光通信的再思考——5G流量爆发下的数据密度革命.pdf

请仔细阅读本报告末页声明 证券研究报 告 | 行业深度 2019 年 10 月 15 日 通信 光 通信 的再思考 5G 流量爆发下的数据密度革命 流量爆发 ， 数据中心 步入 400G 势不可挡 。 随着全球 5G 商用化进程加速，应用端不断 涌现新的大带宽应用，未来全球流量将持续保持高速增长，数据中心南北向流量也将随之迎来大增长。与此同时，云计算、人工智能为主的技术兴起，数据中心内部东西向流量 也 将爆发式 增长 ，数据中心升级显得刻不容缓。当前数据中心叶脊网络架构结构 是 主流 ，使得核心交换机不能通过仅仅堆端口数来提升带宽，必须通过提高端口带宽 速率 的方式实现升级，而当前 40G/100G 端口密度已逐渐无法满足流量爆发 需求 ，400G 革命势在必行，推荐星网锐捷、紫光股份。 400G 交换机突破，光模块蓄势待发。 2018 年思科、 Arista 等厂商已率先在核心交换机 上实现 400G 的升级，并提供多种成熟的解决方案， 包括 向下支持 40G/100G 的逐步替代解决方案， 也有 全新的 400G 方案，云厂商无论是升级还是新建数据中心都有成熟的方案可选。主流光模块厂商已 实现 400G 光模块 小批量供货 。随着流量的驱使，中大型云厂商将继续加大对数据中心资本投入的力度，北美四大云厂商 即将步入 400G 升级，未来对 400G 光模块的需求将迅速扩大。数据中心必然要升级来满足日益增长流量的需求，数据中心的 400G 密度革命已经开启 ，推荐新易盛、天孚通信、光迅科技。 为了实现更快的网络速度， 400G 数据中心 的 布线 领域同样 面临升级。 如何 增加传输通道速率、实现更快速的网络？在数据中心布线领域， 以 康普公司的解决方案 为例 ， 1、通过增加光纤芯数来实现，需要大量采用 MPO连接器，根据所需芯数不同主要包括 MPO12、 MPO24、 MPO8、 MPO16、MPO32。 同时超低损耗的 MPO 会迅猛发展。 2、为了增加波长数量，需要使用波分复用技术 CWDM/DWDM/SDWM， 需要 采用更好的光纤，多模OM5 光纤将成为主流，主推太辰光。 大规模数据中心的建设会增加 高速 PCB 板 的用量 。 数据中心承载流量大且传输速度快，向高速大容量高宽带的方向持续发展，对 PCB 的层数和材料要求进一步 提高，提升高速高密度多层印制电路板的需求，利好沪电、华正。 风险提示 ： 5G 进度不达预期 ； 云厂商 400G 数据中心 升级进度不达预期、资本开支进展不及预期 ； 全球贸易摩擦加剧 ，影响国内公司的全球化拓展 。 增持 （ 维持 ） 行业 走势 作者 分析师 宋嘉吉 执业证书编号： S0680519010002 邮箱： songjiajigszq 分析师 程响晴 执业证书编号： S0680519050006 邮箱： chengxiangqinggszq 相关研究 1、通信：三季报将近，业绩为王 2019-10-13 2、通信：关注 10 月贸易摩擦进展，聚焦三季报业绩确定性个股 2019-10-08 3、通信：十一国庆 5G 行业要闻集锦 2019-10-06 重点标的 股票 股票 投资 EPS （元） P E 代码 名称 评级 2018A 2019E 2020E 2021E 2018A 2019E 2020E 2021E 002396 星网锐捷 买入 1.00 1.22 1.51 1.86 30.45 24.96 20.17 16.37 300502 新易盛 买入 0.13 0.76 1.06 1.28 309.23 52.89 37.92 31.41 300570 太辰光 买入 0.66 0.98 1.36 1.75 44.47 29.95 21.58 16.77 300394 天孚通信 买入 0.68 0.90 1.21 1.58 53.46 40.39 30.04 23.01 002463 沪电股份 买入 0.33 0.68 0.85 0.99 78.21 37.96 30.36 26.07 603186 华正新材 买入 0.58 0.99 1.40 1.79 75.00 43.94 31.07 24.30 资料来源：贝格数据，国盛证券研究所 -16%0%16%32%48%64%80%2018-10 2019-02 2019-06 2019-10通信 沪深 3002019 年 10 月 15 日 P.2 请仔细阅读本报告末页声明 内容目录 1.投资要件 . 5 区别于市场的观点 . 5 2. 5G 时代光模块的再思考 流量爆发下的数据密度 革命 . 6 2.1 流量驱动下的东西向 “叶脊架构 ”需求增长 . 6 2.2 北美云厂商的资本开支见底回暖 . 9 2.3 端口密度升级是大型数据中心必经之路 . 9 3. 400G 数通设备 数据密度革命之主战场 . 12 3.1 数据中心网络架构的发展历程 . 12 3.2 400G 时代交换机率先实 现最高密度转发 . 13 3.3 新一代数据中心交换机主要厂商方案 . 14 3.3.1 思科 . 14 3.3.2 Arista . 16 3.3.3 新华三 H3C . 17 3.3.4 锐捷网络 . 17 4. 400G 光模块 数据密度革命之急先锋 . 18 4.1 400G 光模块放量在即 . 18 4.2 QSFP-DD 或成 400G 光模块主流封装形式 . 19 4.3 光模块主流厂商的进展情况 . 21 4.2.1 中际旭创 . 21 4.2.2 新易盛 . 22 4.3.3 Finisar . 23 4.4 主流芯片 /收发器厂商的进展情况 . 24 4.4.1 博通 . 24 4.5 关于硅光 . 25 4.5.1 硅光技术简介 . 25 4.5.2 前路并不平坦， 400G 时代或遇发展新机遇 . 25 5. 数据中心 400G 布线及连接 数据密度革命之新蓝海 . 27 5.1 数据中心的光学连接方案 . 27 5.2 光纤连接器标准解析 . 29 5.3 主流布线 /连接器供应商 . 31 5.3.1 康宁 . 31 5.3.2 康普 . 32 5.3.3 太辰光 . 33 5.3.4 光迅科技 . 34 6. 高速 PCB 板 数据密度革命之基石 . 34 6.1 高速 PCB 板在数据中心的使用 . 34 6.2 主流 PCB/覆铜板供应商 . 36 6.2.1 深南电路 . 36 6.2.2 沪电股份 . 37 6.2.3 生益科技 . 37 6.2.4 华正新 材 . 38 7. 投资建议 . 38 8. 风险提示 . 39 2019 年 10 月 15 日 P.3 请仔细阅读本报告末页声明 图表目录 图表 1：在新应用尚未爆发情况下，韩国 KT 5G 人均流量实现 3 倍增长（ GB） . 6 图表 2：全球云数据中心流量增长（单位： ZB） . 7 图表 3： 2019 数据中心流量分布预测，数据中心内部流量占 72% . 7 图表 4：更加扁平胖宽的叶 脊架构（左）与传统三层架构（右）比较 . 7 图表 5：叶脊架构所需高速光模块数量更大 . 8 图表 6： Facebook 数据中心上一代 4 fabric 网络架构 . 8 图表 7： Facebook 数据中心整体网络架构 . 8 图表 8：光模块出货量及生命周期预测（ 2018） . 8 图表 9：北美云厂商 20152019 的单季度资本支出（万 /USD） . 9 图表 10：四家北美云厂商 2015-2019 的单季度资本支出合计（万 /USD）以及同比、环比增速（ %） . 9 图表 11： 400G 光模块出货量预测，云厂商率先进行 400G 升级（ 2018） . 10 图表 12：谷歌数据中心端口升级时间线 . 10 图表 13： Facebook 新一代网络架构采用了 16*100G 方案来满足带宽需求 . 11 图表 14： “核心 -汇聚 -接入 ”传统三层架构 . 12 图表 15： 2008 年 Gartner 给出的服务器虚拟化趋势分析 . 12 图表 16：具有采用部分或者全部 SDN 技术的数据中心占比 . 13 图表 17：数据中心内 SDN/NFV 东西向流量占比 . 13 图表 18：主流 1RU 交换机交换机升级路线图，整个行业正向 12.8T 支持 400G 升级 . 13 图表 19：交换机芯片升级与光模块升级的相关性 . 14 图表 20：思科 Nexus GX 系列 CloudSec 脊交换机和叶交换机规格 . 15 图表 21：思科 Nexus 9316D-GX 脊交换机 . 15 图表 22：思科 Nexus 93600CD-GX 叶交换机 . 15 图表 23：思科 Nexus 3408-S . 15 图表 24：支持 400G 的 Arista 7800R3 系列 . 16 图表 25： Arista 7800R 系列数据中心交换机 . 16 图表 26：支持 400G 的 Arista 7368X4 系列 . 16 图表 27： Arista 7280R3 系列数据中心交换机 . 16 图表 28：新华三 S12500 系列云计算数据中心核心交换机 . 17 图表 29： 2019MWC 大会亮相的 RG-N18018-CX 400G 核心交换机 . 17 图表 30： RG-N18000-X 系列云架构核心交换机产品图 . 17 图表 31：数通光模块收入预测（亿美元） . 18 图表 32： 400G 光模 块收入预测（亿美元） . 18 图表 33： LightCounting 预测数通市场将在 2020 年恢复增长 . 18 图表 34：中国公有云市场规模及增速 . 19 图表 35：中国私有云市场规模及增速 . 19 图表 36： 400G 光模块的三种封 装对比 . 20 图表 37： QSFP-DD 在所有类型中具有最高的带宽密度 . 20 图表 38： QSFP-DD 成为 400G 光模块的主流封装方式 . 21 图表 39：主流厂商光模块布局情况 . 21 图表 40：旭创科技 400G 光通信模块产品组合 . 22 图表 41：旭创 400G 光模块进展 . 22 图表 42：新易盛 400G OSFP 产品 . 23 图表 43：新易盛 400G 产品参数 . 23 2019 年 10 月 15 日 P.4 请仔细阅读本报告末页声明 图表 44： Finisar 400G QSFP-DD 产品 . 24 图表 45： Finisar 400G CFP8 产品 . 24 图表 46：博通 400G PAM4PHY 芯片 BCM87400 . 25 图表 47：博通 400G PAM4PHY 芯片 BCM87400 架构 . 25 图表 48：间接带隙材料的发光效率低 . 26 图表 49： Si 仅对波长低于 850nm 的光具有较强的吸收系数 . 26 图表 50： 2018-2