Zvláštní ekonomika FTTH

Zatím situace s optikou do domu napovídá, že z ekonomického hlediska zřejmě bude obtížné prosadit velké projekty nasazování optických přípojek tam, kde zrovna není specifická potřeba optiky. Nebo pokud se příslušně nezmění veřejná politika.

FTTH (Fiber To The Home) je nejvhodnější infrastrukturou pro budoucí širokopásmové služby v domácnostech. Představuje kabelové médium, protože nabízí neomezenou kapacitu a větší možnosti služeb ve srovnání s jakýmkoli jiným médiem. Masové nasazení optiky ale brání finanční propočty zejména v krátkodobém pohledu.

Nejčastější řešení FTTH bude topologie dvoubodového připojení domácnosti nebo topologie hvězda kolem ústředny (viz též článek FTTH v Americe a navazující články o FTTH). V případě větších vzdáleností je ekonomičtější nasazení elektronického multiplexoru místo několika optických tras, ve výsledku aktivní dvojitá hvězda k jednotlivým zákazníkům. PON (Passive Optical Network) s optickým multiplexorem šetří náklady na terminály (včetně provozních nákladů). Alternativou k FTTH je FTTC (Fibre To The Curb), kde koncové terminály PON slouží více domácnostem prostřednictvím metalických přípojek.

HFC (Hybrid Fibre Coax) kabelových (datových) sítí jsou koncepčně podobné FTTC: optické signály se přenášejí ke vzdálenému terminálu a následně jsou převedené na elektrické signály a distribuované k zákazníkům po metalických rozvodech. Ale z praktického hlediska mezi nimi mnoho společných prvků nenajdeme.

Jakkoli je optika velice perspektivní a prakticky nepřekonatelná, zákazník si v první řadě (stále) vybírá podle momentálních cen – pokud si má z čeho vybrat (DSL, kabel, optika, satelit, bezdrát). Teprve jako některé z dalších kritérií zohlední perspektivy optiky. FTTH se bude muset snažit přesvědčit uživatele jak se zájmem o TV, tak o telefonní služby, vedle datových.

Kapacitní požadavky

Kapacita pro uživatele webu z hlediska potřebné šířky pásma si lze spočítat následovně (podle „A view of fiber to the home economics“, IEEE Communications): kabelový DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) kanál o 30 Mb/s by byl schopen podporovat až 500 uživatelů současně kapacitou 10 Mb/s. To za předpokladu, že se jedná o webovou službu, která využívá klasické chování TCP/IP. Surfování na webu není kontinuální, ale shlukový přenos dat. Dlouhodobý průměr vychází na 40 kb/s, což je mnohem méně než 10 Mbit/s. Typická kapacita kabelové sítě 30 Mb/s má průměrnou využitelnost kanálu 20 Mb/s, což umožňuje podporu shlukového přenosu 10 Mb/s bez toho, aby uživatel nějaké zpoždění zaregistroval. Pokud tento DOCSIS kanál sdílí 500 uživatelů, pak překvapivě budou kvalitu IP služby vnímat stejně, jako uživatelé s přímým připojením o 10 Mb/s:

30 Mb/s – (500*40 kb/s) = 10 Mb/s

Podle této analýzy v případě centrálního uzlu obsluhujícího kolem 10 tisíc uživatelů, za předpokladu pouhé čtvrtiny z nich on-line, postačuje sdílený kanál o 100 Mb/s pro uživatele pro službu vnímanou jako 10 Mb/s.

Pro potenciálního poskytovatele FTTH je z toho zřejmé, že pokud bude poptávka po službách obdobná dnešní situaci – data, hlas, obraz, pak optika poskytuje jen velmi málo konkurenčního vůči stávajícím možnostem. Potenciál FTTH by byl z valné části nevyužitý pro služby, které si uživatelé dnes platí. Jinou situaci ale vyvolávají nové služby, o něž roste zájem, jako P2P. Průměrná kapacita bude pro tyto služby mnohem vyšší, takže ve výše uvedeném příkladu by již 500 uživatelům DOCSIS sdílené pásmo nestačilo, aniž by nezažili nepříjemnosti s kvalitou služby.

Vysoké pořizovací náklady

U FTTH je nejnáročnější budování počáteční infrastruktury. Fixní náklady je třeba vynaložit ještě dříve, než lze připojit prvního uživatele. Počáteční náklady závisí na ceně materiálu, ceně místní práce, hustotě domácností a jejich rozptylu, na ceně povolení vedení pod zemí nebo vzduchem a na dalších faktorech. Jakmile základní infrastruktura stojí, pak je s připojením každého uživatele spojen další náklad, který může být konstantní (viz obrázek).

Zdroj: IEEE Communications

Vedle kabelů potřebuje síť aktivní terminály, což se promítá do pevných nákladů na zařízení v centrále na podporu PON a do proměnných nákladů na terminál v domácnosti (hardware a instalace, včetně testování). Z analýzy nákladů je zřejmé, že cílem je vyšší zisk na zákazníka a více zákazníků na síť (viz obrázek). 

Zdroj: IEEE Communications

Optická vlákna jsou komunitní komoditou s dlouhou životností, podobně jako elektrická, vodovodní, plynová nebo kanalizační síť. Infrastruktura nemusí být nutně ve vlastnictví poskytovatelů služeb. Je samostatnou entitou, kterou mohou poskytovatelé využívat jako běžné rozhraní směrem k uživatelům. Jednou z logických možností, jak tohoto oddělení fyzické sítě od služeb (optické vrstvy od vrstvy služeb) využít, je využívat infrastrukturu někoho jiného – organizací, veřejné sféry, distribučních společností. V cíli to pak znamená možnost budovat zákaznické sítě, kdy si zákazník (třeba skupina uživatelů) pronajme vlákna a postaví si svoji síť. Síť sama je vůči službám naprosto agnostická.

Zákaznické sítě

Podobně jako funguje přidělování licencí na kmitočtové spektrum mohou díky WDM využívat simultánně stejnou optickou infrastrukturu vlastněnou komunitou různí poskytovatelé služeb. Mohou sdílet optické kabely, ale ne už přenosová zařízení, protože ta mohou vyžadovat přizpůsobení se dané službě (typu vysílání všem nebo naopak dvoubodového spojení). Protože poskytovatelé služeb v tomto případě nejsou nuceni používat úplně stejnou technologii a přizpůsobovat jí nasazování svých služeb, ale naopak našít na míru infrastrukturu pro danou službu, může to být ta pravá motivace pro jejich zájem o optickou přístupovou síť.

Hledání killer application

Ekonomické analýzy s největší pravděpodobností zpozdí nasazování FTTH, protože prostředí nasazování služeb se mění jen velmi zvolna, podobně jako celková politika.  Svatým grálem v širokopásmových službách je klíčová aplikace – killer application. A jako v případě svatého grálu se ji nepodařilo najít a její hledání bude nadále pokračovat. HDTV (High Definition TeleVision) je jedna z aplikací v oblasti zábavy, která se jeví jako na míru ušitá právě pro optiku, díky jejím kapacitním možnostem odpovídajícím nevětšímu „žroutovi“ pásma na trhu. Nicméně silným konkurentem optických přípojek jsou kabelové a satelitní sítě. Telekomunikační provozovatelé také nezahálejí a přecházejí na vyšší rychlosti (ADSL 2+) a lepší využití pásma prostřednictvím moderních možností komprese (MPEG-4 AVC, viz článek Televizní vysílání po DSL).

Telekonference jako aplikace z kategorie business může být pro optiku ještě lepším kandidátem, protože podniková sféra bude postupně více využívat zejména videokonference pro úsporu nákladů místo drahých obchodních cest a jednání mimo kancelář. Z technického hlediska právě optika nejlépe vyhovuje: splňuje nejen požadavky na větší šířku pásma, ale také na velmi malé zpoždění, což je pro videopřenosy klíčové.

P2P aplikace a streaming media patří také mezi žhavé kandidáty v hraniční oblasti zábavy a businessu. Zejména streaming video a audio, které činí problémy nejrozšířenějšímu typu přípojek – DSL – je pro optiku ideální.

Vizionářský pohled

Vize budoucnosti skrývající se za optikou do domu je schopnost propojit všechny lidi, informační a zábavní zdroje na světě v obou směrech rychlostí odpovídající přenosu videa. Takové nároky dnes samozřejmě nesplňuje ani jeden typ přístupových sítí používaných v současnosti, a je proto vzácným cílem pro FTTH.

15. 9. 2005

Autor: Ing. Rita Pužmanová, CSc., MBA