據(jù)中國(guó)移動(dòng)采購(gòu)與招標(biāo)網(wǎng)顯示，中國(guó)移動(dòng)于近日發(fā)布了2020-2021年SPN設(shè)備新建部分集采項(xiàng)目：項(xiàng)目分布28個(gè)省份，SPN設(shè)備采購(gòu)規(guī)模達(dá)145663端。本次28個(gè)省份的SPN設(shè)備集采，表明中國(guó)移動(dòng)開始在全國(guó)范圍內(nèi)普及面向5G承載與回傳的SPN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。SPN實(shí)現(xiàn)了IP分組網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)TDM網(wǎng)絡(luò)的融合，支持低時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)切片；在接入層采用50GE光模塊，在匯聚層和核心層采用200GE光模塊組網(wǎng)。對(duì)于電信光模塊制造商以及供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，將迎來(lái)一個(gè)全新的增量市場(chǎng)。

所以我們需要思考，在5G流量再爆發(fā)中，光模塊的產(chǎn)業(yè)演進(jìn)路徑如何？站在當(dāng)前時(shí)點(diǎn)，市場(chǎng)擔(dān)心光通信同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，會(huì)影響產(chǎn)品毛利率進(jìn)而拖累業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)，但我們看到，5G對(duì)數(shù)通設(shè)備、400G、MPO連接器、高頻高速材料等提出新的要求，流量爆發(fā)下的數(shù)據(jù)密度革命即將到來(lái)，新產(chǎn)品、新市場(chǎng)的出現(xiàn)將極大提振盈利能力，優(yōu)秀企業(yè)在產(chǎn)品能力、渠道能力、成本管控等方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步體現(xiàn)，從而拉開業(yè)績(jī)差距。因此，不必過(guò)分擔(dān)心同質(zhì)化競(jìng)爭(zhēng)而忽略了5G的大機(jī)遇，在全球5G放量的前夕，光通信仍是最確定的方向。

光模塊必然增長(zhǎng)

當(dāng)前，全球主要國(guó)家正在積極參與5G的商用化。運(yùn)營(yíng)商正在全速部署下一代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，為2020年及以后的5G服務(wù)做好準(zhǔn)備。4K/8K高清視頻、直播、視頻會(huì)議、VR/AR等大帶寬的持續(xù)發(fā)酵醞釀，NB-IoT等技術(shù)引發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新一輪增長(zhǎng)，海量移動(dòng)設(shè)備的接入，應(yīng)用端的發(fā)展正指向著流量的大爆發(fā)。在當(dāng)下5G應(yīng)用尚未大規(guī)模興起的情況下，依靠高清視頻、AR/VR 等既有業(yè)務(wù)，韓國(guó)在5G推出半年的時(shí)間點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了流量近3倍增長(zhǎng)（DOU從約8G到25G），結(jié)合近期不斷涌現(xiàn)的新型應(yīng)用（如一夜爆紅的AI視頻換臉ZAO），預(yù)計(jì)在5G時(shí)代隨著高寬帶應(yīng)用的逐步落地，流量的爆發(fā)將會(huì)是數(shù)十倍的量級(jí)。

在新應(yīng)用尚未爆發(fā)情況下，韓國(guó)KT 5G人均流量實(shí)現(xiàn)3倍增長(zhǎng)（GB）

根據(jù)Synergy Research 數(shù)據(jù)顯示，2018年年底全球超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量已經(jīng)達(dá)到430個(gè)，美國(guó)占據(jù)其中40%。超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的增長(zhǎng)勢(shì)頭不減，公司收入每年平均增長(zhǎng)24％，而資本支出增長(zhǎng)則超過(guò)40％——其中大部分用于建設(shè)和裝備數(shù)據(jù)中心。據(jù)思科預(yù)測(cè)，2021年全球數(shù)據(jù)中心流量將增長(zhǎng)到每年20.5ZB，且95%的數(shù)據(jù)中心流量將是云流量。在即將到來(lái)的5G時(shí)代，流量的爆發(fā)將匯聚成數(shù)字海嘯。過(guò)去幾年，海外云廠商經(jīng)歷了從需求爆發(fā)到去庫(kù)存的周期輪回，但隨著5G到來(lái)，數(shù)據(jù)中心的需求增長(zhǎng)仍是確定性的。近期市場(chǎng)擔(dān)心四季度海外能否起量也僅是短期維度的壓制因素，隨著2020年5G整體起量，大型數(shù)據(jù)中心是不可或缺的基礎(chǔ)設(shè)施。

全球云數(shù)據(jù)中心流量增長(zhǎng)（單位：ZB）

首先大型云廠商在即將到來(lái)的5G時(shí)代，以及云進(jìn)程的進(jìn)一步深入加速，大型云廠商數(shù)據(jù)規(guī)模越來(lái)越大，數(shù)據(jù)中心內(nèi)部東西向流量已然占據(jù)主導(dǎo)地位，更適于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部數(shù)據(jù)交互的扁平胖寬的葉脊架構(gòu)已成為數(shù)據(jù)中心的首選。葉脊架構(gòu)使得數(shù)據(jù)中心規(guī)模變得更大、更扁平化，這使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心需要更多的交換機(jī)，交換機(jī)之間也需要更快的傳輸速率以及更高的光纖覆蓋率來(lái)滿足內(nèi)部海量流量的互通。

交換機(jī)之間連接都需要高端光模塊來(lái)完成，葉脊架構(gòu)所需高速光模塊數(shù)量巨大。對(duì)于有1000個(gè)機(jī)柜（單機(jī)柜30臺(tái)服務(wù)器）的大型數(shù)據(jù)中心，總出口帶寬1T，單服務(wù)器帶寬10G，采用傳統(tǒng)三層架構(gòu)，核心層交換機(jī)4個(gè)，匯聚層交換機(jī)20個(gè)，接入層交換機(jī)2000個(gè)。則核心層與匯聚層之間40G/100G高速光模塊 4*20*2=160個(gè)。同樣規(guī)模下采用葉脊架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心，需要的葉交換機(jī)數(shù)量在300個(gè)左右（單臺(tái)葉交換機(jī)下行連接100臺(tái)服務(wù)器），則下行帶寬 100*10G=1000G，為了保證收斂比，上行帶寬約為330G，如果采用40G光模塊，則對(duì)應(yīng)脊交換機(jī)8個(gè)，則需要的高速光模塊是300*8*2=4800個(gè)；如果用100G光模塊，則對(duì)應(yīng)脊交換機(jī)4個(gè)，則需要的高速光模塊是300*4*2=2400個(gè)。對(duì)比可知，葉脊架構(gòu)所需的高速光模塊數(shù)量是傳統(tǒng)三層架構(gòu)的15-30倍。對(duì)大型和超大型數(shù)據(jù)中心而言，隨著機(jī)柜和服務(wù)器數(shù)量增加，整體結(jié)構(gòu)將更趨于大型化和復(fù)雜化，對(duì)應(yīng)的葉脊架構(gòu)下所需高速光模塊的數(shù)量是巨大的，且數(shù)據(jù)中心規(guī)模越大，需求的加速度越大。

100G會(huì)有較長(zhǎng)的生命力，隨著400G的啟動(dòng)會(huì)逐步放緩，400G元年啟動(dòng)。參考Facebook基于葉脊網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基礎(chǔ)的fabric網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以看到對(duì)于大型數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部東西向流量的通信，在二維葉脊架構(gòu)基礎(chǔ)上，進(jìn)行了三維拓展，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)，使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心的拓展延申性得到了維度級(jí)的提高。通過(guò)fabric架構(gòu)，F(xiàn)acebook可以從容的應(yīng)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部東西向流量的爆發(fā)帶來(lái)的通信難題，通過(guò)構(gòu)建了一個(gè)互通性極強(qiáng)的立體結(jié)構(gòu)，既保證了數(shù)據(jù)中心東西向數(shù)據(jù)通信的暢通，又保證了其大型數(shù)據(jù)中心規(guī)模的可拓展性，使得整個(gè)數(shù)據(jù)中心更具生命力。

光模塊出貨量及生命周期預(yù)測(cè)（2018）

谷歌為了滿足帶寬需求，一般超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心會(huì)每2-3年對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行一次升級(jí)。參考Googe數(shù)據(jù)中心升級(jí)路線，谷歌在2013年第五代數(shù)據(jù)中心谷歌開始啟用40G，2016年下半年則開始大規(guī)模使用100G，以此類推 2019 年年底有望開啟 400G 規(guī)模商用。400G以太網(wǎng)技術(shù)的同步實(shí)施，在今后的數(shù)年內(nèi)將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)，成為交換芯片和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上普遍采用的速度。與此同時(shí)，微軟、亞馬遜也于2019年陸續(xù)開展400G升級(jí)的前期工作，前期的送樣測(cè)試工作基本完成，400G升級(jí)進(jìn)展順利。

谷歌數(shù)據(jù)中心端口升級(jí)時(shí)間線

目前來(lái)看，北美主流云計(jì)算公司對(duì)于下一代產(chǎn)品升級(jí)的技術(shù)路線尚未形成統(tǒng)一，亞馬遜主張使用的是4x100G DR4，谷歌將由100G升到200G轉(zhuǎn)換至2x200G模塊的形式，主要使用2x200G SR8和FR8光模塊，F(xiàn)acebook則基于其新型F16架構(gòu)使用100G 光模塊實(shí)現(xiàn)帶寬升級(jí)，并計(jì)劃進(jìn)一步升級(jí)到200G，微軟則更多考慮 400G ZR可用于長(zhǎng)距離互連區(qū)域性數(shù)據(jù)中心之后，再在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部署400G，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域數(shù)據(jù)中心的超高速數(shù)據(jù)互通。流量的加速爆發(fā)，使得云廠商們勢(shì)必需要對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心進(jìn)行升級(jí)改造或者新建更多的數(shù)據(jù)中心。這將大大提升數(shù)據(jù)中心對(duì)光通信器件、模塊及設(shè)備的使用及升級(jí)需求，而大型數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和高擴(kuò)展性，使得端口400G升級(jí)成為必經(jīng)之路。流量的大爆發(fā)將成為驅(qū)動(dòng)400G光通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)的根源力量。

400G數(shù)通設(shè)備成為主戰(zhàn)場(chǎng)

早期數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和需求并不大，一個(gè)數(shù)據(jù)中心所容納的服務(wù)器規(guī)模在百臺(tái)左右。隨著數(shù)據(jù)流量的不斷增加，數(shù)據(jù)中心容納的服務(wù)器從數(shù)千臺(tái)發(fā)展到如今的數(shù)十萬(wàn)臺(tái)，規(guī)模越來(lái)越大。數(shù)據(jù)中心的技術(shù)也從最傳統(tǒng)的路由交換技術(shù)發(fā)展到虛擬化技術(shù)(NFV)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)（SDN）和二者的結(jié)合（SDN/NFV），其架構(gòu)也從從經(jīng)典的三層架構(gòu)發(fā)展至今日主流的葉脊架構(gòu)。追本溯源，數(shù)據(jù)中心規(guī)模的擴(kuò)大、技術(shù)的演進(jìn)都是因需求端數(shù)據(jù)量不斷地增加而驅(qū)動(dòng)的。在2008年以前，經(jīng)典數(shù)據(jù)中心架構(gòu)采用“核心-匯聚-接入”這種傳統(tǒng)的三層架構(gòu)，當(dāng)時(shí)大多數(shù)數(shù)據(jù)中心里的一個(gè)服務(wù)器對(duì)應(yīng)的就是一個(gè)應(yīng)用，按照功能不同被放置在固定的功能區(qū)域內(nèi)。

但隨著數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)，服務(wù)器的數(shù)量越來(lái)越吃緊。服務(wù)器的虛擬化趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)，“提高服務(wù)器利用率”、“充分發(fā)揮計(jì)算資源”成為主流聲音。

“核心-匯聚-接入”傳統(tǒng)三層架構(gòu)

交換機(jī)在整個(gè)數(shù)據(jù)中心的結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要的位置，它是整個(gè)數(shù)據(jù)中心的骨架。交換機(jī)的升級(jí)對(duì)于數(shù)據(jù)中心整體升級(jí)來(lái)說(shuō)具有指導(dǎo)性意義。對(duì)于400G密度升級(jí)而言，交換機(jī)需先升級(jí)至支持400G型號(hào)的產(chǎn)品，再至上而下的對(duì)光模塊、布線等進(jìn)行逐一升級(jí)。自17年博通 400G 交換機(jī)芯片送樣后，400G交換機(jī)展順利，18年思科、Arista、Junpier等主流交換機(jī)廠商爭(zhēng)相發(fā)布400G交換機(jī)產(chǎn)品，到19年已能提供豐富的400G系列產(chǎn)品，而國(guó)內(nèi)的數(shù)通廠商如新華三、銳捷也于19年陸續(xù)推出400G交換機(jī)產(chǎn)品，交換機(jī)率先實(shí)現(xiàn)了400G高密度轉(zhuǎn)發(fā)。

主流1RU交換機(jī)交換機(jī)升級(jí)路線圖，整個(gè)行業(yè)正向12.8T支持400G升級(jí)

從交換機(jī)與光模塊的相關(guān)性看，400G在2019年底迎來(lái)了規(guī)模商用。一般來(lái)說(shuō)從交換芯片推出到光模塊開始放量要有2-3年的時(shí)間，而且通常會(huì)有一個(gè)快速放量的過(guò)程。100G光模塊的市場(chǎng)在首款32X100G交換芯片開始送樣是在2014年，2016年100G的光模塊開始規(guī)模上量。以此類推，2017年底博通 32X400G Tomahawk3芯片開始送樣，預(yù)計(jì)到2020年400G有望迎來(lái)規(guī)模商用，結(jié)合流量爆發(fā)加速，這一過(guò)程有望更加迅速。

400G光模塊放量在即

根據(jù)Ovum預(yù)測(cè)，2016-2020年全球光器件市場(chǎng)總體保持10%增長(zhǎng)，2020年銷售超過(guò)122億美元，其中數(shù)據(jù)中心占比超過(guò)40%。2015年全球數(shù)通光模塊市場(chǎng)空間26億美元，預(yù)計(jì)2020年達(dá)到50億美元，年復(fù)合增速15%。根據(jù)Lightcounting 想干預(yù)測(cè)，2018-2020年全球400G光模塊市場(chǎng)規(guī)模將分別達(dá)到0.56億美元，2.8億美元和7.2億美元，400G市場(chǎng)在未來(lái)幾年將迅速擴(kuò)大。

數(shù)通光模塊收入預(yù)測(cè)（億美元）

2018年我國(guó)云計(jì)算整體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)962.8億元，增速39.2%。其中公有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到437億元，相比2017年增長(zhǎng)65.2%，預(yù)計(jì)2019-2022年仍將處于快速增長(zhǎng)階段，到2022年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1731億元。私有云市場(chǎng)規(guī)模達(dá)525億元，較2017年增長(zhǎng)23.1%，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)，到2022年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到1172億元。

根據(jù)LC的數(shù)據(jù)分析，2020年數(shù)據(jù)中心光模塊市場(chǎng)重新增長(zhǎng)的原因是有新的競(jìng)爭(zhēng)者加入。當(dāng)前的大型云數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)中，亞馬遜，阿里，F(xiàn)acebook，谷歌和微軟占據(jù)了65%的市場(chǎng)，對(duì)這一市場(chǎng)格局有望發(fā)起挑戰(zhàn)的最大希望來(lái)自中國(guó)。除了已經(jīng)進(jìn)入前五名的阿里，百度、騰訊、金山云、青云、UCloud 等公司也有望加入其中，還有潛在的可能加入競(jìng)爭(zhēng)的公司如今日頭條。同樣被LightCounting看好的還有印度的公有云市場(chǎng)，這個(gè)未來(lái)的世界人口第一大國(guó)也將是云市場(chǎng)的重中之重，全球地緣摩擦的加劇將刺激如印度等國(guó)家自建云服務(wù)，這些都將成為光模塊發(fā)展的催化劑。

中國(guó)公有云市場(chǎng)規(guī)模及增速

在過(guò)去5年中，我們看到100G崛起給國(guó)內(nèi)廠商帶來(lái)的機(jī)遇，而在過(guò)去兩年中，隨著海外需求增長(zhǎng)放緩，市場(chǎng)將目光重新聚焦于400G。雖然100G仍將是未來(lái)一段時(shí)間的里程碑式產(chǎn)品，但對(duì)成本控制能力的要求會(huì)越來(lái)越高，需以此來(lái)抵消產(chǎn)品價(jià)格的下降。而400G方興未艾，雖然在放量時(shí)點(diǎn)上存在一定分歧，但從今年Google等龍頭廠商的需求看，2020-2022年有望進(jìn)入黃金期。