从TCO构成看FTTx模式选择

文/张毓芬

 　　一提到光纤通信，人们往往联想到FTTx网络建设一定是高投入，于是FTTx解决方案给运营商们带来新希望的同时也带了困扰。那么FTTx网络建设究竟有多贵？又贵在哪里？面对这个问题，一百个运营商或设备提供商可能会有一百种不同的答案。

相关因素与TCO构成

 　　事实上，网络建设的成本受多方面因素的综合影响，包括劳动力资源、网络基础、建网模型、施工环境、目标覆盖、设备价格、国家政策等。若想构建一个具有实际操作意义的FTTx网络建设成本分析模型，必须了解方方面面的情况。

·相关影响因素

     劳动力资源类：为该国劳动力，特别是户外劳作的平均每人每小时成本，其素质和价格直接影响FTTx的整网建设成本。虽然国内和海外劳动力成本存在差异，但总体而言，这项成本是整个FTTx网络建设投资中比例构成最高的部分。
     网络基础：包括骨干光纤是否已经铺设好，路边是否有交接箱，是否有铜线或五类线等入户资源，小区内是否有机房等，网络基础的好坏直接影响FTTx网络建设投资。 
     建网模型：选择光纤到户还是光纤到路边或者到楼的模式；如果想选择光纤到路边或者到楼，最后一段接入是利用铜线、五类线、同轴线还是其它方式。建网模型决定了投资成本的高低。
     施工环境：选择直埋还是架空式光缆；若要挖掘埋地，地理环境如何；如何选择最短路由进行光缆铺设等。
     目标覆盖：覆盖范围是多大；目标用户有多少；目标覆盖是高层建筑、多层建筑还是别墅型建筑；是新建小区还是已有铜线或五类线入户的小区等。 
     设备价格：包括局端和终端设备价格、工程物料价格等。
     国家政策：国家是否有相应的FTTx网络建设的鼓励政策；在施工过程中，是否涉及桥权、路权、环保权等问题。
     综上所述，关于FTTx网络的建设成本，不可能有一个全球通用的分析模型或者唯一的参考价格，它会因网而异、因地而异、因人而异、因国而异。但是，大致的建网成本分布状况和发展趋势在全球是基本相同的。

·建设成本（CAPEX）构成
根据大量的第三方咨询报告分析，FTTx网络的建设成本主要由三部分组成：施工人力成本、网络设备成本和光纤分配网络的物料成本。考虑到目前真正计划建设FTTx网络的地区主要集中在北美、欧洲、日韩、海湾和亚太部分有经济实力的区域，所以选取较发达地区建设光纤到户网络为分析模型，各部分建网成本中，施工人力成本占45%，网络设备成本占35%，光纤分配网络的物料成本占20%。

受光纤自身特性所限，光缆铺设施工难度较铜质缆线大很多，使得施工的人力成本占FTTx整网成本的将近一半。线缆埋设和架设是劳动密集型工作，在欧洲等发达地区劳动力价格非常昂贵的情形下，这无疑将成为突出问题。

在FTTH的场景下，网络设备成本约占整网成本的1/3，其中包括局端OLT设备和终端ONT设备。而且由于ONT产品属于消费类产品，定制需求多、应用场景复杂，占据的成本比较大。

 光纤分配网络的物料成本占整网建设成本的20%左右，包括光缆、交接箱、分光器、分纤盒、熔纤盘、光纤连接器等。随着光纤生产技术的成熟和普及，目前光缆的市场价格已低于普通铜质缆线的价格且会随时间推移继续下降。FTTH的瓶颈不在于光纤本身价格，而在于重新铺设用户线缆的代价比较大。

·运维成本（OPEX）构成
  网络运营及维护成本主要指网络投入使用后，对网络运营及维护管理以保证网络正常运行的资源持续投入而产生的费用。其中运营成本主要包括：机房和线路租用费用、主设备及配套设备运行所需要的电力资源费用等；维护成本主要包括：设备软硬件的维保、定障排障环境监控和维护人力成本等。

   维护节点的多少直接影响维护人力和设备的投入以及节点出现故障的概率，因而FTTx模式的选取对网络运营维护成本的影响非常大。由于国内固网运营商的线路一般为自购，机房自购比例也比较高，因而运营商运营成本主要为设备运行所耗用的电费；国内运营商在设备维保、定障排障和环境监控方面的投入具有直观性，比较容易计算，维护人力成本的投入一般计算比较困难。
 
FTTx模式对建设成本的影响

光纤替代铜质缆线是大势所趋，但任何技术的进步和应用都是循序渐进的，希望一夜之间光纤就彻底替代铜质缆线、所有业务都通过光纤接入并不现实，在光纤到户的发展初期，光纤与铜质缆线共存是必然的。目前电信运营商提出的“光进铜退”战略，实际上就是将DSL网络和用户逐渐转化为FTTH网络和用户的演进战略，这种演进思路能很大程度保护运营商在铜线上的已有投资；同时，与FTTH相比，FTTB/C投资成本能大幅节约，这也将成为影响运营商建网思路的一个重要因素。

　以较发达地区小区住宅为分析背景，参考业界的平均价格，比较FTTH、FTTB和FTTC这三种建网模式基于每端口的成本区别，如图1所示。

　在FTTH建网模式里，从局端到用户家里的光缆一共分为三段：主干部分、配线部分和入户部分。考虑到一般较发达地区市政工程要求都比较严格，光缆通常选择直埋方式，而该方式比架空方式的施工难度和成本都高。通常在基于GPON的FTTH网络模式里，主干光缆和配线光缆一般由多个用户共享，费用共同分摊，而入户段光缆则由每用户独占。而且，由于室内布线对光缆的技术标准要求更高，入户段光缆比主干和配线段光缆每米成本都高。
　相比而言，在FTTB模式里，光纤到大楼后，利用已有的铜质缆线作为最后几百米的接入方式替代入户段光缆，而铜双绞线的终端也比xPON的终端要便宜很多，价格仅相当于后者的1/6左右。但是，FTTB模式需要在楼道里增加有源设备和安装环境，以提供光纤上行铜质电缆下行。

　基于目前已规模开展FTTx建设的新加坡电信、阿联酋Etisalat、意大利电信等提供的数据可以看出，尽管FTTB和FTTC模式需要比FTTH模式多考虑有源设备的供电、机房建设或租用、机柜集成等问题，但这些费用远远低于每用户在入户光缆部分的投入。

　　海外运营商的相关采购成本虽然相对国内较高，但FTTH、FTTB、FTTC三种模式之间的成本比例关系相对一定：FTTH模式下的每端口建设成本是FTTB模式建设成本的四倍左右，而较之于目前广泛应用的FTTC+xDSL建网模式，FTTB的建网成本仍然是其三倍。

FTTx模式对运维成本的影响

　以128线国内住宅小区宽带接入为模型，仅考虑宽带情况下，对FTTH、FTTB以及FTTC三种模式在端局以下（含端局主设备）的维护运营成本进行分析，如表1所示。

　在FTTC模式下，维护投入较少，故障点相对较少，维护较便利，运营投入方面耗电主要来自于小区机房xDSL设备、蓄电池和小区机房空调，电费较高。
　FTTB+xDSL模式下，维护投入较少，故障点相对较少，维护较便利，运营投入方面耗电主要来自于对应端口数的端局OLT主设备、大楼接入xDSL设备，电费居中。
　FTTB+LAN模式下，维护投入较少，故障点相对较多，维护一般，运营投入方面耗电主要来自于对应端口数的OLT设备、楼道式交换机设备，电费居中。
　FTTH模式下，维护投入最少，故障点相对较少，维护最便利，运营投入方面耗电主要来自于对应端口数的OLT设备，电费最少。
　可以看出，在引入xPON技术后，远端节点的维护都集中到OLT侧集中管理，无源光分发网络故障率大大降低，宽带的运营和维护成本下降，尤其是在FTTH模式中，故障点维护以及运营费用都降到最低。

“开通率”对FTTx成本的影响

　在FTTx的建设和运营过程中，还有一个必须考虑的重要问题就是“开通率（Take Rate）”，也称为“渗透率（Penetration Rate）”。“覆盖的用户数”是网络投入的规模，而“用户开通数”才是网络运营收益的基数，运营商或厂家在计算投资回报中每户平均成本的时候，必须考虑开通率。
　这个问题对PON网络系统来讲尤其严重。一个PON网络覆盖下去，无论是否安装用户终端，机房端的成本都不能按理想的1：32或者1：64分摊下去。从目前国外FTTH建设情况来看，网络的平均开通率为24%，实际上远小于我们在图1分析中假设的60%。机房端设备和网络成本在计算投资回报时，必须按每户成本2.5来计算。以图1中成本分析的最低价为参考，即使FTTH可以做到全线平均每户1250美元，其中用户端设备200美元，机房端设备和网络成本1050美元。但如果考虑实际开通率的问题，则机房端设备和网络在计算投资回报时，必须按2625美元计算，则每户的平均计算成本将高达2825美元。对心动于FTTH网络建设的运营商和厂家来说，这无疑是一个不小的成本负担。

用发展眼光看FTTx模式选择

在“光纤到户”讨论得如火如荼的今天，越来越多理性的运营商和厂家在冷静地分析其建网投资成本的同时，开始思考如何选择合适的光纤建网方式以达到最佳投资收益比。
关于这个问题，全球权威的咨询公司Infonetics在很多TOP级的电信运营商中做了一个调查统计。调查结果显示，41%的被调查者倾向于选择光纤到路边（FTTC）或光纤到楼道（FTTB），最后一段采用DSL入户的建网模式；24%的被调查者希望采用FTTB/C方式，最后一段采用以太网入户；27%的被调查者赞成给新建小区建设光纤到户（FTTH）；而只有8%的被调查者赞成为旧小区重新铺设FTTH。
调查结果反映了各运营商在综合考虑网络投资、对客户的吸引力、带来的收益、日后维护及投资的风险等各种因素后，倾向于选择对自己最有价值带宽的建网模式。显然，在一片“光纤到户”的高呼声中，大多数理性的运营商们都只准备在新建小区里建设真正的FTTH。而在已有铜线资源的旧小区，他们都不约而同地选择了以全球第三大电信运营商Telefonica（按用户数列第三位）为代表的“先利用已有铜线建设FTTB/C，将来再逐步演进到FTTH”的建网思路。
　　无疑，光纤与铜质缆线的共存，一方面能有效地保护运营商已有的投资，另一方面能使用户和运营商有效地避免FTTH的投资风险。同时，借鉴DSL技术成功的发展模式，随着芯片的成熟发展，规模商用经验的积累，将来FTTH成本下降将是必然趋势。因此，在现阶段不妨先进行部分的铜缆改造，将光纤节点下移，使之更靠近终端用户，从而获得最优性价比的高带宽网络，同时在FTTx浪潮中抢占先机，为后续网络的持续发展和平滑演进到FTTH打下坚实的基础。