5G、AI网络演进带动我国光通信行业需求上行多元化融合创新成未来趋势

2024-06-28 09:41

手机浏览

1、光通信概述

根据观研报告网发布的《中国光通信行业现状深度分析与未来投资研究报告（2024-2031年）》显示，光通信是通信工程术语，是以光波为载波的通信方式。相比于传统的电通信，光通信具有巨大传输带宽、极低传输损耗、较低成本和高保真等优势。光通信按光源特性，可分为激光通信和非激光通信；按传输介质，可分为大气激光通信和光纤通信；按传输波段，可分为可见光通信、红外光通信和紫外光通信。

光通信与电缆通信性能对比情况

对比维度	光通信	电缆通信
传输原理	利用光信号传输信息，基于光的物理特性进行传输，利用光的全反射现象将光信号沿光纤传输。	通过电信号传输信息，基于电流和电场的传输原理。
传输速率	目前已实现400GB/s，正在研发800GB/s传输布线。	按照电缆类型传输速率不同，目前速率最高的八类线可传输40GB/s。
传输距离	从百米以内到几百公里不等。	多数线缆仅能在百米以内传输,提升难度大。
传输质量	光纤传光不导电，不受电磁场的作用，抗干扰能力强	受电磁干扰，信息易失真。
传输衰减	0.14-0.19dB/km	随频率增大而增大，2-50dB/100m
传输成本	短距离传输成本暂高于电通信模式，长距离成本低。	传输距离有限，需配备大量中继站传输，长距离传输成本高。
传输材料	主要为SiO2材料，纤芯细、重量轻、体积小、占地空间小、铺设方便	主要为铜芯，线缆直径越大损耗越低，故铜芯相对较粗，体积较大，重量大。
线路升级	线缆兼容，网络升级可利用现有布线系统，无需大规模调整。	线缆不兼容，升级网络需重新布线。
材料储量	可再生资源，自然界存量大。	不可再生资源，用量大，近年来铜线线缆价格呈上升趋势

资料来源：观研天下整理

2、网络架构持续迭代优化，5G对光通信行业需求持续上升

4G网络通常采用分层的网络结构，其中包括核心网和无线接入网。在无线接入网中，网络基站（如LTE基站）之间通过交换机连接，形成一个扁平的网络拓扑，其中每个基站都可以直接与核心网连接。而5G无线接入网通过引入接入网和应用服务器的双向交互，实现无线信道与业务的动态匹配，数据吞吐量更大。

光通信作为一种高速、大带宽的传输技术，能够满足5G网络对高速传输的需求；5G通信网络将连接大量的终端设备和物联网设备，需要具备大容量的传输能力。光纤通信作为一种高密度、大容量的传输介质，能够满足5G网络对大容量传输的需求。

根据数据显示，截至2023年底，我国5G基站总数达337.7万个，并且5G行业应用已融入71个国民经济大类，应用案例数超9.4万个，5G行业虚拟专网超2.9万个。而根据电信《5G时代光传送网白皮书》中对于城域OTN网络架构的设计，在节点数按照收敛比4:20:400:10000=省干层:核心层:汇聚层:接入层，接口数按照30:23:5:1=省干层:核心层:汇聚层:接入层，测算得出光模块数量为：中传（接入层）为627.6万个，回传（汇聚层+核心层）为154.3896万个，省干网（省干层）为7.5312万个；共计约为2672万个。

数据来源：观研天下整理

3、数据中心建设加速，催生光通信行业需求增长

同时，近几年，随着数据流量爆发，我国数据中心数量不断增加，光模块重要性持续凸显。随着终端业务演进，数据中心需内部处理的数据流量远超过需向外传输的数据流量，使得数据处理复杂度进一步提高，而光通信技术在数据中心内的应用，极大地提高数据中心的计算能力和数据交换能力，并且成为数据中心内部互连和数据中心相互连接的核心部件。根据数据显示，2022年，我国在用数据中心机架数量达到650万架，2018-2022年CAGR超过30%。

数据来源：观研天下整理

4、AI网络演进带动光通信行业代际升级，多家企业积极研发布局

而近期ChatGPT、文心一言等AIGC大模型带来计算资源需求快速增长，催生AI服务器需求增长，伴随着国内数字基础建设数据负载量的需求量不断上升，我国AI服务器市场快速增长，AI网络也随之演进，并且带动光通信行业代际升级。

2024年2月，LightCounting对Photonics West（美国西部光电展）和DesignCon 2024两场展会的亮点进行了总结，并预测预计首款采用224G通道的产品将于2024年底前推出样品。而博通在官网给出基于单通道200G光通信技术的网络架构图，单通道200G光通信技术可以适配51.2T/102.4T两个代际的交换机芯片。单通道200G光网络包括了EML、VCSEL、CW光源、基于单通道200G方案的1.6T光模块、线缆等。

2024年6月6日，在中国移动集团研究院和中国移动广东公司统筹指导下，深圳移动在龙岗移动通信机楼开通全球首个800G空芯光纤传输技术试验网。据悉，该试验网采用单波800Gbps宽谱光传输系统，进一步实现基于空芯光纤的20km单芯光纤双向128Tb/s超大容量传输试验，证明反谐振空芯光纤具备在复杂管网环境部署的可行性，是空芯光纤及传输系统产业从技术原型走向产业化的重要里程碑。

2024年6月2日，英伟达在COMPUTEX 2024大会上发表演讲，并发布全新GPU平台Rubin以及以太网平台Spectrum-X，并表示交换机Spectrum-X1600与网卡CX9-1600 SuperNIC将于2026年推出，有望推动光模块需求从1.6T向3.2T进行升级。

由此可见，未来几年，围绕400G的技术方案、应用策略和实际部署都会是光通信厂商关注的重点。

5、光通信行业规模持续增长，光纤光缆市场份额占比近四成

此外，近几年，国家大力推进“新基建”政策，为信息通信网络产业快速发展带来新契机，而光通信作为发展“新基建”的重要基础设施和必要前提，其发展速度较快。同时，随着光芯片、光器件等核心部件技术水平持续进步，我国光通信行业能更好地应对海量数据及高速运算要求带来的巨大压力，进而促进市场规模也持续增长。

根据数据显示，2022年我国光通信市场规模约为1311亿元，预计2023年将突破1400亿元。从我国光通信市场结构情况来看，光纤光缆、网络运营服务及光网络设备占据了我国光通信绝大部分市场份额，占比累计超过90%。其中，光纤光缆市场占比达37%；其次为网络运营服务，占比达29%；再次为光网络设备，占比达26%。