一读懂5G前传

导言

随着中国电开启了5G前传集团集采的大幕，5G时代前传波分设备占比将大大提升，前传波分厂家和光模块行业整体受益。

· 5G前传具有距离短、成本敏感的行业特

· 不同基站组网结构中的光模块和光纤用量在5G前传中均会增加

· 目前5G前传应用以灰光模块为主，但CRAN架构中彩光模块、波分复用技术占比逐渐提升

· 波分厂家和光模块行业整体发展势头良好

5G前传两种组网模式对比

5G网络分为无线网、承载网、核心网三部分。无线网主要由基站组成，基站主要由AAU和BBU 组成。

目前，基站的组网分为DRAN和CRAN两种模式。DRAN指的是AAU和BBU均分散分布，AAU位于楼顶天线，BBU位于楼内机房；CRAN指的是BBU堆叠在某个机房内，AAU则分散位于数公里之外的屋顶，本质是以更多的光纤资源换取租赁更少的机房，由此CRAN成本更低，其在4G时代比例便逐步提高。

DRAN组网模式64TRX情况下光模块光纤用量翻倍

5G时代，DRAN和CRAN组网模式均面临着光纤和光模块的变化。

DRAN在前传中关联的产业为灰光光模块和光纤，CRAN在前传中关联的产业还涉及粗波分和彩光光模块。

在DRAN场景中，64TRX基站所需光模块数量翻倍。

由于三大运营商取得频谱更高，因此对带宽的要求更高。前传光模块速率与带宽正相关，一对25GHz的光模块速率无法满足需求，需要再增加一对25GHz的光模块。一个64TRX基站需要使用12根光纤，和3/4/5G（32TRX及以下）基站相比，光纤用量翻倍，DRAN场景下光模块和光纤关系如下

在5G全部为DRAN架构的假设下，因64TRX基站占比较大，5G周期前传所需光模块数量总需求预计为4500（万只），约为2020年预计光模块需求总量530.88（万只）的八倍，光模块在5G周期中前景广阔。

CRAN架构降成本方法之一应用BiDi灰光模块

CRAN架构本质上是以光纤资源换取机房资源，消耗的光纤更多。CRAN架构中以环形组网为主，总线结构为辅，接入网主干光纤为保证扩容方便，多采用144芯/288芯。5G周期下，64TRX基站占比将增多，接入网主干光纤资源将受到很大挑战。

为了节省光纤资源，CRAN架构可采用的解决方案为使用BiDi光模块或引进波分设备。BiDi利用光模块中新增的双工器，根据波长的不同将一根光纤上传输的数据进行汇合和分离，实现单纤收发，节省一半光纤。因节省的光纤成本大于新增双工器的成本，BiDi光模块代价更低。

注其中TX为发送，RX为接收

CRAN架构降成本方法之二应用波分复用技术

在基站承载网络之余，光纤也应用于宽带接入和专线接入。光纤资源不充裕时，需要引入波分设备进一步节省光纤用量。波分的理是把多路单波长的光合成为一道光（彩光）从而大量节省接入主干的光纤。用波分设备的增加来换光纤成本的减少。

波分场景下，采用半有源B型方案布局光模块更适宜，单站将采用12个光模块。单站光模块方案之一为无源方案，即使用12个彩光光模块；半有源A型方案，使用12个彩光模块和12个灰光模块；半有源B型方案，使用12个彩光光模块。其中，无源方案无法对光模块和光纤状态进行有效监控，半有源A型方案成本较高，半有源B型方案成为更适宜的方式。

半有源B型方案从光模块数量上降低成本，不同的粗波分方案将从光模块内部降低成本，其中LWDM方案可以实现彩光光模块成本更低。光模块成本结构中，光芯片占50%左右，降光模块成本以降光芯片成本为先，降光芯片成本以降激光器及探测器成本为重。

目前的粗波分方案中，CWDM有18个波长可用，现网考虑到损耗和成本，利用较多为其中的6个波长，即O波段的五个波长和E波段的1370nm。但64TRX基站所配备的12个彩光模块要求12个波长。从6波扩展到12波有MWDM和LWDM两种方案，但LWDM较MWDM在光模块芯片探测器数量控制、温度控制等方面成本更低，产业链更成熟，寿命更长，更适合应用。

根据三大运营商招标息测算，预计2020年无源波分需求在35万套，全5G周期预计需要约85万套，占全5G周期基站的15%-17%，相比4G时期增加20倍，增长前景广阔

光模块及波分复用技术需求上升，带来行业利好

5G前传基站建设中，光纤用量和光模块用量均增加，受此影响，能够达到节约光纤目的BiDi光模块、彩光模块和波分设备需求上涨。利好波分厂家和整体光模块行业，波分厂家上市公司中有瑞斯康达、光迅科技、烽火通值得关注，光模块行业因厂家较分散，整体受益。对于上游企业而言，波分设备需要TFF或AWG，利好光迅科技和【博创科技(300548)、股吧】。

E·N·D

资料来源 | 中证券

出品 | 5GAI产业研习社

内容整理 | 杨涵

今日编辑 | 关媛媛