5G对光缆的需求

结论：5G接棒FTTH，

带动光纤光缆千亿市场空间

在近期的交流中，市场一直在寻求5G最受益方向。我们认为要关注需求弹性，看内部供给情况以及技术替代等多个维度。考虑到5G整体的技术变革，我们

对5G接入网C-RAN进行了系统性研究。发现采用C-RAN架构将导致光纤光缆用量暴增。

5G业务应用需求多样化，对系统指标要求远超4G，受限于有限的频谱资源，只能通过架构调整来提升系统能力。从系统架构调整测算，5G对光纤光缆的需求会是4G的16倍（参见图1）。考虑到光纤资源复用情况，我们认为5G对于光纤光缆的需求未来三年至少为4G的3~4倍，约6亿芯公里。以中国移动为例，2016全年光纤光缆的需求为1.7亿芯公里，其中FTTH约占40%，4G

无线接入侧大约占20%。康宁预测到5G时所需要的光纤量会比FTTX所需光纤多2~6倍。

未来三年仅5G带来的光纤光缆需求将创造千亿市场空间，我们依然坚定看好

光纤光缆持续高景气。我们区别于市场的观点：

（1）市场对于5G架构变化的整体情况认识不足。市场已经意识到5G架构会与4G有所不同，但这种架构调整的必要性、以及设备增量在哪部分还未有清

晰认识。我们认为，5G的业务流量爆发是源头，频谱资源受限是直接因素。前传架构不得不调整，对光通信整体需求带动超预期。

（2）市场对于光通信作为5G承载方案的绝对重要性认识不足。市场意识到

5G对于基站以及天线的大量需求，容易忽视光通信在5G时代依然是绝对重要的一部分。同样，对于光纤光缆行业来说，5G的需求带动将会超过FTTH带来的需求增量。

（3）市场对于5G新架构带动光纤光缆需求如何量化未有认识。测算5G光纤光缆的需求要考虑到几个指标：基站数量、大小站比例、集中部署和分布式的

比例、以及传输距离等指标，此外前传带动中传和回传的需求增加、现有光纤

复用情况等，我们综合测算出5G带动光纤光缆需求在6亿芯公里左右，至少

为4G的3~4倍。

1. 应对5G流量爆发，

前传新架构C-RAN应运而生

1.1 流量爆发增长，频段资源受限，5G急需新架构

1.1.1 5G为什么需要提升100倍速率？

5G不仅是人与人的通信系统，更是实现万物互联的高速公路。主要的三类典型应用场景主要包括：增强型移动宽带（eMBB）、大规模机器通信（mMTC）

以及高可靠低时延通信（uRLLC）。

（1）增强型移动宽带（eMBB）：用户平均速率可达1G/秒，峰值速率可达

20G/秒，应用场景包括无处不在的AR/VR、人工智能应用、4K/8K高清视频等，对网络移动速率提升有硬性要求。

（2）大规模机器通信（mMTC）：真正意义上实现万物互联，每平方公里可

接入100万的连接点，到2025年实现1000亿的联接，包括100亿人的联接以及900亿物的联接。此类联接如公用事业相关的水表、电表、路灯、井盖等，每个连接点虽然只需要几K流量，但是连接数量巨大，是城市大脑的运行基础。

（3）高可靠低时延通信（uRLLC）：将更多的垂直行业联接到5G，实现全行业数字信息化，例如车联网、智能制造、智能电网等，此类联接涉及到公共交

通安全、精准工业制造领域，对于时延的要求极为敏感，需要端到端通信时延

降低10倍到1ms。

1.1.2 无法获取更多频率资源，5G的系统架构会有什么变化？

流量爆发、空口资源不足，只要频率够用就能解决。但无线的频谱资源恰恰是

有限的，从全球频谱划分情况来看，优质的中低频段都已被2G、3G、4G划

分完毕，5G只能从中高频段获取有限的频段资源。因此，架构需要这么调：（1）基站数量至少是4G时期的2倍，光纤直连密度提升

为了满足5G实现用户平均速率和峰值速率的10倍提升，需要为5G获取

800MHz~1GHz的空闲频谱资源。高频段的频谱资源丰富，但是覆盖距离效果就远远低于中低频段，导致基站数量大幅提升，保守估算至少是4G的两倍，

为了大量的补盲和室内覆盖，小微基站占比将会从4G的30%提升到45%以上。

（2）站址进一步集中，从3、4个站到几十个站，远端站光纤直连最远可达20km

由于基站数量激增，站址成本越来越贵， 5G基站的基带单元BBU将更多的采用集中部署方式，共用机房和电源资源，从4G时期3~4个站的集中部署，到5G时期2、30，甚至更多的集中布放。基建和运维的资本开支占比在5G时期预计下滑10~20%，ICT投资占比提升10~20%。

同时，通过集中部署可以实现无线侧云化、空口资源按需分配，实现端到端网络切片功能。

（3）移动边缘计算需要BBU切分，新增CU-DU中传光纤连接

为了满足高带宽、低时延的业务应用场景，例如车联网、智能家居、4K视频业务等，同时缩短通信时延，需要将核心网部分功能下沉，BBU架构拆分为CU-DU。将移动接入网与互联网业务深度融合，并将云计算和云存储下沉到边缘数据中心，加速内容分发和下载。

5G时代传统的传输站点机房将逐渐被边缘数据中心取代。

总体来说， 5G应用需求驱动流量大爆发，需要系统能力提升；由于频谱资源有限，必须通过系统架构调整，调整的新架构进一步将带动光纤光缆、光模块等需求大爆发。

1.2 5G全新前传网络架构C-RAN是什么？

5G前传网络C-RAN：将基站的基带处理单元BBU进行拆分，分为CU和DU 两部分（见图3）。CU承载核心网的部分功能，实现移动边缘计算。DU负责实时功能。CU和DU堆叠布放，形成资源池，提升资源利用率、降低能耗、提升网络性能。

（1）基站集中布放程度进一步提高，从原先一个机房接入3、4个基站，到接入几十个基站，远端的RRU拉远可达20km。

（2）此外CU和DU的拆分，多出一段中传部分，需要布放光纤组成环网汇聚或者直连。（见图4）