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光通信原理
光通信是以光波為載頻,以光導(dǎo)纖維(光纖)為傳輸媒介的通信方式。光波是一種高頻電磁波,具有載頻頻率極高,通信容量巨大的特點,在保障長距離大容量公共網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方面具有優(yōu)勢。光通信是在電通信的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,采用光纖作為傳輸介質(zhì)傳輸光路,光纖光纜相比傳統(tǒng)金屬電纜具有損耗低、傳輸容量大、重量輕、體積小、抗電磁干擾等諸多優(yōu)點。光通信被廣泛的應(yīng)用于電信 IP網(wǎng)絡(luò),以太網(wǎng),有線電視網(wǎng)(CATV)的干線和分配網(wǎng),以及能源系統(tǒng)等專用網(wǎng)絡(luò)中。
光模塊行業(yè)發(fā)展歷程
光模塊是光通信的核心部件之一。從 2000年至今,光通信行業(yè)歷經(jīng)了兩次大的發(fā)展時期,目前正處于第三個發(fā)展階段。第一個發(fā)展時期(2001年—2004年):2001年原電信拆分帶來了多元競爭局面,各運(yùn)營商為了在競爭中處于有利地位,紛紛加快了以 10G DWDM技術(shù)為主的骨干網(wǎng)建設(shè),并由此帶動了光通信細(xì)分子領(lǐng)域——光纖光纜市場的增長。第二個發(fā)展時期( 2007年—2011年):這段時期光通信行業(yè)的發(fā)展主要受益于運(yùn)營商 3G移動網(wǎng)絡(luò) 的建設(shè),以及電信、聯(lián)通的骨干網(wǎng)絡(luò)向 40G DWDM/OTN升級。
第三個發(fā)展時期( 2012年至今):現(xiàn)階段光通信行業(yè)的發(fā)展主要受 3大因素的推動,分別是運(yùn)營商骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)向 100G OTN升級,4G移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè),數(shù)據(jù)中心建設(shè),未來還將受益 4.5G/5G升級。光模塊是光通信的核心部件之一。我國在 20世紀(jì) 70年代為突破西方國家的技術(shù)封鎖,開始了對光模塊的自主研究,經(jīng)歷了從中介買賣向自己生產(chǎn),從單一低速產(chǎn)品的簡單加工向復(fù)合功能高速產(chǎn)品的生產(chǎn)研發(fā)的發(fā)展歷程。在 80年代中期和 90年代中后期,分別由語音業(yè)務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,迎來了高速成長期。進(jìn)入 21世紀(jì),經(jīng)過幾年的行業(yè)低迷期,隨著4G建設(shè)周期的開啟,工業(yè)級以太網(wǎng)系統(tǒng)、安防系統(tǒng)和電力系統(tǒng)智化等社會各領(lǐng)域?qū)π畔鬏斠蟮目焖偬岣?,我國光模塊行業(yè)重新走上高速發(fā)展的道路。
市場規(guī)模
(一)全球電信市場不斷增長
全球帶寬需求的不斷提高,家庭和企業(yè)寬帶、移動互聯(lián)以及未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,為光通信行業(yè)的快速增長奠定了堅實的基礎(chǔ)。截至 2015年底,全球電信資本開支達(dá)到 3580億美元,預(yù)計全球電信市場將保持 3%~4%的穩(wěn)定增長率,預(yù)計2019年將達(dá)到3690億美元。
根據(jù)全球領(lǐng)先內(nèi)容分發(fā)服務(wù)商 (CDN)Akamai發(fā)布的《2015年第一季度互聯(lián)網(wǎng)報告》顯示, 2015年第一季度,全球網(wǎng)速同比上年平均提升了10%,達(dá)到 5Mbps,但享受 25Mbps以上網(wǎng)速的人,總數(shù)不到全球人口的 5%。從全球來看,亞洲、非洲和拉丁美洲大部分國家的寬帶覆蓋率不高,其中我國的寬帶覆蓋率僅 40%,未來的發(fā)展空間巨大。全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)也將快速增長,預(yù)計 2030年全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接數(shù)將接近 1千億,將在未來以更快的速度制造更多的數(shù)據(jù)流量。在大規(guī)模流量匯聚壓力下,通信運(yùn)營商將不斷投資建設(shè)、升級移動寬帶網(wǎng)絡(luò)和光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)。
(二)全球光模塊市場持續(xù)發(fā)展
光通信產(chǎn)業(yè)包括器件設(shè)備和線纜兩條平行的子產(chǎn)業(yè)鏈,光模塊屬于光器件的一個子類,處于器件設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈的中游,其主要作用是實現(xiàn)光信號和電信號的互相轉(zhuǎn)換。光器件廠商從上游企業(yè)采購光學(xué)和電子原件、芯片等原材料,經(jīng)過集成、封裝、測試合格后供給通信系統(tǒng)設(shè)備公司整合為有對應(yīng)需求的光通信系統(tǒng)。隨著全球?qū)馔ㄐ判袠I(yè)的需求不斷增長,光模塊作為光通信設(shè)備中光電信號轉(zhuǎn)換的核心中轉(zhuǎn)器,未來光模塊市場將會得到高速的發(fā)展。
全球經(jīng)濟(jì)緩慢回升和帶寬需求的不斷提高為光通信行業(yè)營造了良好的外部環(huán)境,最近 5年全球光模塊行業(yè)收入增速大幅提高。根據(jù) ICCSZ統(tǒng)計,2011年全球光模塊市場銷售收入達(dá) 30.50億美元,至 2015年,全球光模塊市場規(guī)模已超過 46.20億美元,年均增長率達(dá) 10.94%。隨著寬帶互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等應(yīng)用的發(fā)展帶來全網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的增加,傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域?qū)⒖焖侔l(fā)展。為了滿足用戶對寬帶需求的增長,通信運(yùn)營商將對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷改進(jìn),進(jìn)而加速全球光通信設(shè)備市場和光模塊市場的發(fā)展。據(jù)Light Counting的預(yù)測,未來 5年全球光模塊市場年均增長率約為8.62%,2020年該市場銷售收入將增至71億美元。同時根據(jù)統(tǒng)計,全球數(shù)據(jù)流量的需求從2012年開始出現(xiàn)井噴式發(fā)展,最近兩年更是保持50%~60%的高增長速度。由于移動互聯(lián)網(wǎng)、家庭互聯(lián)網(wǎng)、萬物互聯(lián)網(wǎng)使全球數(shù)據(jù)流量的激增,更需要運(yùn)營商對光通信設(shè)備升級改造,以滿足未來的流量增長。
根據(jù)Infonetics的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2015年10G/40G/100G光模塊的銷售收入已達(dá)到 24.43億美元,且將以12.23%的年復(fù)合增長率穩(wěn)步快速增長。預(yù)計到2020年,全球 10G/40G/100G光模塊收入將達(dá)到43.50億美元,在總體光模塊市場的占比將超過 61%。其中,40G光模塊和 100G光模塊的年復(fù)合增長率將分別高達(dá)9.00%和24.54%。
國內(nèi)光模塊市場現(xiàn)狀
通信行業(yè)作為信息產(chǎn)業(yè)的傳輸核心,將為工業(yè)4.0及“互聯(lián)網(wǎng) +”提供更高效的傳輸通路技術(shù),而光通信相比于傳統(tǒng)的通信擁有更大的傳輸帶寬、較低的成本和高保真等特點,為寬帶管道技術(shù)提供了更高效的傳輸通路。
根據(jù) ICCSZ統(tǒng)計,2011年中國光模塊市場收入僅約為 9.50億美元,在全球光模塊市場中的占比約為 31.15%;2015年中國光模塊市場收入己經(jīng)發(fā)展至16.20億美元,在全球光模塊市場上的占比也上升至35.06%。預(yù)計到 2020年,國內(nèi)光模塊市場收入將會達(dá)到 26.80億美元,在全球光模塊市場上的占比也將上升至 37.75%。我國光模塊產(chǎn)業(yè)從最初提供低速的低端產(chǎn)品,現(xiàn)已在中國重視投資技術(shù)研發(fā)和堅持自主創(chuàng)新的努力下,逐步成為光通信全球最大市場。據(jù)中國通信網(wǎng)統(tǒng)計,光模塊 2014年出口額達(dá)到 14.37億美元。