全球光通信产业白皮书：F5G赋能千行百业推动数字经济转型升级

F5G赋能千行百业推动数字经济转型升级2021年1月全球光通信产业白皮书 目录全球光通信产业白皮书| 1致读者2第三章：政策与需求的双重利好：中国光通信市场展望65政策驱动要素及其利好场景识别...................................................................................................................市场需求及其利好场景识别..........................................................................................................................6773第五章：产业启示91产业的发展离不开政府的宏观支持................................................................................................................产业生态的建立离不开资产学研体系的供血...................................................................................................关键应用场景的投资将为产业发展提供养分.................................................................................................9396100第二章：技术与应用的相互推进：全球光通信新兴应用场景展望8技术场景升级——助力全球领先技术的跃进，打造激活新时代的“有机养分”...................................................光通信应用场景升级——驱动万物互联的落地，链接迎合新时代的“播种途径”................................................基建场景升级——升级网络架构、软硬件性能，培育适合新时代的“健康土壤”................................................101259第一章：光通信产业发展历程3回溯历史：人类文明的发展离不开科技的进步................................................................................................放眼未来：光通信赋能“光联时代”迈入人类文明新纪元...............................................................................47第四章：产业展望和资本市场洞察79全球固网光通信市场规模测算.......................................................................................................................资本助力光通信产业发展..............................................................................................................................8185 mNpMnOsPmOpRtPtQyRmNnNbRbP9PmOnNoMpOlOrRmOjMtRrN8OpOsOxNmNsRwMrQpQ致读者与移动网络的演进一样，在前几代固定网络基础上，F5G在联接容量、带宽和用户体验三个方面均有飞跃式提升。在技术驱动光网络代际演进、市场拉动企业网络变革升级的双重作用下，全光连接的F5G网络正在掀起新一轮的基础设施建设与应用场景发展机遇。 第一章光通信产业发展历程 回溯历史：人类文明的发展离不开科技的进步人类社会面临的第二个趋势是泛智能化——我们身边的电子设备将不仅变得越来越多，也将持续变得更加智能并且能够实现更广泛的功能，而这些功能当中，有相当一部分是需要远程联网才能实现的。例如数字孪生，通过模拟数字实物进行动态仿真，从而达到提高效率、节约成本的目的。所有这些操作的实现，都需要相关信号从人类的大脑到设备的处理器之间精准且及时地传递，而光通信“网络”正是这个信号的桥梁。随着未来智能设备的进一步增加以及联网化，越来越多更具有未来感和充满想象力的功能将逐一实现，甚至部分的作业指令能够在执行中途进行灵活编辑，而另一部分的指令则可以包含许多复杂的步骤与指示。这些智能设备和我们的生活息息相关，也因此，泛智能化的趋势对于光通信网络提出了更强的稳定性、可靠性以及更大规模终端互联的要求。第三种趋势是感官的极限化——众所周知人类的欲望是无穷的，对于更好感受的追求也是无止境的。而本质上阻碍这种追求的是现实的制约，所以在过去的现实中我们可以看到，消费者们可以忍受标清视频，也可以忍受预先把视频下载到硬盘里或者U盘中再行观看。但是随着网络能力的提升，这些古老的用户习惯早已经烟消云散，不再复回。现在，苛刻的消费者们已经不可能再忍受这样的娱乐方式，相反其所追求的是8K视频、互动的超清VR体验以及几乎没有延时的大型云游戏等。8k电视上市后，全球出货量年复合增长率预期高达134%，而4k电视出货量的增速放缓至约18%。由此可见，新技术的出现会提升人们的消费需求，从而推动技术不断升级，提供更极致的体验。从实现要素来看，显示设备技术的提升也逐渐使得分辨率能够几乎达到肉眼没法分辨的精度，互动的时延也将逐渐低到大脑难以察觉的边界。因此，以后我们的娱乐生活将是一种超清、沉浸、实时及互联式的体验。有趣的是，随着消费者习惯的快速改变以及媒体的大肆宣传，面对这一轮新的感官体验升级，消费者比以往都要更加期待与迫切，也因此我们的光通信网络需要能够尽快升级以提供更大的带宽，甚至直接通过光信号实现娱乐内容的传递与展现，从而真正消除消费者们追求感官极限的现实制约因素。全球光通信产业白皮书|4纵观古今，人类文明的发展离不开科技的进步。伴随着瓦特发明蒸汽机，以机器生产代替手工劳动，极大地提高了生产力，人类历史从农耕文明向工业文明过渡，进入了“蒸汽时代”；电力的发明与应用，促使劳动效率不断提升，电力取代蒸汽深入生产与生活领域，人类居住环境获得全面改善，人类文明从“蒸汽时代”进入了“电力时代”；伴随着电子计算机的发明与网络的普及，人们逐渐开始利用网络作为交互手段，人类文明打破物理空间限制，全面迈向“信息时代”。而纵观人类信息化和全球数字化的进程，此刻的我们正处在全新一轮变革的风口之上，数据、通信与算力的可获得性正在以指数级的速度增长，与此同时，企业、机构和消费者对于数字化世界的要求也在以前所未有的速度提升。我们认为，在此时间节点上，未来人类社会及数字世界将共同受到五种大趋势的综合影响，催生出新的技术、场景与基础设施。这五种趋势分别是，联接场景化、泛智能化、感官极限化、需求峰谷化与网络两极化。受到疫情的影响，无论是为了居家隔离，或是为了避免传染，全球人类的移动性正在大打折扣，人们也开始反思自己是否真的需要物理上的移动，例如去公司、去医院或是去学校。假如存在一种更好的技术，能够实现几乎所有事务的远程化交互与处理，那么“亲临现场”的重要性将有所下降。这是我们认为的第一大趋势：联接场景化——越来越多的线下场景，被互联网赋能，人们将不再需要亲临现场，就能接收到现场的所有信息，甚至远程与现场完成交互。而这种“现场”的定义可能非常广泛，包括了学校、医院、办公室、银行、政府事务中心、体育馆、演唱会现场、健身房等一系列场所。这些地方可能集中，也可能分散，或存在于市中心，也可能非常偏远，而同样的，网络另一端所连接的用户，也可能分散在各个角落。以联接场景化最为深入的购物场景为例，2015-2021年全球电商销售额在全球零售总额当中所占份额由7.4%上升到17.5%。因此，为了实现更多场景的互联互通，提供现场与用户的实时连接，势必会需要一张足够强大的光通信网络，其能够连接足够多的终端，并且支撑特定场景下的实时网络互联及超大带宽等要求。 为满足以上五种趋势，传统的F1G、F2G、F3G已经难以为继，甚至F4G的通信网络也显得力不从心，人类数字世界的光通信网络迫切地需要进行一轮新的升级......以往，我们经历了从F1G到F4G的代际演进。伴随着通信技术的高速发展，网络通信速率从F1G时代的64Kbps，提升至目前的100-500Mbps。带宽的提升，使得网络能够承载更多的信息，为应用的丰富提供了可能（见图1）。F1G通过电话铜线传输模拟信号，满足了语音通话需求，也提供了非常基础的拨号上网服务。F2G使用宽带接入了互联网，数据传输速度的提高，使互联网网站和门户网站得到普及。电子邮件在企业中变得更加普遍，得到更广的应用；个人用户也可以开始使用简单的在线通信工具。F3G进一步推动多媒体成为重心，支持高清电视、电话和在线游戏等应用。F4G时代超过100Mbps的数据传输速率，大大提高了用户通过互联网访问多媒体的速度，高清电视、视频直播、超清视频会议等逐渐普及。到F5G时代，VR/AR、智能电网、智慧医疗/互联网+医院、智慧农业、智能交通、智慧校园等新兴场景如雨后春笋般不断涌现，并从此逐渐融入我们的日常生活之中。随着技术的不断升级，以铜线为基础的通信材料劣势逐渐显露。原本的铜线受限于传输速率与传输质量的问题，已无法满足人们对于传输速率的需求，逐渐成为通信传播的瓶颈。而光纤则完美地解决了其在传输上的弊端，以光纤为代表的光通信技术应运而生，其在传输速率与传输质量上的提升，完美地契合了人们对于高带宽的需求。伴随着光通信的逐步普及，也预示着人类文明将步入又一新阶段——光联时代。第四种趋势可以称作网络需求的波动化——回顾历史，我们可以发现直到10年前，消费者们对于家庭网络的投资仍然是以需求驱动为主。但是，随着光通信能力的提升，通信网络的提速、增效和降本不断为消费者带来了切实的好处，运营商也更加积极地响应政策，持续进行大规模的宽带家庭入户建设，终于，人们开始在一些闲余时光开始享受到了宽带的冗余。但与此同时，需求的波动性却也正变得越来越高，随着互联网巨头们创造了一个又一个的消费狂欢节，掀起了一场又一场全民观看的直播，社会新闻与事件的爆炸与传播也变得更加快捷，所有这些信息的传播不再依赖于传统的文字和图片，而是通过超清视频、甚至实时互动的方式。因此，这种需求的波动性也为我们的光通信网络提出了更高的要求，从而避免2012-2019年微博由于突发性高国民度新闻话题，经历共计“九次”短暂性崩溃导致用户刷新不出页面的情况。而集中爆发的上下行需求就需要更灵活的网络资源调用能力、以及高峰时段的并发处理能力，这都对于光网络的持续升级提出了要求与挑战。第五种趋势是网络的两极化，这种两极化主要存在于三个方面，其一是全球网络部署升级的进度鸿沟，中国已经领先全球开始部署以10G-PON为代表的F5G网络，而在某些欠发达地区却依然在部署F3G的网络。据尼日利亚政府国家宽带五年计划（2020-2025），尼日利亚2019年的F2G、F3G、F4G触网率分别为89%、75%和37%，F4G光纤渗透率很低，F5G的部署尚未开始。第二个方面是硬件设施的两极化，以大型互联网公司为代表的企业纷纷部署大型数据中心，而小型企业则主要通过企业上云以及少量的园区网络部署满足其业务需求。第三方面则是网络要求的两极化，以远程手术与自动驾驶为代表的场景要求更大的带宽、更低的时延以及近乎于绝对的可靠性，相反，以远程监护、智能抄表等应用相对应的场景则更偏向于对光通信网络提出基本性的要求。以上三个方面的两极化趋势使得我们的