光纤光缆市场前景分析
光纤光缆是一种通信电缆,由两个或多个玻璃或塑料光纤芯组成,这些光纤芯位于保护性的覆层内,由塑料PVC外部套管覆盖。沿内部光纤进行的信号传输一般使用红外线。
1、光纤光缆需求分析
从需求端看,2020年5G规模建设开始,意味着整体的传输速率相比4G有望再上一个新台阶,对于光纤光缆均是需求增量。
5G的频段高,基站数量可能是4G的2-3倍,而5G基站建设需要光纤互联,光纤将是光通信产业链的第一受益者。若按全覆盖要求,5G的光纤用量会比4G多16倍,考虑到我国4G基站覆盖密度已经很高,城区内百米间距就会有一个,估计5G的光纤用量将会是4G的2-3倍。
2、光纤光缆市场产业链分析
上游——光纤预制棒:通过高纯硅等原材料制作而成,光纤预制棒对光纤的质量和性能起着决定性的作用,是技术难度和利润最高的环节,被业内誉为光纤产业“皇冠上的明珠”;
中游——光纤:将光纤预制棒经涂料和拉丝等工艺加工成光纤;
下游——光缆:将光纤进行护套成缆处理制成光缆。
可以看到:光纤预制棒、光纤、光缆的利润占比大概为:70%:20%:10%;掌握光纤预制棒生产工艺的厂商在产业链中拥有绝对话语权。
3、竞争格局分析
1)世界格局
光纤光缆基本上是整个5G细分领域当中,最为特殊的行业了,竞争格局稳定,即便是全球的生厂商数量也非常有限。目前,全球光纤光缆生产企业基本上有20多家。全球的龙头企业是美国的康宁,占据市场份额为16.3%;全球前10强企业中,中国企业上榜的共有5家,分别是长飞光纤(占市场份额12.7%)、亨通光电(占份额9.3%)、富通光纤(占7.8%)、烽火通信(占6.9%)、中天科技(占6.3%)。
下图为光纤光缆全球竞争格局:
全球前十强企业,总共占据了市场近90%的份额,整个竞争格局非常稳定。
2)国内格局
国产化程度非常高。全球有将近6成的产能都分布在中国,而且,目前国内光纤光缆的自给率已经非常高,近几年基本上都在8成以上。
国内五强:长飞光纤、亨通光电、中天科技、烽火通信、富通集团占据了77.2%的市场份额,目前这六家企业均已具备光棒生产能力,实现了对光纤预制棒——光纤——光缆的纵向一体化。
4、国内光纤光缆企业的介绍
1.亨通光电
业务构成可以分为光纤和电缆两项,无论是电信、移动还是联通也好,它们都在积极地构建纵跨全国的网线系统,在这个建立系统的过程当中非常依赖亨通光电的技术,要采购公司的产品,其中电缆业务贡献主要的营收,2018年占比70%,但光纤业务利润的贡献却占比60%,因此公司主要受益于光纤行业的复苏,次要受益于电缆分支海缆的爆发增长。
2.烽火通信
主营业务包括传输网设备、光纤光缆、数据网络产品三大块,综合毛利率为18%,主要受益于5G带动传输网设备业务的复苏,次要才是光纤光缆。
3.长飞光纤
主营业务为光纤光缆,实现了棒-纤-缆全产业链布局,营收占比几乎100%,纯正度来看是4家公司最高的,不过由于是中外合资,所以有一部分利润要给外资方面的参股股东专利费。
4.中天科技
业务结构和亨通光电类似,也是主光纤光缆,次海缆业务,受益海上风电、跨洋通信、海底监测网等持续建设,在手订单充裕,时特高压业务也有望受益新基建迎来快速增长契机。
5、光纤技术发展之路
1966年,在英国工作的中国人高锟与英国人霍克曼共同提出用玻璃纤维作为光传输介质的科学设想。他们认为,电可以沿着导电的金属线远距离传输,光也可以沿着导光的玻璃纤维传输,由此产生了低损耗的光导纤维(简称光纤)的概念。当时玻璃纤维的传输损耗为1000dB/km,用于医学技术的短距离直接图像传输。他们认为玻璃纤维的损耗是可以减小的,如果能降到20dB/km以下,就可用于通信。许多国家开始从事这方面研究。
1970年,美国康宁公司研制成功了损耗小于20dB/km(633nm)的石英单模光纤。1972年康宁又把光纤的损耗降到7dB/km。1973年贝尔实验室发明的MCVD法制造光纤,使光纤的损耗又降到2.5dB/km。
1970年,美国贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的GaAlAs半导体激光器。与早期发明的红宝石激光器和气体激光器相比,半导体激光器体积小,耗电少,又能直接用电流调制,使用极为方便,为光纤通信找到了合适的光源。但是,初期的半导体激光器寿命很短,只有几个小时。此后,各国不懈努力,各种实用的激光器相继问世。1976年日本NTT和美国麻省理工学院又研制出InGaAsP长波长激光器。1977年贝尔实验室研制成功了室温下寿命为100万小时的GaAlAs激光器,为光纤通信的商用化奠定了基础。
1976年美国首先在亚特兰大成功地进行了44.736Mb/s传输10km的光纤通信系统现场试验,使光纤通信向实用化迈出了第一步。
1977年美国在芝加哥两个电话局之间开通世界上第一个使用多模光纤商用光纤通信系统(距离7KM,波长850nm,速率44.736Mb/s)。之后日本、德国、英国也先后建起了光缆线路。1979年单模光纤通信系统也进入了现场试验。以后光纤通信在全世界飞速发展起来。
我国光纤光缆的技术进步和产业发展主要经历了下述四个阶段。
1、启动阶段(1978-1982)
1978年召开全国科学大会,把光纤通信列为优先发展的几大新技术之一。是年,邮电部、上海市、电子部先后成立光纤通信会战领导小组。邮电部会战单位为主要是武汉邮电院、邮电部五所、邮电部侯马电缆厂;上海市主要会战单位是上海硅酸盐所、上海冶金所、上海电缆所、上海邮电519厂、上海石英玻璃厂、上海新沪玻璃厂;电子部主要会战单位是46所、23所、44所、34所。
上海硅酸盐所GeO2-P2O5-SiO2系梯度型多模光纤研制成功;上海科大、上海石英玻璃厂研制出单模光纤;武汉邮科院研制出多模光纤。
上海、北京、天津、武汉先后建成市内电话中继光缆试验段。
2、开始实用化与产业化(1983-1987)
1983年武汉市话中继光缆系统(13.5km、0.85μm、多模3.5dB/km、8Mb/s)正式投入电话网使用,标志着中国光纤通信走向实用化阶段,1985年该系统扩容到34Mb/s。邮电部又在广州、石家庄、哈尔滨建成市话中继光缆工程,华南、华中、华北、东北四大区的实用化成功,表明我国光纤、光缆系统整体技术水平达到商用化。同期国内也建了其它一些短距离光缆工程。
1987年国家光纤光缆工业性实验项目(武邮院光纤生产线、邮电部侯马电缆厂光缆生产线)通过国家级验收,标志着光纤、光缆的科技成果已开始形成生产力。上海石英玻璃厂、上海新沪玻璃厂及西古也开始生产光纤。
3、干线大建设与产业跟进阶段(1988-1998)
3.1 长途干线架空光缆示范工程
1988-1990年,汉荆(250km,多模34Mb/s)、杨高(75km,单模34Mb/s)、合芜(单模140Mb/s)等工程相继完成。单模光纤光缆开始应用。
3.2 邮电部建设“八纵八模”光缆干线工程
1988-1991全引进建设宁汉架空干线工程(973km)。
1988-1990建设全国第一条全国产化直埋长途光缆干线兰武工程(286km,140Mb/s)。
随后京津济宁(1444km)、宁沪(565Mb/s)、沪杭福穗(2488KM)、京汉广架空(3046km)、京九、郑西、呼北、南昆、京呼银兰、西兰乌霍等工程相继建成。直到1998年建成兰西拉工程(2740km),八纵八横全部建成。
上述工程,开始用进口光缆多,以后国产光缆逐渐替代进口,后期全用国产的;光纤绝大部分是进口的,康宁占了大多数。京汉广架空干线是世界上最长的架空光缆;兰西拉是世界上海拔最高、环境最恶劣的。前期用单模光纤1310nm窗口,1995年建京九光缆单模光纤开始用1550nm窗口。
3.3 光缆渐强,达到世界先进水平
光缆起步于1978年,初成于1987年,成熟于1990年代。前期主要生产厂侯马、西古、武邮、长飞、成都、华新的技术水平已接近世界先进水平,逐步替代进口光缆。后期长飞、侯马、成都、西门子、武邮、北京朗讯、西古、华新的水平已达世界先进水平。骨架式光缆、松套层绞式光缆,用于架空直埋的各种结构及护层的光缆都能生产。光系统通信速率不断提高,从140Mb/s到565Mb/s、622Mb/s,最后到2.5Gb/s。此期间,亨通、永鼎、中天、汇源、通光、富通等公司诞生,全国新建了250多家光缆厂,生产能力大大提高。
3.4 光纤势弱,死而复生
从1979开始的市话中继光缆试验段到1983-1987的市话中继实用工程,再到1988-1990的长途干线架空光缆工程,一直用国产光纤。1985-1991年,全国引进了34套MCVD光纤预制棒生产线和17台拉丝机,由于力量分散,消化吸收能力差,更谈不上创新,没形成规模生产力,最后都停产。
1988-1998年建八纵八横,因国产光纤与世界先进水平差距较大,一律用进口。长期以来几乎对康宁光纤形成了一种迷信。
1998年,长飞和上海朗讯两家合资公司生产光纤都达到了100万公里,技术水平也接近了世界先进水平。中国光纤事业又有了转机。
4、开始成为世界制造大国(1999-2006)
4.1 光缆网络继续大建设
八纵八横通信干线光缆工程建成后,我国通信光缆工程又不断有新发展。
传速速率从2.5Gb/s提升到10Gb/s,开始采用波分复用。中国电信、中国移动、中国网通又建高速传输新环路。如中国电信2001年又建大8字工程:京汉广、京津济宁、沪杭福穗、京沈长哈、京承阜白齐哈、郑西、宁汉。这些工程大多采用96或64芯G.655B光纤光缆,用30×10G波分复用系统。
进入21世纪光缆线路从干线网又向城域网、接入网发展,铜退光进,最终会到FTTH。
2006年由长飞、亨通、中天、通光、法尔胜五家研制成功的气送微缆建成“仪长原油管道通信工程”。该工程东起江苏仪征,西至湖南长岭,途经苏、皖、贑、鄂、湘五省,全长1018公里。该工程是目前世界上采用气送微缆技术线路最长、施工难度最大、通信线路最优的工程,开启了中国通信干线史上又一新篇章。
2006年烽火科技在沪杭间建成了80×40Gb/sDWDM系统光缆工程。该系统用G.652D光纤,C、L波段分组放大各用40波分复用,40Gb/sSDH(STM-256),并采用精确色散管理技术和动态PMD补偿技术。
未来3年,中国电信、网通、联通与中华电信、韩国电信、美国Verizon等六家电信公司将合建横跨太平洋高速直达光缆TPE(TransPacificExpress),速率1.28T-5.12T,可通620万路电话数据量,路由1.12万公里,光缆长1.8万公里。
4.2 光纤形势喜人
1999年,长飞、上海朗讯两家生产光纤都超过150万公里,产品技术水平大为提高。G.652光纤已达世界先进水平,与康宁、朗讯、住友、藤仓、阿尔卡特水平相当。南京华新藤仓和深圳特发的光纤产量也超过20万公里。国内使用光纤总数580万公里,国产280万公里,几乎占到一半。
2005年,长飞已形成用PCVD+套管工艺制造G.651、G.652、G.655等光纤的大规模生产能力。法尔胜的MCVD+OVD,富通的VAD+OVD都已形成年产100万公里的能力。光纤拉丝,长飞、南京华新藤仓、上海光纤、烽火、富通、深圳阿尔卡特、亨通光纤、法尔胜、中住、西古、中天都已形成可观的规模生产能力,而且技术水平和产品质量已达国际先进水平。
2006年,生产光纤,长飞已达950万公里,亨通与富通达300万公里,烽火、中天、上海光纤、南京华新藤仓四家达250万公里以上,特发、法尔胜、中住三家达100万公里以上。全国产光纤2600万公里,出口360万,进口250万。
若再加强预制棒研发,我国就会成为世界光纤制造大国。
4.3 光缆已成世界制造大国
现在我国已拥有长飞、亨通、烽火、中天、汇源、永鼎、通光、富通等几大光缆企业及特发、成康、北康、侯马、华新、港龙、双塔、富春江、通鼎、西古、华伦、华达、宏安、南方、法尔胜、天虹等一大批骨干企业。光缆材料除芳纶外都已国产化。光缆材料业的发展强有力地推动了光缆产业的发展。