1、光通信概述
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國光通信行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與未來投資研究報告(2024-2031年)》顯示,光通信是通信工程術(shù)語,是以光波為載波的通信方式。相比于傳統(tǒng)的電通信,光通信具有巨大傳輸帶寬、極低傳輸損耗、較低成本和高保真等優(yōu)勢。光通信按光源特性,可分為激光通信和非激光通信;按傳輸介質(zhì),可分為大氣激光通信和光纖通信;按傳輸波段,可分為可見光通信、紅外光通信和紫外光通信。
光通信與電纜通信性能對比情況
對比維度 |
光通信 |
電纜通信 |
傳輸原理 |
利用光信號傳輸信息,基于光的物理特性進(jìn)行傳輸,利用光的全反射現(xiàn)象將光信號沿光纖傳輸。 |
通過電信號傳輸信息,基于電流和電場的傳輸原理。 |
傳輸速率 |
目前已實(shí)現(xiàn)400GB/s,正在研發(fā)800GB/s傳輸布線。 |
按照電纜類型傳輸速率不同,目前速率最高的八類線可傳輸40GB/s。 |
傳輸距離 |
從百米以內(nèi)到幾百公里不等。 |
多數(shù)線纜僅能在百米以內(nèi)傳輸,提升難度大。 |
傳輸質(zhì)量 |
光纖傳光不導(dǎo)電,不受電磁場的作用,抗干擾能力強(qiáng) |
受電磁干擾,信息易失真。 |
傳輸衰減 |
0.14-0.19dB/km |
隨頻率增大而增大,2-50dB/100m |
傳輸成本 |
短距離傳輸成本暫高于電通信模式,長距離成本低。 |
傳輸距離有限,需配備大量中繼站傳輸,長距離傳輸成本高。 |
傳輸材料 |
主要為SiO2材料,纖芯細(xì)、重量輕、體積小、占地空間小、鋪設(shè)方便 |
主要為銅芯,線纜直徑越大損耗越低,故銅芯相對較粗,體積較大,重量大。 |
線路升級 |
線纜兼容,網(wǎng)絡(luò)升級可利用現(xiàn)有布線系統(tǒng),無需大規(guī)模調(diào)整。 |
線纜不兼容,升級網(wǎng)絡(luò)需重新布線。 |
材料儲量 |
可再生資源,自然界存量大。 |
不可再生資源,用量大,近年來銅線線纜價格呈上升趨勢 |
資料來源:觀研天下整理
2、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)持續(xù)迭代優(yōu)化,5G對光通信行業(yè)需求持續(xù)上升
4G網(wǎng)絡(luò)通常采用分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),其中包括核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)。在無線接入網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)基站(如LTE基站)之間通過交換機(jī)連接,形成一個扁平的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?,其中每個基站都可以直接與核心網(wǎng)連接。而5G無線接入網(wǎng)通過引入接入網(wǎng)和應(yīng)用服務(wù)器的雙向交互,實(shí)現(xiàn)無線信道與業(yè)務(wù)的動態(tài)匹配,數(shù)據(jù)吞吐量更大。
光通信作為一種高速、大帶寬的傳輸技術(shù),能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)對高速傳輸?shù)男枨螅?G通信網(wǎng)絡(luò)將連接大量的終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,需要具備大容量的傳輸能力。光纖通信作為一種高密度、大容量的傳輸介質(zhì),能夠滿足5G網(wǎng)絡(luò)對大容量傳輸?shù)男枨蟆?
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,截至2023年底,我國5G基站總數(shù)達(dá)337.7萬個,并且5G行業(yè)應(yīng)用已融入71個國民經(jīng)濟(jì)大類,應(yīng)用案例數(shù)超9.4萬個,5G行業(yè)虛擬專網(wǎng)超2.9萬個。而根據(jù)電信《5G時代光傳送網(wǎng)白皮書》中對于城域OTN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計,在節(jié)點(diǎn)數(shù)按照收斂比4:20:400:10000=省干層:核心層:匯聚層:接入層,接口數(shù)按照30:23:5:1=省干層:核心層:匯聚層:接入層,測算得出光模塊數(shù)量為:中傳(接入層)為627.6萬個,回傳(匯聚層+核心層)為154.3896萬個,省干網(wǎng)(省干層)為7.5312萬個;共計約為2672萬個。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
3、數(shù)據(jù)中心建設(shè)加速,催生光通信行業(yè)需求增長
同時,近幾年,隨著數(shù)據(jù)流量爆發(fā),我國數(shù)據(jù)中心數(shù)量不斷增加,光模塊重要性持續(xù)凸顯。隨著終端業(yè)務(wù)演進(jìn),數(shù)據(jù)中心需內(nèi)部處理的數(shù)據(jù)流量遠(yuǎn)超過需向外傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流量,使得數(shù)據(jù)處理復(fù)雜度進(jìn)一步提高,而光通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的應(yīng)用,極大地提高數(shù)據(jù)中心的計算能力和數(shù)據(jù)交換能力,并且成為數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連和數(shù)據(jù)中心相互連接的核心部件。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2022年,我國在用數(shù)據(jù)中心機(jī)架數(shù)量達(dá)到650萬架,2018-2022年CAGR超過30%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
4、AI網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)帶動光通信行業(yè)代際升級,多家企業(yè)積極研發(fā)布局
而近期ChatGPT、文心一言等AIGC大模型帶來計算資源需求快速增長,催生AI服務(wù)器需求增長,伴隨著國內(nèi)數(shù)字基礎(chǔ)建設(shè)數(shù)據(jù)負(fù)載量的需求量不斷上升,我國AI服務(wù)器市場快速增長,AI網(wǎng)絡(luò)也隨之演進(jìn),并且?guī)庸馔ㄐ判袠I(yè)代際升級。
2024年2月,LightCounting對Photonics West(美國西部光電展)和DesignCon 2024兩場展會的亮點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),并預(yù)測預(yù)計首款采用224G通道的產(chǎn)品將于2024年底前推出樣品。而博通在官網(wǎng)給出基于單通道200G光通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖,單通道200G光通信技術(shù)可以適配51.2T/102.4T兩個代際的交換機(jī)芯片。單通道200G光網(wǎng)絡(luò)包括了EML、VCSEL、CW光源、基于單通道200G方案的1.6T光模塊、線纜等。
2024年6月6日,在中國移動集團(tuán)研究院和中國移動廣東公司統(tǒng)籌指導(dǎo)下,深圳移動在龍崗移動通信機(jī)樓開通全球首個800G空芯光纖傳輸技術(shù)試驗網(wǎng)。據(jù)悉,該試驗網(wǎng)采用單波800Gbps寬譜光傳輸系統(tǒng),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)基于空芯光纖的20km單芯光纖雙向128Tb/s超大容量傳輸試驗,證明反諧振空芯光纖具備在復(fù)雜管網(wǎng)環(huán)境部署的可行性,是空芯光纖及傳輸系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)從技術(shù)原型走向產(chǎn)業(yè)化的重要里程碑。
2024年6月2日,英偉達(dá)在COMPUTEX 2024大會上發(fā)表演講,并發(fā)布全新GPU平臺Rubin以及以太網(wǎng)平臺Spectrum-X,并表示交換機(jī)Spectrum-X1600與網(wǎng)卡CX9-1600 SuperNIC將于2026年推出,有望推動光模塊需求從1.6T向3.2T進(jìn)行升級。
由此可見,未來幾年,圍繞400G的技術(shù)方案、應(yīng)用策略和實(shí)際部署都會是光通信廠商關(guān)注的重點(diǎn)。
5、光通信行業(yè)規(guī)模持續(xù)增長,光纖光纜市場份額占比近四成
此外,近幾年,國家大力推進(jìn)“新基建”政策,為信息通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展帶來新契機(jī),而光通信作為發(fā)展“新基建”的重要基礎(chǔ)設(shè)施和必要前提,其發(fā)展速度較快。同時,隨著光芯片、光器件等核心部件技術(shù)水平持續(xù)進(jìn)步,我國光通信行業(yè)能更好地應(yīng)對海量數(shù)據(jù)及高速運(yùn)算要求帶來的巨大壓力,進(jìn)而促進(jìn)市場規(guī)模也持續(xù)增長。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2022年我國光通信市場規(guī)模約為1311億元,預(yù)計2023年將突破1400億元。從我國光通信市場結(jié)構(gòu)情況來看,光纖光纜、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營服務(wù)及光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備占據(jù)了我國光通信絕大部分市場份額,占比累計超過90%。其中,光纖光纜市場占比達(dá)37%;其次為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營服務(wù),占比達(dá)29%;再次為光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,占比達(dá)26%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
數(shù)據(jù)來源:觀研天下整理
6、我國光通信行業(yè)將呈多元化融合創(chuàng)新演進(jìn)趨勢
長遠(yuǎn)來看,超高速率、超大容量、智能化管控與多應(yīng)用場景融合依舊是未來光通信行業(yè)整體發(fā)展趨勢,并且在光傳感、光計算等光信息處理技術(shù)快速發(fā)展的背景下,與光通信將交叉融合,行業(yè)呈現(xiàn)多元化融合創(chuàng)新演進(jìn)趨勢。
我國光通信行業(yè)多元化融合趨勢簡析
資料來源:觀研天下整理(WYD)
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