谈谈工业通信中的光模块(optical module)

当前工业现场对提高网络通信速率及扩大通信距离的需求日益增加，而传统的电信号通信在传输距离及速率上有诸多限制，因此光信号通信被越来越多地采用。光信号具有传输耗损低、抗干扰能力强等优点，适合远距离传输。光通信采用光纤作为传输介质，发送端设备将数据由电信号转换成光信号，通过光纤发送出去，接收端设备将收到的光信号转换成电信号，从而完成数据接收。网络采用全双工的通信方式，发送和接收可以同时进行，其原理如下图所示：

实现电-光信号转换的模块称为“光模块（optical module）”，它是光通信中的关键设备。今天这篇文章就来跟大家聊聊光模块的话题。本文包括如下几个主题：

1、什么是光模块？

2、光模块的分类

3、西门子光模块产品简介

1、什么是光模块？

光模块（optical module），也称为光收发器（optical transceiver）或光纤收发器（optical fiber transceiver），是一种用于高速通信的网络设备。它一端是电信号接口，可与交换机等电气设备连接；另一端是光信号接口，可与光纤连接。光模块的作用是将电信号转换成光信号通过光纤发送出去，反之，也能将光纤传送来的光信号转换成电信号传输给电气设备。光模块包括可热插拔式和嵌入式两种，前者像优盘一样可以在网络设备上插入或移除，不会对其它设备造成影响；后者是嵌入到网络设备中的固定模块。

注：少数光模块产品仅具有发送或接收其中之一的功能，多数是同时具有接收/发送功能；2、光模块的分类

根据封装方式的不同，光模块包括：GBIC、SFP、XENPAK、X2、XFP等类型，具体含义如下：

GBIC：英文“Gigabit Interface Converter”的缩写，即“吉比特（Gbit）接口转换器”，于2000年推出，用于千兆以太网；SFP：英文“ Small Form-factor Pluggable”的缩写，于2001年推出，是GBIC的缩小版，也称为“mini-GBIC”，现在很多场合替代了GBIC；XENPAK：2001年推出，用于千兆以太网，后来又推出了其XPAK和X2；XFP：2005年推出，用于万兆以太网；SFP+：2013年推出，是SFP的升级版，用于万兆以太网；CFP：英文“C Form Factor Pluggable”的缩写，2013年推出，支持40Gbps和100Gbps（亿兆）以太网；QSFP+/QSFP28：英文“Quad Small Form factor Pluggable”的缩写，2013年推出，支持40Gbps和100Gbps（亿兆）以太网；

3、西门子光模块产品简介

西门子可插拔光模块产品包括：SFP/SFP+/SCP/STP型，属于上述“SFP/SFP+”范畴，其产品命名规则如下图所示：

以SFP992-1LD为例，它具有如下特点：

采用LC型光纤接口；传输速率：1 Gbps（千兆以太网）;具有一个网络端口；传输介质为单模光纤，最大长度10km；

SFP992-1LD的外观如下图所示：

关于光纤接口的类型，可查看我之前的文章：

如何选择光纤连接器 | 北岛夜话

好了，关于光模块就先介绍到这里。

我的书《西门子S7-1200/1500 PLC SCL语言编程 ——从入门到精通》从硬件到软件，比较详细的介绍了SCL语言的编程，感兴趣的话可以点击下面的链接查看：

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光模块：光通信中的核心器件，大有可为

在数据流量爆发与网络需求升级的背景下，全球光模块市场成长动能强劲。长期来看，受益于产品力提升与工程师红利，国产厂商未来有望迎来发展的黄金期。当前时点下，我们预计下半年光模块行业存在拐点性机会，给予“强于大市”评级。从规模效应角度选择标的公司，建议关注国内龙头厂商，推荐中际旭创、新易盛等。

▍ 行业概况：光通信中的核心器件。

光模块是将IT设备中的电信号转化为光信号，之后通过光纤进行短中长距传输的光电转化器件，是光通信产业链中游关键节点，下游主要分为数通市场与电信市场。2020年全球/中国光模块市场规模约为80亿美元/27亿元，LightCounting预计未来六年全球行业复合增速约为10％。

▍ 需求分析：数据流量爆发与网络设备升级是市场需求的核心驱动力。

长维度：数通市场受益于数据流量爆发下的数据中心建设热潮，一方面网络设备升级推动高速光模块的更新换代，另一方面新型叶脊架构大大提高对光模块需求数量。电信市场受益于全球5G建设，架构变化以及接口速率上升同时带动光模块速度与数量的提升。短维度：预计未来国内外云厂商capex增速将复苏同时下半年国内5G基站将迎来集中建设，有望提升光模块行业景气度。

▍ 竞争格局：全球集中度提升，中国厂商崛起。

由于光模块行业需要持续研发新品同时快速实现量产，从而获得新品前期的丰厚利润，所以对公司新品研发能力、交付能力与成本控制能力要求较高，规模效应比较明显。近年来行业格局出现向龙头集中的趋势，全球CR5从2015年的44％提高到了2019年的62％。另外我国光模块厂商具有工程师红利与成本优势，近年来产品竞争力已经赶超海外。2019年国产厂商已经占据了全球27％的市场份额，未来有望进一步提升。

▍ 趋势展望：国产厂商已占先机，积极布局未来可期。

国产厂商在800G新产品大力布局，目前在研发进度上已经取得全球领先。同时积极进行产能扩建，有望在800G代系的产品竞争中进一步斩获市场份额。另一方面，受益于政策倡导，光芯片国产化推进顺利，有望进一步提高国产光模块竞争力。

▍ 风险因素：

行业竞争加剧；数据中心建设不及预期；5G基站建设不及预期；技术路径风险；海外疫情超预期。

▍ 投资策略：

我们认为数据流量爆发与网络设备升级将长期驱动行业成长。我国光模块厂商具有工程师红利与成本优势，市场份额近年来持续上升，同时国产厂商在研发投入与产能扩建上积极布局，目前新品研发进度已位于全球前列，持续看好我国光模块厂商未来发展。随着下半年云厂商capex增速恢复与5G基站集中建设，我们认为光模块行业存在拐点性机会，给予“强于大市”评级。标的方面，由于行业规模效应显著，国内龙头厂商有望持续胜出，推荐中际旭创、新易盛等。

本文源自金融界网

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