PON技术经济性浅析

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PON技术经济性浅析

龙楠楠 ，唐雄燕 （中国网通集团研究院 北京 100036） 摘 要 本文对采用PON实现光纤到户技术进行了定量的技术经济分析，结果表明从长远看设备和布线成本的下降是PON大规模商用的关键，而现阶段可以依靠开展IPTV类高ARPU值、高带宽业务来推动PON的发展。 关键词 PON；IPTV；FTTH；经济分析 1 引言 作为一种P2MP（点到多点）的光纤接入技术，PON始于20世纪90年代中期，在技术发展上经历了APON（BPON）、EPON（GEPON）和GPON等几个阶段，正在逐步走向规模商用。但目前国内只有少量的地方在零星使用该技术，也只有屈指可数的几家设备商提供PON产品。究其原因，目前EPON设备（局端设备OLT＋用户端设备ONU＋分离器等硬件设备）最低成本大约在2 000 RMB/线左右。如果采用GPON技术，成本会更高。这和时下主流的ADSL等接入技术相比，在价格上还存在较大的差距。 然而PON也有着其它接入技术无法比拟的优势，PON是基于光纤的接入技术，高带宽是其最大的亮点，目前的技术至少能够保证向每个用户提供30 Mbit/s的带宽；另外其物理拓扑结构是基于P2MP的，有利于节省光纤资源，同时可以节省局端的接口和光收发器，并且从局端设备到用户端设备之间是无源系统，便于运维。     PON的发展有赖于更多宽带应用的驱动，IPTV（网络电视）业务的出现为PON技术提供了重要的发展契机。IPTV的主要特点在于其交互性和实时性，是目前业界普遍看好的视频业务，并有望成为固网运营商新的业务增长点。要实现IPTV业务最重要的一点就是要有足够的带宽，从目前的网络情况来看，核心网和城域网的带宽提升相对容易，而接入网会成为提供IPTV业务的瓶颈。为满足IPTV业务要求，用户接入带宽需要达到2 Mbit/s以上，虽然理论上ADSL能达到8 Mbit/s的下行速率，但在实际环境中接入带宽要受到线路、距离等许多因素的制约，目前ADSL通常只能提供512 kbit/s~1 Mbit/s的接入速率。因此，对于升级无望或者升级成本过高的ADSL线路，则可以考虑使用新的接入手段——PON。 2 PON具体案例经济性分析 如前所述，PON的成本高是其目前不能大规模商用的根本原因，成本高主要体现在设备上，当然如果能够大规模使用，相信PON成本的下降还会有很大的空间，但目前单纯指望成本下降来促进PON的发展是不现实的，那么是否还有其它的途径吗？在接下来的篇幅中就通过具体案例的经济性分析，论证在PON上开展IPTV类高ARPU高带宽业务可以为PON的大规模应用注入新的活力。 作为分析的具体步骤，首先是寻找能够实施PON接入的用户群；然后针对实际情况进行技术的选择和接入环境的假设，包括：小区地理环境假设、用户对未来PON技术的使用情况、投资收入构成、具体数值的假设等；最后通过三大指标（投资收益率、投资回收周期和净现值率）的计算得出结果，并分析主要因素对投资收益影响的敏感性。 2.1 PON技术使用人群定位 根据运营商对用户的分类和屡试不爽的2/8定律（如图1所示），PON技术的市场切入点应该是高端用户。 2.2 建立模型 在这里假设技术使用环境为某高档小区，楼房10栋，每栋20层楼，一共有住户800户。所有楼房都分布在半径小于1 km的区域内。住户知识层次普遍偏高，收入也较高，能够承受比较高的业务费用，希望能获得较高质量的全业务接入。 2.2.1 技术使用假设 根据上述用户的基本情况，可以考虑采用PON接入技术来满足用户对通信业务高质量的需求。目前已经商用的PON主要有APON（BPON）、EPON（GEPON）和GPON三种，但是从实际应用情况来看，GEPON因其对数据业务有更好的支持，而且相对价钱便宜，设备商支持较多，在本案例中选用GEPON接入到用户。 2.2.2 网络环境假设 下面对网络设备的部署、用户带宽的配置和成本参数等进行假设：     ● OLT放在端局处，不占用小区机房；     ● ONU放在用户家里，每用户独享一个ONU，提供语音、数据和视频的综合接入；     ● OLT提供1 000 Mbit/s带宽，采用1:32分光比，每用户至少可以独享1000/32 ≈30 Mbit/s带宽，用户每线设备成本是2 000 RMB；包含人工费用、管道铺设和光缆成本，干路光纤长度平均按5～10 km计算，平均到每户约1 000元RMB，小区内光纤200 RMB/用户；     ● OLT投资一次到位，ONU根据用户人数逐年增加；     ● 根据运营商过去发展宽带接入的经验以及对未来的预测，假设用户实装率的增长曲线如图2所示，市场饱和率假设为70％。 根据CNNIC的统计（截至2004年12月31日），每月每用户平均上网支出如表1所示。通过对表1进行计算：50×31.20％＋75×37.20％＋150×25.50％＋250×3.30％＋350×1.20％＋450×0.70％＋500×0.90％＝101.85 RMB，可以得到上网用户的平均月支出。结合本方案具体情况，用户群是高端用户，为了获得高质量的业务体验，可以承受较高的业务费用，同时根据2/8定律可知，这部分用户属于创造80％收入的20％中的用户，所以取101 RMB以上的作为参考，可以得到高端上网用户的平均月支出为：（150×25.50％＋250×3.30％＋350×1.20％＋450×0.70％＋500×0.90％）/(1－31.20%－37.20%)≈184.65 RMB（包括其它ISP的收入），如果运营商得到75％，则可以获得每月每用户138.49 RMB的业务收入。随着宽带应用的日益丰富，业务费用总的趋势应是上涨的，根据电信收入增长速度以及视频类宽带业务在未来业务收入中可能占到的比例，假设上涨率为5％，则可以得到每用户每月缴纳费用为：138.49＋138.49×5％×(t－1)，其中t定义为采用PON接入后的第几年（包括当年，单位为年）。 目前主流接入技术ADSL的初装费用是300 RMB，从市场层面看，GEPON的初装费用不应高出太多，同时考虑到随着时间的推移，投资的不断回收，初装费用可以逐渐下调，从而能在满足用户需求的同时提高网络利用率。 本案例中初装费用按照公式：600－600×10％×（t－1）进行变化取值，其中t定义为采用PON接入后的第几年（包括当年，单位为年）。初装费以600 RMB为基准，每年以10％的速度下降。 2.3项目投资与收益 项目投资主要包括两大块：网络建设成本和维护成本。网络建设成本主要由线路铺设成本（含人工费）和设备成本构成，其中GEPON系统设备成本约为2 000 RMB/用户，其中OLT＋分离器为1150 RMB/用户，ONU为850 RMB/用户。对ONU而言，随着技术的不断成熟，成本下降是必然的，在这里假定ONU的成本与时间的关系为（850，600，250）＝（3，3，4），就是说在项目周期的前三年中，ONU的成本按800 RMB/用户计算，从第四年到第六年按600 RMB/用户计算，最后的四年按250 RMB/用户计算。线路铺设成本（含人工费）包括干线光纤＋引入线光纤，约为1 200 RMB/线 。其中线路成本与局端OLT＋分离器的成本是一次到位的，而ONU的投入则是根据用户情况逐渐追加的，维护成本由设备维护成本和网络维护成本构成，分别占业务收入的5%。 项目收益包括接入费用和业务费用，其中接入费用包括老客户缴纳费用和新增客户缴纳费用，业务费用包括运营商自开业务费用以及与ISP分成所得。为了便于计算，这里直接采用上面的结果，即当年每月可以从每用户那里获得134.24 RMB收益，以后每年的月收入按138.49＋138.49×5％×(t－1)变化，其中t定义为采用PON接入后的第几年（包括当年，单位为年）。 根据上述假设，可以知道投资和收益都是一个累计的过程，在这种情况下的投资回收周期就不能按公式：“投资回收期（年）=原始投资额/每年现金净流入量”来进行简单的计算。在这里，把投资与收益趋于相等的时间作为投资回收周期。而投资收益率和净现值率则按式（1）和式（2）来计算，从而可以得到如表2所示的结果。 投资收益率＝∑每年净收入/∑项目每年投资 （1） 净现值率＝∑折现后每年净收入/∑折现后项目每年投资 （2） 从计算结果可以看到，在上述假设条件下，如果采用GEPON到户的接入技术，需要接近5.3年的投资回收期，项目投资收益率大于2，净现值率为154％，因此这个项目是可行的。从各项成本所占比例来看，如果想进一步提高经济效益，应主要从布线和设备方面来压缩成本。考虑到主要的收入来自业务，那么除了降低投资成本外，提高业务收入也是关键。 3 敏感性分析 下面通过对设备、布线、初装费和业务收入的改变来看各个因素对投资收益、回收周期和净现值率的影响。 将GEPON系统成本下降到先前的50％，其它保持不变则结果如表3所示。 将业务收入基数上涨50％，即从140 RMB上涨到210 RMB，其它保持不变则结果如表4所示。 将GEPON初装费从基数600 RMB上涨到800 RMB，其它保持不变则结果如表5所示 布线成本下降到先前的50％，其它保持不变则结果如表6所示 由以上各表可以看到，单一因素的改变会对各项指标都产生影响，但对各项指标的影响力是不同的。具体来讲就是初装费、布线成本、设备成本和业务收入对各项指标的影响力是依次增强的。其中最直观的变化就是投资回收周期的改变可以相差1年。 4 结论 通过对此案例的分析，可以得出以下结论： （1）可以采用低初装费的策略来吸引用户使用PON 当初装费从600 RMB上涨到800 RMB，涨幅为33.3％，但是投资收益率和净现值率的改变却不到3％，可见初装费的变化对投资收益的影响不大。究其原因，初装费用是一次性的，还是逐年下降的，和其它收入比起来只是一笔相对较小的数目。所以为吸引用户使用PON，可以一定程度地降低初装费，而且初装费的降低带来的用户数的增加还可以弥补低初装费的损失。 （2）设备和布线成本的下降是未来PON大规模发展的关键 设备成本下降50％，投资收益率和净现值率分别上涨了39.9％和30.5％，投资回收周期缩短了1年，说明了设备成本的下降对投资收益率和净现值率的影响是比较大的。布线成本下降50％，投资收益率和净现值率分别上涨了26.9％和22.7％，投资回收周期缩短了将近10个月，说明了布线成本对投资收益率和净现值率的影响也是比较大的。参照ADSL的发展史，最初其成本也很高，但是随着普及率的提高，成本下降得很快。因此，如果将来GEPON实现了大规模商用，成本下降是必然的，而成本下降会促使其更大规模的使用，最终形成良性循环，实现GEPON技术的持续发展。 （3）现阶段可以依靠提高业务收入来推动PON的发展 把业务收入从140 RMB的基数涨到210 RMB，涨幅为50％，引起投资收益率和净现值率分别上涨46.6％和35.7％。和前面的影响因素相比，业务收入的影响是最大的，究其原因，主要因为它是一个长期行为，具有累计效应，只要网络还在正常运行，业务收入就不会停止。在目前PON还没有实现大规模商用、设备成本居高不下的情况下，可以依靠业务收入的增长确保PON达到理想的投资收益。为此，可以先在有高带宽业务需求的场合使用此技术，开展诸如IPTV类的高ARPU业务，并由点到面逐步扩大使用范围，随着使用量的增加，设备成本也会相应降低。     FTTH是宽带接入的发展方向，而PON是实现FTTH的主要技术。目前经济性是阻碍PON发展的主要原因，PON的成功取决于多方面因素，如设备价格及部署成本必须继续下降，必须有更多的宽带应用驱动用户产生更高的带宽需求。长远看，设备和布线成本的下降是决定PON大规模商用的关键，现阶段在部署成本暂时还较高的情况下，可以通过提高业务收入来确保PON的投资收益。视频类高ARPU值的业务可以有力地推动PON的应用，而PON这样的高带宽接入方式，又是开展视频类高ARPU值业务必不可少的基础。因此伴随着IPTV等视频业务的大发展，PON必将有广阔的发展前景。