒有能夠獨立運作下去，而是被英偉達所收購。26圖：OpenDaylight發(fā)展歷程資料來源：各公司官網、市場研究部FacebookLumina和交換機有點類似，在數據中心層面有望實現商業(yè)閉環(huán)，而對于運營商場景而言，由于應用場景復雜且缺乏單一利益主體足夠強有力的支撐，商業(yè)化實現起來比較困難。開放光網絡對國內光通信的挑戰(zhàn)與機遇從服務器和交換機的歷史來看，控制軟件或者說OS開源后，整機設備提供商將不擁有高毛利，整個產業(yè)的價值高地將往核心器件廠商轉移。以服務器為例，在大型機和小型機時代，和HP擁有高毛利。服務器從小型機轉向X86提供的、提供的身上。圖：浪潮信息毛利率和凈利率圖：Redhat毛利率和凈利率圖：Intel毛利率和凈利率毛利率凈利率毛利率凈利率毛利率凈利率研發(fā)費用率研發(fā)費用率研發(fā)費用率16%13.7%70%60.9%62.3%61.7%100%84.9%85.3%85.2%85.2%58.6%56.0%26.8%14%12%10%8%12.0%11.7%60%50%40%30%11.0%10.6%80%60%29.7%29.3%4.6%1.9%40%6%2.2%4.2%2.4%20.1%19.9%19.8%19.9%17.4%3.7%1.4%15.3%20%1.7%20%21.5%20.9%10%19.1%18.6%17.4%2%10.5%8.9%12.9%9.7%0%0%0%201620172018201920202016201720182019202020162017201820192020資料來源：Wind、市場研究部資料來源：Wind、市場研究部資料來源：Wind、市場研究部OS持續(xù)推動產業(yè)創(chuàng)新。當、谷歌將數據中心交換機白牌化后，整機廠商不再擁有高毛利，整個產業(yè)鏈的主導權轉移到了OS廠商以及提供交換芯片的博通身上。智邦科技毛利率比較低，由于沒有純粹的第三方OS廠商，Arista也提供OS和白盒交換機硬件進行對接，我們以Arista的財務指標來代替OS27圖：博通毛利率和凈利率圖：智邦科技毛利率和凈利率圖：Arista毛利率和凈利率毛利率凈利率毛利率凈利率毛利率凈利率研發(fā)費用率研發(fā)費用率研發(fā)費用率64.0%64.5%63.8%64.1%63.9%70%25%20%15%21.2%80%60%20.5%19.7%19.9%55.2%56.6%18.1%60%50%40%30%51.5%60.5%48.3%44.9%35.7%40%27.4%21.0%8.9%9.3%25.7%12.1%12.4%20.8%20.8%6.4%7.0%6.9%20%10.1%16.3%20%15.3%21.2%20.6%20.2%18.7%18.1%5%24.2%10%0%-14.1%19.2%5.1%0%4.7%4.2%4.0%3.6%0%-