从5G承载变革看产业机遇：5G建设先导指标，光器件率先迎来高景气.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /行业深度 报告 2019 年 10 月 16 日 通信 5G建设先导指标 ， 光器件率先 迎来 高景气 从 5G承载变革看产业机遇 Table_Main Table_Title 评级 ： 增持 （ 维持 ） 分析师：吴友文 执业证书编号： S0740518050001 电话： 021-20315728 Email: wuywr.qlzq 分析师： 易景明 执业证书编号： S0740518050003 电话： 021-20315728 Email: yijmr.qlzq Table_Profit 基本状况 上市公司数 114 行业总市值 (百万元 ) 1491666.49 行业流通市值 (百万元 ) 914337.93 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 4G 放量与 5G 创新共兴网络产业链新机遇 2019.8.13 流量收入接近拐点， 5G 开启改革预期 2019.8.24 5G 推动行业持续向上，终端与物联网持续景气 2019.9.5 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价 (元 ) EPS PE PEG 评级 2018 2019E 2020E 2021E 2018 2019E 2020E 2021E 新易盛 38.11 0.14 0.73 1.09 1.40 273 51 35 27 0.23 未有评级 华工科技 19.70 0.28 0.50 0.56 0.70 134 75 67 54 0.61 未有评级 天孚通信 37.52 0.68 0.90 1.15 1.47 55 42 33 26 0.25 未有评级 太辰光 29.04 0.66 0.94 1.27 1.64 57 40 30 23 0.22 未有评 光迅科技 28.86 0.52 0.58 0.78 0.99 73 65 48 38 0.36 买入 中际旭创 40.50 1.31 0.92 1.34 1.72 29 41 28 22 0.19 买入 备注 ：基于 2019 年 10 月 16 日 Wind 一致预期 Table_Summary 投资要点 5G 基站即将规模布设，为满足网络切片新需求，承载网将经历系统性 改造 ，设备与器件 从而 迎来大规模升级。 其中 5G 承载 接入 层 的前传回传分离 方案将直接 拉动下一代光模块需求。作为 5G 基站建设的先导指标， 接入层光模块 有望在短期 进入 库存 周期， 而 带宽驱动和技术演进也 在中长期为 光器件打开发展空间。 面向 5G 万物互联新需求， 承载网架构 出现重大 变化 ， 对 设备和器件 产生深远影响 。 5G 首倡 万物互联， 连接 差异化的 B 端业务场景是 5G 网络的核心需求 。 除了 与 接入网和核心网 直接相关的 带宽、连接容量和移动性 管理能力大幅提升之外 ， 最核心的差异化 是 承载网 将 -构建网络平台化能力， 让网络资源能够按需 编排 分配 。 因此 5G 承载网 必须实现 控制面和转发面分离，借助分布于各网元的控制和同步节点，以 统一 的虚拟化平台对网络资源 实时进行 运维和资源调配。面向 这样的系统需求 ，三大运营商都基于自身网络基础提出了 改造 承载网方案，其中移动的 SPN 方案已被纳入 ITU-T，成为面向 5G 的承载网正式标准， 将 在 2019 年启动布局。 SPN 的物理层采用全光网设计，在省干、城域汇聚和接入层 都 对光 设备与器件 提出 了全新 要求，对产业链影响深远。 5G 承载 网 中， 与 5G 基站建设直接相关的接入侧 架构发生 重 大变化 ， 光模块 是 5G 基站 放量的 先导指标。 5G 承载 网 的物理层采用全光网设计，分为省干、城域汇聚和城域接入，各层次 中 组网拓扑结构和 光模块 指标都出现了重大变化 。 其中与 5G 基站建设直接相关的前传、中回传网络位于接入层 ， 由于 5G 分离出 CU 单元，存在 DRAN、 CRAN 小集中和 CRAN 大集中 等部署 模式， 光互联方案在成本和效用上的折中，为不同发展阶段和业务场景提供多重选择 。总体上，光模块带宽和传输距离正向着 下一代指标全面升级，而 CA 特性 、 CRAN 大集中 部署 和小基站的 渗透率的提升也 预示着 DU 下辖的 射频单元连接密度 有望持续创出新高 。作为 5G 基站建设先导指标， 接入层 光模块有望率先放量。 未来三年 5G 投资 加速向上 ，光模块 先于基站 进入存货周期， 将为 头部厂商带来机遇。 2019 年 是 5G 商用元年 ，未来三年规模处于加速向上阶段 。预计 5G 总投入 有望超 出 LTE 总量 约 25%，新建 5G 基站数和 4G 高峰期大致相当， 同时 设备投资在总投资中的占比将 创出新高 ， 与 设备配套的光模块市场 空间由此也向上打开 。保守预计，未来五年仅前传光模块 出货量就有望超过 3500 万只，总价值量可望 达到百亿元 ，而 面向 第一阶段 基站建设 周期 ，备货量有望达到 1200 万只。 设备商多按大比重向供应链核心厂商采购， 份额集中，新 跻身 供应链的厂商基数较小，成长性 将体现得尤为 明显。目前符合电信网要求的 光 芯片供应较为紧张， 预计 降价曲线 相对平缓，供不应求 状况 的 持续 ， 将使 制造商利润将有 较强 保障。 投资建议 ： 直接受益于 5G 光模块放量，弹性较大的 新易盛 （中兴通讯 5G光模块 核心 供应商，数通 400G 光模块取得突破） 和 华工科技 （ 华为 5G光模块 核心 供应商 ） 、无源整体方案与高速光器件封装 OEM 龙头 天孚通信 、光连接器龙头 太辰光 。 建议 对 光 器件全球 龙头 光迅科技和中际旭创 ， 光传输设备龙头 中兴通讯 和烽火通信 给予长期 战略关注。 风险提示事件： 贸易争端悬而未决、 5G 投资不及预期风险、市场系统性风险 、技术风险、竞争 风险 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 行业深度 研究 内容目录 面向新需求， 5G 承载网将出现重大变化 . - 3 - 网络切片能力是满足 5G 跨场景需求的核心 . - 3 - 新需求勾勒 5G 承载网 架构重大变化 . - 4 - 中移动 SPN 方案成为正式标准，另有差异化方案可供选择 . - 5 - 5G 建站先导指标，光器件率先迎来景气 . - 9 - 通过网络规模看 5G 光模块空间 . - 16 - 投资建议 . - 23 - 新易盛 . - 23 - 华工科技 . - 26 - 天孚通信 . - 28 - 太辰光 . - 30 - 光迅科技 . - 32 - 中际旭创 . - 34 - 风险提示 . - 36 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 行业深度 研究 面向新需求， 5G 承载网 将 出 现 重大变化 网络切片能力是满足 5G 跨 场景 需求 的核心 5G 面向万物互联， 要 满足差异 化 的 B 端 场景 需求 ，网络切片 必 是5G 的核心 特性 。 5G 首次明确提出面向万物互联，将相互 独 立的各类型终端、设备或子网络全面联通，从无到有的意义堪比 90 年代信息高速公路。差异化的 B端需求和 G端场景， 未来 将承载在统一的网络平台上，网络 设备、终端和 业务 应用会发生难以想象的深刻演进， 从 长期看 ， 将是大数据与智能化发展的新起点。 其中 网络切片能力 是 5G 满足差异化B 端需求 和异构网络间互联 的核心特性 。 图表 1：顺应 5G 需求，技术、产品与网络全面创新布局 来源： 中国移动 ， 中泰证券研究所 承载网 需与接入 /核心网技术 同步变革，方能满足整网的平台化能力。从 5G 需求出发，要求 网络 资源可调度、 网络 能力可开放、容量可伸缩和架构可调整 ，本质上是要求网络具备平台化的能力，以虚拟的网络操作系统来管理硬件设备 。屏蔽网络设施的差异，以软件管理和分配， 提供 差异化的 网络 服务 ， 本质其实 是网络云化。满足这样宏大的愿景 ， 不单纯 需要在 5G 接入和核心网处深挖空口频谱 、时隙 和空间 资源的利用效率 ， 提升移动接入口的性能指标和管理水平， 更需要承载网 方式和能力上的深层次变革，以 适配 不同场景的 差异化需求 。从 技术上 看，需要满足：控制 面 和转发面分离、移动边缘计算、网络功能重构、网络切片和能力开放等 等 。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 行业深度 研究 5G 承载网 变革为新一轮 标准、产品的 飞速发展提供了 历史性 契机。“ 5G 商用，承载先行”。 5G 承载技术 和 标准化研究 已经 伴随 着 5G 接入网 标准 迅速发展，已经 拟定并纳入 ITU-T 标准体系。 在 架构、组网及支撑技术方面 ，承载网建设 围绕 5G 业务和场景 有序 展开 ， 实际部署将不晚于 5G 接入网，是 5G 基站规模化部署的先导指标 。 5G 承载网 将 为后续边缘计算和网络切片等重要特性提供有力支撑， 短期将 促进相关器件和设备的飞速发展。 目前三大运营商对于 5G 承载网的标准化和产品化工作都已全面 铺开 ，为预商用做好了充分准备。 新需求勾勒 5G 承载网架构重大变化 5G 能力的全面升级，是由接入 /核心网与承载网协同达成的， 承载网是提升整网效能的关键。 5G 接入网 +5G 核心网共同实现 5G NR 新空口功能， 直接提升了对空口容量和移动管理的效能。 5G 承载网的首要功能则是为生成的空口数据提供泛在的连接 ，满足不同业务类型数据的Qos。 5G NR 要求的带宽、时延和高可靠性等性能指标，相当部分也是5G 承载网协同作用的 结果 。此外，网络连接调度、组网保护和管理控制等关键特性也由 5G 承载网 得以 实现。 图表 2： 5G 承载网总体架构 来源： 信通院 5G承载网络架构和技术方案白皮书， 中泰证券研究所 5G 承载网总体架构分为三个层面，其中最主要的是转发平面，为数传提供连接通路。 根据连接范围， 转发面组网分为省内省际干线和城域网两个层面，省干网节点采用多对多互联的拓扑结构 ，传递大颗粒数据 ；城域网内又包括了接入、汇聚与核心三层架构，其中接入层常为环形组网、汇聚和核心层可有环形组网和双上联组网。 这套多层次组网架请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 行业深度 研究 构，是承载所有 类型 数据的统一物理设施。 二是管控平面， 5G 承载网面向 SDN 架构， 意味着 控制面与转发面必须 解耦，由管控平面提供业务和网络资源的灵活调度，同时 完成 智能化的网络运维能力。比较前代承载网， 5G 承载能够在 同一 管控 平台进行多层次跨地域管理，意味着所有网元享有同样的北向接口，获取网络的流量、延时和告警更全面及时，对于业务切片的协同服务能力极大增强。 三是 5G 同步网，由于 5G 承载采用跨域跨层的大一统平台设计，高协同要求对 各网元 同步提出了空前挑战。对新建 的 5G 网络，通常按300ns 目标进行同步，在城域核心节点部署高精度时钟源，可满足 5G基本业务同步；在城域汇聚节点 则 部署增强型 BITS 设备，可进一步满足协同业务对高精度同步的需求。此外，网络架构扁平化和链路技术改善也将提升同步能力。 基于同一物理网络承载差异化的网络切片服务， 更确切地讲 是 5G承载 网 的标志性愿景。 5G 承载网除了自身能够通过软、硬件标准和技术实现业务在逻辑上的隔离，为不同 Qos 业务提供差异化的连接服务 。设计上 也 强调 对 4G 承载网有前向兼容能力， 希望可以 通过 4G 升级来完成，并且 有能力囊括 政企专线、家庭宽带 OLT、 CDN 和边缘 IDC 等异构网络的互联 ，以 充分发挥现有网络基础设施的潜能。 中移动 SPN 方案 成为 正式标准 ， 另有 差异化方案可供选择 移动提出新一代切片分组网络 SPN 方案，是面向 5G 的 新承载网标准。 在承载 3G/4G 回传 流量 的分组传送网络（ PTN）基础上，中移动面向 5G 业务承载需求，创新提出的新一代切片分组网络 （ Slicing Packet Network） 方案 。通过 FlexE 接口切片以太网（ Slicing Ethernet）通道支持网络端到端的硬切片；同时将 L3 功能下沉到汇聚网甚至接入点来满足对连接性的灵活管理。 5G 商用开启， SPN 的标准化 同样 快进，投资节奏有望超前于 5G基站 。 5G 传输网需求和指标分析始于 2016 年，与 3GPP 对 5G NR 的R14 研究阶段 几乎 同时 起步； 2017 年 3GPP 进入了对于 R15 的 work item 阶段，移动同时提出新型 SPN 技术 体系 ，牵头国家项目进行需求研究和模拟； 2018 年 5G NR R15 协议落地，国内开始 5G 系统研发阶段的系统组网测试，而 SPN 也同步 启动 产品化的研发、测试和试点。 目前 SPN已经在 ITU-T形成 MTN 系列标准， 2018年 10月核心标准 G-mtn立项， 2019 年 7 月 MTN 系列标准立项，成为 面向 5G 的 新一代传输技术体系。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 行业深度 研究 图表 3： 伴随 5G 进程 ， SPN 标准化和预商用 顺利 推进 来源： 中移动研究院 ， 中泰证券研究所 2019 年是 5G 商用元年，同样是 中移动 SPN 规模部署元年，从 投资节奏 上看 SPN 有望先行启动， 是 5G 接入网部署的先行指标。 根据光博会上中移动研究院的披露， 2019 年中移动计划在全国 50 个城市部署5 万个 5G 基站，其中 8 城市连续覆盖，同时采用新建方式规模部署数万端 SPN； 我们 预计 2020 年中移动将在全国 300 多城市部署近 30 万5G 基站，而 SPN 的集采有望提前到 2019 年底，在 2020 年将直接启动 SPN 大规模部署。 不论是节奏还是规模， SPN 建设都超前于 5G 基站， 将是 5G 接入网投入的先导指标 。 SPN 以全新框架推动传输网革新，应对 5G 新 需求。 面向 eMBB、mMTC 和 uRLLC 三大场景及新特性， 5G 承载相对于之前代际呈现出标志性的新需求：首先在大带宽、超低时延和高精度同步等性能指标上指标更加严苛；其次 在 功能方面，要求承载网络多层级、连接调度灵活化、网络切片层次化、智能管控 ；另外在组网上需要 与 4G 承载 兼容并可以 低成本快组网。 SPN 能够 为各类业务提供不同颗粒度的切片管道，提供 差异 化的性能检测能力， 同时设备 SDN 架构 能支撑 新业务快速上线、快速开通 部署 ，高度契合 5G 各种新业务承载需求。 为达成上述功能， SPN 网络的转发平面在逻辑上分为三层架构，包括：切片分组层（ SPL）、切片通道层（ SCL）和切片传送层（ STL）三个层面，同样由由高精度时钟完成同步、由 SDN 控制面实现统一管理。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 行业深度 研究 图表 4： 作为下一代承载网架构， SPN 系统化 变革应对 5G 需求 来源： 中移动研究院， 中泰证券研究所 SPL 主要为了实现 5G 承载对于路由灵活转发的需求，其最核心的段路由技术包括两项，一是 SR-TP 隧道技术，二是 SR-BE 隧道技术。前者通过增加标志连接的通路段标识，实现双向隧道能力，适用于面向连接的业务承载；后者 可以由网管或控制器集中分配节点标签，使用面向无连接的业务承载。两者都是基于 SDN 架构，以逻辑上虚拟的 L3 网络来承载 5G 业务。 SCL 负责提供端到端的数据链路层连接，以实现低时延传送数据。其 核心 是 切片以太网（ SE）技术， 由以太内核和 FlexE 技术拓展所得，完全兼容以太网， 但可以免除交换路由表检查，可以通过硬隔离提供稳定的链路层，确保低延时业务，因而有透明传输和硬隔离的特征。 STL 负责提供 SPN 网络 的物理层连接，包含 IEEE802.3 以太网灰光或 WDM 彩光接口 ， 以及 FlexE 接口 。 SPN 在汇聚和核心层主要采用WDM 彩光接口， 根据带宽需求引入 100Gb/s、 200Gb/s 和 400Gb/s 彩光方案 ；在接入层 具备前传、中传和回传的端到端组网能力，引入以灰光为主的 50GE 带宽，也可采用彩光方案 ；而 FlexE 层的 接口采用时分复用方式，提供通道隔离和多端口绑定能力，实现了以太网 MAC 与物理媒介层的解耦 。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 行业深度 研究 图表 5： 5G 承载 网 具备多重技术选择 来源：中泰证券研究所 各家运营商基于不同的网络基础和经营策略，提出不同的 5G 承载网方案。 5G 承载网的转发平面实现了数据前传和中回传的承载，除了SPN 方案，还有基于多样化承载设备的方案，包括：电信的面向移动承载优化的 M-OTN 方案，以及联通进行能力验证的 IPRAN+光层方案。这些方案中的中回传在数据链路层的差异，主要源自于各自的网络基础和演进路线，总体上都展现出多技术融合发展的趋势，最终形态将是网络成本效益、市场需求和产业链进展综合作用的结果。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 行业深度 研究 5G 建站先导指标，光器件率先迎来景气 5G 转发平面的多层次结构，对光模块 品类和组网拓扑提出了明确需求。 5G 承载网 分为 城域接入层、城域汇聚层、城域核心层 /省干线，通常 所言 5G 接入网前传位于城域接入层 ， 实现 5G 业 务的前传和中回传功能， 回传分布在城域接入、汇聚与核心层。 5G 前传是对光模块数量需求最大部分，规格较 4G 有代际提升 。5G 前传光模块满足 1020km 以内的连接需求，用以实现基站射频子系统与基带板之间的联通，因而与基站数目、 AAU 数据呈现出线性相关性，是整个 5G 承载中， 数目最庞大的部分。 网络拓扑以星型（单基站对多AAU）为主、环形网为辅的方式。 5G 基带板与 AAU 直接若以光纤直连，通常采用 eCPRI 接口， 25Gb/s 速率；或存在 WDM 设备，则支路侧采用 25Gb/s 速率的彩光模块，干路侧采用 N*25Gb/s 或 100Gb/s 彩光模块。 图表 6： 5G 承载网数据转发面相关数据 来源： 信通院 5G承载网光模块白皮书， 中泰证券研究所 5G 中回传完成基站到核心网之间的连接，随运营商部署方式 不同存在较大差异。 在 DU 和 CU 分离情况下存在中传， 但据我们判断， 更多情况下 主流设备商倾向于 CU 和 DU 合设的方案 ，定义的传输距离是基站到核心网之间距离，通常在 40km 之内。回传光模块的组网方式以环形网为主，少量采用星型结构。 对于中传，其处理的是基带信号，在 5G 初期单站速率不高的情况下，可能有单 25Gb/s 光模块存在，但长期看中传的速率也会向 N*25 方向演进；在回传方面，光接口完成对多个射频子系统数据的汇总，在光模块带宽上最初就将高出前传，若以直连方式则采用 100Gb/s以上速率，若采用 WDM 则以 N*25 和 N*50Gb/s 光模块为主。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 行业深度 研究 在城域汇聚层和核心层， 处理的是各 CU 单元数据和 DCI 数据，传输距离在上百公里，对于带宽和可靠性要求自然提高一个等级。在正式商用场景中，客户侧就会普遍采用 100Gb/s 和 400Gb/s 的单个光模块，而在线路侧可能会采用到 N 路的 100/200/400Gbs 带宽光模块，组网拓扑以环 型网为主。由于城域汇聚节点和省际节点的数量有限，对性能和冗余度要求 往往极 高，但总体上看，在光模块需求量 有限，对于价格敏感度不突出 。 图表 7： 不同发展阶段对应不同组网和节点带宽 来源： 中兴通讯， 中泰证券研究所 随着 5G 发展 阶段不同， 接入网 组网模式 和光模块的规格有望呈现出 阶梯性 演进 。 5G 前传主要有 DRAN 和 CRAN 两种场景，其中 CRAN又可细分为 CRAN 小集中和 CRAN 大集中两种部署模式 。 接入网组网结构和光模块规格呈现出逐步演进的过程。从光模块规格上，从 5G 初期到成熟期，光模块带宽将出现一个明显的代际提升过程；从拓扑结构看，将从初期的 DRAN 模式、发展期的 CRAN 小集中、而 CRAN 大集中一般需要 CU 云化和 DU 池化集中部署来支撑实现 ，是 5G 后期基站密度升高后，进行集约式管理的演进方向。 初始阶段采用 CU 与 DU 合设的模式，基本依靠前传光模块连接射频和基带。 5G 无线接入网（ RAN）在建设初期主要采用 CU 和 DU 合设模式，称为 DRAN，这种模式和 LTE 的组网方式基本类似， AAU 和DU 一般分别部署在塔上和塔下，距离较短。 AAU 通过光纤直和基带板连接，单基站中通常有 5 块左右基带板，作为同一个 CU/DU 单元，每个基带板通常配置 3 个 AAU 连接。