Invloed van stadsnetwerken op de breedbandmarkt gemodelleerd met behulp van speltheorie

Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen

Vakgroep: Informatietechnologie (INTEC) Voorzitter: prof. dr. ir. P. Lagasse Onderzoeksgroep: Broadband Communication Networks (IBCN) Voorzitter: prof. dr. ir. P. Demeester

Invloed van stadsnetwerken op de breedbandmarkt gemodelleerd met behulp van speltheorie door Bart Wouters

Promotoren: prof. dr. ir. M. Pickavet en dr. ir. D. Colle Scriptiebegeleiders: ir. K. Casier, lic. J. Van Ooteghem, ir. B. Lannoo, dr. ir. Sofie Verbrugge

Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van burgerlijk elektrotechnisch ingenieur

Academiejaar 2006-2007

Voorwoord Dit eindwerk is er gekomen met de hulp van vele mensen. Graag had ik de volgende mensen speciaal willen bedanken voor hun hulp bij de realisatie van dit eindwerk: o mijn promotoren, voor het aanbieden en begeleiden van deze thesis. o mijn begeleiders, voor het beantwoorden van mijn vele vragen, de constante feedback op mijn werk en het nalezen van dit eindwerk, vaak ten koste van hun vrije tijd. Ik apprecieer dit enorm. o mijn ouders, voor het nalezen van dit eindwerk en voor de mogelijkheden die ze mij op alle vlakken van het leven geboden hebben en hun onvoorwaardelijke steun tijdens mijn universitaire studies. o mijn broer Tom, die tijdens de ganse thesis mijn klankbord was en die constant opbouwende kritiek had. Zonder zijn constante feedback en hulp was dit eindwerk nooit geworden wat het nu is. Ik hoop dat ik in de toekomst hetzelfde voor hem zal kunnen doen. o Andrew Fecheyr, voor de nuttige tips bij het programmeren. Daarnaast wil ik iedereen bedanken, die mij tijdens mijn universitaire studies gesteund heeft. Dankzij jullie waren deze 5 jaren een schitterende tijd.

“De auteur geeft de toelating dit afstudeerwerk voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van het afstudeerwerk te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van resultaten uit dit afstudeerwerk.” Bart Wouters, juni 2007

II

Overzicht Invloed van stadsnetwerken op de breedbandmarkt gemodelleerd met behulp van speltheorie door Bart Wouters Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van BURGERLIJK INGENIEUR IN DE ELEKTROTECHNIEK: OPTIE: ELEKTRONISCHE CIRCUITS EN SYSTEMEN Academiejaar 2006-2007 Promotoren: prof. dr. ir. M. Pickavet en dr. ir. D. Colle Scriptiebegeleiders: ir. K. Casier, Lic. J. Van Ooteghem, ir. B. Lannoo, dr. ir. Sofie Verbrugge Faculteit Ingenieurswetenschappen Universiteit Gent Vakgroep: Informatietechnologie (INTEC) Voorzitter: prof. dr. ir. P. Lagasse Samenvatting België is altijd één van de voorlopers geweest op het gebied van breedband, met een goed uitgebouwd DSL en HFC toegangsnetwerk tot gevolg. Op lange termijn kan dit echter remmend werken voor de verdere ontwikkeling van breedband, omdat uitbaters eerst rendement uit hun huidige investeringen willen halen. Nieuwe ontwikkelingen zoals een volledig optisch toegangsnetwerk, Fiber to the Home (FttH), dreigen hierdoor aan België voorbij te gaan. In deze thesis gaan we na of een stadsnetwerk een oplossing kan bieden en wat het speltheoretische resultaat zal zijn wanneer dit stadsnetwerk in competitie treedt met een bestaande breedbandaanbieder. Dit wordt geconcretiseerd door het analyseren van de uitrol van een FttH stadsnetwerk in Gent. In deel I wordt een technologisch overzicht gegeven van de bestaande toegangsnetwerken en van FttH. In deel II bespreken we de motivatie en voordelen van een stadsnetwerk en trachten we een optimale netwerkarchitectuur voor de Stad Gent te bepalen. In deel III stellen we een economisch model op dat de interactie modelleert tussen een stadsnetwerk en een bestaande breedbandaanbieder. Het model is in staat de speltheoretisch optimale strategie te bepalen voor beide spelers uit een set van strategieën. Uit de analyses blijkt dat het voor de Stad Gent economisch haalbaar is een FttH stadsnetwerk uit te rollen.

Trefwoorden: Fiber to the Home, stadsnetwerken, techno-economische analyse, speltheorie

III

Extended abstract

Influence of community networks on the broadband market modeled with game theory Bart Wouters Supervisor(s): Mario Pickavet, Didier Colle, Koen Casier, Bart Lannoo, Jan Van Ooteghem, Sofie Verbrugge Abstract - Belgium has always been on the forefront of broadband development, but now traditional providers are hesitating on pursuing the next step, an all optical access network, also called Fiber to the Home (FttH). In other countries more and more communities are developing their own FttH network, as they consider broadband a basic need and vital to the future prosperity of the community. This paper investigates the possible roll out of an FttH network in the city of Ghent, making use of game theory within an economic feasibility study. Keywords - Fiber to the Home, Community Networks, TechnoEconomics, Game Theory

I. INTRODUCTION

less on immediate returns and more on the prosperity of its citizens: a well-considered FttH roll out can have a positive impact on employment, education, public services, etc. Community owned networks also have economic advantages. They can usually borrow money at the lowest rates available and a major cost component, the digging, can be partially done together with ongoing city works. B. Choosing the architecture and business model There are two main FttH architectures. Active architectures offer a dedicated fiber from each user to the Central Office (CO) or a street cabinet, and are Point-to-Point networks. Passive Optical Networks (PON) on the other hand are Pointto-Multipoint networks, where the access fiber is shared by typically 16 to 64 users. Both architectures are compared on 4 points in Table 1. Based on this comparison we have chosen an active fiber architecture as the optimal structure for the Ghent community network.

In 2006 the broadband coverage in Belgium was 100%. Belgium is 10th worldwide on the number of broadband connections per 100 inhabitants [1][2]. There are two players in Belgium: Belgacom uses a DSL (Digital Subscriber Line) network while Telenet owns a HFC (Hybrid Fiber Coax) network. These networks have evolved from the old telephone and CATV networks and use copper or coaxial Table 1: Comparing FttH architectures cable as transport medium. Both suffer from increasing Active architecture PON attenuation when the loop length to the subscriber increases. Bandwidth per user >1Gbps <100Mbps This either limits the bandwidth or distance to a user. Suited for Business users Yes Limited As the bandwidth demand increases by the development of Competition possibilities High Limited Investment and operational new applications such as HDTV and real time video Highest High costs applications, the existing broadband networks have to upgrade their bandwidth per user. This is mostly done by We opt for a co-operation between the city of Ghent and shortening the copper or coax length to the user and replacing DSL provider Belgacom. Belgacom has the broadband it with fiber. Fiber suffers little attenuation over long expertise that the city is lacking and can learn a lot from this distances. experience. This also eliminates one competitor. For the The approach currently taken by providers gradually increases the bandwidth, but is unable to follow the increasing duration of the case (2008-2022) we assume that no other demand. This growing bottleneck could be solved by rolling provider will be able to roll out or use a fiber architecture. In out an all fiber infrastructure (FttH). Traditional providers are 2022 the fiber infrastructure and network operations should hesitating to invest heavily in infrastructure as they first want be handed over to independent companies and other providers their previous broadband investments to pay off and are can use the fiber architecture to deliver broadband. This uncertain about new local loop unbundling regulation for model enables competition and innovation on the long term while also making FttH economically viable during start-up. fiber networks. Communities all over the world are not waiting for III. ECONOMIC MODEL broadband providers to take initiative and have decided to roll out their own FttH networks. This paper will try to select an optimal community network architecture for the City of C. Model Ghent and evaluate its economic feasibility using game In Figure 1 the developed model is shown. Part 1 is an theory. Excel model which, based on costs, revenues, adoption, etc, calculates the Net Present Value (NPV) for both players. By II. COMMUNITY NETWORKS varying the roll out parameters we obtain different scenarios and an NPV matrix. In part 2 we have developed a tool, based A. Motivation and advantages on the Gambit game theory tool that calculates the Nash The main motivation for communities to roll out FttH equilibria using the NPV matrix [3]. A Nash equilibrium (NE) networks is the lack of initiative by traditional providers. A is a set of strategies, one for each player, where no player will community will also have a long term vision and will focus gain anything by unilaterally changing his strategy. IV

B. Game theoretic analysis The Nash equilibrium indicates the very active strategy for both players (Table 2, bold). For Telenet the very active strategy is always the dominant strategy, independent of the actions of the community network. For the community network the two active scenarios are dominant. Because of the huge initial investments and the little gain in NPV for the optimal, very active strategy, it might be better for the community network to opt for a less active scenario, with less investments needed but a lower NPV.

Figure 1: Economic model structure

30 25

D. Scenario We have used this economic model to evaluate the roll out of a community network in the city of Ghent for the period 2008-2022. The city is divided in 8 areas, each given a priority rating (1-8). This rating is based on the non-economic benefits1 of FttH in this area (based on public services, schools, etc) and is used to determine the roll out sequence. The community network will start immediately with the roll out of an active fiber to the home architecture. The competitor, Telenet, will upgrade its existing HFC infrastructure by shortening the coax length and implementing a new HFC protocol, DOCSIS 3.0. Both players will vary the roll out speed of their technologies (5 speeds). IV. RESULTS A. General Table 2 shows the resulting NPV matrix after 15 years. Table 2: NPV matrix (Dominant strategies in gray, NE in bold) Playere NPV (M$) (Ghent / Telenet) Very G passive h Passive e Normal n Active t Very active

Telenet Very passive

Passive

0.7 6.3 0.6 5.6 11.1 11.4 11.3

5.9 4.6 4.4 4.2

12.3

Normal 0.9

24.9

Active 1.0

Very active

32.2 1.0 34.3

2.8 11.6 2.8 24.2 3.3 31.5 13.2 8.6 8.2 20.6 9.5 27.5 13.7 8.2 11.6 18.6 10.4 26.1 14.0 7.6 14.3 17.3 11.0 24.8

3.3 9.6 10.7 11.4

Cumulative NPV (M$)

20

Passive: Community network Passive: Telenet Normal: Community network Normal: Telenet Active: community network Active: Telenet

15 10 5 0 2008 -5

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

-10 -15 -20

Year

Figure 2: Cumulative NPV of the different secnarios

C. Extending the scenario An extension to the above scenario is to vary the roll out sequence. We have investigated the impact on the NPV when varying this sequence and have concluded that Telenet should focus its roll out on the densely populated areas. Although this will also generate additional income for the community network, the impact on the non-economic effects will be negative. As those benefits are equally important for the City of Ghent, we have concluded that Ghent should roll out by priority to maximize the prosperity of its citizens.

33.5 29.5 28.0 26.7

D. Sensitivity analysis Using the Crystal Ball tool [4], we have done a sensitivity analysis on the resulting NE. The variation of the most important parameters (adoption and digging costs) resulted in We see that all scenarios generate a positive NPV for the a negative NPV less than 6% of the time. This clearly shows community network. In Figure 2 we compare the NPV that the roll out of a community network is almost always evolution of a passive, normal and active strategy for the economically feasible. community network2: the more active the strategy, the more V. CONCLUSION negative the NPV becomes during the scenario. The reason is that in more active strategies, the physical roll out (outside An FttH community network in the City of Ghent is plant), which account for 68% of the total CapEx, are economically viable and the City should opt for FttH concentrated in the beginning of the roll out. If Ghent has architecture in co-operation with a traditional provider. By limited borrowing capacity, this might make active roll outs 2022 the NPV of the roll out will almost certainly be positive. impossible, due to the huge initial investments required. We The game theoretical optimal roll out strategy, a very active also note that the difference in NPV in 2022 for the deployment, will come at the cost of huge initial investments. community network between the three most active scenarios Considering this, it might be better to opt for a sub-optimal is very small, while the required investment capital differs roll out with less initial investments and a lower NPV. substantially. REFERENCES [1] 1

The non-economic benefits are also included in the NPV of the community network 2 The very active strategy follows the same evolution. For telenet we have chosen the active strategy, but the results stay the same if we change Telenet’s strategy

[2] [3] [4]

European Commission Information Society and Media, i2010 Annual Report 2007, Belgium, 2007. Organisation for Economic and Co-operation and Development, Broadband Statistics, 2006. McKelvey, Richard D., McLennan, Andrew M., and Turocy, Theodore L., Gambit: Software Tools for Game Theory, 2007 Crystal Ball, www.crystalball.com

V

Inhoudstafel VOORWOORD ..................................................................................................................... II OVERZICHT ....................................................................................................................... III EXTENDED ABSTRACT ................................................................................................... IV INHOUDSTAFEL ............................................................................................................... VI LIJST VAN AFKORTINGEN ............................................................................................. IX INLEIDING ....................................................................................................................... - 1 - DEEL I: TECHNOLOGISCH OVERZICHT VAN BREEDBAND NETWERKEN ... - 2 - HOOFDSTUK 1. INLEIDEND OVERZICHT ............................................................... - 2 - 1.1. Digital Subscriber Line (DSL) ............................................................................. - 2 - 1.1.1. 1.1.2. 1.1.3. 1.2. 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.3. 1.4. 1.5.

Werking....................................................................................................................... - 2 - DSL types.................................................................................................................... - 3 - Upgraden van DSL netwerk ........................................................................................ - 5 - HFC-netwerken.................................................................................................... - 6 - Werking....................................................................................................................... - 6 - HFC-types: DOCSIS ................................................................................................... - 7 - Upgraden van HFC netwerk ....................................................................................... - 8 - Fibernetwerken .................................................................................................... - 8 - Draadloze communicatie ..................................................................................... - 9 - Breedband in België .......................................................................................... - 10 - HOOFDSTUK 2. FIBER TO THE HOME ................................................................... - 12 - 2.1. Inleiding ............................................................................................................. - 12 - 2.2. Actieve versus passieve netwerken .................................................................... - 13 - 2.2.1. Actieve netwerken..................................................................................................... - 13 - 2.2.2. Passieve netwerken ................................................................................................... - 15 - 2.2.3. Vergelijking van actieve en passieve netwerken....................................................... - 17 - 2.3. ATM versus Ethernet [21] ................................................................................. - 19 - 2.4. FttH apparatuur................................................................................................. - 20 - 2.4.1. Optische vezel ........................................................................................................... - 21 - 2.4.2. Optical Network Unit (ONU) ................................................................................... - 22 - 2.4.3. Optical Line Terminator (OLT) ................................................................................ - 22 - 2.4.4. Splitter ....................................................................................................................... - 23 -

DEEL II: STADSNETWERKEN: OVERWEGINGEN EN EVALUATIE ................. - 24 - HOOFDSTUK 3. FTTH STADSNETWERKEN.......................................................... - 24 - 3.1. Motivatie stadsnetwerken .................................................................................. - 24 - 3.2. Overwegingen bij de keuze van het stadsnetwerk.............................................. - 25 - 3.2.1. Bandbreedte .............................................................................................................. - 25 - 3.2.2. Competitie ................................................................................................................. - 26 - 3.2.3. Business gebruikers................................................................................................... - 27 - 3.2.4. Investeringskosten en operationele kosten ................................................................ - 27 - 3.2.5. Business modellen [33] ............................................................................................. - 28 - 3.3. Gekozen stadsnetwerk model voor thesis........................................................... - 31 - HOOFDSTUK 4. ANALYSE VAN INVESTERINGSPROJECTEN .......................... - 33 - 4.1. Algemene tools bij een investeringsanalyse ...................................................... - 33 - 4.1.1. Payback time ............................................................................................................. - 33 - 4.1.2. Net Present Value (NPV) .......................................................................................... - 33 - 4.1.3. Real Options.............................................................................................................. - 34 - 4.1.4. Sensitiviteitsanalyse .................................................................................................. - 35 -

VI

4.2.

Speltheorie ......................................................................................................... - 36 - 4.2.1. Concept ..................................................................................................................... - 36 - 4.2.2. Geschiedenis ............................................................................................................. - 37 - 4.2.3. Prisoner’s dilemma ................................................................................................... - 37 - 4.2.4. Soorten spellen .......................................................................................................... - 38 - 4.3. Speltheoretische tool .......................................................................................... - 40 - 4.3.1. Overzicht van beschikbare tools ............................................................................... - 41 - 4.3.2. Ontwikkelde tool ....................................................................................................... - 43 - DEEL III: ONTWERP EN ANALYSE VAN HET THESISMODEL .......................... - 45 - HOOFDSTUK 5. MODEL VOOR DE CASE .............................................................. - 45 - 5.1. Doel.................................................................................................................... - 45 - 5.2. Case beschrijving............................................................................................... - 45 - 5.3. Opbouw en beschrijving .................................................................................... - 47 - HOOFDSTUK 6. MODELDETAILLERING ............................................................... - 49 - 6.1. Inputs ................................................................................................................. - 49 - 6.1.1. 6.1.2. 6.2. 6.2.1. 6.2.2. 6.2.3. 6.2.4. 6.2.5. 6.3. 6.4. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.5.3. 6.5.4. 6.6. 6.6.1. 6.6.2. 6.7. 6.7.1. 6.7.2.

Uitrol parameters....................................................................................................... - 49 - Algemene case inputs................................................................................................ - 50 - Adoptiecurve ...................................................................................................... - 53 - Bass model voor opeenvolgende technologieën ....................................................... - 53 - Bepalen waarden parameters Bass model ................................................................. - 54 - Uitbreiding op model: introductiejaar ....................................................................... - 56 - Uitbreiding op model: interactie tussen het stadsnetwerk en Telenet ....................... - 57 - Uitbreiding op model: Gompertz modellering van intekenaars ................................ - 60 - Gebruikers ......................................................................................................... - 61 - Learning curve ................................................................................................... - 63 - Kosten stadsnetwerk .......................................................................................... - 64 - Plaatsings- en fiberkosten ......................................................................................... - 64 - Aansluitingskosten .................................................................................................... - 66 - Central Office kosten ................................................................................................ - 67 - Operationele kosten................................................................................................... - 70 - Kosten Telenet netwerk ...................................................................................... - 71 - Graafkosten ............................................................................................................... - 72 - Componentkosten...................................................................................................... - 72 - Inkomsten ........................................................................................................... - 73 - Geldelijke inkomsten ................................................................................................ - 74 - Niet-geldelijke inkomsten ......................................................................................... - 75 - HOOFDSTUK 7. ANALYSE ....................................................................................... - 77 - 7.1. Strategieën ......................................................................................................... - 77 - 7.1.1. Analyse 1: Variatie uitrolsnelheid............................................................................. - 77 - 7.1.2. Analyse 2: Variatie uitrolvolgorde ............................................................................ - 78 - 7.2. Resultaten model ................................................................................................ - 79 - 7.3. Speltheoretische analyse .................................................................................... - 83 - 7.3.1. Analyse 1: Variatie uitrolsnelheid............................................................................. - 83 - 7.3.2. Analyse 2: Variatie uitrolvolgorde ............................................................................ - 84 - 7.4. Sensitiviteitsanalyse ........................................................................................... - 86 - 7.4.1. Simulatie 1: Globale variatie paramaters .................................................................. - 87 - 7.4.2. Simulatie 2: Variatie kosten parameters ................................................................... - 89 - 7.4.3. Simulatie 3: Variatie graafkosten en operationele kosten ......................................... - 91 - 7.5. Besluit ................................................................................................................ - 93 - HOOFDSTUK 8. BESLUIT.......................................................................................... - 94 -

VII

BIJLAGEN ......................................................................................................................... - 96 - HANDLEIDING SPELTHEORETISCH PROGRAMMA ............................................. - 96 - BREEDBANDCIJFERS BELGIË ................................................................................... - 98 - REFERENTIES ................................................................................................................ - 99 - LIJST VAN FIGUREN .................................................................................................. - 101 - LIJST VAN TABELLEN............................................................................................... - 103 - LIJST VAN VERGELIJKINGEN ................................................................................. - 104 -

VIII

Lijst van Afkortingen ADSL ANSI APON ATM BPON BRAS CAPEX CATV CMTS CO CPE DOCSIS DSLAM DSL DTV EFMA EPON ETSI FttH GEM GEPON GPON HC HDSL HDTV HFC HP IEEE IP IRR ISDN ISP ITU NE NPV OLT ONU ONT OPEX P2P PON POTS PSTN QoS SA SDSL SHDSL TDMA TP

Asymmetric Digital Subscriber Line American National Standards Institute Asyncronous transfer mode Passive Optical Network Asynchronous Transfer Mode Broadband Passive Optical Network Broadband Remote Access Server Capital Expenditures 1. Community Antenna TeleVision 2. CAble TeleVision Cable Modem Termination System Central Office Customer Premise Equipment Data Over Cable Service Interface Specification DSL Acces Multiplexer Digital Subscriber Line Digital TeleVision Ethernet First Mile Alliance Ethernet Passive Optical Network European Telecommunications Standards Institute Fiber to the Home GPON Encapsulation Method Gigabit Ethernet PON Gigabit Passive Optical Network Homes Connected High bit-rate DSL High Definition TeleVision Hybrid Fibre Coaxial Homes Passed Institute of Electrical and Electronics Engineers Internet Protocol Internal Rate of Return Integrated Services Digital Network Internet Service Provider International Telecommunications Union 1. Nash evenwicht 2. Nash equilibrium Net Present Value Optical Line Terminator Optical Network Unit Optical Network Terminator Operational Expenditures Point to Point Passive Optical Network Plain Old Telephone System Public Switched Telephone Network Quality of Service Service Area Symmetric Digital Subscriber Line Single Pair High Speed DSL Time Division Multiple Access Twisted Pair

IX

UMTS VDSL WIFI WiMAX

Universal Mobile Telephone System Very High Speed Digital Subscriber Lin Wireless Fidelity Worldwide Interoperability for Microwave Access

X

Inleiding België is in het verleden altijd al een voorloper geweest op het gebied van breedband. Aanzienlijke investeringen in het DSL en HFC netwerk hebben geleid tot een goed uitgebouwd breedbandnetwerk. Deze investeringen kunnen op lange termijn een remmend effect hebben op de verdere ontwikkeling van breedband in België. De DSL en HFC netwerkuitbaters willen immers rendement uit hun investering halen en zijn dus niet geneigd te investeren in nieuwe breedbandontwikkelingen zoals een volledig optisch toegangsnetwerk, Fiber to the Home (FttH). Deze investeringen zullen nodig zijn om te voldoen aan de toenemende vraag naar bandbreedte. Stadsnetwerken kunnen hier een oplossing bieden. Meer en meer steden, zoals o.a. Stockholm, Amsterdam, Wenen, Pau en San Francisco, beginnen breedbandinfrastructuur immers als een basisvoorziening voor de burger te zien, net zoals water en elektriciteit. Het doel van deze thesis bestaat uit het evalueren van stadsnetwerken voor het oplossen van de breedbandproblematiek en behandelt volgende drie vragen: o

Zijn stadsnetwerken een oplossing om de breedbandmarkt verder te ontwikkelen en heeft een Stad hier belang bij?

o

Welke FttH architectuur moet door deze stadsnetwerken geïmplementeerd worden?

o

Wat is het resultaat als een stadsnetwerk in competitie treedt met een bestaand breedbandnetwerk? Ga dit na voor de Stad Gent met Telenet als concurrerende breedbandaanbieder gebruik makend van speltheorie.

In deel I van deze thesis wordt er een overzicht gegeven van de bestaande breedbandnetwerken en de ontwikkelingen op het gebied van FttH. In deel II wordt stilgestaan bij de motivatie voor een stadsnetwerk en de keuzes die bij implementatie moeten gemaakt worden. Tevens wordt de beoordeling van investeringsprojecten besproken en wordt dieper ingegaan op speltheorie als beslissingsmethode. In deel III wordt het thesis model beschreven dat de speltheoretische interactie modelleert tussen twee breedbandaanbieders. Ook worden de resultaten van het uitrollen van een stadsnetwerk in Gent geanalyseerd.

-1-

DEEL I: TECHNOLOGISCH OVERZICHT VAN BREEDBAND NETWERKEN HOOFDSTUK 1.

Inleidend Overzicht

De laatste jaren is het aantal manieren om data in digitale vorm uit te wisselen sterk gestegen. We kunnen twee grote types onderscheiden: vaste toegangsnetwerken en draadloze toegangsnetwerken. Beide technologieën hebben hun voor- en nadelen. In dit hoofdstuk worden de bestaande toegangsnetwerken besproken, met nadruk op de vaste toegangsnetwerken. Ook wordt kort de situatie in België besproken.

1.1. Digital Subscriber Line (DSL) 1.1.1. Werking Toen in de jaren ’90 internet beschikbaar werd voor het grote publiek, was de enige connectiemogelijkheid een analoge modem die aangesloten werd op het telefoonnetwerk (kopernetwerk, Twisted Pair of TP). Deze eerste modems waren zeer traag en er werd dus naar allerlei manieren gezocht om de snelheid op te drijven. De voornaamste verbeteringen sindsdien zijn het gebruik van digitale signalen om data te verzenden en het gebruiken van hogere frequenties. Dit heeft geleid tot de huidige generatie van Digital Subscriber Line (DSL) netwerken. In België wordt het DSL netwerk uitgebaat door Belgacom. Een schematisch overzicht van een DSL netwerk is weergegeven in Figuur 1-1.

Figuur 1-1: DSL Schema

DEEL I

HOOFDSTUK 1: Inleidend Overzicht

Alle verschillende DSL netwerken werken min of meer volgens het bovenstaande schema. In het Central Office (CO) komt vanuit de backbone zowel het analoge telefoonverkeer (Public Switched Telephone Network of PSTN) als de digitale data van de ISPs toe. Het analoge telefoonverkeer zit bij de lage frequenties (<4kHz) en de digitale data bij de hogere frequenties (>25kHz). Beide signalen worden over éénzelfde koper TP van de Digital Subscriber Line Access Multiplexer (DSLAM) naar de gebruiker gestuurd. Elke gebruiker beschikt over een eigen verbinding met de DSLAM. We hebben hier dus te maken met een “point to point” verbinding. Bij de gebruiker wordt het signaal opnieuw gesplitst in zijn digitale en analoge component. De DSLAM doet de aggregatie van de verschillende DSL signalen en scheidt de analoge telefoonsignalen van de digitale data. Een DSLAM maakt meestal gebruik van Asynchronous Transfer Mode (ATM) alhoewel Ethernet de laatste jaren aan populariteit heeft gewonnen. Vanuit de DSLAM vertrekken de analoge signalen naar het PSTN en de digitale signalen gaan via een Broadband Remote Access Server (BRAS) naar de verschillende Internet Service Providers (ISPs). Bij de nieuwere DSL technologieën worden steeds hogere frequenties gebruikt. Bij hogere frequenties bekomt men immers hogere datadebieten. Hogere frequenties zorgen jammer genoeg ook voor grotere attenuatie, waardoor de maximale afstand tot de gebruiker steeds kleiner moet worden. Indien de verbinding tussen het CO en de gebruiker te lang wordt, zal men een Optical Network Unit (ONU) tussen het CO en de gebruiker plaatsen. De verbinding tussen het CO en de ONU is niet langer in koper, maar in fiber. Dit laatste noemt men de verglazing van het toegangsnetwerk.

1.1.2. DSL types In Tabel 1-1 wordt een overzicht gegeven van de verschillende netwerktechnologieën en hun belangrijkste eigenschappen. Zoals in vorige paragraaf is uitgelegd zullen hogere datadebieten gepaard gaan met dalende maximale koperlengte. Dit wordt ook weergegeven in Figuur 1-3. Netwerk Type Analoge lijn ISDN HDSL ADSL ADSL2 ADSL2+ VDSL VDSL2

Download Snelheid (Mbps) 0.056 0.128 1.54 8 12 24 52 26 100

Upload Snelheid (Mbps) 0.033 0.128 1.54 0.8 1 3.5 16 26 100

Maximale koperlengte(m) n/a n/a 3650 5500 3000 1200 300 300 <300

Tabel 1-1: Overzichtstabel kopernetwerken [1][2]

•

Analoge lijn

Dit was de eerste manier waarop het brede publiek begin de jaren ’90 kennis maakte met internet. De analoge lijn was meestal de bestaande telefoonlijn en de snelheden waren zeer beperkt. Er werd gebruik gemaakt van een 56k modem. -3-

DEEL I

•


Integrated Services Digital Network (ISDN)

Een eerste verbetering kwam er onder de vorm van Integrated Services Digital Network (ISDN). ISDN onderscheidt zich van de analoge modem door het gebruik van digitale signalen van de centrale tot aan de modem. Hierdoor was het mogelijk om tegelijkertijd te surfen en telefoneren1. Daarnaast zijn digitale signalen ook kwalitatief beter dan analoge signalen en vereisen ze geen extra omzetting meer in de centrale van digitaal naar analoog, waardoor snellere verbindingen mogelijk waren. •

High Data Rate Digital Subscriber Line (HDSL)

HDSL was een volgende verbetering en werd in de Verenigde Staten ontwikkeld als een betere technologie voor verbindingen tussen “Local Exchange Centers” en voor het leveren van snelle symmetrische verbindingen aan bedrijven. Opvolgers van HDSL zijn onder andere HDSL2 en SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line). •

Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL)

0

4

Downstream

Upstream

PSTN

ADSL was voor de gewone gebruiker de opvolger van ISDN. ADSL is een asymmetrische service, waarbij de download snelheden tot 10 maal groter zijn dan de upload snelheden. Dit was een bewuste keuze van de netwerkontwikkelaars. Gebruikers waren bij de introductie van ADSL immers vooral passief op het internet aanwezig en deelden zelf weinig data met de buitenwereld. ADSL haalt zijn snelheidswinst uit het gebruik van frequentiebanden die buiten deze van de traditionele telefonie vallen. Daardoor is het met ADSL ook mogelijk te surfen en te bellen tegelijkertijd. Het frequentie schema van ADSL is weergegeven in Figuur 1-2.

25.875

138

1164 Frequency (kHz)

Figuur 1-2: Frequentieschema ADSL [3]

De meest gebruikte standaard voor ADSL zijn ITU G.992.1 en G.992.2. De opvolgers van ADSL zijn ADSL2 en ADSL 2+. ADSL2 zorgt voor een hogere snelheid door het gebruik van betere signaalverwerking en modulatietechnieken. Bij ADSL 2+ vergroot de downstreamband tot 2200kHz. De snelheidswinst is vooral te merken bij korte afstanden tot de centrale. Bij afstanden groter dan 2500 m is de winst te verwaarlozen. Dit wordt geïllustreerd in Figuur 1-3.

1

Doordat op één telefoonlijn meerdere aansluitingen konden gemaakt worden -4-

DEEL I

•


Very High Speed Digital Subscriber Line (VDSL)

VDSL is de opvolger van ADSL en heeft als voornaamste troef zijn veel hogere upload snelheden. Zowel voor upstream als downstream worden extra frequentiebanden voorzien (tot 12MHz). Een nadeel is dat, door het gebruik van hogere frequenties, de verzwakking van het signaal veel groter zal zijn. Dit zorgt ervoor dat bij VDSL de maximale koperlengtes nog korter zullen zijn dan bij ADSL. De snelheidswinst van VDSL ten opzichte van ADSL is opnieuw te verwaarlozen bij afstanden groter dan 2500 m. De VDSL standaard ITU G.993.1 implementeert zowel asymmetrische als symmetrische verbindingen. De opvolger van VDSL is VDSL2 en is gedefinieerd in ITU G.993.2. VDSL2 zal in staat zijn symmetrische snelheden te leveren tot 100 Mbps, maar dit enkel wanneer de afstand tot de gebruiker kleiner is dan 150 m. In Figuur 1-3 worden de verschillende DSL types met elkaar vergeleken op het gebied van bandbreedte in functie van de afstand tot het CO.

Figuur 1-3: Bitrate i.f.v afstand (downstream) [4]

1.1.3. Upgraden van DSL netwerk Het upgraden van een DSL netwerk bestaat voornamelijk uit het verkorten van de koperlengte tot de gebruiker. De ONUs zullen dus steeds dichter bij de gebruiker komen te staan. Elke upgrade zal dus zorgen voor meer fiber en elektronica in het toegangsnetwerk. Door de achterwaartse compatibiliteit kunnen gebruikers oudere DSL elektronica nog steeds gebruiken na een upgrade. Wanneer een klant gebruik wilt maken van de nieuwe technologie zal hij zich een nieuwe modem moeten aanschaffen.

-5-

DEEL I


1.2. HFC-netwerken Kabeltelevisie werd in 1948 ontwikkeld in de Verenigde Staten [5]. Het werd oorspronkelijk gebruikt in bergachtige gebieden, waar (televisie-) antenne ontvangst voor individuele gezinnen moeilijk was. Daarom werden grote gemeenschapsantennes gebouwd. De individuele huizen werden vervolgens verbonden via coax kabel. In het Engels spreekt men van Community Antenna Television (CATV). De naam CATV evolueerde later naar Cable TV. CATV bleef echter niet beperkt tot bergachtige gebieden en heeft ondertussen wereldwijd een belangrijk aandeel van de televisie en internetmarkt veroverd. Per centraal antennestation (headend) kunnen tot 50000 gezinnen gebruik maken van kabel TV. Sinds de jaren ’90 werden de kabelnetwerken omgebouwd om het aanbieden van internet en triple play services mogelijk te maken. Het traditionele analoge kabelnetwerk had immers onvoldoende bandbreedte en liet geen bidirectioneel verkeer toe. Deze nieuwe netwerken worden Hybrid Fibre Coaxial (HFC) netwerken genoemd. Ook in Vlaanderen bouwde Telenet zijn netwerk om tot een HFC netwerk en begon met het aanbieden van internetdiensten.

1.2.1. Werking

Figuur 1-4: HFC netwerk schema [6]

Een typische structuur van een HFC netwerk is weergegeven in Figuur 1-4. Indien we dezelfde terminologie wensen te gebruiken als bij DSL netwerken dan komt de headend overeen met het Central Office. Hier bevindt zich ook het Cable Modem Termination System (CMTS). De CMTS is te vergelijken met de DSLAM bij DSL netwerken. De CMTS is langs de ene kant verbonden met het internet en langs de andere kant met de gebruikers. Typisch bevinden zich in een headend enkele CMTS’en.

-6-

DEEL I


Vanuit de CMTS gaan de data over fiber via de distribution hubs naar de verschillende optische nodes. Elke node bedient typisch tussen de 500 en 2000 huizen2 (Telenet nodes 2006: 1100 huizen), deze worden Service Areas (SAs) genoemd. Vanaf de optische node bestaat het netwerk uit coax kabel. In het coax netwerk zitten nog verschillende versterkers. De gebruiker kan via een modem toegang krijgen tot het coax netwerk. Het is duidelijk (zie Figuur 1-4) dat alle gebruikers van één optische node dezelfde coax kabel delen. In tegenstelling tot een DSL netwerk, is een HFC netwerk dus een gedeeld netwerk (Point to Multipoint).

1.2.2. HFC-types: DOCSIS De huidige internationale standaard voor HFC netwerken is “Data Over Cable Service Interface Specification” (DOCSIS) en werd ontwikkeld door Multimedia Cable Network System Partners (MCNS, met onder andere Cisco, Intel, Motorola, Texas Instruments; nu CableLabs) met als doel een productstandaard te creëren die in staat was snelle tweewegs-communicatie toe te laten over kabel netwerken. De DOCSIS standaard is licht verschillend in Europa, doordat de frequentietoewijzing anders is. Het belangrijkste verschil is dat TV kanalen in Europa volgens de PAL standaard gedefinieerd worden en 8MHz breed zijn. In Noord-Amerika wordt de NTSC standaard gebruikt, met een kanaalbreedte van 6MHz. De licht gewijzigde Europese DOCSIS standaard wordt EuroDOCSIS genoemd. Ondertussen zijn er reeds verscheidene DOCSIS standaarden uitgebracht. In Tabel 1-2 zijn enkele eigenschappen van de verschillende standaarden weergegeven.

DOCSIS 1.0 DOCSIS 1.1 DOCSIS 2.0 DOCSIS 3.0

Download Snelheid (Mbps) 51 51 51 160

Upload Snelheid (Mbps) 10 10 30 120

Quality of Service (QoS) Best effort Gegarandeerd Gegarandeerd Gegarandeerd

Tabel 1-2: DOCSIS vergelijking

Alle DOCSIS standaarden zijn ook achterwaarts compatibel. Dat wil zeggen dat de modem van de gebruiker en de CMTS op verschillende standaarden kunnen werken. Steeds zal er gewerkt worden volgens een DOCSIS versie die zowel de CMTS als de gebruikersmodem ondersteunen. •

DOCSIS 1.0

DOCSIS 1.0 werd ontwikkeld in maart 1997 en laat downstream snelheden toe tussen 27 - 51 Mbps in het frequentiegebied 50 - 750 MHz. De upstream snelheid ligt tussen 320 Kbps en 10 Mbps in het frequentiegebied 5 - 42 MHz. DOCSIS 1.0 werkt volgens het best effort principe.

2

Het betreft hier Homes Passed (HP): Dit zijn huizen die fysiek op het netwerk aangesloten zijn, maar niet noodzakelijk een abonnement. -7-

DEEL I

•


DOCSIS 1.1

DOCSIS 1.1 bood voornamelijk verbeteringen aan op het gebied van real-time toepassingen zoals streaming en internettelefonie. Het gebruikte model had nu een gegarandeerd Quality of Service (QoS). Daarnaast werd ook de beveiliging verbeterd. DOCSIS 1.1 werd door ITU als eerste DOCSIS standaard geratificeerd in ITU-T J.112. •

DOCSIS 2.0

De verbeteringen bij DOCSIS 2.0 liggen vooral in het verhogen van de upstream snelheid. Hiervoor worden nieuwe modulatietechnieken geïntroduceerd en wordt de kanaalbreedte verdubbeld tot 6.4 MHz. Hierdoor wordt de upstream capaciteit uitgebreid tot 30 Mbps. DOCSIS 2.0 werd door ITU geratificeerd in ITU-T J.122. •

DOCSIS 3.0

Midden 2006 heeft CableLabs de nieuwste DOCSIS standaard aangekondigd [7]. Deze standaard zal downstream snelheden tot 160 Mbps en upstream snelheden tot 120 Mbps toelaten. Hiervoor maakt DOCSIS 3.0 gebruik van kanaalbundeling. Daarnaast zal DOCSIS 3.0 ook het Internet Protocol versie 6 (IPv6) ondersteunen.3

1.2.3. Upgraden van HFC netwerk Op het eerste zicht lijkt het upgraden van een HFC netwerk vrij eenvoudig. Eerst vervangt met de CMTS door een CMTS die werkt met de nieuwe standaard. Door de achterwaartse compatibiliteit ondervinden de gebruikers hier geen last van. De gebruikers die wensen over te schakelen moeten dan enkel een nieuwe kabelmodem aanschaffen en hun abonnement aanpassen. De verschillende netwerkupgrades zorgen voor een grote verhoging van de globale downloaden uploadsnelheid, maar deze snelheidswinst moet gedeeld worden door vele gebruikers (Telenet 2006: 1100 mensen per SA). Om dus toch voldoende snelheidswinst te bekomen, zal het aantal gebruikers per SA ook moeten afnemen. Dit betekent een verhoging van het aantal SAs en het leggen van bijkomende glasvezelkabel. Het upgraden van een HFC netwerk brengt dus ook extra graaf- en elektronicakosten met zich mee.

1.3. Fibernetwerken DSL en HFC netwerken zijn gebouwd op bestaande systemen, het telefoonnetwerk en het kabeltelevisienetwerk. Alhoewel de capaciteit van beide netwerken de laatste jaren sterk gestegen is, zullen deze in de toekomst niet meer volstaan om te beantwoorden aan de toenemende vraag naar bandbreedte. Fibernetwerken kunnen hier een oplossing bieden. Bij fibernetwerken hebben we een volledig optisch toegangsnetwerk. De fiber loopt dus van in het CO tot bij de gebruiker, vandaar de 3

IPv6 is de volgende versie van het Internet Protocol en zal het aantal internetadressen dat gebruikt mag worden sterk uitbreiden. -8-

DEEL I


naam Fiber to the Home (FttH). De reden dat fibernetwerken slechts de laatste jaren als alternatief beschouwd worden, is de sterke prijsdaling van de fiber en de optische componenten. Een fibernetwerk moet immers nog volledig uitgerold worden, waardoor de kosten aanzienlijk zijn. In HOOFDSTUK 2 worden de fibernetwerken meer in detail besproken.

1.4. Draadloze communicatie De vaste toegangsnetwerken, die we zojuist besproken hebben, bieden hoge datadebieten aan, maar geven weinig mobiliteit aan de gebruiker. Draadloze toegangsnetwerken laten de gebruiker toe zich te verplaatsen, maar meestal zal de bandbreedte beperkter zijn. Binnen de draadloze netwerken zijn er heel wat verschillende technologieën. Deze verschillen meestal op een drietal punten: bandbreedte, mobiliteit en bereik. Dit wordt voor UMTS, WiFi en WiMAX geïllustreerd in Figuur 1-5.

Capacity

UMTS / HSDPA Cellular network technology Relies on GSM infrastructure

WiFi (IEEE 802.11)

Local-area wireless technology (WLAN) Suited for home networks

WiMAX (IEEE 802.16)

Metro-area wireless technology (WMAN) Alternative for (wired) broadband access

Mobility Range

Figuur 1-5: Vergelijking van UMTS - WiFi - WiMAX

UMTS is een mobiele netwerktechnologie die werd ontwikkeld om mobiele apparaten (GSM, PDA) aan hogere datadebieten te laten functioneren en wordt vaak ook 3G4 genoemd. Voor UMTS zijn hoge mobiliteit en beschikbaarheid essentieel. WiFi echter is bedoeld om hoge datadebieten aan te bieden, waarbij mobiliteit en afstand veel minder belangrijk zijn (thuisnetwerken). WiMAX tot slot werd ontwikkeld voor metro-area netwerken en moet dus werken over grote afstanden (7.5 tot 13 km). De capaciteit is lager dan WiFi maar beduidend hoger dan UMTS. Het is dus duidelijk dat er binnen de draadloze netwerken een groot scala technologieën bestaat5 Alhoewel de draadloze netwerken op termijn in staat zullen zijn grote datadebieten aan te bieden, zullen deze waarschijnlijk steeds trager blijven dan vaste toegangsnetwerken. Het doel van deze thesis is het oplossen van het toenemende tekort aan bandbreedte dat momenteel optreedt bij de vaste toegangsnetwerken door gebruik te maken van stadsnetwerken. Hiervoor zullen we enkel vaste toegangsnetwerken onderzoeken, aangezien momenteel draadloze netwerken onvoldoende bandbreedte kunnen voorzien.

4 5

3G: Derde generatie mobiele technologie naast de drie die we zojuist besproken hebben is er ook nog 2G, satelliet, WiMAX mobile, … -9-

DEEL I


1.5. Breedband in België Wereldwijd is België één van de leiders op het gebied van breedbandconnecties met 100% potentiële dekking voor breedband. Momenteel zijn er in België ongeveer 22.5 breedbandverbindingen per 100 inwoners. Dat is de 10de plaats wereldwijd. In Figuur 1-6 is een overzicht gegeven van de 15 belangrijkste breedbandlanden. Het valt op dat het DSL netwerk overweegt. Wereldwijd heeft DSL een aandeel van 62%, Kabel 29% en Fiber 7%. Fiber is in het merendeel van de landen nog onbestaande. Enkel in Zuid-Korea en Japan is er al een belangrijke fibermarkt.6

aantal verbindingen / 100 inwoners

35 30 25 Other 20

Fiber Cable

15

DSL 10 5

De ne m a Ne r ken de rla nd I js la nd Ko Zw r it s e a er No lan d or w eg e Fi n na ln Zw d ed e Ca n n Ve ad re a ni gd Be Ko lgië ni Lu nkr xe ijk m bu Fr rg an kr Ve ijk re Ja ni gd pa n e St at en

0

Figuur 1-6: Breedbandconnecties per 100 inwoners [8]

De 2 belangrijkste spelers op de Belgische breedbandmarkt zijn Belgacom met een DSL netwerk en Telenet met een HFC netwerk. Telenet is bijna uitsluitend actief in Vlaanderen. In Wallonië zijn de breedbandaansluitingen grotendeels DSL. In Vlaanderen heeft kabel (Telenet) ongeveer 55-60% van de breedbandmarkt in handen. In België is momenteel reeds 100% bedekkingsgraad voor ADSL. Belgacom is momenteel al volop bezig met de uitrol van VDSL en had eind 2006 al een dekkingsgraad van 60%. Hiermee is Belgacom één van de wereldleiders. Bij de uitrol werd wel onmiddellijk gekozen voor het snellere VDSL2. VDSL2 is backwards compatible met ADSL waardoor gebruikers niet verplicht worden onmiddellijk over te schakelen.

6

Merk op dat de uitrol in deze landen grotendeels bovengronds is, wat de kosten serieus drukt. - 10 -

DEEL I


Enkele interessante cijfers in verband met breedband en internetgebruik in België zijn weergegeven in Tabel 1-3. Ter vergelijking is ook het gemiddelde in EU25 weergegeven en de positie van België. België (%)

EU25 (%)

Positie (op 25)

Breedband DSL dekking Breedbandpenetratie Huishoudens met breedband/ Huishoudens met internet Bedrijven die toegang hebben tot breedband

100 21.8 89.0 84.5

87.4 15.7 62.1 77.9

1 5 1 7

Algemeen internetgebruik % van de bevolking die reguliere internetgebruikers zijn: - gebruiken e-mails - spelen spelletjes en downloaden - luisteren radio en/of kijken web TV - doen aan internet bankieren

58.3 54.4 20.0 10.9 28.4

46.7 43.8 18.2 11.8 22.0

9 9 15 15 10

18.2

36.8

21

87.5

67.8

3

30.2 59.3 74.0

23.8 63.7 67.0

11 20 15

7.9 14.6

11.7 13.9

13 12

2006

e-Government Basis publieke diensten voor de bevolking die online te consulteren zijn Basis publieke diensten voor bedrijven die online te consulteren zijn % van de bevolking die gebruik maakt van e-Government % bedrijven die gebruik maakt van e-Government % van scholen met breedband e-Business e-Business in totale omzet van de bedrijven Bedrijven die online bestelling krijgen

Tabel 1-3: Breedband in België vergeleken met EU25 (gemarkeerd: pijnpunten) [9]

Het is duidelijk dat België de Europese leider is op het gebied van dekkingsgraad en penetratie van breedband. Op het gebied van internetgebruik en e-Government zit België meestal in het midden van de EU25. Uit deze cijfers blijkt duidelijk dat er in België nog heel wat potentieel voor verbetering is. Bij het gebruik van sommige breedbandtoepassingen (downloaden, web TV) loopt België zelfs achter. Dit heeft waarschijnlijk te maken met het feit dat de abonnementen in België verhoudingsgewijs relatief duur zijn en een beperkte downloadlimiet hebben. Dit is in vele Europese landen niet het geval [10].

- 11 -

HOOFDSTUK 2.

Fiber to the Home

2.1. Inleiding Het enorme succes van internet toepassingen heeft er toe geleid dat we op enkele jaren tijd een zeer snelle groei gehad hebben van de verbindingssnelheden. Midden jaren ’90 had de gemiddelde internetgebruiker een verbinding aan 33.6 kbps, een tiental jaar later is dat reeds opgelopen tot 6 Mbps. Het scala aan diensten is in die tijd ook exponentieel toegenomen en dit zal in de toekomst niet anders zijn. De evolutie van de laatste tien jaren (zie HOOFDSTUK 1) is grotendeels het gevolg van het gradueel verkorten van de koper- of coaxlengte in het toegangsnetwerk. De koper- en coaxkabels werden gradueel vervangen door fiber. Een dergelijke oplossing zal echter in de toekomst niet meer volstaan om te voldoen aan de wensen van de gebruiker. De verklaring hiervoor zal worden gegeven in 3.2.1. Fiber to the Home (FttH) is wel in staat om aan deze wensen te voldoen. Bij FttH zal de optische vezel tot in de huiskamer van de gebruiker komen. FttH wordt al getest sinds de jaren ’80 en werd toen zeer geschikt bevonden voor snel dataverkeer. De kosten voor fiber en optische materialen waren toen nog veel te hoog om fiber als alternatief te overwegen voor koper of coax, temeer daar de snelheid van fiber vele malen groter was dan hetgeen nodig was. De laatste jaren is de kost van fiber en optische componenten sterk gedaald. FttH is dan ook een volwaardig alternatief geworden voor koper- en kabelnetwerken. In verschillende landen worden grote fiberprojecten opgestart. Een overzicht van de belangrijkste Europese projecten is terug te vinden in [11]. Momenteel is er echter nog geen overheersende architectuur en implementatie. Er zijn wel twee grote organisaties die werken aan ontwikkeling en standaardisatie van FttH. Full Service Access Network (FSAN) [12] FSAN werd in 1995 opgericht door een groep van 7 service providers (waaronder BT, KPN, Deutsche Telecom) met als doel “het creëren van geschikte (optische) toegangsnetwerk component standaarden om zo de componentprijzen te doen dalen”. Van in het begin werd gekozen voor de Passive Optical Network (PON) architectuur en de Asynchronous Transfer Mode (ATM) standaard. Alhoewel FSAN geen standaardisatie organisatie is, werkt het nauw samen met standaardisatiegroepen zoals ANSI, ETSI, ITU. Ethernet First Mile Alliance (EFMA) [13] EFMA werd opgericht in 2001 door 9 netwerkinfrastructuur bedrijven (waaronder Cisco, Ericsson, Intel, Texas Instruments). Het doel van de EFMA is het promoten van Ethernet technologie in het toegangsnetwerk en het helpen ontwikkelen van Ethernet standaarden voor het toegangsnetwerk. Samen met IEEE werd daarvoor de Ethernet in the First Mile (EFM) task force opgericht. Sinds 2004 is EFMA een onderdeel geworden van Metro Ethernet Forum (MEF). Dit forum zijn missie is “het

DEEL I

HOOFDSTUK 2: Fiber to the Home

versnellen van de wereldwijde adoptie van carrier-class Ethernet netwerken & services”. EFMA heeft mee de 802.3ah Ethernet standaard voor toegangsnetwerken ontwikkeld. Momenteel is de discussie over de verdere ontwikkeling van FttH netwerken voornamelijk gericht op volgende drie zaken: •

Actieve versus passieve netwerken

•

Point-to-point versus Point-to-multipoint netwerken

•

ATM versus Ethernet als protocol

Omdat het apart bespreken van deze drie punten nogal onnatuurlijk is, zullen we de eerste twee punten samen bespreken. Dit zijn ook de discussiepunten die in de realiteit het meest gevoerd worden. Daarna zullen we kort het verschil uitleggen tussen het ATM en het Ethernet protocol.

2.2. Actieve versus passieve netwerken Een belangrijk discussiepunt in netwerkontwerp is dus de keuze tussen actieve en passieve netwerken. Bij actieve netwerken is er ofwel een rechtstreekse verbinding tussen de Central Office (CO) en de gebruiker ofwel bevinden er zich tussenin louter actieve componenten. Dit is te vergelijken met de structuur van een typisch DSL netwerk. Bij passieve netwerken bevinden er zich enkel passieve componenten (splitters) in het netwerk. Dit is gelijkaardig aan de structuur van een coaxnetwerk.

2.2.1. Actieve netwerken Actieve netwerken1 verzorgen een point-to-point verbinding met de gebruiker. Bij de gebruiker bevindt zich een Optical Network Unit (ONU). Deze is dan via een glasvezelkabel rechtstreeks verbonden met een Optical Line Terminator (OLT) kaart. Deze OLT kan zich in de CO bevinden en dan spreken we van een Home Run Fiber (Figuur 2-1). Wanneer de OLT zich in een straatkabinet bevindt, spreken we van een Active Star Ethernet (Figuur 2-2). Vanuit het straatkabinet wordt dan een gemeenschappelijke feeder gebruikt voor de verbinding met de CO.

1

ook wel “Active Ethernet” genoemd omdat het onderliggende protocol Ethernet is. - 13 -

DEEL I


Figuur 2-1: Home Run Fiber Architectuur [14]

Figuur 2-2: Active Star Architectuur [14]

De PSTN switch die in beide figuren aanwezig is, is in principe overbodig aangezien het telefoonverkeer volledig over fiber kan. Voor wettelijke redenen wordt deze vaak nog in het netwerk gelaten. In het geval van een Active Star architectuur zorgt de Ethernet Protection Switching voor redundantie door een ringstructuur waardoor er steeds twee paden zijn naar het CO. Hierdoor is het netwerk minder gevoelig aan breuken. De IEEE –EFM 802.3ah standaard definieert voor actieve netwerken snelheden tussen 100-1000 Mbps voor afstanden vanaf 10 km voor single mode fiber en 550 m voor multimode fiber [15]. Op lange termijn zullen deze snelheden ongetwijfeld nog een stuk hoger worden. In onder andere Zweden en Japan wordt overwegend gebruik gemaakt van actieve netwerken.

- 14 -


DEEL I

2.2.2. Passieve netwerken Passieve netwerken (Passive Optical Networks of PONs) zijn uitsluitend point-to-multipoint netwerken waar verschillende gebruikers dezelfde bandbreedte delen. In tegenstelling tot bij actieve netwerken worden zowel de Ethernet als ATM standaard gebruikt. Alle actieve componenten bevinden zich bij de gebruiker (ONU) of in het CO (ONT, router,…). In het netwerk zelf bevinden zich enkele passieve splitters, vandaar ook de naam PON. Er zijn dus geen actieve componenten met extern elektrisch vermogen nodig, enkel splitters. De splitsingsratio ligt meestal tussen 16 en 64. PON netwerken zorgen voor een sterke vermindering van de hoeveelheid fiber in het netwerk, omdat de fiber door verschillende gebruikers wordt gedeeld. Het splitsen zorgt echter wel telkens voor attenuatie van het signaal.

Figuur 2-3: Passive Optical Network (PON) architectuur [14]

Downstream signalen worden uitgezonden via een broadcast mechanisme en komen dus bij alle gebruikers terecht. Codering moet aftappen van informatie tegen gaan. Upstream signalen worden verzonden gebruik makend van Time Division Multiple Access (TDMA). De OLT regelt het toekennen van de tijdssloten aan de verschillende ONUs. Downstream en upstream signalen worden in verschillende frequentiebanden doorgestuurd. Momenteel zijn er reeds een drietal standaarden en zijn er verscheidene andere in ontwikkeling. Een overzicht van de drie standaarden wordt gegeven in Tabel 2-1.

- 15 -


DEEL I

Downstream (Mb/s) Upstream (Mb/s) Golflengte down (nm) Golflengte up (nm) Max. aantal fiber splits Maximale afstand (km) Layer 2 Standaard

BPON 155 - 1244 155 - 622 1480 – 1580 1260 - 1360 32 20 ITU-T G.983

Ondersteunde Protocollen

ATM

Forward Error Correction (FEC)

Nee

GPON 1244 – 2488 155 – 2488 1480-1580 1260 -1360 64 10 – 20 ITU-T G.984 ATM GEM2 Ethernet

EPON 1250 1250 1480-1580 1260-1360 > 16 20 IEEE 802.3ah

Ja

Ja

Ethernet

Tabel 2-1: Overzicht PON standaarden [16] [17]

•

BPON

De Broadband-PON (BPON) standaard werd gedefinieerd in 1995 en is de opvolger van ATM-PON (APON). Het is gebaseerd op de ATM standaard. •

GPON

Gigabit PON (GPON) is ontwikkeld uit BPON. Het heeft niet alleen een beduidend hogere snelheid (zowel down- als upstream), maar ook een verbeterde veiligheid en ondersteunt drie transport laag protocollen. •

EPON

Ethernet PON (EPON) is een IEEE/EFMA ontwikkelde standaard. Het wordt momenteel reeds op grote schaal geïmplementeerd in onder andere Zuid-Korea. In 2006 werd de opvolger van EPON, Next Generation EPON (NGEPON) aangekondigd. Deze zal snelheden tot 10 Gbps kunnen leveren. •

WDM-PON

BPON, GPON en EPON worden reeds commercieel gebruikt. Daarnaast is men uiteraard nog onderzoek aan het doen naar nieuwe technologieën. Eén van de meest belovende is Wavelength Division Multiplexing-PON (WDM-PON). WDM-PON wordt gezien als de finale versie van de PON architectuur. Bij WDM-PON wordt een breed spectrum aan golflengtes gebruikt. De passieve optische splitters worden vervangen door golflengte multiplexers. Deze zijn in staat verschillende golflengtes te scheiden of terug samen te voegen. Hierdoor kan elke gebruiker gebruik maken van een andere golflengte. Dit zorgt niet alleen voor een grotere bandbreedte, maar ook voor ongedeelde kanalen voor de verschillende gebruikers. Een WDM-PON is dus een P2P architectuur. De architectuur van een WDM-PON wordt geïllustreerd in Figuur 2-4. 2

GEM = GPON Encapsulation methode: een speciaal voor GPON ontwikkeld frame - 16 -

DEEL I


Figuur 2-4: WDM-PON architectuur [18]

2.2.3. Vergelijking van actieve en passieve netwerken In het geen volgt maken we een vergelijking van beide netwerken. We kijken hier nog niet naar kosten. Dit wordt besproken in 3.2.4. •

Snelheid

De snelheid van actieve netwerken is enkel gelimiteerd door de snelheid van de elektronica en van het backbone netwerk. Toekomstige waarden voor actieve netwerken gaan tot 10 Gbps. De snelheid van PONs wordt gelimiteerd doordat gebruikers éénzelfde fiber delen. Typisch kunnen tot 64 aansluitingen één fiber delen (zie Tabel 2-1). Wanneer we uitgaan van de fiber snelheid van actieve netwerken en onderstellen dat we het netwerk 10 keer kunnen overboeken, bekomen we een maximum snelheid van 1.5 Gbps. Voorlopig zal deze snelheid een heel stuk lager liggen aangezien er nog geen 10 Gbps PONs zijn.3 Het is dus duidelijk dat actieve netwerken een heel stuk sneller zullen zijn. De bandbreedte bij actieve netwerken is ook gegarandeerd. Bij PONs zal de beschikbare bandbreedte afhankelijk zijn van de gebruikte bandbreedte door de andere gebruikers die dezelfde fiber delen. •

Elektronica

Een veel gehoorde kritiek is dat actieve ster netwerken elektronica tussen het CO en de gebruiker nodig hebben, de zogenaamde street cabinets. Deze street cabinets hebben elektrisch vermogen en vaak klimaatregeling nodig. De kans op falen van deze actieve componenten is uiteraard groter dan van splitters. De reparatietijd zal echter een stuk korter zijn, omdat de fout door de actieve elektronica veel makkelijker kan gelokaliseerd worden. In het vergelijken van Netwerkbeschikbaarheid wordt met dit onderscheid dan ook geen rekening gehouden. 3

GEPON, dat momenteel nog in ontwikkeling is, zal waarschijnlijk snelheden tot 10 Gbps aanbieden - 17 -

DEEL I

•


Beveiliging

PON netwerken hebben het nadeel dat ze gebruik maken van een gedeeld medium voor het versturen van informatie. De EPON en BPON standaard specifiëren geen authenticatie of encryptie mechanismen. De GPON standaard maakt gebruik van de Advanced Encryption Standard (AES). Uit onderzoek [18] is echter gebleken dat alle drie de standaarden serieuze veiligheidsrisico’s lopen. De voornaamste zijn “Denial of Service” aanvallen, eavesdropping (luistervinken) en zich voordoen als een andere ONU. Bij actieve netwerken komen deze veiligheidsrisico’s niet voor doordat elke gebruiker een eigen fiber heeft tot aan het CO of switch. Beveiliging is zeker voor business gebruikers heel belangrijk en is één van de grote nadelen van PONs. •

Netwerkbeschikbaarheid

De betrouwbaarheid van het netwerk is ook een belangrijk verschil tussen beide types. Omdat bij een actief netwerk iedere gebruiker een P2P verbinding heeft met ofwel een switch ofwel rechtstreeks met de OLT, zal schade aan een toegangsfiber hoogstens één gebruiker treffen4. Daartegenover staat wel dat door het groter aantal fibers er meer breuken zullen zijn in een actief netwerk. Een breuk in het distributienetwerk (na splitters of switch) zal in een PON onvermijdelijk leiden tot het onbeschikbaar worden van het netwerk. Dit is niet het geval bij een actief netwerk, door redundantie in het distributienetwerk (zie Figuur 2-2). Uit [20] halen we dat de gemiddelde downtime per gebruiker in een actief netwerk ligt op 41.5 minuten en bij een PON-architectuur op 387.1 minuten. Uiteraard is deze downtime afhankelijk van de precieze implementatie van het netwerk, maar uit deze cijfers blijkt dat een actief netwerk waarschijnlijk een hogere betrouwbaarheid zal hebben. •

Toekomstvisie

Op lange termijn zal de benodigde bandbreedte per gebruiker alleen maar toenemen (zie 3.2.1). Aangezien actieve netwerken in principe over een ongelimiteerde bandbreedte beschikken zijn deze netwerken geschikt voor de toekomst. De huidige generatie PONs zal op termijn onvoldoende bandbreedte per gebruiker kunnen leveren. Een oplossing hiervoor is het verminderen van het aantal gebruikers per splitter en het bijplaatsen van splitters. Alhoewel dit een oplossing is, zal deze oplossing voor veel problemen zorgen. Er moeten nieuwe fibers getrokken worden, gebruikers moeten herverdeeld worden over de splitters,… Dit zal

4

Meestal worden fibers gebundeld (40-100 fibers), zodat schade door bijvoorbeeld werken wel meerdere gebruikers zal treffen. - 18 -


DEEL I

niet alleen een serieuze kost met zich meebrengen, maar zal waarschijnlijk ook voor heel wat overlast voor de gebruikers zorgen.

2.3. ATM versus Ethernet [21] Al jaren zijn er in de telecomwereld twee grote protocollen: Ethernet en ATM. ATM is een cel switching technologie die de voordelen van pakket-switching en circuit-switching combineert en is heel populair in de telefoniesector. Circuit-switching is de basis van de traditionele telefonie. Hierbij is er gegarandeerde bandbreedte en constante vertraging. Pakket-switching op zijn beurt, levert flexibiliteit en een betere benutting van de beschikbare bandbreedte. Cel-switching bevindt zich tussen beide en combineert kleine vertragingen met grote bandbreedte. De werking van ATM wordt geïllustreerd in Figuur 2-5. ATM is een connectie georiënteerde technologie. Een (virtueel) circuit moet steeds opgezet worden tussen zender en ontvanger voordat er kan gecommuniceerd worden (communicatiekanaal). Dit zorgt voor heel wat overhead, zeker bij IP toepassingen die van oorsprong connectieloos zijn en waar het telkens opnieuw opzetten van een connectie veel bandbreedte verloren doet gaan. De bandbreedte van ATM bedraagt 25, 155 of 622Mbps en de pakketten zijn altijd 53 bytes groot (5 bytes header).

Ted Kathy

Alice

Jeannie

Travis

Susan Joy

Kyle Craig

Jim

Figuur 2-5: Illustratie ATM werking [22]

Ethernet is een pakket switching technologie, die zeer populair is in de LAN wereld. De bandbreedte van Ethernet varieert tussen 10 Mbps en 1 Gbps (gigabit Ethernet). Ethernet is connectieloos en maakt gebruik van het best effort principe en de verzonden pakketten variëren in grootte tussen 72 en 1526 bytes met een header van 26 bytes. De werking van Ethernet wordt geïllustreerd in Figuur 2-6. Door zijn connectieloos karakter is Ethernet uitermate geschikt voor gebruik met het IP protocol.

- 19 -


DEEL I

Opportunistic data moves during idle times Ted Kathy

Opportunistic data

When data is available, it gets the first available chance to be sent.

Jeannie

Alice Jim Travis

Susan Joy

Nothing to send

Kyle Craig

Figuur 2-6: Illustratie Ethernet werking [22]

Actieve netwerken werken allemaal met de Ethernet technologie. Bij PONs zijn beide mogelijk. De beide technologieën worden in Tabel 2-2 met elkaar vergeleken.

Connectiemanier Celgrootte Headergrootte Bandbreedte QoS Complexiteit (en kostprijs) elektronica Gemiddelde protocoloverhead bij IP verkeer Gebruiksgemak

ATM Connectie-georiënteerd Vast, 53 bytes 5 bytes 25 – 622 Mbps Ja

Ethernet Connectieloos Variabel, 72 – 1526 bytes 26 bytes 10 Mbps – 1 Gbps Beperkt

Groot

Laag

13.22%

7.42%

Laag

Hoog

Tabel 2-2: Vergelijking ATM en Ethernet [23]

Om de voordelen van beide technologieën te combineren werd voor GPON de GPON Encapsulation Method (GEM) ontwikkeld. GEM laat zowel pakket als cell gebaseerd transport toe en is daarom veel beter geschikt voor IP verkeer.

2.4. FttH apparatuur In dit deel gaan we dieper in op de specifieke apparatuur die nodig is in een FttH netwerk. Omdat de verschillende netwerken en standaarden nog in volle ontwikkeling zijn, verandert en verbetert de apparatuur heel snel. Bij de keuze van apparatuur is het daarom belangrijk om apparatuur te kiezen die werkt volgens open en onafhankelijke standaarden. Er zijn immers heel wat spelers die interessante totaal pakketten aanbieden maar die werken volgens een zelf ontwikkelde en niet open standaard. Dit zorgt voor een te grote afhankelijkheid van één bedrijf wat op lange termijn nadelige gevolgen kan hebben op het gebied van innovatie, ondersteuning, upgrading,…

- 20 -


DEEL I

2.4.1. Optische vezel FttH maakt gebruik van optische vezels om data aan zeer hoge snelheden tot bij de gebruiker te brengen. In deze paragraaf gaan we dieper in op de kenmerken van de optische vezel. Een optische vezel is gemaakt uit een combinatie van glas en/of plastiek. De fabricatie is zodanig dat licht van het ene naar het andere uiteinde wordt geleid. Dit komt doordat het licht door interne reflectie in het glas propageert (zie Figuur 2-7)

Figuur 2-7: Propagatie van lichtbundel in een optische vezel [24]

Hierbij wordt zo weinig mogelijk verlies van signaalsterkte nagestreefd. Niet alle golflengtes propageren echter even goed door de vezel. In Figuur 2-8 is de attenuatie in functie van de golflengte weergegeven. We zien dat er zich onder andere twee minima bevinden rond 1300 nm en 1550 nm. Dit zijn niet toevallig de gebieden waarin de FttH netwerken werken (Tabel 2-1).

Figuur 2-8: Attenuatie van optische vezel [24]

Merk op dat er nog heel wat andere gebieden relatief lage attenuatie hebben. Deze zijn echter niet altijd bruikbaar omdat er geen goedkope lasers beschikbaar zijn, die deze golflengte opwekken en uitzenden.

- 21 -


DEEL I

2.4.2. Optical Network Unit (ONU)

Figuur 2-9: Optical Network Unit (ONU) [25]

De ONU termineert de fiber van het toegangsnetwerk bij de gebruiker en zet de fiber om in de klassieke 100BASE-TX kabel (fast Ethernet kabel) voor normaal internetgebruik. De ONU kan zich zowel binnen- als buitenhuis bevinden en is te vergelijken met een modem bij DSL of kabeltechnologie. Er zijn heel wat verschillende fabrikanten in deze markt actief en de ONUs kunnen variëren in aangeboden snelheden. Uiteraard is het type ONU ook afhankelijk van het type netwerk.

2.4.3. Optical Line Terminator (OLT)

Figuur 2-10: Optical Line Terminator (OLT) [26]

Deze component is vergelijkbaar aan een DSLAM bij DSL netwerken en staat in het CO. De OLT doet de aggregatie van de verschillende lijnen en verbindt de gebruikers met de verschillende ISPs. Bij een actief netwerk bestaat de OLT uit P2P Ethernet line cards. Elke poort op de kaart is dan voor één unieke gebruiker. Bij PONs hebben we specifieke kaarten voor elke architectuur. Elke poort wordt nu gedeeld door meerdere verbindingen (16-64). In één OLT kast zitten typisch een honderdtal kaarten. Per 5 kaarten is er meestal nog een controlekaart voorzien die de aggregatie regelt. Een voorbeeld van een OLT is weergegeven in Figuur 2-10.

- 22 -


DEEL I

2.4.4. Splitter

Figuur 2-11: Splitter

Een splitter komt uiteraard enkel voor bij PONs en verdeelt de gemeenschappelijke fiber over de verschillende gebruikers. Bij deze splitsing zal het signaal steeds verzwakken. Verscheidene splitsingsratio’s zijn mogelijk. Aangezien deze component passief is, heeft hij geen vermogen nodig.

- 23 -

DEEL II: STADSNETWERKEN: EVALUATIE HOOFDSTUK 3.

OVERWEGINGEN

EN

FttH stadsnetwerken

Een FttH stadsnetwerk is een lokaal of regionaal FttH toegangsnetwerk, waarin de stad een belangrijke partner is. Momenteel zijn er reeds verscheidene grote projecten aan de gang. Eén van de belangrijkste voorbeelden is Stockholm. Daar werd reeds in 1994 begonnen met de uitrol van een fiber infrastructuur. Momenteel is de ganse stad aangesloten op fiber en reeds in 2000 waren er meer dan 30 fiber breedbandaanbieders. De fiber infrastructuur heeft in Stockholm geleid tot het aantrekken van vele hoogtechnologische bedrijven. Deze bedrijven hebben gezorgd voor extra werkgelegenheid, extra inkomsten uit belastingen en extra handelsactiviteit. Andere voorbeelden zijn Amsterdam, San Francisco, Wenen, Pau … Meer informatie over Europese projecten is terug te vinden in [11]. In de volgende paragrafen verklaren we de bestaansreden voor stadsnetwerken en bespreken we de belangrijkste keuzes die gemaakt moeten worden bij het ontwerp. In de laatste paragraaf bespreken we het stadsnetwerk dat in dit onderzoek zal gebruikt worden.

3.1. Motivatie stadsnetwerken Steden, zoals Stockholm en Amsterdam, zijn zelf begonnen met de uitrol van FttH netwerken, omdat de klassieke netwerkeigenaars geen FttH initiatieven op touw zetten. De reden hiervoor is eenvoudig: de huidige uitbreidingen aan DSL en HFC netwerken vergden een aanzienlijke investeringskost. De netwerkeigenaars willen zoveel mogelijk winst uit deze netwerken halen. Daarom is het te verwachten, dat in het komende decennium deze netwerken verder zullen geoptimaliseerd worden om zo maximaal rendement uit deze netwerken te halen. Hierdoor zal een hoge abonnementsprijs gepaard gaan met een beperkte stijging van de bandbreedte. Momenteel is er ook nog onvoldoende duidelijkheid over wie wettelijk de uiteindelijke eigenaar van de fysieke structuur zal worden en of de uitroller van het fysieke netwerk onmiddellijk aan andere providers het gebruik van zijn netwerk moet toelaten. Vanuit het standpunt van een stad is dit uiteraard geen goede situatie. Meer en meer steden beginnen daarom breedband infrastructuur in hetzelfde lijstje te plaatsen als wegen, water en elektriciteit. Breedband infrastructuur wordt gezien als een essentieel deel van de infrastructuur van een stad en een basisvoorziening voor elke burger. Het is dus belangrijk dat deze ontwikkeld wordt met de belangen van de stad en de burgers in het achterhoofd. De traditionele netwerkeigenaars worden niet in staat gezien deze ontwikkeling op tijd tot een goed einde te brengen. Niet alleen nemen ze te weinig initiatieven richting een optisch toegangsnetwerk, netwerkeigenaars ambiëren ook in de eerste plaats korte of middellange termijnwinst. Een goed ontworpen FttH netwerk vergt echter een lange termijnvisie en een serieuze investering die de eerste jaren zeker niet winstgevend zal zijn. Wanneer een Stad een FttH netwerk uitrolt spelen er ook andere belangen dan korte termijnwinst. De impact die het netwerk heeft voor de gemeenschap en burgers is minstens even belangrijk: betere

HOOFDSTUK 3: FttH stadsnetwerken

DEEL II

dienstverlening, extra jobs, beter onderwijs,… Dit betekent echter niet dat het netwerk op lange termijn niet economisch levensvatbaar moet zijn. Typisch zullen stadsnetwerken zelfs competitie in de hand werken en globaal meer winst creëren dan traditioneel ontwikkelde netwerken, juist omdat ze ontwikkeld zijn met een lange termijnvisie. Stadsnetwerken hebben bij de ontwikkeling ook economische voordelen. Zo kunnen steden goedkoper lenen. Ook de graafwerken zullen goedkoper uitvallen, omdat ze deels kunnen gedaan worden samen met geplande stadswerken. De stad kan ook gebruik maken van bestaande infrastructuur zoals rioleringsbuizen, bovengrondse leidingen, …

3.2. Overwegingen bij de keuze van het stadsnetwerk Wanneer een stad besluit een FttH netwerk uit te rollen moeten er nog vele keuzes gemaakt worden. Zoals uit HOOFDSTUK 2 is gebleken zijn er immers verschillende architecturen mogelijk. Ook de grootte van de betrokkenheid van de stad moet beslist worden. In dit deel bekijken we enkele zaken die in overweging moeten genomen worden bij de keuze en implementatie van een stadsnetwerk.

3.2.1. Bandbreedte De bandbreedte geeft de snelheid weer waarmee data over het fysieke kanaal kan verstuurd worden. De laatste jaren is de benodigde bandbreedte sterk gestegen. Enerzijds door het groeiende aantal gebruikers, anderzijds door de ontwikkeling van nieuwe bandbreedte intensieve toepassingen zoals video. De totale bandbreedte per gebruiker is een essentiële input bij de architectuurkeuze. In Tabel 3-1 en Tabel 3-2 worden de bandbreedteverwachtingen op korte en middellange termijn geschat. Dienst Surfen Digitale telefonie Gaming P2P filesharing Digitale Televisie Overdimensionering voor piekverbruik Totaal benodigde bandbreedte

Bandbreedte (Mbps) 1-3 0.2 0.1 2-4 4

Beschrijving Websites, emailing Spraak & lage resolutie webcam 600Mb film downloaden <1u 1 SDTV kanaal (MPEG-2)

15 % 9-12 Mbps

Tabel 3-1: Benodigde bandbreedte korte termijn (2010) [4]

- 25 -


DEEL II

Dienst

Bandbreedte (Mbps)

Surfen

16

Digitale telefonie Gaming P2P filesharing Digitale Televisie

2 4 10 18

Overdimensionering voor piekverbruik Totaal benodigde bandbreedte

Beschrijving Websites, e-mailing, aan hoge snelheid files downloaden Video conferencing Multimedia gaming 3GB film downloaden <1u 2 HDTV kanalen (MPEG-4)

15 % 60 Mpbs

Tabel 3-2: Benodigde bandbreedte middellange termijn (2015) [4]

Op lange termijn is het heel wat moeilijker de bandbreedte in te schatten. In [27] worden tegen 2030 bandbreedtevereisten van meer dan 1Gbps verwacht. Alhoewel dit misschien wat overdreven is, is het duidelijk dat de bandbreedte de volgende decennia sterk zal stijgen. Op korte en middellange termijn kunnen de bestaande DSL en HFC netwerk via upgrades aan de bandbreedtevereisten voldoen. Uit [3] blijkt ook dat HFC netwerken langer zullen kunnen voldoen aan de bandbreedte vereisten. Op lange termijn zal dit echter niet volstaan om aan de noden van de gebruikers te beantwoorden. Hetzelfde geldt voorlopig voor de bestaande FttH PON architecturen. Op lange termijn zullen ook zij niet in staat zijn snelheden tot 1Gbps per gebruiker te voorzien (zie 2.2.2). Nieuwe ontwikkelingen zoals GEPON en WDM-PON bieden hier misschien een oplossing, maar kunnen bij de huidige keuze geen rol spelen. De enige architectuur die gegarandeerd aan de bandbreedtevereisten kan voldoen, is het actieve netwerk (zie 2.2.1).

3.2.2. Competitie Voor een stad is op lange termijn competitie zeer belangrijk. Hoe groter de competitie, hoe lager de prijzen en des te groter de innovatie. De verschillende FttH architecturen lenen zich echter niet allemaal even goed voor competitie. In Tabel 3-3 zijn de mogelijkheden voor competitie bij de bestaande architecturen vergeleken. Competitie Optische laag Data Link laag Hogere lagen (telefonie, data)

Actief home run Eenvoudig Eenvoudig

Actief ster Moeilijk Moeilijk

PON Moeilijk Moeilijk

Eenvoudig

Eenvoudig

Eenvoudig

Tabel 3-3: Verschillende architecturen en hun mogelijkheid tot competitie [28]

Een home run fiber kan op alle lagen eenvoudigweg competitie aanbieden. In principe kan een home run fiber elke andere netwerkarchitectuur nabootsen. Een PON bijvoorbeeld wordt nagebootst door in

- 26 -


DEEL II

het CO onmiddellijk splitters te plaatsen. Doordat elke gebruiker een eigen fiber heeft, kan iedere operator en/of service provider volledig vrij zijn netwerkarchitectuur kiezen. Voor het actieve ster netwerk en de PON architecturen is competitie enkel mogelijk op de hogere lagen. Actieve ster netwerken werken immers in de data link laag op Ethernet en elke PON architectuur heeft ook zijn eigen data link protocol. Alhoewel bij alle drie de alternatieven er mogelijkheid tot competitie is, is de vrijheid het grootst bij home run fiber netwerken.

3.2.3. Business gebruikers Een belangrijke doelgroep bij de ontwikkeling van het stadsnetwerk zijn de business gebruikers. Business gebruikers zullen immers een belangrijk deel van de klanten en inkomsten uitmaken en kunnen voor de creatie van heel wat extra waarde en werkgelegenheid in een stad zorgen. Business gebruikers brengen echter ook specifieke eisen met zich mee. Enkele belangrijke zijn weergegeven in Tabel 3-4 met daarbij de geschiktheid van elke architectuur voor deze eis: Eis Hoge downstream bandbreedte Hoge upstream bandbreedte Quality of Service (QoS) Veiligheid en dataintegriteit

Actief

PON

Zeer goed

Matig

Zeer goed

Matig

Zeer goed Zeer goed

Goed Matig

Tabel 3-4: Geschiktheid architecturen voor business gebruikers(zie ook 2.2.3)

Het blijkt duidelijk dat actieve netwerken op alle punten beter scoren dan PONs.

3.2.4. Investeringskosten en operationele kosten Alhoewel winst voor een stad niet de belangrijkste factor is bij de keuze van het netwerk, spelen kosten uiteraard een belangrijke rol. Deze kosten kunnen we onderverdelen naar investeringskosten en operationele kosten. In Figuur 3-1 worden de investeringskosten per Home Passed1 (HP) voor verschillende architecturen vergeleken:

1

Het aantal Homes Passed zijn het aantal huizen die op het fysieke netwerk aangesloten zijn. Dat betekent nog niet dat deze huizen effectief een abonnement op de dienst hebben. Huizen die ook geabonneerd zijn worden Homes Connected genoemd - 27 -


DEEL II

Figuur 3-1: Investeringskosten per HP [28]

Hieruit blijkt duidelijk dat de home run fiber architectuur steeds de duurste is, maar dat in het stedelijke scenario het verschil verwaarloosbaar klein is. Uit onder andere [29], [30], [31] blijkt ook dat de grootste investeringskost (> 45%) de graafwerken zijn. Deze zal identiek zijn bij alle architecturen, aangezien er steeds evenveel moet gegraven worden. Over de operationele kosten bestaat meer discussie. Voorstanders van PONs argumenteren dat de operationele kosten van PONs een stuk lager zullen zijn dan van actieve ster netwerken omdat er zich geen actieve componenten in het toegangsnetwerk bevinden. Deze actieve componenten zorgen volgens hen voor een veel hogere onderhoudskost. Voorstanders van actieve ster netwerken weerleggen deze stelling. Zij stellen dat een actief netwerk door zijn beter netwerk management fouten sneller kan localiseren en identificeren. Dit zal resulteren in een kortere reparatietijd. Bij PONs zal het localiseren en identificeren van een fout, door het mindere netwerkmanagement (want geen actieve componenten in het toegangsnetwerk), veel meer tijd en kosten met zich meebrengen. Algemeen kunnen we stellen dat in PON architecturen het aantal reparaties waarschijnlijk lager zal liggen dan bij actieve ster netwerken, maar dat de reparatietijd per fout groter zal zijn. We onderstellen dan ook dat de operationele kosten voor beide netwerken gelijkaardig zullen zijn. We onderstellen dat de operationele kosten van home run fiber netwerken in dezelfde lijn zullen liggen als deze van PONs en actieve ster netwerken.

3.2.5. Business modellen [33] De concrete realisatie en uitbating van een FttH stadsnetwerk is vrij complex. Bij het uitrollen en het beheer van een FttH netwerk komen immers enkele sterk verschillende activiteiten voor. De betrokkenheid van de stad in elk van deze activiteiten kan echter sterk variëren. In deze thesis onderscheiden we drie belangrijke activiteiten: uitrollen en uitbaten van het fysieke netwerk, beheer van het toegangs- en backbone-netwerk en het aanbieden van diensten voor het netwerk. Op basis hiervan stellen drie mogelijke business modellen voor:

- 28 -


DEEL II

Volledige publiek controle In dit model is de stad betrokken bij alle aspecten van het netwerk. Dit model zal gekozen worden wanneer de stad geen kandidaten vindt voor de uitbating van de verschillende activiteiten of omdat het vreest dat de kandidaten niet voldoende het belang van de stad zullen behartigen. Er kan uiteraard nog steeds een participatie zijn van een privé partner. Dit model wordt ook soms het verticaal geïntegreerde model genoemd.

Figuur 3-2: Volledige publiek controle

Voordelen: o De complexiteit van het project wordt beperkt doordat er slechts één organisatie voor het hele project verantwoordelijk is. o De belangen van de stad en zijn inwoners zullen voorop geplaatst worden. o Eén speler kan tijdens de opstart economisch levensvatbaar zijn. Nadelen: o o o o

Grote investering voor een stad. Stad heeft weinig expertise in het ontwerpen en beheren van een breedbandnetwerk. Gebrek aan competitie kan voor hogere prijzen en minder innovatie zorgen. Initiatieven zoals FttH vereisen daadkracht en snelle reacties op veranderende situaties. Dit kan een uitdagende situatie vormen voor een stad.

- 29 -

DEEL II


Eén privé service provider In dit model beperkt de stad zich tot het uitrollen en beheren van de fysieke infrastructuur. Daarnaast wordt er één partner gezocht voor het uitbaten van het netwerk en het voorzien van diensten.

Figuur 3-3: Eén enkel operator

Voordelen: o Model is voor commerciële partner interessant omdat er geen concurrentie is. Initieel kan het aantal klanten immers beperkt zijn, waardoor competitie niet altijd bevorderlijk is voor de levensvatbaarheid van het netwerk. Op lange termijn kan er bijvoorbeeld wel competitie geïntroduceerd worden. o De investeringen voor een stad zijn minder groot. o Stad beperkt zich tot infrastructuur beheer. Dit is iets waar een stad al een zekere ervaring mee heeft. Nadelen: o Gebrek aan competitie kan voor hogere prijzen en minder innovatie zorgen. o Belangen van de stad zullen niet altijd meer voorop geplaatst worden.

- 30 -


DEEL II

Eén operator en verschillende service providers In dit model beperkt de stad zich tot het uitrollen en beheren van de fysieke infrastructuur. De operator beheert het toegangs- en backbone-netwerk en verkoopt bandbreedte aan verschillende service providers

Figuur 3-4: Eén operator en verschillende service providers

Voordelen: o Maximale competitie mogelijk: dit zal zorgen voor attractieve prijzen en veel innovatie. o De investeringen voor de stad zijn minder groot. o Stad beperkt zich tot infrastructuur beheer. Dit is iets waar een stad al een zekere ervaring mee heeft. Nadelen: o Complexiteit door groot aantal betrokken spelers. o Commercieel niet interessant wanneer het aantal gebruikers beperkt is. o Belangen van de stad zullen niet altijd meer voorop geplaatst worden.

3.3. Gekozen stadsnetwerk model voor thesis Op basis van 3.2 hebben we voor het stadsnetwerk gekozen voor een actief home run fiber netwerk. De (geringe) meerkost van het home run fiber netwerk weegt niet op tegen de duidelijke voordelen die home run fiber biedt. We gaan uit van een volledige controle van het netwerk door de Stad Gent, waarbij een partnership wordt aangegaan met DSL aanbieder Belgacom2 die de telecomexpertise en een deel van het kapitaal 2

Uit [4] is gebleken dat Telenet zijn netwerk goedkoper kan upgraden en waarschijnlijk langer aan de eisen van de gebruikers zal kunnen voldoen. Telenet zal dus waarschijnlijk minder interesse hebben dan Belgacom. - 31 -

DEEL II


zal leveren. Op deze manier heeft de Stad Gent voldoende invloed bij het ontwerp van het netwerk en kan het toch gebruik maken van de DSL ervaring van Belgacom. Tevens zorgt dit voor een concurrent minder op de breedbandmarkt omdat we onderstellen dat Belgacom DSL niet verder zal ontwikkelen en promoten in Gent. De stad zal ook de prijzen competitief kiezen ten opzichte van concurrerende aanbieders. Op termijn denken we dat het model voor Gent moet evolueren naar het model met verschillende service providers. Initieel is dit moeilijk te realiseren omdat er te weinig gebruikers zullen zijn om meerdere providers toe te laten. Vanaf het einde van de case (2022), zal uit 7.2 blijken, dat het aantal gebruikers aanzienlijk is. Vanaf dan lijkt het aangewezen de fysieke infrastructuur in een aparte structuur onder te brengen en een onafhankelijke operator voor het netwerk op te richten. Dit zal maximale competitie en dus maximale winst voor de gebruikers met zich meebrengen.

- 32 -

HOOFDSTUK 4.

Analyse van investeringsprojecten

4.1. Algemene tools bij een investeringsanalyse Voor het evalueren van investeringen zijn er verschillende tools en methodes beschikbaar. In volgende paragrafen bespreken we enkele meer in detail.

4.1.1. Payback time De payback time is de tijd die het kost om een initiële investering terug te betalen. Uiteraard is een zo kort mogelijke payback time het meest interessant. Alhoewel de payback time intuïtief makkelijk te begrijpen is, zijn er ook serieuze nadelen aan verbonden. Zo wordt er geen rekening gehouden met het tijdsverloop van de cashflows, grootte van de investering, opportuniteitskost, … Het wordt daarom zelden gebruikt als beslissingsmethode, maar kan wel interessante bijkomende informatie verschaffen.

4.1.2. Net Present Value (NPV) Bij het beoordelen van het potentieel van een investering is het van belang een idee te hebben van alle (toekomstige) cashflows (=geldstromen). Deze cashflows mogen echter niet zomaar gebruikt worden, maar moeten eerst verdisconteerd worden. Reële cashflows houden immers geen rekening met factoren, zoals tijdswaarde van geld, inflatie, intrest,… De verdisconteerde cashflow is de huidige geldelijke waarde van een toekomstige cashflow en wordt als volgt berekend:

CFv =

CF

(1 + i )t

Vergelijking 4-1: verdisconteerde cashflow

met

CFv CF i t

verdisconteerde cashflow reële cashflow de samengestelde intrest jaar waarin de cashflow plaats vindt

We bekomen nu de Net Present Value (NPV of netto contante waarde) door de grootte en timing van de toekomstige verdisconteerde geldstromen te schatten. De NPV is dan de som van al deze verdisconteerde geldstromen: n

NPV = ∑ t

CFt

(1 + i )t

Vergelijking 4-2: NPV

met

NPV CFt

Net Present Value Cashflow in jaar t

HOOFDSTUK 4: Analyse van investeringsprojecten

DEEL II

Op basis van de NPV maken we volgende analyse van een project:

NPV>0 NPV<0 NPV=0

Betekenis Investering creëert extra waarde voor het bedrijf Investering creëert waarde vermindering voor het bedrijf Investering heeft geen effect op de waarde creatie van het bedrijf

Actie Project kan aanvaard worden Project moet afgewezen worden Alhoewel het project geen extra waarde creëert kan het toch aanvaard worden omdat het voor de aandeelhouders voldoende return genereert. Het kan ook voor strategische redenen interessant zijn.

Tabel 4-1: Net Present Value analyse

Een belangrijke keuze bij de NPV-analyse is de samengestelde intrest, aangezien deze een zeer grote invloed heeft op de NPV. Een vaak gemaakte keuze is de intrest die het geld zou opbrengen mocht het in een andere investering gestoken worden. Een NVP > 0 betekent echter niet altijd dat een project zal uitgevoerd worden. Bedrijven beschikken immers meestal over vele mogelijke investeringen en niet over oneindig veel kapitaal. Indien er meerdere projecten zijn, zal vermoedelijk gekozen worden voor het project met de hoogste NPV. Uiteraard kunnen er ook andere strategische opties meespelen in de uiteindelijke keuze. Een andere vorm om de NPV te evalueren is gebruik te maken van de Internal Rate of Return (IRR). De IRR is gelijk aan de samengestelde intrest die ervoor zorgt dat de NPV van een investering nul is. Een investering wordt als interessant beschouwd als de IRR groter is dan de intrest van een andere investering (bijvoorbeeld een belegging). Vaak wordt er bij deze intrest ook een risicopremie opgeteld, omdat de opbrengsten van een investering onzekerder zijn (kasbons geven bijvoorbeeld een gegarandeerd rendement).

4.1.3. Real Options De voorgaande methodes zijn allemaal statische methodes. De beslissingen worden aan het begin van een project genomen en eenmaal het project in uitvoering is, kan er geen bijsturing meer gebeuren. Dit komt echter niet overeen met de realiteit, waar er vaak wordt ingespeeld op tussentijdse resultaten en analyses. Het feit dat de beslissingnemers ook tijdens het project nog keuzes hebben wordt real options genoemd. Real options worden vaak gebruikt samen met de NPV-analyse en geven aanleiding tot volgende formule: Projectwaarde = NPV + waarde real options Vergelijking 4-3: Real options: NPV project

Real options kunnen enkel een positieve bijdrage hebben aan een projectwaarde. Negatieve opties impliceren immers slechte keuzes, en zullen dus nooit gekozen worden.

- 34 -


DEEL II

In Tabel 4-2 worden enkele voorbeelden getoond die het concept van real options illustreren.1

Soort optie Optie om te wachten Optie om te expanderen

Omschrijving Wachten op bijvoorbeeld meer informatie of gunstigere timing Snelheid of grootte van de investering aanpassen aan de geobserveerde vraag

Optie om te stoppen

Project stoppen en activa verkopen

Optie om input of output te veranderen

Aanpassen van input of output van een proces aan veranderende marktcondities

Voorbeeld Wachten op grotere vraag naar IPTV Sneller uitrollen van fibernetwerk door grotere vraag Stoppen met uitrol van VDSL om FttH uit te rollen Gebruik maken van betere en goedkopere elektronica in FttH netwerken

Tabel 4-2: Illustratie van real options

4.1.4. Sensitiviteitsanalyse Bij de analyse van een investering zijn er vele inputparameters. Het merendeel van deze inputs zal gebaseerd zijn op schattingen. Het bestuderen van het effect van de variatie van de inputparameters op het resultaat noemt men sensitiviteitsanalyse. Voordelen Identificeren van de belangrijke en onbelangrijke variabelen Impact van marktfluctuaties en foutieve schattingen kunnen inschatten

Nadelen Vele variabelen zijn onderling afhankelijk. Het apart aanpassen van deze variabelen kan weinig realistische resultaten geven De variatie van een schatting wordt nog steeds arbitrair gekozen en deze heeft directe impact op de conclusies van de analyse

Betrouwbaarheid van investeringsanalyse nagaan Tabel 4-3: Voor- en nadelen van sensitiviteitsanalyse

Door het uitvoeren van sensitiviteitsanalyse krijgen we een idee hoe robuust en algemeen geldend ons resultaat is onder wijzigende inputparameters. In deze thesis wordt gebruik gemaakt van het programma Crystal Ball [35] om de sensitiviteitsanalyse uit te voeren.

1

Aangepast uit handboek bedrijfsfinanciering [34] - 35 -


DEEL II

4.2. Speltheorie 4.2.1. Concept Speltheorie (Eng: Game Theory) is een opkomende tool bij investeringsanalyses. Bij speltheorie worden er steeds 2 of meer verschillende spelers beschouwd. Elke speler heeft keuze uit verschillende strategieën. Van iedere strategie wordt dan het nut (bijvoorbeeld NPV) berekend. Bij speltheoretische analyse worden volgende veronderstellingen gemaakt: o o o o

Elke speler is rationeel en volmaakt in uitvoering van zijn strategie Elke speler heeft een perfect geheugen Elke speler heeft tot doel zijn nut te maximaliseren en handelt dus rationeel Elke speler gaat uit van dezelfde veronderstellingen voor de overige spelers

Op basis van de verschillende spelers, hun strategieën en payoffs en bovenstaande veronderstellingen kunnen we nu het Nash evenwicht (NE) bepalen. Het Nash evenwicht is een set van strategieën, één voor iedere speler, waarbij geen enkele speler er voordeel bij heeft om unilateraal zijn strategie te veranderen. Het Nash evenwicht is belangrijk bij een investeringsanalyse, omdat we er mogen vanuit gaan dat bovenstaande veronderstellingen in de realiteit zullen nagestreefd worden. Het volgende voorbeeld verduidelijkt het Nash evenwicht: We veronderstellen twee spelers, elk met drie mogelijke strategieën. Dit geeft aanleiding tot 9 verschillende situaties die in een matrix kunnen worden uitgezet. De eerste waarde in een matrix cel geeft de verwachte NPV voor speler 1. De tweede waarde de verwachte NPV voor speler 2. NPV

Speler 1

Strategie 1 2 3

1 0 10 2

0 5 1

Speler 2 2 5 10 1 1 1 2

3 1 1 4

2 2 4

Tabel 4-4: Speltheorie uitgewerkt voorbeeld (Nash evenwichten vet)

De vetgedrukte cellen zijn de Nash evenwichten. Geen van beide spelers heeft er in deze punten belang bij zijn strategie te veranderen. Het unilateraal veranderen van zijn strategie kan enkel zijn NPV verlagen.

- 36 -


DEEL II

4.2.2. Geschiedenis Speltheoretische concepten bestaan al gedurende de ganse geschiedenis en komen onder andere voor in de Bijbel en in werken van Descartes, Sun Tzu en Charles Darwin. De basis van de speltheorie wordt gelegd door Augustin Cournot’s Research into the Mathematical Principles of the Theory of Wealth (1838), waar een speciale vorm van het Nash evenwicht wordt besproken. Von Neumann (1903-1957), medeontwerper van de atoombom en de moderne computer, wordt algemeen beschouwd als de grondlegger van de moderne speltheorie. Het boek, Theory of Games and Economic Behavior (1944), dat hij samen met Oskar Morgenstern schreef, wordt beschouwd als het basiswerk over speltheorie. Het boek creëerde zo veel aandacht, dat zelfs de New York Times er een volledige voorpagina aan wijdde. Misschien wel de bekendste speltheoreticus is John Nash, die de speltheorie wiskundig formaliseerde. In zijn Ph.D. ‘Non-cooperative games’ (1950) bewees hij dat alle non-coöperatieve spellen met gemengde strategieën2 een evenwicht hadden, het Nash evenwicht. Hiervoor zou hij in 1994 de Nobelprijs voor Economie krijgen. Vanaf de jaren ’60 werd de speltheorie intensief onderzocht in de economie en biologie. In de biologie werd het onder andere gebruikt om de 1:1 sexratio (man, vrouw), gevechtsgedrag en communicatie bij dieren te verklaren. In de economie werden toepassingen voor het bestuderen van veilingen en oligopolies ontwikkeld. De speltheorie kent ook toepassingen in de filosofie en computerwetenschappen. De laatste jaren heeft speltheorie alleen maar aan belang gewonnen. Zowel in 1994 als in 2005 kregen onderzoekers de Nobelprijs voor de Economie voor hun onderzoek in de speltheorie.

4.2.3. Prisoner’s dilemma Misschien wel het bekendste voorbeeld van speltheorie is het ‘prisoner’s dilemma’: Twee verdachten, verdachten A en B, worden gearresteerd door de politie. Alhoewel de politie zeker weet dat beide verdachten schuldig zijn, heeft ze onvoldoende bewijs om ze te veroordelen. De verdachten worden daarom gescheiden en krijgen beiden hetzelfde voorstel. Wanneer beiden niet bekennen krijgen ze elk 6 maanden voor eerder gepleegde feiten. Wanneer één iemand bekent en de andere niet, dan gaat de verrader vrij en krijgt zijn medeplichtige 10 jaar. Wanneer beiden bekennen, krijgen ze elk twee jaar. Dit wordt geformaliseerd in onderstaande matrix.

Verdacht A zwijgt Verdachte A bekent

Verdachte B zwijgt 6 maanden 6 maanden 0 jaar 10 jaar

Verdachte B bekent 10 jaar 0 jaar 2 jaar 2 jaar

Tabel 4-5: Prisoner's dilemma (Nash evenwichten vet) 2

Gemengde strategie: soms bestaat er geen puur Nash evenwicht, maar bestaat het evenwicht erin een aantal strategieën met een bepaalde frequentie uit te voeren. - 37 -


DEEL II

Het dilemma treedt op wanneer beide spelers enkel uit eigen belang handelen, of vermoeden dat hun medeplichtige dit doet. In een normale situatie denk je bij strategische beslissingen ook na over wat je tegenstander gaat doen. Dit heeft hier echter geen zin. Immers wanneer speler B zwijgt, is het voor speler A voordelig om te bekennen. Maar ook als speler B bekent is het voor speler A voordeliger om te bekennen. Beide spelers hebben er dan ook baat bij om altijd te bekennen. Het punt in de matrix waar beide spelers bekennen is dus een Nash evenwicht. Merk op dat een Nash evenwicht niet altijd een globaal optimum is. Immers indien beide spelers niet bekennen hebben we ook een Nash evenwicht, in welk beide spelers een kortere gevangenistijd (6 maanden ten opzichte van 2 jaar) zullen hebben. Dit is dus het prisoner’s dilemma. Alhoewel beide spelers weten dat er een betere uitkomst mogelijk is, zullen ze toch kiezen voor de minst goede oplossing. Het prisoner’s dilemma kent vele uitbreidingen, zoals bijvoorbeeld het herhaald prisoner’s dilemma, waarbij het originele prisoner’s dilemma vele malen na elkaar gespeeld wordt en de spelers over geheugen beschikking. Dit kan leiden tot interessante uitbreidingen.

4.2.4. Soorten spellen Er zijn vele verschillende soorten spellen. In onderstaand overzicht tonen we de belangrijkste verschillen. •

Strategische versus Extensieve spellen

Bij een strategisch spel kiest elk speler in het begin en op hetzelfde moment al zijn acties en kan hij daar eenmaal het spel begonnen is, niets meer aan veranderen. Bij een extensief spel zijn er verschillende beslissingsperiodes in het spel waar elke speler de mogelijkheid heeft acties te ondernemen. Deze beslissingen kunnen al dan niet simultaan gebeuren. Een extensief spel wordt vaak voorgesteld door een boomstructuur, maar deze kan ook vervangen worden door de meer traditionele matrix structuur. Een voorbeeld van een boomstructuur is weergegeven in Figuur 4-1. Het betreft hier een 1-kaart poker spel.

Figuur 4-1: Voorbeeld van extensief spel [36]

- 38 -


DEEL II

In het thesis model is gebruik gemaakt van een strategisch spel. De volgende spellen zijn onderverdelingen binnen de extensieve spellen. o

Perfecte versus Imperfecte informatie spellen

Perfecte informatie3 spellen zijn spellen waarbij alle spelers alle acties uit het verleden en bijhorende implicaties van de tegenstander kent. Voorbeelden hiervan zijn schaken en go. Perfecte informatie spellen zijn eerder een zeldzaamheid. In het merendeel van de gevallen weten de spelers niet alle acties van de tegenstander. Een voorbeeld hiervan is poker. o

Simultane versus Sequentiële spellen

Wanneer alle spelers steeds op hetzelfde moment hun acties moeten bepalen, spreken we van simultane spellen. In het andere geval van sequentiële spellen. •

Zero-sum versus non-zero sum spellen

In een zero-sum spel komen de verliezen van de ene speler exact overeen met de winsten van de andere speler. Voorbeelden hiervan zijn schaken en go. Bij een non-zero sum spel is dit niet het geval en kan het dus ook zijn dat beide spelers winst of verlies maken. In de thesis gebruiken we een non-zero sum spel. •

Non-coöperatieve versus Coöperatieve spellen

Bij non-coöperatieve spellen is het voor spelers niet mogelijk bindende contracten af te sluiten. Er is wel mogelijkheid tot samenwerking, maar deze kan nooit afgedwongen worden. Bij coöperatieve spellen is dat wel mogelijk. De laatste jaren heeft het onderzoek zich vooral toegespitst op noncoöperatieve speltheorie. In het thesis model is gebruik gemaakt van non-coöperatieve speltheorie.

3

Perfecte informatie is verschillend van complete informatie. Bij complete informatie weten alle spelers alle mogelijke strategieën van de andere spelers. - 39 -


DEEL II

4.3. Speltheoretische tool Het hoofddoel van deze thesis is het opstellen van een speltheoretisch model om de interactie tussen verschillende telecomspelers te modelleren. Omdat er in de telecomwereld vaak duopolies bestaan is het ontwikkelde model ook ontworpen voor duopolies. In principe is het uitbreiden van het model naar meer dan twee spelers vrij eenvoudig. Het ontwikkelde model is weergegeven in Figuur 4-2.

Adoptie,…

1

Excel

2

Payoff matrix

Nash equilibria

Speler 2

3,4

4,7

4,2

2,5

1,7

1,1

3,3

2,9

1,4

5,1

4,1

2,3

2,3

2,9

2,4

3,8

4,6

1,5

3,9

2,6

Speler 1

Kosten,opbrengsten,…

Game Theory Tool

Conclusies & Implicaties

parameters

Figuur 4-2: Thesismodel

Het Microsoft Excel model dat het eerste deel van het model uitmaakt, wordt besproken in HOOFDSTUK 5 en HOOFDSTUK 6. In deze paragraaf zullen we het ontwikkelde softwareprogramma meer in detail bespreken. Het doel is om een bestaand programma uit te breiden en het geschikt te maken voor het onderzoek in deze thesis. Het bestaande programma moet aan volgende voorwaarden voldoen: o o o o o o

Het moet Nash evenwichten kunnen berekenen (gemengde en niet gemengde evenwichten) Het moet grote matrices aankunnen De gebruikte routines moeten aanroepbaar zijn vanuit andere programmeertalen Het moet nog ondersteund en verder ontwikkeld worden Het moet gratis zijn Indien mogelijk, moet ook de source code vrij beschikbaar zijn, zodat de tool direct kan uitgebreid worden

- 40 -


DEEL II

4.3.1. Overzicht van beschikbare tools De beschikbare tools zijn in Tabel 4-6 weergegeven. Voor elke tool is nagegaan of hij aan voorwaarden uit vorige paragraaf voldoet. Aanroepbaar vanuit andere Verdere Source code programmeer- ondersteuning beschikbaar talen

Berekenen Nash evenwichten

Geschikt voor complexe problemen

Gambit

Ja

Ja

Ja

Ja

Nee

Ja

GAMET stata Module

Ja

Ja

Ja

Ja

Ja

Nee

Scientific Joker

Ja

?

?

Nee

Nee

Ja

Comlab Games

Nee

Nee

Nee

Ja

Nee

Ja

Online Applets

Ja

Nee

Ja

?

?

Ja

Gratis

Tabel 4-6: Overzicht speltheorie programma's (vet: positief; onderlijnd: gekozen tool)

•

Gambit [37]

Gambit is een bibliotheek van speltheoretische tools voor het opstellen en analyseren van eindige extensieve en strategische spellen. Het biedt een grafische user interface en een Python [38] API aan voor het schrijven van scripts aan. Naast de grafische user interface is het ook mogelijk Gambit te gebruiken via de commando lijn. Gambit beschikt over verschillende routines voor het bepalen van de Nash evenwichten. •

GAMET stata Module [39]

GAMET is een speltheorie module voor Stata [40]. Stata is een commerciële statistische software tool. Uit de handleiding van GAMET halen we het volgende: “GAMET is in staat strategische en extensieve non-coöperatieve spellen voor te stellen en kan voor deze spellen de (gemengde) Nash evenwichten bepalen…” Omdat de source code van GAMET vrij beschikbaar is, is het normaal eenvoudig om dit programma uit te breiden en geschikt te maken voor deze thesis. Door het feit dat Stata echter betalend is, hebben we dit programma niet kunnen testen.

- 41 -


DEEL II

•

Scientific joker [41]

Op de website staat: “Scientific Joker is een softwareprogramma voor het creëren, opslaan en oplossen van extensieve en strategische spellen”. De screenshots op de website wijzen erop dat het programma gelijkaardig is aan Gambit. Scientific Joker is echter niet meer verder ontwikkeld sinds 2001 en is ook niet langer te downloaden. •

Online Applets

Een overzicht van online applets is terug te vinden in[42]. De meeste applets zijn geschreven in Java of CGI. Vele van de applets worden niet verder ontwikkeld of ondersteund. Het is vaak ook moeilijk deze applets te integreren in een zelf te ontwikkelen programma. In [42] worden vier categorieën van applets onderscheiden: o

Prisoner’s dilemma

Applets die verschillende vormen van het prisoner’s dilemma illustreren en de mogelijkheid geven om te spelen tegen computertegenstanders. Ook wegen ze de verschillende strategieën voor het prisoner’s dilemma tegen elkaar af. o

Gemengde strategieën

Applets die het gebruik van gemengde strategieën binnen de speltheorie illustreren. Je kan het zelf opnemen tegen geoptimaliseerde computerprogramma’s of kijken hoe verschillende strategieën het er tegen elkaar vanaf brengen. o

Evolutionaire speltheorie

Dit zijn voornamelijk illustraties van evolutionaire speltheorie. Zo is er bijvoorbeeld AGENTS (A Game Theoretic Evolutionary Network Traffic Simulator). Hiermee is het mogelijk computernetwerken en vertragingen binnen deze netwerken dynamisch te simuleren. Andere applets laten toe de dynamische evolutie van een probleem te simuleren, bijvoorbeeld van ecologische netwerken of branden. Ook is er een applet die het populaire probleem Havikken versus duiven [43] illustreert. o

Spel oplossers

Deze categorie is voor deze thesis het belangrijkste, aangezien we een programma nodig hebben, dat het Nash evenwicht van een matrix moet kunnen bepalen. De meeste applets zijn in staat Nash evenwichten te vinden, maar vaak slechts voor kleine matrices (4 x 4) en meestal vinden ze ook geen gemengde evenwichten. Hierdoor zijn ze niet geschikt voor gebruik in deze thesis.

- 42 -


DEEL II

Besluit: Uit bovenstaande analyse van de verschillende beschikbare tools blijkt dat er maar één tool geschikt is voor gebruik in deze thesis en dat is Gambit. Gambit is vervolgens getest geweest, door de resultaten uit de paper “Implementing a Game Theory model for 3G Operators” [44] na te rekenen. Het onderzoek dat in dat paper beschreven wordt, heeft dezelfde kenmerken als het onderzoek in deze thesis. Omdat Gambit in staat was de resultaten uit de paper te reproduceren, was het te verwachten dat Gambit ook voor deze thesis geschikt zou zijn.

4.3.2. Ontwikkelde tool Voor het ontwikkelen van de thesis tool werd gekozen voor Ruby. Ruby is een objectgeoriënteerde scripttaal waarin het werken met de commando lijn zeer eenvoudig is. Aangezien het programma voornamelijk met de commando lijn zou communiceren was dit heel belangrijk. Doordat Ruby een scripttaal is, was een snelle ontwikkeling van de tool mogelijk. Een schematisch overzicht van het ontwikkelde programma is weergegeven in Figuur 4-3. Als input krijgt het programma een Excel NPV matrix. Het programma (Thesis.rb) leest de Excel matrix in en zet deze om naar een Gambit compatibele (.nfg) file. Vervolgens wordt via de commando lijn een geschikte Gambit routine opgeroepen. Deze routine berekent de Nash evenwichten en schrijft deze terug uit naar de commando lijn. Deze worden dan door het programma ingelezen en uitgeschreven naar een Excel file.

Figuur 4-3: Schematisch overzicht softwareprogramma

- 43 -


DEEL II

De code van het programma is terug te vinden op de cd-rom en een handleiding voor gebruik zit in bijlage. •

Gambit routines

Gambit heeft 9 routines om de Nash evenwichten te bepalen. De implementatie van deze routines wordt hier niet verder besproken. In deze thesis is gebruik gemaakt van de routine enumpoly. In principe kon er ook een andere routine gebruikt worden. De routine moet wel in staat zijn gemengde evenwichten te bepalen. In het onderstaande overzicht zijn alle routines weergegeven. Deze met een (*) zijn ongeschikt voor deze thesis omdat ze niet aan alle eisen voldoen (bijvoorbeeld het vinden van gemengde evenwichten). o o o o o o o o o

Gambit-enumpoly: Berekent de Nash evenwichten in een spel door het oplossen van polynomiale systemen Gambit-enummixed: Berekent de Nash evenwichten in een twee-speler strategisch spel door gebruik te maken van extreme punten opsomming Gambit-gnm: Berekent de Nash evenwichten in een strategisch spel door gebruik te maken van een globale Newton methode Gambit-ipa: Berekent de Nash evenwichten in een strategisch spel door gebruik te maken van een iteratieve polymatrix benadering Gambit-lcp: Berekent de Nash evenwichten in een twee-speler spel door het oplossen van een lineair complementariteitsprogramma Gambit-liap: Berekent de Nash evenwichten van een spel door het minimaliseren van een speltheoretische functie (*) Gambit-enumpure: Berekent de pure Nash evenwichten in een spel (*) Gambit-lp: Berekent de Nash evenwichten in een twee-speler zero-sum spel door het oplossen van een lineair programma (*) Gambit-simpdiv: Berekent een benadering van Nash evenwichten in een strategisch spel door gebruik te maken van subdelingen

- 44 -

DEEL III: ONTWERP THESISMODEL HOOFDSTUK 5.

EN

ANALYSE

VAN

HET

Model voor de case

5.1. Doel Het thesismodel wil de interactie beschrijven tussen twee telecomspelers op de breedbandmarkt. Beide spelers zullen in eenzelfde gebied hun verschillende breedband-technologieën uitrollen. Op basis van adoptiecurves, kosten en opbrengsten1 wordt dan voor beide spelers de NPV van een scenario berekend. Door het aanpassen van de uitrolparameters (uitrolsnelheid, uitrolvolgorde) worden voor beide spelers verschillende strategieën gegenereerd. Het combineren van alle scenario’s geeft uiteindelijk een NPVmatrix. Van deze matrix worden dan, met een speltheoretische tool, de Nash evenwichten berekend. Het volledige model is weergegeven in Figuur 5-1. In dit hoofdstuk bespreken we enkel het eerste deel van het model. Het tweede deel werd al besproken in 4.3.

Adoptie,…

1

Excel

2

Payoff matrix

Nash equilibria

Speler 2

3,4

4,7

4,2

2,5

1,7

1,1

3,3

2,9

1,4

5,1

4,1

2,3

2,3

2,9

2,4

3,8

4,6

1,5

3,9

2,6

Speler 1

Kosten,opbrengsten,…

Game Theory Tool

Conclusies & Implicaties

parameters

Figuur 5-1: Thesismodel

5.2. Case beschrijving De case vindt plaats in Gent en bestaat uit twee spelers. Beide spelers kiezen voor een andere weg naar FttH. De eerste speler, de Stad, is een samenwerkingsverband tussen Stad Gent en Belgacom en zal onmiddellijk een volledig nieuw home run fiber stadsnetwerk uitrollen. De voordelen van een stadsnetwerk werden reeds besproken in 3.1. De tweede speler, Telenet, zal zijn bestaand HFC netwerk verder uitbouwen (implementatie van DOCSIS3.0 en kleinere Service Areas, SAs) en zal voor de duur van het scenario, 15 jaar, geen FttH uitrollen. Op langer termijn zal ook Telenet FttH implementeren.

1

We werken steeds met cashflows en houden geen rekening met afschrijvingen

HOOFDSTUK 5: Model voor de case

DEEL III

In het scenario veronderstellen we dat het fysieke netwerk eigendom is van het stadsnetwerk. Op termijn zal het eigendom van het fysieke netwerk ondergebracht worden in een apart bedrijf2 en zal het stadsnetwerk de lijnen huren. Zo kunnen ook andere spelers FttH aanbieden en hoeft bijvoorbeeld Telenet niet zelf opnieuw Fiber te leggen. Deze vorm bevordert uiteraard de competitie en komt dus de gebruiker ten goede. Gent werd onderverdeeld in 8 gebieden en deze gebieden werden gerangschikt naar prioriteit voor de Stad Gent. Gebieden met hoge prioriteit bevatten veel publieke diensten, zoals universiteitsgebouwen, stadsdiensten, ziekenhuizen,… Ook hoogtechnologische gebieden kennen een hoge prioriteit. Daarnaast werd ook rekening gehouden met het aantal inwoners. De gebieden zijn weer gegeven in Tabel 5-1. Voor een volledige beschrijving van de gebieden zie cd-rom.

Prioriteit 1 2 3 4 5 6 7 8

Naam gebied Blandijnberg + Zuid Zwijnaarde Station Zuid De Kuip + Rabot + Wondelgem Station Noord Nieuw Gent Brugse Poort + Ekkergem Flanders Expo

CO

Inwoners

Publieke diensten

(Hoog) technologische bedrijven

1

11046

Zeer veel

Nee

1 1

0 7574

Zeer veel Veel

Zeer veel Nee

2

32318

Veel

Weinig

2 1

8598 7802

Normaal Veel

Nee Weinig

2

22439

Weinig

Nee

1

0

Weinig

Normaal

Tabel 5-1: Gebieden stad Gent

Elk gebied werd toegewezen aan een Central Office (CO). Initieel zullen er in Gent twee COs nodig zijn (zie 6.5.3). De keuze van de positie van de COs is gebaseerd op de ligging van de verschillende gebieden. CO 1 ligt aan de Sterre, CO 2 in het centrum, vlakbij de Graslei. De gebieden en de posities van de COs zijn aangeduid op Figuur 5-2.

2

Waarvoor het stadsnetwerk uiteraard een vergoeding krijgt - 46 -


DEEL III

4 CO II

7

1 5

3

CO I

6 8

2

CO I CO II

Figuur 5-2: Gebieden stad Gent [45]

De verschillen tussen de scenario’s bestaan uit het variëren van de uitrolvolgorde en uitrolsnelheid door beide spelers. De strategieën van beide spelers worden besproken in 7.1. De beoordeling van de scenario’s is gebaseerd op de NPVs.

5.3. Opbouw en beschrijving In Figuur 5-3 is het eerste deel van Figuur 5-1 meer in detail weergegeven. Het bestaat uit vier grote blokken.3

Figuur 5-3: FttH versus Kabel model

3

Deze blokken komen in grote mate overéén met de onderverdeling in het gebruikte Excel bestand - 47 -


DEEL III

Het eerste blok inputs bevat alle inputs, zowel de scenariospecifieke als de algemene die nodig zijn voor het uitrekenen van een scenario. Het blok adoptiecurve behandelt de adoptie van de gebruikers van de verschillende technologieën. De blokken FttH en Kabel berekenen de NPVs voor de 2 verschillende technologiekeuzes. Een detail van deze laatste twee blokken is weergegeven in Figuur 5-4.

Figuur 5-4: FttH en kabel model

De berekeningen om op basis van bovenstaande blokken de NPV te bepalen zijn weergegeven in Figuur 5-54. De verschillen tussen het fiber- en kabelmodel worden aangegeven op de figuur. Het fibermodel werd zelf ontwikkeld. Het Telenet model is gebaseerd op [4]. In het volgende hoofdstuk worden de verschillende kostencomponenten en inkomsten meer in detail geanalyseerd.

Figuur 5-5: Berekeningswijze NPV

4

Alle inkomsten en kosten zijn verdisconteerd - 48 -

HOOFDSTUK 6.

Modeldetaillering

Alle detaillering zal uitgelegd worden aan de hand van het optimale scenario (actieve uitrol voor beide spelers en CO 2 eerst, zie verder). In het model wordt alles in dollar berekend omdat in het merendeel van de literatuur eveneens dollar gebruikt wordt.

6.1. Inputs De inputs uit Figuur 5-3 bestaan uit twee aparte tabbladen. Een eerste tabblad behandelt de uitrol parameters. Het tweede beschrijft de algemene inputparameters.

6.1.1. Uitrol parameters Het eerste tabblad behandelt de uitrol parameters en is weergegeven in Figuur 6-1.

A

D A

C

D

B

B

Figuur 6-1: Uitrol parameters

•

Blok A

Geeft de uitrolvolgorde en duur van FttH (links) en Telenet (rechts) weer in de verschillende gebieden (1-8). Deze variëren van scenario tot scenario. Uitrol: Bevat wanneer welk gebied wordt uitgerold. Het nummer geeft telkens een gebied weer. We veronderstellen dat er maximaal 3 gebieden (uitrol 1, uitrol 2, uitrol 3) in parallel kunnen uitgerold worden1. Het aantal keer dat een gebied voorkomt, geeft de uitrolduur weer. De uitrol verloopt lineair.

1

wegens praktische beperkingen aan middelen en een beperkt draagvlak voor grote simultane stadswerken.

HOOFDSTUK 6: Modeldetaillering

DEEL III

•

Blok B

Bevat per gebied de parameters voor de adoptiecurve. Deze zullen gebruikt worden voor het bepalen van de adoptie van de verschillende technologieën. De adoptie wordt uitgelegd in 6.2. •

Blok C

Geeft het uitroljaar voor beide technologieën weer. Dit uitroljaar zal in 6.2.3 gebruikt worden om het bestaande adoptiemodel uit te breiden. •

Blok D

Geeft voor elk jaar de naijling op het introductiejaar weer van FttH of DOCSIS3.0. Deze parameter zal gebruikt worden om het adoptiemodel in 6.2.4 uit te breiden.

6.1.2. Algemene case inputs In Figuur 6-2 zijn de algemene inputs weergegeven.

A B

C

Figuur 6-2: Algemene scenario inputs

•

Blok A

Bevat de algemene parameters van het scenario zoals verdisconteringsrente, wisselkoers, gezinsgrootte. De verdisconteerde rente werd op 10% gekozen, een typische waarde voor investeringsanalyses. De gezinsgrootte is de gemiddelde grootte van een gezin in Gent [46].

- 50 -


DEEL III

•

Blok B

Blok B bevat alle parameters in verband met stad Gent. We bespreken hier enkele interessante: Inwoners: Het aantal inwoners per gebied. Deze werden gehaald uit de statistische gegevens van de stad Gent. Straten: De totale straatlengte voor elk gebied werd opgemeten op een stadsplan van stad Gent. Deze komt overeen met de totale graaflengte voor residentiële gebieden.2 Gemiddelde fiberlengte: Dit is de gemiddelde lengte van een Central Office (CO) tot een huis en werd als volgt berekend: Eerst werd voor een 30-tal plaatsen per gebied (> 150 in totaal), de afstand in vogelvlucht vergeleken met de afstand te voet3. Dit gaf volgende formule:

d voet = k ⋅ d vogelvlucht Vergelijking 6-1

k neemt af met de afstand. Dit is logisch aangezien omwegen een veel grotere invloed zullen hebben bij korte afstanden. Globaal op ongeveer 150 metingen bedroeg k 1.30. Vervolgens hebben we de gemiddelde afstand van een huis tot het CO in vogelvlucht geschat. Hiervoor onderstellen we dat alle huizen gelijkmatig verdeeld in een cirkel rond het CO liggen. We noemen het gebied dat het CO bedekt de grote cirkel. De oppervlakte van deze grote cirkel is gelijk aan de som van oppervlaktes van de gebieden die horen bij een bepaalde CO4. De gemiddelde afstand in vogelvlucht bepalen we nu via Vergelijking 6-2. Deze vergelijking wordt bekomen door te stellen dat er op afstand x van het CO 2πxdx mensen wonen. Door integratie van 2πx2dx over de straal van de grote cirkel en deling door de oppervlakte van de grote cirkel bekomen we de gemiddelde afstand in vogelvlucht tot het CO rgemiddeld.

Vergelijking 6-2

Oplossen van deze integraal levert rgemiddeld = 2/3 rgroot.

2

Opgemeten op plan Gent in Beweging, schaal 1:10000. Afstand te voet: uitgerekend via www.mappy.be. 4 Waaruit we ook de straal van de grote cirkel kunnen bepalen rgroot. 3

- 51 -


DEEL III

Dit alles wordt nog eens geïllustreerd in Figuur 6-3.

grote cirkel

rgemiddeld CO

Figuur 6-3: Gemiddelde afstand CO

De gemiddelde afstand tot het CO bedraagt voor beide COs via Vergelijking 6-2 ±1120 m. Door deze waarde te vermenigvuldigen met k bekomen we de gemiddelde fiberlengte, namelijk 1460 m. Deze waarde bleek voor beide COs weinig te verschillen en dus hebben we deze waarde voor beide dezelfde genomen. Indien gewenst kan deze wel gebied per gebied ingesteld worden. # zaken en kantoren: Het aantal commerciële panden wordt als een vast percentage genomen van het aantal gezinswoningen. Het percentage werd geschat op 5%5. Graaflengte (industrieel): Dit is de totale graaflengte in een gebied op industriële terreinen en wordt bepaald via blok C. # bedrijven: Het aantal industriële bedrijven in een gebied, bepaald via blok C. •

Blok C

In blok C worden enkele eigenschappen van de industriële sites geïllustreerd6. Deze eigenschappen zijn gebaseerd op Atlas Gentse bedrijventerreinen [47]van de stad Gent. De belangrijkste parameters voor industriële terreinen werden reeds in blok B besproken. In de file Gebieden_gent.xls (zie CDrom) worden alle eigenschappen getoond. Deze eigenschappen vormen een beeld van het potentieel van de verschillende gebieden voor FttH. Zo zijn relatief lege gebieden7 of gebieden met veel onderzoeksactiviteit of hoogtechnologische industrie interessant voor de uitrol van FttH. Het is immers ook de bedoeling om met FttH onderzoeksactiviteiten en hoogtechnologisch bedrijven naar Gent te lokken. Uit [48] blijkt immers dat 5

16000 ondernemingen voor groot Gent (250000 inwoners). Beduidend minder ondernemingen in centrum dus ongeveer 5%. 6 Merk op dat in de figuur slechts 3 van de 12 industriële sites zijn weergegeven en niet alle parameters. 7 Lege gebieden zijn interessant omdat alle graafwerken nog moeten gebeuren, waardoor FttH een stuk goedkoper zal worden. - 52 -


DEEL III

de tewerkstelling in de hoogtechnologische en kennisintensieve sector in Gent slechts rond het Belgische gemiddelde schommelt. De stad Gent is al bezig met het aantrekken van deze sectoren, door het uitrusten van bedrijventerreinen met voorzieningen voor hoogtechnologische bedrijven [49]. De aanwezigheid van FttH zal een extra troef betekenen voor deze bedrijven.

6.2. Adoptiecurve De adoptiecurve geeft de adoptie van de gebruikers van de verschillende technologieën in functie van de tijd weer. Het voorspellen van adoptie is heel complex aangezien er heel veel variabelen een invloed hebben op de adoptie. In deze thesis maken wij gebruik van het Bass diffusie model om de adoptie van de verschillende breedband technologieën te modelleren.

6.2.1. Bass model voor opeenvolgende technologieën Het Bass diffusie model [50] beschrijft mathematisch hoe nieuwe producten geadopteerd worden door interactie tussen bestaande gebruikers en nieuwe gebruikers. Het is zeer succesvol gebleken in het voorspellen van technologie adoptie. In deze thesis maken we gebruik van een uitbreiding op dit Bass model, dat in staat is de adoptie van opeenvolgende technologieën te beschrijven. Dit model werd beschreven door F. Bass en J. Norton in [51]. In volgende paragrafen voeren we nog enige aanpassingen door om de interactie tussen twee spelers te modelleren. Het mathematische model voor drie opeenvolgende technologieën wordt weergegeven in Vergelijking 6-3 en in Vergelijking 6-4

S1,t = F1 (t )m1 (1 − F2 (t − τ 2 ))

S 2,t = F2 (t − τ 2 )(m2 + F1 (t )m1 )(1 − F3 (t − τ 3 ))

S 3,t = F3 (t − τ 3 )(m3 + F2 (t − τ 2 )(m2 + F1 (t )m1 )) Vergelijking 6-3: Bass model voor opéénvolgende innovaties

Fi (t ) =

1 − e − ( pi + qi )ti q 1 + i e −( pi + qi )ti pi

Vergelijking 6-4

Met:

Si,t mi

τi pi qi

Adoptie van technologie i op tijdstip t Incrementeel marktpotentieel van technologie i (%), dit is het extra potentieel van de technologie dat nog niet door een vorige technologie generatie werd bereikt Jaar waarin technologie i geïntroduceerd wordt Innovatie coëfficiënt van technologie i (ook wel externe invloed) Imitatie coëfficiënt van technologie i (ook wel interne invloed)

- 53 -


DEEL III

Een voorbeeld van het model is weergegeven in Figuur 6-4 (op het einde van 6.2.2).

6.2.2. Bepalen waarden parameters Bass model Om het model te gebruiken moeten we nog de parameters uit Vergelijking 6-4 bepalen. We veronderstellen drie opeenvolgende technologieën en twee spelers. Het Bass model stelt hier het percentage gezinnen voor dat gebruik gemaakt van een bepaalde breedbandtechnologie. De adoptiewaarden uit het Bass model worden gesplitst via het marktaandeel van beide spelers. De details van het stadsnetwerk en Telenet zijn weergegeven in Tabel 6-1. Technologie generatie

Stadsnetwerk Technologie ADSL VDSL FttH

1 2 3

Telenet

Marktaandeel (%) 458 0 100

Technologie DOCSIS 2.0 DOCSIS 3.09 FttH

Marktaandeel (%) 55 100 0

Tabel 6-1: Bass curve splitsing stadsnetwerk en Telenet

Het marktaandeel voor ADSL en DOCSIS 2.0 bepalen we op basis van de huidige situatie in Vlaanderen. Aangezien we in het model veronderstellen dat het stadsnetwerk geen VDSL zal implementeren, maar rechtstreeks zal overschakelen op FttH wordt het marktaandeel van VDSL op 0 gezet (en van DOCSIS 3.0 dus op 100). Voor FttH wordt het omgekeerde gedaan. We gaan er immers van uit dat tijdens de case Telenet geen FttH zal uitrollen. De details voor de globale Bass curve staan in Tabel 6-2. Parameter m (%) Τ P Q

Technologie 1 ADSL / DOCSIS 2.0 75 1998 0.025 0.47

Technologie 2 DOCSIS3.0 25 2005 0.01 0.3

Technologie 3 FttH 0 2008 0.01 0.3

Tabel 6-2: Parameters Bass curve

•

Incrementeel marktpotentieel m:

We gaan ervan uit dat op lange termijn ieder gezin een breedbandverbinding zal bezitten. De reden is, dat we verwachten dat in de toekomst ook televisie zal gekeken worden via breedband en dat hierdoor praktisch iedereen geabonneerd zal zijn. Voor de eerste generatie breedband kozen we een potentieel van 75% en vanaf de tweede generatie veronderstellen we 100% omdat deze in staat is televisie via breedband aan te bieden10.

8

Waarde van Belgacom. DOCSIS 3.0 houdt ook het gebruik van kleinere SAs in. 10 Adoptie van televisie is groter dan 95%[52], zodanig dat we gecombineerde adoptie 100% veronderstellen. 9

- 54 -


DEEL III

•

Introductiejaar τ:

Voor de eerste en tweede generatie nemen we het reële introductiejaar. Voor technologie 3 schatten we deze op 2008. •

Innovatie coëfficiënt p en imitatie coëfficiënt q:

Meestal zijn de waarden voor p & q voor opeenvolgende generaties dezelfde. Uit [53] en [54] halen we dat de parameter p meestal tussen 0.01 en 0.03 ligt. Voor q vinden we waarden tussen 0.3 en 0.5. Voor de bepaling van p en q voor de eerste generatie hebben we gebruik gemaakt van het reële aantal breedbandverbindingen in België11 (zie Bijlagen). Op basis daarvan hebben we via een kleinste kwadraten methode de parameters p en q geschat (respectievelijk 0.025 en 0.47). Dit ligt binnen de eerder aangehaalde grenzen. Voor technologie 2 en 3 hebben we voor p 0.01 en voor q 0.3 gekozen. Aangezien de opvolgers van de eerste technologie minder innovatief zullen zijn12, is het logisch dat p en q lager zullen liggen. Veel hangt ook af van hoe snel IPTV wordt geadopteerd. De groei van de 2de en 3de technologie zal waarschijnlijk samengaan met het adopteren van IPTV. In deze thesis veronderstellen we dat dit niet onmiddellijk zal gebeuren en dat de adoptie vrij traag zal verlopen. Dit alles is wordt geïllustreerd in Figuur 6-4.

100%

Start technologie 3 Start technologie 2

adoptie

80%

60%

40%

20%

0% 1999

2004

2009

2014

2019

2024

2029

jaar technologie 1

technologie 2

technologie 3

Figuur 6-4: Illustratie Bass model

11 12

Cijfers verzameld uit jaarverslagen Telenet en Belgacom en www.point-topic.com, zie bijlage Vergelijk de impact van TV en de opvolger kleurentelevisie - 55 -


DEEL III

6.2.3. Uitbreiding op model: introductiejaar Aangezien we gebied per gebied uitrollen, zullen er gebieden zijn waar bepaalde technologieën veel later geïntroduceerd worden. Dit moet op één of andere manier gereflecteerd worden in de adoptie, aangezien de adoptie mede bepaald wordt door imitatie (van vrienden, buren,…). Voor elk gebied zijn er dus afzonderlijke Bass parameters. We kunnen in principe het introductiejaar van de technologie in het Bass model instellen op het jaar dat de technologie effectief geïntroduceerd wordt in een gebied. Dit zou echter een onderschatting zijn van de adoptie, aangezien gebruikers ook door factoren buiten hun gebied zullen beïnvloed worden (reclame, werk,…). Laten we dit illustreren met een voorbeeld: Onderstellen we dat FttH zal geïntroduceerd worden in een bepaald gebied in het jaar 2015. Voor FttH is het normale introductiejaar 2008. In Figuur 6-5 worden de adoptiecurves van FttH voor drie verschillende introductiejaren geïllustreerd. Wanneer we als introductiejaar 2008 zouden nemen, zal de adoptie veel te hoog liggen. Wanneer we als introductiejaar 2015 nemen, zal de adoptie onderschat worden. De consumenten zullen immers al via externe bronnen gehoord hebben van FttH. Daarom kiezen we voor een introductiejaar dat tussen beide extremen ligt, waarbij het exacte jaar bepaald wordt door de parameter naijling op introductie (zie blok D bij uitrol parameters): Introductiejaargewijzigd = Introductiejaarnormaal + naijling op introductie Vergelijking 6-5

De parameter naijling op introductie stijgt elk jaar maar de stijging zal trager en trager verlopen. Hoe langer een technologie immers bestaat (ondanks het feit dat het nog niet in het gebied geïntroduceerd is), hoe meer toepassingen voor deze technologie zullen ontwikkeld worden en daardoor ook meer mensen die van deze technologie zullen gehoord hebben (nieuws, mond aan mond reclame,…). De adoptie zal dus wel trager verlopen, maar niet rechtevenredig met het introductiejaar.

- 56 -


DEEL III

Uitroljaar 100%

adoptie

80%

Introductiejaar 2008 Introductiejaar 2011 Introductiejaar 2015

60%

40%

20%

0% 1999

2004

2009

2014 jaar

2019

2024

2029

Figuur 6-5: Wijziging van adoptie in functie van introductiejaar

Omdat technologie 2 eerder ontwikkeld werd zal de bekendheid groter zijn en zal de naijling op introductie dus trager stijgen als bij technologie 3.

6.2.4. Uitbreiding op model: interactie tussen het stadsnetwerk en Telenet Het model is met bovenstaande uitbreiding geschikt om de adoptie van de verschillende technologieën te beschrijven. Het enige probleem is dat het model geen rekening houdt met de interactie tussen het stadsnetwerk en Telenet. Een voorbeeld verduidelijkt dit: We nemen volgende 2 situaties13:

Uitroljaar DOCIS 3.0 Uitroljaar FttH

Situatie 1 2018 2018

Situatie 2 2012 2018

Tabel 6-3: Interactie voorbeeld DOCSIS 3.0 en FttH

De hiermee overeenstemmende adoptiecurves zijn weergegeven in Figuur 6-6 (Bass).14 We zien dat in situatie 2 (vroegere introductie DOCSIS 3.0), DOCSIS 3.0 zoals te verwachten marktaandeel wint. Dit is echter ook het geval voor FttH. Dit is niet logisch, aangezien door de vroeger uitrol, DOCSIS 3.0 een marktvoordeel zou moeten hebben, en dus FttH zou marktaandeel moeten verliezen. De gewijzigde interactie Bass curve (zie Figuur 6-6) heeft wel het gewenste effect. DOCSIS 3.0 wint bij een vroegere introductie marktaandeel. FttH zal een lager marktaandeel hebben doordat DOCSIS 6 13

Deze situaties zijn extreem gekozen om het effect zo goed mogelijk te illustreren Merk op dat het hier gaat over het aantal gezinnen die de technologie zou adopteren als het aanwezig zou zijn. Zolang de technologie niet uitgerold is, zijn er uiteraard geen gebruikers. 14

- 57 -


DEEL III

jaar eerder op de markt komt en dus een deel van het marktaandeel zal innemen. Op termijn zal het marktaandeel evolueren naar het originele marktaandeel.

60%

50%

Start DOCSIS3.0 (situatie 1)

(Interactie) Bass: Situatie 1: DOCSIS3.0 (Interactie) Bass: Situatie 1: FttH Bass: Situatie 2: DOCSIS3.0 Bass: Situatie2: FttH Interactie Bass: Situatie 2: DOCSIS3.0 Interactie Bass: Situatie 2: FttH

Start FttH (situatie 1 & 2)

Bass effect

Interactie Bass effect

40%

adoptie

Start DOCSIS3.0 (situatie 2) 30%

Bass effect

20%

Interactie Bass effect

10%

0% 2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

Figuur 6-6: Illustratie interactie Telenet en FttH

Uiteraard willen we ook hetzelfde resultaat wanneer FttH eerder wordt uitgerold. Het model dat gebruikt werd voor de de bepaling van de interactie Bass curve wordt hieronder uitgelegd. Interactie Bass model: Het mathematische model wordt weergegeven in Tabel 6-4. We bespreken kort de verschillende situaties: •

Situatie A

Wanneer beide technologieën relatief dicht bij elkaar uitgerold worden (< 2 jaar), wordt er vanuit gegaan dat dit geen invloed zal hebben op de adoptie.

- 58 -


DEEL III

•

Situatie B en C

Wanneer één technologie veel vroeger (> 2 jaar) wordt uitgerold dan de andere, zal dit een effect hebben op de marktaandelen van beide spelers: Initieel zal een deel van de mensen dat normaal zou wachten op de latere technologie, overschakelen op de eerst aanwezige technologie. Dit wordt gemodelleerd door de parameter r en s. Voor r hebben we de waarde 0.75 genomen en voor s de waarde 0.5. Dit reflecteert dat mensen die FttH zullen adopteren meer nood hebben aan bandbreedte en dus sneller zullen overschakelen op DOCSIS 3.0 (vandaar lagere s), wanneer FttH op zich laat wachten. •

Situatie D en E

Eenmaal beide technologieën uitgerold zijn, gaan we ervan uit dat de normale adoptie weer zal doorgaan, maar dat de mensen die overgeschakeld zijn van de andere technologie (ΔMS) trouw zullen blijven aan hun gekozen technologie. De eerste uitgerolde technologie zal dus een blijvend marktvoordeel hebben. Tabel 6-4 vat het vorige samen en geeft de wiskundige berekeningen. Situatie A

B

C

D

E

Beschrijving Het uitroljaar van beide technologieën ligt binnen de 2 jaar van elkaar FttH wordt minstens 2 jaar voor DOCSIS 3.0 uitgerold en we bevinden ons vóór de uitrol van DOCSIS 3.0 DOCSIS 3.0 wordt minstens 2 jaar voor FttH uitgerold en we bevinden ons vóór de uitrol van FttH FttH wordt minstens 2 jaar voor DOCSIS 3.0 uitgerold en we bevinden ons ná de uitrol van DOCSIS 3.0 DOCSIS 3.0 wordt minstens 2 jaar voor FttH uitgerold en we bevinden ons ná de uitrol van FttH

Invloed op Bass model Geen invloed MSFttH,g = MSFttH + (1-r) MSDOC MSDOC,g = r MSDOC MSFttH,g = s MSFttH MSDOC,g = MSDOC + (1-s) MSFttH MSFttH,g = MSFttH + ΔMS MSDOC,g = MSDOC – ΔMS ΔMS = MSFttH,g(t0-1) – MSFttH(t0-1) MSFttH,g = MSFttH - ΔMS MSDOC,g = MSDOC + ΔMS ΔMS = MSDOC,g(t0-1) – MSDOC(t0-1)

Tabel 6-4: Mogelijke interactiesituaties tussen het stadsnetwerk en Telenet

- 59 -


DEEL III

met

MSFttH/DOC,g MSFttH/DOC r s ΔMS

t0

gewijzigd marktaandeel FttH of DOCSIS 3.0 normaal Bass model marktaandeel FttH of DOCSIS 3.0 deel van normaal marktaandeel dat DOCSIS 3.0 zal behouden wanneer het meer dan 2 jaar later uitrolt dan het FttH deel van normaal marktaandeel dat FttH zal behouden wanneer het meer dan 2 jaar later uitrolt dan het DOCSIS 3.0 het marktaandeel dat eerst uitgerolde technologie definitief afneemt van laatst uitgerolde technologie nadat beide technologieën uitgerold zijn jaar waarin technologie die later wordt geïntroduceerd op de markt wordt gebracht.

6.2.5. Uitbreiding op model: Gompertz modellering van intekenaars Bij de uitrol van de nieuwe breedbandnetwerken krijgen de bewoners de mogelijkheid op voorhand in te tekenen. Voor de telecom operatoren is het immers veel goedkoper om een gebruiker aan te sluiten als de straat open ligt, dan achteraf nogmaals de straat te moeten openbreken. De gebruiker krijgt voor het vroegtijdige intekenen bijvoorbeeld gratis installatie en modem. Dit wordt meer in detail uitgelegd in 6.5.2. Het aantal intekenaars moet uiteraard gemodelleerd worden. Hiervoor hebben we gebruik gemaakt van het Gompertz adoptie model [55].

y(t ) = k ⋅ e e met

y(t) k a b

−b (t −a )

adoptie maximale adoptie (%) bepaalt buigpuntjaar (op 37% adoptie), vanaf dit jaar zal de adoptie minder snel stijgen bepaalt de snelheid van adoptie

Het aantal intekenaars zal dus een percentage van de adoptie volgens het Bass model bedragen. Dit percentage wordt bepaald door het Gompertz model. Voor de bepaling van de parameters van het model onderscheiden we twee groepen: residentiële gebruikers en industriële gebruikers. Beiden hebben verschillende parameters gekregen. Deze worden weergegeven in Tabel 6-5 en zijn gebaseerd op [4]. Het aantal intekenaars ligt hoger bij de industriële gebruikers omdat de interesse vanuit de industrie groter zal zijn. Parameter k a b

Residentieel 50% 2010 0.7

Industrieel 75% 2008 0.7

Tabel 6-5: Gompertz parameters

- 60 -


DEEL III

De Gompertz curve wordt geïllustreerd in Figuur 6-7. 80% 70% 60%

adoptie

50% 40% 30%

Gompertz Residentieel Gompertz industrieel

20% 10% 0% 2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

jaar

Figuur 6-7: Residentiële en industriële Gompertz curve

6.3. Gebruikers Het aantal gebruikers is een belangrijke input voor het berekenen van de kosten. Vele kosten en opbrengsten zijn immers afhankelijk van het aantal gebruikers. In het Excel model zijn er 5 tabbladen met informatie over de gebruikers: o

Telenet gebruikers per wijk DOCSIS 2.0

o

Telenet gebruikers per wijk DOCSIS 3.0

o

Telenet gebruikers globaal

o

FttH gebruikers per wijk

o

FttH gebruikers per CO

Aangezien de meeste tabbladen min of meer gelijkaardig opgebouwd zijn zullen we er slechts één bespreken: FttH gebruikers per wijk. Het tabblad is weergegeven in Figuur 6-815.

15

Slechts één gebied, voor andere gebieden is de bespreking analoog. - 61 -


DEEL III

A

B

C

Figuur 6-8: FttH gebruikers per wijk

•

Blok A

Het Gompertz model dat gebruikt wordt om het aantal intekenaars te bepalen. •

Blok B

Hier staan per gebied de benodigde parameters om het aantal gebruikers te bepalen. •

Blok C

Per type gebruiker (residentieel, commercieel, industrieel) worden hier de volgende zaken jaar per jaar berekend: Nieuwe aansluitingen: het aantal nieuwe aansluitingen per jaar voor de beschouwde technologie. Dit is gelijk aan het totale aantal huizen in het gebied gedeeld door de uitrolduur. Totaal aansluitingen: totale aantal aansluitingen voor de beschouwde technologie. Intekenaars: het aantal intekenaars voor de beschouwde technologie. Deze worden berekend via de Gompertz curve. Nieuwe gebruikers: het totale aantal nieuwe gebruikers min het aantal intekenaars zijn. Totaal gebruikers: het totale aantal gebruikers. Dit wordt bekomen via de gewijzigde Bass curve.

- 62 -


DEEL III

6.4. Learning curve Voor we de kosten in detail bespreken, staan we eerst even stil bij de learning curve. De componentkosten van elektronica- en fibermateriaal dalen immers in de tijd. Om deze kostendaling te modelleren maken we gebruik van het Wright-Crawford model [56] (Learning curve). Dit is een exponentiële functie, waarbij de daling in productietijd een functie is van het geproduceerde volume. Er wordt vanuit gegaan dat de productiekost evenredig is met de productietijd. De redenen waarom de productietijd daalt met stijgend volume zijn divers: o o o o o o

Efficiëntere werkkrachten Betere kennis van het productieproces Nieuwe productiemethoden Nieuwe technologieën Standardisatie …

Al deze factoren worden samengevoegd tot een factor K. Deze K geeft de reductie van productietijd aan wanneer het productievolume verdubbelt. Dit geeft na wat omvorming aanleiding tot de extended learning curve [56]: −1 ⎧ ⎡ ⎡ 2 ln 9 ⎤ ⎫ ⎞ ⎤ −1 ⎛ ⋅t ⎬ ⎨ ln [nr (0 ) −1]− ⎢ ⎥ −1 ⎣ ΔT ⎦ ⎭ ⎟ ⎥ P (t ) = P(0 )⎢nr (0 ) ⎜1 + e ⎩ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢ ⎝ ⎠ ⎦⎥ ⎣⎢

log 2 K

Vergelijking 6-6: Extended learning curve

met

P(0) nr(0) ΔT

de productiekost in het referentiejaar 0 relatief geaccumuleerd volume in referentiejaar 0 tijd voor het geaccumuleerde volume om te groeien van 10% tot 90% learning curve coëfficiënt

K

De waarden voor nr, ΔT en K die in deze thesis gebruikt worden, zijn gebaseerd op [4]. De componenten zijn onderverdeeld in twee klassen: elektrische en optische. De gebruikte waarden zijn weergegeven in Tabel 6-6.

Elektrisch Optisch

nr 0.1 0.01

ΔT 10 8

K 0.9 0.8

Tabel 6-6: Parameters extended learning curve

De evolutie van de elektrische en optische componentkost is weergegeven in Figuur 6-9.

- 63 -


DEEL III

100.00 Elektrische componentkost 90.00

Optische componentkost

80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

jaar

Figuur 6-9: Learning curve elektrisch en optisch

6.5. Kosten stadsnetwerk 6.5.1. Plaatsings- en fiberkosten De plaatsingkosten bestaan uit het plaatsen van pijpen waarin de fiber kan gelegd worden. De fiberkosten, zijn de kosten van de fiber en de bijhorende installatie. Het gebruikte model wordt getoond in Figuur 6-1016.

A

B

C

Figuur 6-10: Plaatsings- en fiberkosten

16

Industriële plaatsings- en fiberkosten niet weergegeven in blok C. - 64 -


DEEL III

•

Blok A: Plaatsingskosten

Er worden drie plaatsingsmethodes onderscheiden: graven, trekken en bovengrondse aanleg. De kosten van trekken en bovengrondse aanleg zijn gebaseerd op [16] De bepaling van de graafkosten is gebaseerd op [20] en is schematisch weergegeven in Figuur 6-11. We onderstellen dat er telkens één duct zal gelegd worden en dat er 4 tubes per duct worden gestoken. We onderstellen één split om de 30m.

Figuur 6-11: Schema graafwerken met duct splitsing [20]

In Tabel 6-7 worden de berekeningen voor de graafkosten getoond.17

Aantal/m Duct Tube Split Totaal

1 4 0.03

Kostprijs/m ($) 1.3 0.65 32.5

Residentieel Installatie Totaal kost/m ($) kost/m ($) 32.5 33.8 0.65 5.2 018 1.1 40.1

Industrieel Installatie Totaal kost/m ($) kost/m ($) 17.5 18.8 0.65 5.2 0 1.1 25.1

Tabel 6-7: Graafkosten model

We maken ook een onderscheid tussen residentiële en industriële aanleg. Voor industrieterreinen gaan we uit van een groter percentage bovengrondse aanleg. De industriële graafkosten worden ook lager genomen dan de stedelijke omdat de graafkosten nog lager zullen zijn (overwegend landelijke gebieden). We kiezen hiervoor $17.5. Het aandeel in de plaatsingskosten van de drie methodes is gebaseerd op [4]. De fiber zal langs beide kanten van de straat gelegd worden. De graaflengte zal dus het dubbele van de totale straatlengte bedragen19. We veronderstellen ook dat 10% van de werken zullen samenvallen met werken die door de stad Gent moeten uitgevoerd worden. Deze werken zullen dan ook geen plaatsingskosten veroorzaken.

17

In de graafkosten zitten ook de kosten voor de buizen en ducts die nodig zijn om later de fiber in te plaatsen. De installatiekost wordt opgenomen in de installatiekost van de andere twee componenten. 19 Enkel in het stedelijke geval. In het industriële geval onderstellen we dat de bedrijven ver genoeg uit elkaar liggen, zodat het goedkoper is de straat ook in de breedte open te breken. 18

- 65 -

DEEL III

•


Blok B: Fiberkosten

Het model voor de fiberkosten is gebaseerd op [20]. We gaan ervan uit dat gemiddeld 40 fibers tegelijkertijd zullen geïnstalleerd worden, wat gezien het point to point karakter van het netwerk, niet onrealistisch is20. De fiberlengte wordt ook 20% overgedimensioneerd om onder meer aftakkingen naar elk huis te voorzien.

6.5.2. Aansluitingskosten De aansluitingskosten worden getoond in Figuur 6-12.21 •

Blok A

De aansluitingskost per connectie wordt bepaald in blok A. Er wordt opnieuw een onderscheid gemaakt tussen residentiële en industriële aansluitingen. Voor industriële aansluitingen wordt uitgegaan van een complexere installatie bij de klant. Tevens verdelen we beide groepen in intekenaars en latere aansluitingen. Voor een telecombedrijf is het interessant om op voorhand gebruikers te laten intekenen. Niet alleen genereren ze onmiddellijke inkomsten, ze kunnen de straatwerken (werken buiten) onmiddellijk uitvoeren tijdens het leggen van de fiber. Dit zal een aanzienlijke kostenreductie met zich meebrengen. De intekenaar krijgt in ruil een gratis ONU. Kostcomponent: de verschillende kostencomponenten bij het aansluiten van een klant. Aantal: hoeveel eenheden van een kostcomponent er nodig zijn voor installatie. Eenheidskost: kost van één kostcomponent. Betaald dr operator: of een kostcomponent al dan niet door stadsnetwerk wordt betaald. Het getal geeft weer hoeveel keer de operator de kosten zal betalen. De duur van de werken buitenshuis en de installatie in het huis zijn gebaseerd op [57] en [58]. •

Blok B

Hier worden per jaar de aansluitingskosten berekend. Merk op dat de aansluitingskosten per gebruiker jaar na jaar zal dalen door het goedkoper worden van optische componenten.

20

De totale lengte van alle fiber gedeeld door de totale graaflengte geeft 137 fibers/m. 40 fibers is dus een conservatieve schatting. 21 Industriële aansluitingskosten niet weergegeven. - 66 -


DEEL III

A

A

B

Figuur 6-12: Aansluitingskosten

6.5.3. Central Office kosten De Central Office kosten bestaan uit twee delen en zijn grotendeels gebaseerd op [28]. Opstarten Central Office Eén CO kan normaal 16000 breedbandverbindingen aan22. In de case zijn er ongeveer 85000 inwoners of 43000 gezinnen23 (klanten). We veronderstellen daarnaast nog eens ongeveer 4000 business klanten24 (commercieel of industrieel). Dit geeft een totaal van 47000 mogelijke breedbandverbindingen. Wanneer we een take-rate van 50% veronderstellen op middellange termijn, dan hebben we minstens voor 23500 breedbandverbindingen elektronica nodig. Dit komt overeen met twee central offices in Gent. De verdeling van de verschillende wijken over de twee COs is gebeurd op basis van geografische ligging en prioriteit. Het is immers ideaal, vanuit kostoogpunt, om zo lang mogelijk met één CO te werken. Een overzicht van de opstartkosten van het CO zijn weergegeven in Figuur 6-13.

22

Dit is echter geen absoluut maximum, in de case gaan COs soms hoger wegens slechts 2 COs voor duur van de case, maar op lange termijn is het CO grootte maximaal 16000. Dit om ook de fiberlengte niet te sterk laten oplopen 23 Gemiddelde gezinsgrootte Gent bedraagt 2.1 [46] 24 Gebaseerd op 6.1.2 en de onderstelling dat industriële gebruikers gemiddeld 5-10 lijnen zullen nodig hebben - 67 -


DEEL III

A

B

Figuur 6-13: Opstartkosten CO

•

Blok A

Geeft een overzicht van de voornaamste kostcomponenten. Er wordt verondersteld dat het gebouw waar het CO zal komen reeds eigendom is van de stad. Kost: kostprijs in dollar van een component. Type: algemeen, elektrisch of optisch. De prijs van de laatste twee zal over de tijd dalen door het learning curve effect. # Users: het maximaal aantal gebruikers per component25. Vervangsperiode: de levensduur van de component. Aantal: het aantal componenten bij de oprichting van het CO. •

Blok B

Berekent de verdisconteerde totaalkost per CO op basis van het oprichtingsjaar en de learning curve.

25

Dit is op lange termijn. Op korte termijn zijn sommige aantallen geen absolute maxima. - 68 -


DEEL III

Uitbreiding en vervanging racks Wanneer het aantal lijnen in een CO een veelvoud van 2400 overschrijdt, wordt er een nieuw rack bijgeplaatst. Een rack dat 5 jaar oud is, wordt vervangen. De berekeningen voor één CO zijn weergegeven in Figuur 6-14.

A

B

C

Figuur 6-14: Uitbreiding en vervanging van racks

•

Blok A

Geeft de kostencomponenten van een nieuwe rack. •

Blok B

Geeft de vervangingsperiode en de grootte van een rack. •

Blok C

Berekent het aantal nieuwe racks en het aantal racks dat moet vervangen worden per jaar per CO26. Op basis hiervan wordt via de learning curve de totaalkost per jaar berekend, zowel per CO als globaal.

26

In figuur enkel voor CO 1 weergegeven - 69 -

DEEL III


6.5.4. Operationele kosten Het modelleren van de operationele kosten van een telecomoperator is zeer belangrijk. De operationele kosten over de levensduur van een netwerk zijn van dezelfde grootte of zelfs groter dan de investeringskosten. Een gedetailleerd kostenmodel wordt beschreven in [59]. Wegens de complexiteit van het model hebben we in deze thesis twee eenvoudigere methodes onderzocht. De eerste methode beschouwt de operationele kosten als een vast percentage van de investeringskosten. Als investeringskosten beschouwen we enkel de investeringskosten die afhankelijk zijn van het aantal aangesloten gebruikers: Aansluitingskosten en Central Office kosten.27 Een percentage dat vaak bij telecom analyses gebruikt wordt, is 50%. Een tweede methode is gebaseerd op [60]. In deze studie werd de operationele kost per gebruiker voor een PON netwerk berekend op $100 per jaar. De voornaamste component is network operations, met 60% van de kosten. We veronderstellen dat de operationele kosten voor een actief home run fiber netwerk gelijkaardig zijn. Er bevinden zich bij een home run fiber architectuur immers geen actieve componenten in het netwerk, zodat de structuur van het netwerk redelijk gelijkaardig is. De resultaten zijn weergegeven in Figuur 6-15. Indien we de operationele kosten per gebruiker voor beide methodes vergelijken, blijkt dat deze bijna identiek zijn. We kiezen ervoor de tweede methode te gebruiken, omdat deze relevanter zal zijn bij Telenet. Het Telenet model is immers gebaseerd op een uitbreiding van een bestaand netwerk, waardoor de investeringskosten veel lager zullen zijn. De eerste methode zal dan ook een onderschatting van de operationele kosten met zich meebrengen. We kiezen de operationele kosten per gebruiker ook 50% hoger bij Telenet. Uit [61] en [62] blijkt immers dat de operationele kosten voor HFC netwerken een stuk hoger liggen (tussen 10-100% hoger). De voornaamste reden is de afwezigheid van actieve elektronica in het FttH toegangsnetwerk.28

27 28

De plaatsings- en fiberkosten worden dus niet meergerekend. Merk op dat hoewel het hier een PON betreft, dit ook zal gelden voor ons home run fiber netwerk. - 70 -


DEEL III

A

B

C

C

Figuur 6-15: Methodes voor bepaling operationele kosten

•

Blok A

Bevat de inputs voor de 2 verschillende operationele methodes. •

Blok B

Bevat de relevante kosten en het aantal gebruikers om de operationele kosten via methode 1 en 2 te berekenen. •

Blok C

Bevatten de operationele kosten voor beide methodes. Zoals te zien in de laatste kolom zijn de operationele kosten per gebruiker voor beide methodes bijna identiek.

6.6. Kosten Telenet netwerk De kosten van het Telenet netwerk zijn gebaseerd op het onderzoek in de thesis van Elie Boonefaes29[4]. Zoals uit Figuur 5-5 blijkt, is het merendeel van het model gelijk aan het stadsnetwerk model. De belangrijkste verschillen worden hieronder besproken.

29

De prijzen zijn steeds overgenomen uit de Thesis van Elie Boonefaes, tenzij recentere waarden gevonden werden. - 71 -


DEEL III

6.6.1. Graafkosten In Figuur 6-16 is het graafkosten model van Telenet weergegeven.

A

B

Figuur 6-16: Telenet graafkosten

•

Blok A

Bevat de inputs voor het berekenen van de graafkosten. Node grootte: huidig aantal connecties per DOCSIS 2.0 node. Grootte van kleinere SA: node grootte wanneer DOCSIS 3.0 wordt geïmplementeerd. Nodeafstand: de gemiddelde afstand die moet gegraven worden per node voor de upgrade naar DOCSIS 3.0. Graafkosten: geeft de graafkost per meter weer. •

Blok B

# Nodes: in hoeveel nodes de bestaande node (Node Grootte) gesplitst moet worden om tot de nieuwe SAs te komen (grootte van kleinere SA). Graafkosten per HP: bevat de graafkosten per Home Passed (HP): GraafkostHP = #nodes x nodeafstand x graafkostm / nodegrootte Vergelijking 6-7: Graafkosten per HP

6.6.2. Componentkosten In het model van Elie Boonefaes [4] zijn er geen aparte kosten voor het CO en aansluitingen van de gebruikers opgenomen. In de plaats daarvan worden per HP en home connected (HC) de componentkosten berekend. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een vast installatie- en kortingspercentage. Het model is weergegeven in Figuur 6-17.

- 72 -


DEEL III

A

B C

Figuur 6-17: Componentkosten Telenet

•

Blok A

Component: verschillende elektronische componenten die in het netwerk gebruikt worden met daarnaast hun catalogusprijs. # factor: geeft aan door hoeveel HP of HC deze component gedeeld wordt. korting: de leverancierskorting op grote volumes. Installatiekost: percentage van de prijs die als installatiekost wordt meegerekend. •

Blok B

Geeft de kosten weer die per HP moeten worden aangerekend30. •

Blok C

Kosten per HC30: de modem dient pas betaald te worden als er effectief voor een dienst wordt ingetekend. Tevens ook het percentage van deze kost, dat betaald wordt door intekenaars en nieuwe gebruikers.

6.7. Inkomsten De inkomsten zijn te verdelen in geldelijke inkomsten en niet-geldelijke inkomsten. Deze laatste komen enkel voor bij het stadsnetwerk en moeten in rekening gebracht worden omdat er voor een Stad ook andere zaken dan geldelijke winst een rol spelen: werkgelegenheid, tevredenheid van bevolking, onderwijs,… (zie 3.1). Deze niet-geldelijke inkomsten moeten op de één of andere manier toch een waarde krijgen.

30

Hier zijn installatiekost en korting al meegerekend. - 73 -


DEEL III

6.7.1. Geldelijke inkomsten De bepaling van de geldelijke inkomsten is dezelfde voor het stadsnetwerk als voor Telenet. De bepaling van de geldelijke inkomsten wordt geïllustreerd in Figuur 6-18. De inkomsten worden gesplitst in enerzijds residentiële en commerciële inkomsten en anderzijds industriële inkomsten.

A

B

B

B

Figuur 6-18: Geldelijke inkomsten

•

Blok A

In blok A worden de verschillende abonnementen weergegeven. Per abonnement geven we de prijs en het verwachte marktaandeel weer. Er werd gekozen voor drie verschillende abonnementen. Prijs/maand: de prijzen van de FttH residentiële abonnementen zijn gebaseerd op deze van de huidige ADSL prijzen en zijn vergelijkbaar met de prijzen voor FttH in andere projecten [63]. De prijzen van de industriële abonnementen zijn gebaseerd op de huidige business abonnementsprijzen van Belgacom ADSL [64]. Marktaandeel: deze werden geschat en er werd verondersteld dat industriële gebruikers meer gebruik zullen maken van de premium abonnementen. •

Blok B

Hier worden per jaar de totale geldelijke inkomsten weergegeven. Zowel globaal, residentieel als industrieel.

- 74 -

DEEL III


6.7.2. Niet-geldelijke inkomsten Omdat er voor de stad ook ander motieven dan winst spelen, moeten we op deze motieven een waarde kunnen plakken. Deze motieven worden besproken in 3.1. Het is echter niet vanzelfsprekend deze waarde te bepalen. In deze thesis baseren we ons op een Australische studie die de NPV impact van de uitrol van een FttH netwerk voor een regio berekent [32]. Om via deze waarde de NPV impact voor Gent te berekenen, maken we gebruik van Odlysko’s Law. Deze drukt de waarde van een netwerk uit in functie van het aantal gebruikers. Netwerkwaarde: Metcalfe’s Law Voor het schatten van de waarde van ons netwerk gebruiken we een variant van Metcalfe’s Law31[65]: “De waarde van een telecommunicatienetwerk is proportioneel tot het kwadraat van het aantal gebruikers van dit netwerk.” Odlysko en Tilly hebben deze wet aangepast tot: “De waarde van een telecommunicatienetwerk met n nodes is proportioneel tot n keer log2n” [66] Zij menen immers dat de extra waarde van elke bijkomende node kleiner zal worden en dat Metcalfe’s law een serieuze overschatting van de waarde van het netwerk zal geven. Schatten extra inkomsten stadsnetwerk Voor het schatten van de niet-geldelijke inkomsten maken we gebruik van de studie True Broadband, exploring the economic impacts [32]. In deze studie werd de economische impact van een breedbandnetwerk (Actief FttH) in een regio van Australië bestudeerd over een periode van 15 jaar. De regio is relatief verstedelijkt en na 5 jaar zijn er 540000 gezinnen en bedrijven geconnecteerd. Er worden vier belangrijke impacts onderscheiden: o o o o

Uitbreiding van telecommunicatie activiteiten en ontwikkeling van nieuwe diensten Stijgende competitie in telecommunicatiesector Stijging van productiviteit door gebruik van breedband toepassingen Competitieve voordelen voor industrieën die afhangen van goede breedbandverbindingen

De belangrijkste resultaten van de studie, in het geval van een vertikaal geïntegreerde service provider, zijn: o Stijging van het Bruto Regionaal Product. Deze stijging heeft een NPV van 2170 M$ dollar. o 15000 nieuwe banen over 15 jaar tijd. Op basis van deze resultaten kunnen we de geldelijke waarde van ons stadsnetwerk schatten. 31

Origineel geformuleerd voor Ethernet, door Robert Metcalfe, de bedenker van Ethernet. - 75 -


DEEL III

Niet-geldelijke inkomsten FttH netwerk Door gebruik te maken van Odlyzko’s Law kunnen we nu de waarde van het Australische netwerk schatten. De werkwijze wordt schematisch voorgesteld in Figuur 6-19.

Figuur 6-19: Bepaling niet-geldelijke inkomsten

Eerst bepalen we van het Australische netwerk de globale netwerkwaarde, door over 10 jaar de netwerkwaarde te sommeren32. Analoog bepalen we zo de netwerkwaarde van ons stadsnetwerk. Door de verhouding van beide te vermenigvuldigen met de NPV van het Australische netwerk bekomen we de NPV van het stadsnetwerk. We voeren echter nog een correctiefactor33 1/2 in omdat we er niet vanuit mogen gaan dat alle voordelen toe te schrijven zijn aan het stadsnetwerk. In Gent zitten we immers al met een goed ontwikkeld ADSL- en kabelnetwerk. VDSL en DOCSIS 3.0 zijn ook zo goed als klaar om op de markt gebracht te worden. De impact van een FttH netwerk zal dus minder groot zijn als in Australië, waar breedband veel minder ontwikkeld was en de uitrol zonder inbreng van de Stad waarschijnlijk niet zal plaats vinden.

32

We sommeren slecht over de laatste 10 jaar van het 15-jarige project omdat we enkel hiervan de netwerkwaarde kennen. De eerste 5 jaar is het netwerk nog in opbouw en zal de netwerkwaarde sowieso veel kleiner zijn, zodat de fout beperkt blijft. 33 We zouden kunnen stellen dat slechts de helft van de NPV winst toe te schrijven zal zijn aan het stadsnetwerk. De andere helft zou er toch gekomen zijn, door de ontwikkelingen door de traditionele spelers. - 76 -

HOOFDSTUK 7.

Analyse

Op basis van het model beschreven in de vorige hoofdstukken kunnen we nu de eigenlijke analyse uitvoeren. In 7.1 definiëren we de verschillende strategieën die we zullen gebruiken in deze analyse. In 7.2 bekijken we de resultaten die het Excel model produceert en gaan we hier voor enkele scenario’s dieper op in. Alle scenario’s samen worden in 7.3 speltheoretisch onderzocht. Tot slot voeren we in 7.4 op het optimale scenario nog een sensitiviteitsanalyse uit om de betrouwbaarheid van ons resultaat te onderzoeken en de belangrijkste variabelen in het model te identificeren.

7.1. Strategieën Zoals reeds in 5.2 aangehaald, creëren we verschillende strategieën voor beide spelers, door de uitrol te variëren. In een eerste analyse zullen we trachten te bepalen welke uitrolsnelheid voor beide spelers optimaal is. In een tweede analyse zullen we de uitrolvolgorde variëren.

7.1.1. Analyse 1: Variatie uitrolsnelheid De verschillende strategieën voor beide spelers zijn weergegeven in Figuur 7-1. Bij de zeer passieve strategie wordt er tegen 2022 slechts in vijf gebieden FttH uitgerold en duurt de uitrol in een gebied vier jaar. Bij de meest actieve strategie is de uitrol al voltooid tegen 2014 en duurt de uitrol in een gebied twee jaar.

Figuur 7-1: Uitrolstrategieën: variatie van uitrolsnelheid

HOOFDSTUK 7: Analyse

DEEL III

In Figuur 7-2 worden de verschillen qua uitrol snelheid grafisch geïllustreerd. 8

7

Zeer actief

Gebieden met FttH operationeel

6

actief 5

Normaal

Passief

4

3

Zeer passief 2

1

0 2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

2022

Jaar

Figuur 7-2: Vergelijking uitrolstrategieën

7.1.2. Analyse 2: Variatie uitrolvolgorde Bij de tweede analyse maken we gebruik van de normale en actieve uitrol uit 7.1.11. Daarnaast zullen we nu de uitrolvolgorde variëren. We definiëren dus 5 mogelijke uitrolwijzen en 2 verschillende uitrolsnelheden. We geven elke strategie ook een nummer, dit zal de matrix bij de bespreking eenvoudiger maken.

1

Deze zullen later speltheoretisch ook het interessant blijken te zijn. - 78 -


DEEL III

Strategie nummer

Uitrol strategie

Normaal

Actief

Standaard

1

6

Dit is de uitrolvolgorde zoals bij de eerste analyse, naar prioriteit van de gebieden.

7

Eerst worden alle gebieden horende bij CO 1 (gebied 1, 2, 3, 6, 8) uitgerold, vervolgens alle gebieden horende bij CO 2 (4, 5, 7). Binnen een CO wordt nog steeds volgens prioriteit uitgerold.

Volledig, eerst CO 1

2

Volledig, eerst CO 2

3

8

Enkel CO 1

4

9

Enkel CO 2

5

10

Uitleg

Eerst worden alle gebieden horende bij CO 2 (gebied 4, 5, 7) uitgerold, vervolgens alle gebieden horende bij CO 1 (1, 2, 3, 6, 8). Binnen een CO wordt nog steeds volgens prioriteit uitgerold.

Verantwoording Uitrollen naar prioriteit

CO kosten worden geminimaliseerd, door per CO uit te rollen

Enkel de gebieden horende bij CO 1 Beperkt in worden uitgerold. competitie treden kan voordelig zijn Enkel de gebieden horende bij CO 2 (?) worden uitgerold.

Tabel 7-1: Variatie in uitrolvolgorde strategieën

De combinatie van de uitrolvolgordes en uitrolsnelheden geeft dus 10 strategieën voor beide spelers.

7.2. Resultaten model In Tabel 7-2 worden de NPVs2 voor de Stad en Telenet weergegeven na 15 jaar voor de analyse van de uitrolsnelheid. De matrix wordt geanalyseerd in 7.3. In dit hoofdstuk gaan we drie afzonderlijk scenario’s gedetailleerder bespreken (aangeduid in het grijs). We hebben voor Telenet de actieve3 strategie gekozen, omdat dit een realistische en praktisch haalbare strategie is. We gaan ons bij de bespreking concentreren op de resultaten van het stadsnetwerk, aangezien dat het doel van deze thesis betreft.

2 3

Verdisconteringsrente = 10%, verder overal dezelfde genomen. Uit de speltheoretische analyse zal blijken dat dit een realistische strategie is. - 79 -


DEEL III

S t a d

Speler NPV (M$) (stad, Telenet) Zeer passief Passief Normaal Actief Zeer actief

Telenet Zeer passief 0.7 5.6 11.1 11.4 11.3

6.3 5.9 4.6 4.4 4.2

Passief 0.6 2.8 13.2 13.7 14.0

Normaal

12.3 11.6 8.6 8.2 7.6

0.9 2.8 8.2 11.6 14.3

Actief

24.9 24.2 20.6 18.6 17.3

1.0 3.3 9.5 10.4 11.0

32.2 31.5 27.5 26.1 24.8

Zeer actief 1.0 3.3 9.6 10.7 11.4

34.3 33.5 29.5 28.0 26.7

Tabel 7-2: NPV resultaten na 15 jaar analyse 1

In Figuur 7-3 wordt de cumulatieve NPV tijdens het scenario voor de drie geselecteerde scenario’s gegeven. 30 Passief: Stadsnetwerk Passief: Telenet Normaal: Stadsnetwerk Normaal: Telenet Actief: Stadsnetwerk Actief: Telenet

25

Cumulatieve NPV (mio $)

20 15 10 5 0 2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

-5 -10 -15 -20 Jaar

Figuur 7-3: Cumulatieve NPV voor stadsnetwerk en Telenet (Telenet Actieve strategie)

De resultaten van Telenet verschillen weinig voor de drie scenario’s. In Figuur 7-4 worden de kosten en inkomsten van Telenet vergeleken voor de drie strategieën van de Stad. Het is duidelijk dat de operationele kosten en de inkomsten het resultaat bepalen. Wanneer het stadsnetwerk minder actief uitrolt zal Telenet hierdoor meer klanten hebben. Omdat er per klant meer inkomsten dan kosten zijn, zal elke extra klant voor extra winst zorgen.

- 80 -


DEEL III

50 45

Passief

Normaal

Actief

HP

HC

40

NPV (mio $)

35 30 25 20 15 10 5 0

a Gr

o afk

n ste

m Co

n ne po

n st e t ko

m Co

n ne po

n st e t ko

E OP

X In

m ko

ste

n

Figuur 7-4: Vergelijking kosten en inkomsten voor Telenet

Alhoewel voor de Stad het eindresultaat van de drie scenario’s gelijkaardig is, is hetgeen tijdens het scenario gebeurt sterk verschillend. Het passieve scenario maakt op het einde het minst winst4 (NPV) maar gaat ook maar maximaal 5.2 M$ in het rood. Dit maximale verlies loopt bij het normale scenario op tot 11.5 M$ en bij het actieve scenario zelfs tot 16.5 M$5,6. Tegenover deze grote tekorten voor het laatste scenario staan echter slechts beperkte meeropbrengsten tijdens de case. Zeker wanneer de vergelijking tussen het normale en actieve scenario gemaakt wordt, kan men zich afvragen of het niet beter is voor het stadsnetwerk om te kiezen voor een normale strategie. In het normale scenario zal er op het einde van het project 0.9 M$ minder winst gemaakt worden, maar tijdens het project zal er veel minder geleend moeten worden (5 M$ minder). Dit laatste is ook niet onbelangrijk, aangezien men niet onbeperkt kan lenen. Zoals later uit Tabel 7-4 zal blijken, is het aantal gebruikers op het einde weinig verschillend voor beide scenario’s. De adoptie zal vanaf het eindpunt van het onderzoek waarschijnlijk ongeveer gelijk lopen, zodat ook de opbrengsten buiten de tijdsperiode van dit onderzoek gelijkaardig zullen zijn voor beide scenario’s. De reden waarom de NPVs voor de laatste twee scenario’s tijdens het project zo grote tekorten opbouwen, is de snellere uitrol van het netwerk. In Figuur 7-5 worden de kosten en inkomsten voor de drie scenario’s voor het stadsnetwerk met elkaar vergeleken. We zien dat zowel de kosten als opbrengsten stijgen wanneer het stadsnetwerk actiever wordt uitgerold. Het verschil is dat de kosten 4

Wanneer de niet-geldelijke inkomsten van de NPV zullen worden afgetrokken zal de NPV in 2022 niet langer positief zijn. De niet geldelijke inkomsten maken ongeveer 36% uit van de totale inkomsten. In 2023 zullen de geldelijke inkomsten de totale kosten al overtreffen en dus een positieve NPV genereren. In de laatste jaren zijn er immers bijna geen kosten meer. 5 Merk op dat de niet-geldelijke inkomsten ook bij de inkomsten worden gerekend. Dit zal het resultaat echter niet zo veel beïnvloeden, aangezien de niet-geldelijke inkomsten voornamelijk aan het einde van het project gesitueerd zijn, terwijl de negatieve NPVs eerder aan het begin van het project optreden. 6 De reden dat bij de passieve strategie de Stad slechts 5.2 M$ in het rood gaat, is grotendeels te wijten aan het feit dat er niet in alle gebieden wordt uitgerold, waardoor de investeringen veel kleiner zullen zijn. - 81 -


DEEL III

bij de actievere scenario’s naar het begin van het project zullen opschuiven, terwijl de opbrengsten ongeveer gelijk zullen verdeeld blijven in de tijd (doordat de adoptie grotendeels dezelfde blijft voor de verschillende strategieën). Hierdoor zal de NPV bij de actievere strategieën tijdens het project negatiever worden. 25

Passief

Normaal

Actief

NPV (mio $)

20

15

10

5

0

i ng ats a l P

o sk

ste

n Fib

os erk

t en Ko

n ste

CO A

sl u an

it in

g

o sk

n st e

t en t en ms ms o o Ink Ink lijk lijk e e ld eld Ge t- g e i N

e Op

x

Figuur 7-5: Vergelijking kosten en inkomsten voor het stadsnetwerk

Om de juistheid van het model te toetsen, hebben we het model7 vergeleken met enkele andere modellen die gebruikt worden om de investeringskost van een FttH netwerk te bepalen. In Tabel 7-3 worden de CapEx van ons model7 vergeleken met deze van enkele andere modellen. CapEx Model Thesis Lucent Labs8 Corning9 Rubenstein10 Allen Consulting group11

Plaatsing 54% 47%

Fiber 14% 18% 57%

70%

10%

37%

?

Kostencomponent (%) CO Aansluitingskosten 11% 21% 13% 21% 43% 20% 41%

Overig 0% 0% 0% 0% 22%

Tabel 7-3: Vergelijking van investeringskosten FttH modellen [29], [30], [31], [32]7

De percentages van het model komen relatief goed overeen met de andere modellen. Enkel het Rubenstein model springt er wat tussenuit, maar dat model was ook het minst gedetailleerde en 7

We hebben gewerkt met de gemiddelde CAPEX over de drie beschouwde scenario. De percentages waren voor alle drie grotendeels gelijk (verschil < 2%) 8 Lucent Labs, FttX CAPEX model, Active home run fiber model. 9 Corning business model; PON architectuur, 70% bovengronds en 30% ondergrondse fiber; 18% engineering kost werden voor 2/3 toegewezen aan plaatsing en fiber en voor 1/3 aan CO en aansluiting. 10 Rubenstein, algemeen FttH model, geen verdere specificatie. 11 Allen Consulting Group, Active home run fiber model, voornamelijk gebruik maken van bestaande buizen en rioleringen en bovengrondse bekabeling voor uitrol. - 82 -


DEEL III

onderbouwde model. De verdeling in verschillende kosten categorieën zal waarschijnlijk ook licht anders zijn bij de verschillende modellen. Toch kunnen we besluiten dat het model waarschijnlijk realistisch is. Tot slot hebben we ook nog het aantal gebruikers bij de verschillende scenario’s vergeleken. Voor de Stad is het immers van belang dat zoveel mogelijk mensen over een snelle breedbandconnectie beschikken. In Tabel 7-4 wordt het aantal abonnementen uitgedrukt in functie van het totale aantal huishoudens en business gebruikers in alle gebieden12. # abonnementen/ Totaal # mogelijke aansluitingen (%) Stadsnetwerk Telenet Totaal 38% 43% 81% 50% 33% 83% 53% 30% 83%

Scenario Passief Normaal Actief

Tabel 7-4: Verdeling gebruikers over beide spelers voor verschillende scenarios

We zien dat het totale aantal abonnementen voor de drie scenario’s ongeveer hetzelfde is. Het aantal fiber verbindingen ligt echter wel een stuk hoger bij het normale en actieve scenario. Indien we ervan uitgaan dat deze verbindingen voor een betere service voor de gebruiker zorgen, zijn deze scenario’s dus een stuk beter.

7.3. Speltheoretische analyse De speltheoretische analyse werd gedaan met de zelf ontwikkelde tool (4.3.2). Naast het resultaat van de tool, het Nash evenwicht, zullen we ook de NPV matrices grondiger analyseren. Dit zal ons in staat stellen het Nash evenwicht te nuanceren.

7.3.1. Analyse 1: Variatie uitrolsnelheid Eerst hebben we het Nash evenwicht gezocht voor Tabel 7-2. We hebben deze tabel hernomen in Tabel 7-5 en hebben hierop de dominante strategieën in het grijs aangeduid. Het Nash evenwicht treedt op wanneer beide spelers hun meest actieve strategie kiezen.

S t a d

Speler NPV (M$) (stad, Telenet) Zeer passief Passief Normaal Actief Zeer actief

Telenet Zeer passief 0.7 5.6 11.1 11.4 11.3

6.3 5.9 4.6 4.4 4.2

Passief 0.6 2.8 13.2 13.7 14.0

12.3 11.6 8.6 8.2 7.6

Normaal 0.9 2.8 8.2 11.6 14.3

24.9 24.2 20.6 18.6 17.3

Actief 1.0 3.3 9.5 10.4 11.0

32.2 31.5 27.5 26.1 24.8

Zeer actief 1.0 3.3 9.6 10.7 11.4

34.3 33.5 29.5 28.0 26.7

Tabel 7-5: NPV na 15 jaar analyse 1 (dominante strategieën grijs, NE vet)

We kunnen deze beslissing ook zelf bepalen uit Tabel 7-5:

12

Ook wanneer er in die gebieden niet uitgerold is. - 83 -

DEEL III


Voor Telenet is de beslissing eenvoudig. De meest actieve strategie zal steeds de hoogste winst opleveren, onafhankelijk van de acties van het stadsnetwerk. Door de geringe investeringskosten (zie 7.2) is dit ook een realistische strategie voor Telenet. Het is echter niet ondenkbaar dat Telenet, wegens beperkingen in personeel en materieel, toch slechts actief zal uitrollen. Voor de Stad is de beslissing op het eerste zicht ook vrij eenvoudig. Er zijn twee dominante strategieën (actieve en zeer actieve strategie), waarbij de actieve strategie enkel voordelig is als Telenet zeer passief is. Aangezien Telenet waarschijnlijk (speltheoretisch gezien zelfs zeker) nooit deze strategie zal overwegen, is het voor de Stad het voordeligst om een zeer actieve strategie te volgen. Het Nash evenwicht treedt dus op wanneer beide spelers zeer actief zijn. Wanneer we echter voor de Stad kijken naar het verschil in NPV voor de verschillende scenario’s dan zien we dat de NPVs van de normale, actieve en zeer actieve strategie zeer dicht bij elkaar liggen. Zoals in 7.2 is gebleken, verschilt het maximale tekort die de NPV tijdens het project zal aannemen aanzienlijk bij de verschillende strategieën. Deze liggen voor een normale strategie rond -11.5 M$, voor een actieve strategie rond -16.5 M$ en voor een zeer actieve strategie rond -19 M$13. Het is dus best mogelijk dat het stadsnetwerk zal opteren voor de normale of actieve strategie, aangezien deze een stuk minder investeringen (en dus risico) zullen vergen, met slechts een geringe winstdaling als gevolg. Een meer realistisch Nash evenwicht, rekening houdend met bovenstaande uiteenzetting, is dus een normale of actieve strategie voor het stadsnetwerk en een actieve strategie voor Telenet.

7.3.2. Analyse 2: Variatie uitrolvolgorde In de tweede analyse gaan we nu het effect na van het variëren van de uitrolvolgorde op de NPV. De strategieën werden besproken in 7.1 . Merk op dat de realistische evenwichtspunten uit analyse 1 in deze analyse zijn opgenomen. De matrix die hiermee overeenstemt, wordt weergegeven in Tabel 7-6. Het Nash evenwicht wordt bereikt wanneer beide spelers voor de 8ste strategie kiezen. Dit is de volledige uitrol, met eerst de gebieden rondom CO 2.

13

Deze waarden zijn grotendeels onafhankelijk van de strategie van Telenet. - 84 -


DEEL III

Strategie NPV (M$) 1 2 S 3 t 4 5 a 6 d 7 8 9 10

TELENET 1 8.2 6.0 12.5 2.2 10.3 11.6 8.6 13.6 1.9 10.5

2 20.6 22.3 18.7 24.2 20.8 18.6 20.3 17.5 23.9 20.2

12.1 5.7 12.5 1.8 10.1 13.2 12.8 12.9 1.6 10.1

3 14.8 16.4 14.5 18.2 16.6 13.9 14.5 13.6 18.0 16.2

9.9 6.9 10.5 2.2 8.7 11.4 10.2 12.8 1.8 9.7

4 27.2 29.2 25.3 31.4 27.8 25.7 26.9 23.4 31.3 25.9

10.4 8.9 9.5 1.8 7.1 11.0 11.2 9.4 1.6 6.7

5 8.3 7.8 9.2 7.8 11.3 7.8 7.6 8.7 7.6 11.3

9.6 5.9 11.4 1.2 8.7 10.3 9.0 12.6 0.7 9.7

6 23.0 25.5 19.9 27.7 20.1 22.0 23.4 18.9 27.7 18.9

9.5 6.2 14.2 1.8 11.8 10.4 10.1 15.5 2.0 12.7

7 27.5 29.5 25.1 31.6 27.2 26.1 26.9 23.5 31.1 26.2

8.4 6.0 13.0 2.1 10.5 11.9 8.7 13.7 1.9 10.8

8 23.4 25.1 21.4 27.0 23.6 21.9 23.0 20.2 26.8 22.9

10.4 7.7 10.9 2.9 8.7 11.6 11.2 11.7 2.8 9.2

9 30.7 32.5 29.1 34.7 31.2 29.2 30.1 27.5 34.5 30.1

10.6 9.2 9.6 2.1 7.1 11.2 11.5 9.6 1.9 6.7

10 9.2 8.7 10.2 8.7 12.3 8.7 8.4 9.6 8.4 12.3

9.6 5.9 11.5 1.2 8.7 10.3 9.0 12.0 0.7 9.2

24.1 26.5 21.1 28.7 21.1 23.0 24.4 20.1 28.7 20.1

Tabel 7-6: NPV na 15 jaar voor analyse 2 (grijs dominante strategieën, vet NE)

Vooraleer we dieper ingaan op dit Nash evenwicht bekijken we eerst de volledige matrix. Voor beide spelers is het duidelijk dat uitrollen rondom slechts één CO steeds nadeliger is dan volledig uitrollen (vergelijk strategie 4, 5, 9, 10 met respectievelijk 2, 3, 6, 7). Over het algemeen zal een snelle uitrolstrategie ook voordeliger zijn dan een trage uitrolstrategie. We zien ook duidelijk dat er voor beide spelers een aantal strategieën duidelijk beter zijn. Voor het stadsnetwerk zijn dit strategieën 1, 3, 6, 7, 8 en voor Telenet strategieën 3, 6, 8. In Tabel 7-7 wordt de matrix weergegeven met de beste strategieën voor beide spelers (grijs duidt opnieuw de dominante strategieën aan). Speler

3 Volledige uitrol, eerst CO 2, normaal

NPV (M$) (stad, Telenet) 1 S t a d

3 6 7 8

Volledige uitrol, standaard, normaal Volledige uitrol, eerst CO 2, normaal Volledige uitrol, standaard, actief Volledige uitrol, eerst CO 1, actief Volledige uitrol, eerst CO 2, actief

Telenet 6 Volledige uitrol, standaard, actief

8 Volledige uitrol, eerst CO 2, actief

9.9

27.2

9.5

27.5

10.4

30.7

10.5

25.3

14.2

25.1

10.9

29.1

11.4

25.7

10.4

26.1

11.6

29.2

10.2

26.9

10.1

26.9

11.2

30.1

12.8

23.4

15.5

23.5

11.7

27.5

Tabel 7-7: Selectie van NPVs van analyse 2

Voor Telenet lijkt strategie 8 duidelijk de voorkeur te hebben. Alleen, indien Telenet niet zo snel wil uitrollen, kan eventueel strategie 3 overwogen worden. Eerst uitrollen rond CO 2 geniet de voorkeur, omdat rond deze CO de gebieden liggen met de grootste bevolking, waardoor de winst groter zal zijn. Voor het stadsnetwerk merken we op dat, wanneer Telenet voor strategie 8 kiest, het verschil in NPV tussen de 5 mogelijke strategieën maximaal 1.3 M$ bedraagt. Het is daarom interessant om voor het stadsnetwerk de verschillende strategieën ook op andere gebieden te vergelijken. We geven hiervan een overzicht in Tabel 7-8. De niet-geldelijke voordelen zijn in de tabel opgenomen, omdat de NPV bepaling van de nietgeldelijke inkomsten in het model enkel gesteund is op het aantal gebruikers in het netwerk en niet op

- 85 -


DEEL III

de uitrolvolgorde. Dit is echter niet 100% realistisch, aangezien eerst uitrollen in gebieden met een hogere prioriteit voor de stad meer voordelen heeft en dus een hogere NPV.

Strategie 1 3 6

Volledige uitrol, standaard, normaal Volledige uitrol, eerst CO 2, normaal Volledige uitrol, standaard, actief

NPV (M$)

Min. NPV tijdens project (M$)14

Niet-geldelijke voordelen

10.4

-11.4

Correct geschat, uitgerold volgens prioriteit

10.9

-15.615

11.6

-16.2

7

Volledige uitrol, eerst CO 1, actief

11.2

-14.0

8

Volledige uitrol, eerst CO 2, actief

11.7

-19.5

Overschatting van de niet-geldelijke voordelen want eerst uitgerolde gebieden hebben lage prioriteit Correct geschat, uitgerold volgens prioriteit Lichte overschatting van de nietgeldelijke voordelen want later uitgerolde gebieden niet volgens prioriteit Overschatting van de niet-geldelijke voordelen want eerst uitgerolde gebieden hebben lage prioriteit

Tabel 7-8: Vergelijking verschillende mogelijke strategieën voor stadsnetwerk

Voor het stadsnetwerk is het waarschijnlijk niet de beste keuze om voor strategie 8 te kiezen. Strategie 8 heeft immers de grootste investeringskost en zal een overschatting van de niet-geldelijke inkomsten met zich meebrengen, doordat eerst gebieden met lage prioriteit worden uitgerold. De optimale strategie lijkt strategie 6 of strategie 1 te zijn afhankelijk van de liquiditeitsmiddelen van de stad.

7.4. Sensitiviteitsanalyse Tot slot hebben we ook nog de betrouwbaarheid van deze analyses gecontroleerd. Hiervoor hebben we gebruik gemaakt van de Crystal Ball tool[35]. Voor de sensitiviteitsanalyse en distributie van de NPV werden steeds tussen de 20000 en 40000 simulaties gedaan. Bij de simulaties hebben we ons vooral geconcentreerd op de resultaten voor het stadsnetwerk. De analyse werd uitgevoerd op het scenario waarin beide spelers actief volledig uitrollen, met eerst de gebieden rond CO 2 (strategie 8 voor beide spelers, het Nash evenwicht uit 7.3.2).

14

Minimale NPV is relatief onafhankelijk van de strategie gekozen door Telenet, want voor groot deel bepaald door graafkosten. 15 Op het eerste zicht zou een positievere NPV verwacht worden dan strategie 1 door het uitstellen van een extra CO. Omdat het CO kosten relatief klein zijn ten opzichte van de graafkosten wordt dit effect hier echter teniet gedaan. Er wordt hier immers eerder in gebieden met hogere bevolking uitgerold, waardoor de graafkosten hoger zullen zijn en dus de minimale NPV negatiever. - 86 -


DEEL III

7.4.1. Simulatie 1: Globale variatie paramaters In een eerste simulatie variëren we de adoptieparameters16 en de parameters die het meeste invloed hebben op de kosten. De parameters en hun distributies zijn weergegeven in Tabel 7-8. Parameter

distributie

Gemiddelde

p (technologie 2 en 3) q (technologie 2 en 3) Graafkosten Aansluitingskosten straatkant Aansluitingskosten bij gebruiker OPEX per gebruiker P2P line card Fiberkost per m Optische node (Telenet) D3.0 modem (Telenet)

Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal Normaal

0.01 0.3 40$ 240$ 240$ 100$ 6500$ 0.065$ 61$ 132$

Standaard afwijking17 0.001 0.03 4 24$ 24$ 10$ 650$ 0.0065$ 6$ 13$

Tabel 7-9: Simulatie 1: variatie parameters18

De resultaten van de sensitiviteitsanalyse zijn weergegeven in Figuur 7-6 voor het stadsnetwerk en Figuur 7-7 voor Telenet. Het is duidelijk dat voor het stadsnetwerk de adoptieparameters p en q de belangrijkste invloed op het resultaat hebben, met als derde belangrijke parameter, de graafkosten. Voor Telenet is de belangrijkste parameter q, gevolgd door de operationele kosten per gebruiker en de parameter p. De operationele kosten per gebruiker zijn voor Telenet veel belangrijker, omdat deze het grootste deel van de kosten uitmaken (zie 7.2).

Figuur 7-6: Simulatie 1, sensitiviteit stadsnetwerk 16

We variëren enkel p en q voor technologie 2 en 3 omdat deze van technologie 1 gefit zijn aan de echte cijfers voor breedbandadoptie. De waarden voor technologie 2 en 3 zijn dus het meest onzeker. 17 10% van het gemiddelde 18 Wanneer parameters betrekking kunnen hebben op Telenet en het stadsnetwerk, worden ze voor beide simultaan veranderd. - 87 -


DEEL III

Figuur 7-7: Simulatie 1, sensitiviteit Telenet

In Figuur 7-8 is de distributie van de NPV van het stadsnetwerk weergegeven. Het belangrijkste resultaat is dat de kans op een negatieve NPV bij de variatie van de parameters slechts 5% bedraagt. We kunnen dus concluderen dat de kans op een positieve NPV voor de Stad groot is.

Figuur 7-8: Simulatie 1, distributie NPV stadsnetwerk

- 88 -


DEEL III

7.4.2. Simulatie 2: Variatie kosten parameters In een tweede simulatie variëren we nu enkel de kostenparameters. De sensitiviteitsanalyse voor het stadsnetwerk is weergegeven in Figuur 7-9.

Figuur 7-9: Simulatie 2, sensitiviteitsanalyse stadsnetwerk19

We kunnen hieruit besluiten dat de graafkosten de sterkste invloed zullen hebben op het resultaat (-83.9%), op een afstand gevolgd door operationele kosten (-7.4%) en aansluitingskosten (-5.3%). Een correcte analyse van de kostenstructuur vereist dus een zeer goede inschatting van de graafwerken. Voor een stad mag dit geen probleem vormen, door de uitgebreide ervaring met infrastructuurwerken. De sensitiviteitsanalyse voor Telenet is weergegeven in Figuur 7-10. Voor Telenet is de belangrijkste kost de operationele kost per gebruiker. Deze moet normaal door Telenet goed kunnen ingeschat worden, door de jarenlange ervaring in de breedbandsector.

19

Dat de kosten van Telenet (D3.0 modem en optische node) geen invloed hebben op de NPV van het stadsnetwerk is evident, ze waren in de analyse opgenomen om de invloed voor Telenet te bestuderen. Hetzelfde geldt uiteraard ook in het omgekeerde geval. - 89 -


DEEL III

Figuur 7-10: Simulatie 2, sensitiviteitsanalyse Telenet

In Figuur 7-11 is de distributie van de NPV van het stadsnetwerk weergegeven. We zien dat de NPV fluctueert tussen 7 M$ en 14 M$. Wanneer de gekozen adoptieparameters (p en q) correct zijn, zal de NPV dus steeds positief zijn. De belangrijkste parameters om te schatten zijn dus de adoptieparameters. Deze zijn meestal ook de moeilijkst te schatten parameters.


- 90 -


DEEL III

7.4.3. Simulatie 3: Variatie graafkosten en operationele kosten Tot slot variëren we de twee belangrijkste kostenparameters voor het stadsnetwerk zoals weergegeven in Tabel 7-10. Parameter Graafkosten Operationele kosten per gebruiker

Distributie Uniform

Minimum ($) 30

Maximum ($) 70

Uniform

80

200

Tabel 7-10: Simulatie 3, variatie parameters

De reden waarom we deze parameters nu uniform variëren, is om het effect te bestuderen van extreme waarden voor deze parameters. De distributie van de NPV is weergegeven in Figuur 7-12. Alhoewel we de graafkosten en operationele kosten per gebruiker over een heel breed interval uniform hebben laten variëren, zal de NPV slechts in 5.4% van de gevallen negatief zijn. Dit bevestigt opnieuw dat de bepaling van de adoptieparameters het belangrijkst is voor een goede investeringsanalyse en zal bepalen of het stadsnetwerk een positieve NPV zal hebben.


Tot slot wensen we ook na te gaan wat er zou gebeuren indien de inschatting van beide parameters echt te laag bleek te zijn. In dit worst-case scenario variëren we de parameters zoals aangegeven in Tabel 7-11. Parameter Graafkosten Operationele kosten per gebruiker

Distributie Uniform

Minimum ($) 40

Maximum ($) 80

Uniform

100

200

Tabel 7-11: Simulatie 3, worst-case scenario

- 91 -

DEEL III


De distributie van de NPV is weergegeven in Figuur 7-13. Alhoewel de kosten nu steeds zeer negatief worden ingeschat, zal nog steeds in bijna 70% van de gevallen het scenario een positieve NPV hebben. Dit bevestigt opnieuw dat er een grote kans is op een positieve NPV voor de Stad.

Figuur 7-13: Simulatie 3, worst-case scenario, distributie NPV stadsnetwerk

- 92 -

DEEL III


7.5. Besluit De analyses hebben enkele interessante resultaten opgeleverd: •

De NPVs voor beide spelers zijn in alle scenario’s positief.

•

Snellere uitrolstrategieën zijn voor beide spelers bijna altijd voordeliger.

•

Voor Telenet is de keuze steeds eenvoudig: o Telenet moet zo actief mogelijk uitrollen. o DOCSIS 3.0 moet steeds eerst in de gebieden met grootste bevolking uitgerold worden, aangezien de prioriteit voor Telenet niet van belang is. Deze speelt immers voornamelijk een rol bij de bepaling van de niet-geldelijke inkomsten.

•

Voor het stadsnetwerk zijn de keuzes op het eerste zicht gelijk: o Op basis van de NPV matrices en de speltheoretische analyse heeft het stadsnetwerk er steeds baat bij zo actief mogelijk uit te rollen. o Ook heeft de Stad er, op basis van de NPV, baat bij om eerst in de gebieden met hoge bevolking FttH uit te rollen.

•

Wanneer we echter andere factoren zoals benodigde liquiditeiten en niet-geldelijke inkomsten gedetailleerder bestuderen, moeten de speltheoretische resultaten voor het stadsnetwerk genuanceerd worden: o Actievere scenario’s vragen een serieuze extra investering, die een stad niet altijd kan dragen. De winst op het gebied van NPV en aantal gebruikers is echter beperkt o Het variëren van de uitrolvolgorde heeft in het model geen effect op de NPV. In de realiteit zal dit wel zo zijn, aangezien gebieden met een hogere prioriteit meer nietgeldelijke inkomsten zullen genereren.

•

Een realistischer evenwichtspunt voor de stad is dan ook een normale of actieve uitrol volgens prioriteit.

Wanneer we op het Nash evenwicht een sensitiviteitsanalyse doen, dan bleek dat bij een normale verdeling20 van de parameters slechts in 5% van de gevallen de NPV negatief zal worden. De belangrijkste invloeden voor de Stad zijn de adoptieparameters, op afstand gevolgd door de graafkosten en operationele kosten per gebruiker. Wanneer we deze twee laatste nu uniform laten variëren tussen de geschatte waarde en het dubbele hiervan (worst-case scenario), dan zal slechts in 30% van de gevallen de NPV negatief zijn. We mogen dus besluiten dat bij correcte inschatting van de adoptieparameters de kans heel groot is dat het beschouwde scenario een positieve NPV voor de Stad zal opleveren.

20

Standaardafwijking van 10% - 93 -

HOOFDSTUK 8.

Besluit

België is altijd al een voorloper geweest op het gebied van breedband. Aanzienlijke investeringen in het DSL en HFC netwerk hebben geleid tot een goed uitgebouwd breedbandnetwerk. Deze investeringen kunnen echter op lange termijn een remmend effect hebben op de verdere ontwikkeling van breedband in België. De DSL en HFC netwerkuitbaters willen immers rendement uit hun investering halen en zijn dus niet geneigd te investeren in nieuwe breedbandontwikkelingen zoals FttH. Deze investeringen zullen echter nodig zijn om te voldoen aan de toenemende vraag naar bandbreedte. Stadsnetwerken kunnen hier een oplossing bieden. Meer en meer steden, zoals o.a. Stockholm, Amsterdam, Wenen, Pau en San Francisco, beginnen breedbandinfrastructuur immers als een basisvoorziening voor de burger te zien, net zoals water en elektriciteit. Het doel van deze breedbandproblematiek: o

thesis

bestond

uit

het

evalueren

van

stadsnetwerken

voor

de

Zijn stadsnetwerken een oplossing om de breedbandmarkt verder te ontwikkelen en heeft een Stad hier belang bij?

o

Welke FttH architectuur moet door deze stadsnetwerken geïmplementeerd worden?

o

Wat is het resultaat als een stadsnetwerk in competitie treedt met een bestaand breedbandnetwerk? Ga dit na voor de Stad Gent met Telenet als concurrerende breedbandaanbieder gebruik makend van speltheorie.

Het antwoord op de eerste vraag werd besproken in 3.1 en hieruit bleek duidelijk dat stadsnetwerken zeker een optie zijn als traditionele breedbandaanbieders geen initiatieven nemen. Stadsnetwerken hebben niet alleen conceptuele voordelen zoals de focus op lange termijn en het belang van de burger voorop plaatsen, maar ook investeringsvoordelen, zoals goedkoop lenen van kapitaal en het deels uitvoeren van de graafwerken samen met andere openbare werken. Voor een Stad heeft het uitrollen van een breedbandnetwerk ook voordelen: het aantrekken van hoogtechnologische bedrijven, verbeteren van de dienstverlening aan de burger, onderwijs,… De tweede vraag werd beantwoord in 3.2. Een stadsnetwerk is een lange termijnvisie en moet dus ook binnen enkele decennia nog geschikt zijn om aan de noden van de gebruiker te voldoen. Daarnaast moet een stadsnetwerk ook trachten competitie en innovatie te maximaliseren en de belangen van alle gebruikers te behartigen. De huidige DSL en HFC netwerken zullen niet in staat zijn de benodigde bandbreedte op lange termijn te leveren. Een fiber architectuur is dan ook de enige mogelijke oplossing. Zoals bleek uit 3.2 is binnen de fiber architecturen enkel een home run fiber architectuur in staat aan alle eisen te voldoen. Home run fiber architecturen worden nog vaak als duur beschouwd, maar zoals in deze thesis aangetoond werd, bestaat de grootste kost bij FttH netwerken uit graafkosten en deze zijn identiek voor alle architecturen. Zelfs al mochten de initiële investeringskosten iets hoger

DEEL III

HOOFDSTUK 8: Besluit

uitvallen, dan zullen deze op lange termijn zeker terugverdiend worden, omdat andere netwerkvormen zullen moeten opgewaardeerd worden, met bijkomende kosten tot gevolg. De laatste vraag is eigenlijk het zwaartepunt van deze thesis. Om deze vraag te concretiseren werd de uitrol van een stadsnetwerk in Gent onderzocht. Voor het stadsnetwerk onderstelden we een samenwerking tussen Stad Gent en DSL speler Belgacom. Het stadsnetwerk zou onmiddellijk beginnen met de uitrol van een home run fiber architectuur. De tegenspeler Telenet, zou zijn bestaande HFC architectuur verder optimaliseren, door het implementeren van DOCSIS 3.0 en het verkleinen van de service areas. De Stad werd voor het onderzoek onderverdeeld in 8 gebieden. Deze kregen elk een prioriteit voor FttH, gebaseerd op de aanwezigheid van publieke diensten, scholen, hoogtechnologische industrieën, bevolking,… Om de interactie tussen beide spelers te modelleren, werd een model ontwikkeld (zie HOOFDSTUK 5) dat uit twee delen bestaat. Het eerste deel is een Excel model waarin op basis van de kosten, inkomsten, adoptiecurves,… de NPVs van beide breedbandaanbieders werd bepaald. Hiervoor was het ook nodig een methode te ontwikkelen die de niet-geldelijke voordelen van het stadsnetwerk als NPV kon uitdrukken. Door het opstellen van verschillende strategieën voor beide spelers kregen we een NPV matrix. Het opstellen van deze strategieën gebeurde door de uitrolparameters te variëren. In het tweede deel van het model werd een speltheoretische tool (zie 4.3.2) ontworpen die het Nash evenwicht (NE)1 van deze NPV matrix kan berekenen. De resultaten in HOOFDSTUK 7 leren ons dat de uitrol van een stadsnetwerk in Gent economisch hoogst waarschijnlijk haalbaar is: o o o o

o

Alle geteste scenario’s leveren een positieve NPV op zowel voor de Stad als voor Telenet. Voor beide spelers zijn volgens het Nash evenwicht actieve uitrolstrategieën met focus op gebieden met hoge bevolking steeds te verkiezen. Voor Telenet is het Nash evenwicht waarschijnlijk de optimale strategie indien het over voldoende middelen beschikt voor een zeer actieve uitrol. Voor de Stad lijkt een aanpassing op het Nash evenwicht aangewezen: o Een uitrol volgens een normale of gematigde actieve strategie geniet de voorkeur, waarbij eerst uitgerold wordt in gebieden met hoogste prioriteit. o Alhoewel deze strategie geen Nash evenwicht is, zal gezien de budgetbeperkingen en focus op publieke diensten, deze strategie aangewezen zijn. Het verlies in NPV ten opzichte van het Nash evenwicht zal immers beperkt blijven. Sensitiviteitsanalyse op het resultaat bevestigt dat de kans op een negatieve NPV voor de Stad klein (< 6%) is. De belangrijkste invloedsparameters op het resultaat zijn de adoptie door de gebruikers en de graafkosten.

De ontwikkeling van een FttH stadsnetwerk is dus een realistische optie en moet zeker in overweging genomen worden wanneer initiatief van de traditionele breedbandaanbieders achterwege blijft.

1

Het Nash evenwicht is een set van strategieën, één voor iedere speler, waarbij geen enkele speler er voordeel bij heeft om unilateraal zijn strategie te veranderen. - 95 -

BIJLAGEN Handleiding speltheoretisch programma Algemene werking We illustreren het gebruik van het programma aan de hand van een voorbeeld. Alle nodige files zijn terug te vinden op de cd-rom in de map speltheoretische tool. In het voorbeeld zullen we het Nash evenwicht van analys1.csv bepalen. De naam van het programma is thesis.rb Voor het gebruiken van de speltheoretische tool moeten eerst twee programma’s geïnstalleerd worden: o Ruby: te downloaden van http://www.ruby-lang.org/en/ o Gambit: te downloaden van http://econweb.tamu.edu/gambit/download.html Eenmaal beide geïnstalleerd zijn, moeten de omgevingsvariabelen van Windows nog aangepast worden. De bin directory van de Gambit installatie moet aan CLASSPATH toegevoegd worden. Voor Ruby dient nog een uitbreiding geïnstalleerd worden: fastercsv. Dit wordt gedaan door in de commando lijn te typen: Gem install fastercsv Eenmaal alles geïnstalleerd is gaan we naar de map waarin het thesisprogramma en testmatrix.csv staan. Daar voeren we het volgende commando in: Ruby transform.rb analyse1.csv output.csv Het voorlaatste woord is de naam van het inputbestand. Het laatste woord is de naam van het outputbestand. De ouput wordt zowel op het scherm weggeschreven als naar de file output.csv. Formaat van de input .csv file De .csv file die als input dient voor de tool wordt als volgt opgesteld: Op de eerste lijn wordt begonnen met de eerste strategie van speler 1 en speler 2. Voor deze strategie gebruiken we de eerste 2 cellen voor de NPVs. Eerst deze van speler 1, dan deze van speler 2. Vervolgens incrementeren we de strategie van speler 1. Speler 1 maakt nu dus gebruik van strategie 2, terwijl speler 2 nog steeds strategie 1 gebruikt. De volgende 2 cellen worden gebruikt voor de NPVs van beide spelers. Opnieuw wordt nu de strategie van speler 1, één opgeschoven. Dit proces gaat door tot de laatste strategie van speler 1 bereikt is. Wanneer de strategie van speler 1 nu verhoogd wordt, zal zijn strategie terug op de eerste vallen en zal de strategie van speler 2, één verhogen. Het proces kan nu opnieuw beginnen: speler 1 verhoogt telkens zijn strategie met 1,… Dit zal zo doorgaan tot

BIJLAGEN

beide spelers hun laatste strategie bereikt hebben. Onderstaande matrix illustreert dit voor twee spelers met elke drie strategieën. NPV speler 1 strategie 1 NPV speler 1 strategie 1 NPV speler 1 strategie 1

NPV speler 2 strategie 1 NPV speler 2 strategie 2 NPV speler 2 strategie 3





Formaat van de output .csv file Elke rij geeft de strategiekeuzes voor de verschillende spelers weer. Elke cel geeft weer hoeveel keer een bepaalde strategie gespeeld moet worden. Bij pure evenwichten zullen dit enkel 1’tjes zijn. Dit wordt geïllustreerd in onderstaande tabel, voor twee spelers met elk drie strategieën. Speler 1 Strategie 1 frequentie Speler 2 Strategie 1 frequentie

Speler 1 Strategie 2 frequentie Speler 2 Strategie 2 frequentie

Speler 1 Strategie 3 frequentie Speler 2 Strategie 3 frequentie

Opmerking in verband met de .csv file Het programma is opgesteld voor .csv files waarbij de kolommen gescheiden worden door komma’s. Wanneer de kolommen gescheiden worden door een ander teken, dan moet in het programma de regel Csv_options = { :col_sep => ',' } de ‘,’ vervangen worden door het beschouwde teken.

- 97 -

BIJLAGEN

Breedbandcijfers België De evolutie van de breedbandverbindingen in België is weergegeven in onderstaande tabel. Jaar 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Aantal breedbandverbindingen 23000 129810 425000 817000 1277977 1661920 1976706 2296658

Dit wordt grafisch voorgesteld in onderstaande grafiek, waarbij ook de gebruikte Bass benadering (voor Technologie 1) is weergegeven. Merk op dat beide curves goed overeenkomen. Deze benadering werd bekomen met de Microsoft Excel oplosser. De waarden p en q die het minimale verschil gaven zijn respectievelijk 0.025 en 0.47.

Aantal breedbandverbindingen

3000000 Reëel aantal connecties 2500000

Benadering Bass

2000000

1500000

1000000

500000

0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Jaar

- 98 -

BIJLAGEN

Referenties [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39]

DSL FORUM, ADSL2 and ADSL2plus – the new DSL standards, 2003 Jeff Tyson, How VDSL works, http://electronics.howstuffworks.com/vdsl3.htm http://en.wikipedia.org/wiki/ADSL Elie Boonefaes, Evolutie van vaste toegangsnetwerken in België – de weg naar Fiber to the Home-, 2006 http://inventors.about.com/library/inventors/blcabletelevision.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Hybrid_fibre-coaxial http://www.cablelabs.com/news/pr/2006/06_pr_docsis30_080706.html Organisation for Economic and Co-operation and Development, Broadband Statistics, 2006 European Commission Information Society and Media, i2010 Annual Report 2007, Belgium, 2007 Test Aankoop, mei 2007 http://gordoncook.net/October2006fiber-update.doc www.fsanweb.org www.metroEthernetforum.org Occam Networks, Fttx: Selecting the best architecture for the access network, 2005 MRV, white paper: First in the first mile, 2004 Paul E. Green Jr., Fiber to the Home: The New Empowerment, Wiley – Intersience, 2005 T. Tatsuta, Y. Yoshia, Y. Maeda, Standardization of G-PON in ITU-T, NTT technical review, Vol.1, No. , Oct2003 A. Banerjee, Y. Park, F. Clarke, H. Song, S. Yang, G. Kramer, K. Kim, B. Mukherjee, Wavelength-division-multiplexed passive optical network (WDM-PON) technologies for broadband access: a review, 2005 D. Gutierrez, J. Cho, L.G. Kazovsky, TDM-PON Security Issues: Upstream Encryption is Needed, Optical Society of America, 2007 C. Lin, Broadband: Optical Access Networks and Fiber-to-the-Home: Systems Technologies and Deployment Strategies, Wiley, 2006 T. Mickelsson, ATM versus Ethernet, 1999 J. Farmer, L. Ray, Fiber-to-the-Home: Overview & Technical Tutorial, FttH Council O. Haran, EPON vs GPON: A Practical Comparison, 2005 http://www.telebyteusa.com/foprimer/foch2.htm http://www.occamnetworks.com/products/ONT_NID/ http://www.siscomm.com.tw/ T.P Bechter, Coming Down the Pipe – The FttH Prism – Volume IV, Legg Mason Equity Research, 2005 A. Banerjee, M. Sirbu, Towards Technologically and Competitively Neutral Fiber to the Home (FttH) infrastructure, Carnegie Mellon University, 2003 S. White, FTTX in Europe: Technology Options and Economics, Lucent Technologies P. Garvey, Cost and Profitability Drivers for FttH, Corning inc., 2005 R. Rubenstein, Optical Access Networks: Is Economics still the sickening point?, Fibresystems Europe The Allen Consulting Group, True Broadband: Exploring the economic impacts, 2003 Cisco Internet Solutions Group, Broadband City – A Roadmap for Local Government Executives, 2005 H. Ooghe, Handboek bedrijfsfinanciering, 2e druk, Intersentia, 2003 Crystal Ball, www.crystalball.com http://econweb.tamu.edu/gambit/doc/tutorials/poker.pdf McKelvey, Richard D., McLennan, Andrew M., and Turocy, Theodore L. (2007), Gambit: Software Tools for Game Theory, Version 0.2007.01.30 http://econweb.tamu.edu/gambit www.python.org http://nicolaorsini.altervista.org/stata/tutorial/g/tu_gamet.htm

- 99 -

BIJLAGEN

[40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66]

www.stata.com http://www.winghands.it/prodotti/joker/index.html http://www.gametheory.net/applets/ http://www.holycross.edu/departments/biology/kprestwi/behavior/ESS/HvD_intro.html D. Katsianis, A. Gyürke, R. Konkoly, D. Varoutas, T. Sphicopoulos, Implementing a Game Theory model for 3G operators, 2006 http://earth.google.com/ www.gent.be Stad Gent, dienst Economie, Werkgelegenheid en Externe Relaties, atlas Gentse bedrijventerreinen, 2003 www.lokalestatistieken.be Stad Gent, Sociaal-economisch profiel van Gent en omgeving, www.gent.be, 2004 F.M. Bass, A new Product Growth for Model Consumer Durables, Management Science, Vol. 15, No.5, 1969 J.A Norton, F.M. Bass, A Diffusion Theory Model of Adoption and Substitution for Successive Generations of High-Technology Products, Management Science, Vol. 33, No. 9, 1987 http://www.tvb.org/rcentral/mediatrendstrack/tvbasics/02_TVHouseholds.asp V. Mahajan, E. Muller, F.M. Bass, Diffusion of New Products: Empirical Generalizations and Managerial uses, Marketing Science, Vol. 14, No. 3, Part 2, 1995 I. Cluyse, Diffusie van het Internetgebruik in Europa: Analyse door middel van het Bass Model, 2006 L. K. Vanston, R. L. Hodges, Technology Forecasting for Telecommunications, Telektronikk 4, 2004 B. T. Olsen, K. Stordahl, Models for Forecasting Cost Evolution of Components and Technologies, Telektronikk 4, 2004 http://www.bricklin.com/fiosinstall.htm http://blog.moertel.com S. Verbrugge, S. Pasqualini, F-J. Westphal, M. Jäger, A. Iselt, A. Kirstädter, R. Chahine, D. Colle, M. Pickavet, P. Demeester, Modeling Operational Expenditures for Telecom Operators, 2004 Bernstein, Telcordia, Technologies Study, 2004 P. T. Garvey, Economics of FttH, Corning Inc., 2004 M. Kunigonis, The Economic$ of Fiber to the Home, Corning Inc., 2005 Heavy Reading, FttH Council Europe, The Business Case for Municipal Fiber Networks, January 2006 www.belgacom.be B. Metcalfe, Metcalfe’s Law: A network becomes more valuable as it reaches more users, Infoworld, 1995 A. Odlyzko, B. Tilly, A Refutation of Metcalfe’s and a better estimate for the value of networks and network interconnections, 2005

- 100 -

BIJLAGEN

Lijst van figuren Figuur 1-1: DSL Schema ....................................................................................................... - 2 - Figuur 1-2: Frequentieschema ADSL [3] .............................................................................. - 4 - Figuur 1-3: Bitrate i.f.v afstand (downstream) [4] ................................................................ - 5 - Figuur 1-4: HFC netwerk schema [6] .................................................................................... - 6 - Figuur 1-5: Vergelijking van UMTS - WiFi - WiMAX ........................................................ - 9 - Figuur 1-6: Breedbandconnecties per 100 inwoners [8] ...................................................... - 10 - Figuur 2-1: Home Run Fiber Architectuur [14] ................................................................... - 14 - Figuur 2-2: Active Star Architectuur [14]............................................................................ - 14 - Figuur 2-3: Passive Optical Network (PON) architectuur [14] ........................................... - 15 - Figuur 2-4: WDM-PON architectuur [18] ........................................................................... - 17 - Figuur 2-5: Illustratie ATM werking [22]............................................................................ - 19 - Figuur 2-6: Illustratie Ethernet werking [22] ....................................................................... - 20 - Figuur 2-7: Propagatie van lichtbundel in een optische vezel [24] ...................................... - 21 - Figuur 2-8: Attenuatie van optische vezel [24] .................................................................... - 21 - Figuur 2-9: Optical Network Unit (ONU) [25] .................................................................... - 22 - Figuur 2-10: Optical Line Terminator (OLT) [26] .............................................................. - 22 - Figuur 2-11: Splitter ............................................................................................................. - 23 - Figuur 3-1: Investeringskosten per HP [28] ......................................................................... - 28 - Figuur 3-2: Volledige publiek controle ................................................................................ - 29 - Figuur 3-3: Eén enkel operator ............................................................................................ - 30 - Figuur 3-4: Eén operator en verschillende service providers............................................... - 31 - Figuur 4-1: Voorbeeld van extensief spel [36] .................................................................... - 38 - Figuur 4-2: Thesismodel ...................................................................................................... - 40 - Figuur 4-3: Schematisch overzicht softwareprogramma ..................................................... - 43 - Figuur 5-1: Thesismodel ...................................................................................................... - 45 - Figuur 5-2: Gebieden stad Gent [45] ................................................................................... - 47 - Figuur 5-3: FttH versus Kabel model .................................................................................. - 47 - Figuur 5-4: FttH en kabel model .......................................................................................... - 48 - Figuur 5-5: Berekeningswijze NPV ..................................................................................... - 48 - Figuur 6-1: Uitrol parameters .............................................................................................. - 49 - Figuur 6-2: Algemene scenario inputs ................................................................................. - 50 - Figuur 6-3: Gemiddelde afstand CO .................................................................................... - 52 - Figuur 6-4: Illustratie Bass model ........................................................................................ - 55 - Figuur 6-5: Wijziging van adoptie in functie van introductiejaar ........................................ - 57 - Figuur 6-6: Illustratie interactie Telenet en FttH ................................................................. - 58 - Figuur 6-7: Residentiële en industriële Gompertz curve ..................................................... - 61 - Figuur 6-8: FttH gebruikers per wijk ................................................................................... - 62 - Figuur 6-9: Learning curve elektrisch en optisch ................................................................ - 64 - Figuur 6-10: Plaatsings- en fiberkosten ............................................................................... - 64 - Figuur 6-11: Schema graafwerken met duct splitsing [20] .................................................. - 65 - Figuur 6-12: Aansluitingskosten .......................................................................................... - 67 - Figuur 6-13: Opstartkosten CO ............................................................................................ - 68 - Figuur 6-14: Uitbreiding en vervanging van racks .............................................................. - 69 - Figuur 6-15: Methodes voor bepaling operationele kosten ................................................. - 71 - Figuur 6-16: Telenet graafkosten ......................................................................................... - 72 - Figuur 6-17: Componentkosten Telenet............................................................................... - 73 - Figuur 6-18: Geldelijke inkomsten ...................................................................................... - 74 -

- 101 -

BIJLAGEN

Figuur 6-19: Bepaling niet-geldelijke inkomsten ................................................................ - 76 - Figuur 7-1: Uitrolstrategieën: variatie van uitrolsnelheid .................................................... - 77 - Figuur 7-2: Vergelijking uitrolstrategieën ........................................................................... - 78 - Figuur 7-3: Cumulatieve NPV voor stadsnetwerk en Telenet (Telenet Actieve strategie).. - 80 - Figuur 7-4: Vergelijking kosten en inkomsten voor Telenet ............................................... - 81 - Figuur 7-5: Vergelijking kosten en inkomsten voor het stadsnetwerk ................................ - 82 - Figuur 7-6: Simulatie 1, sensitiviteit stadsnetwerk .............................................................. - 87 - Figuur 7-7: Simulatie 1, sensitiviteit Telenet ....................................................................... - 88 - Figuur 7-8: Simulatie 1, distributie NPV stadsnetwerk ....................................................... - 88 - Figuur 7-9: Simulatie 2, sensitiviteitsanalyse stadsnetwerk ................................................ - 89 - Figuur 7-10: Simulatie 2, sensitiviteitsanalyse Telenet ....................................................... - 90 - Figuur 7-11: Simulatie 2, distributie NPV stadsnetwerk ..................................................... - 90 - Figuur 7-12: Simulatie 3, distributie NPV stadsnetwerk ..................................................... - 91 - Figuur 7-13: Simulatie 3, worst-case scenario, distributie NPV stadsnetwerk .................... - 92 -

- 102 -

BIJLAGEN

Lijst van tabellen Tabel 1-1: Overzichtstabel kopernetwerken [1][2] ................................................................ - 3 - Tabel 1-2: DOCSIS vergelijking............................................................................................ - 7 - Tabel 1-3: Breedband in België vergeleken met EU25 [8] (gemarkeerd: pijnpunten) [9] .. - 11 - Tabel 2-1: Overzicht PON standaarden [16] [17] ................................................................ - 16 - Tabel 2-2: Vergelijking ATM en Ethernet [23] ................................................................... - 20 - Tabel 3-1: Benodigde bandbreedte korte termijn (2010) [4] ............................................... - 25 - Tabel 3-2: Benodigde bandbreedte middellange termijn (2015) [4].................................... - 26 - Tabel 3-3: Verschillende architecturen en hun mogelijkheid tot competitie [28] ............... - 26 - Tabel 3-4: Geschiktheid architecturen voor business gebruikers(zie ook 2.2.3) ................. - 27 - Tabel 4-1: Net Present Value analyse .................................................................................. - 34 - Tabel 4-2: Illustratie van real options .................................................................................. - 35 - Tabel 4-3: Voor- en nadelen van sensitiviteitsanalyse......................................................... - 35 - Tabel 4-4: Speltheorie uitgewerkt voorbeeld (Nash evenwichten vet) .............................. - 36 - Tabel 4-5: Prisoner's dilemma (Nash evenwichten vet) ..................................................... - 37 - Tabel 4-6: Overzicht speltheorie programma's (vet: positief; onderlijnd: gekozen tool) .... - 41 - Tabel 5-1: Gebieden stad Gent............................................................................................. - 46 - Tabel 6-1: Bass curve splitsing stadsnetwerk en Telenet..................................................... - 54 - Tabel 6-2: Parameters Bass curve ........................................................................................ - 54 - Tabel 6-3: Interactie voorbeeld DOCSIS 3.0 en FttH .......................................................... - 57 - Tabel 6-4: Mogelijke interactiesituaties tussen het stadsnetwerk en Telenet ...................... - 59 - Tabel 6-5: Gompertz parameters.......................................................................................... - 60 - Tabel 6-6: Parameters extended learning curve ................................................................... - 63 - Tabel 6-7: Graafkosten model.............................................................................................. - 65 - Tabel 7-1: Variatie in uitrolvolgorde strategieën ................................................................. - 79 - Tabel 7-2: NPV resultaten na 15 jaar analyse 1 ................................................................... - 80 - Tabel 7-3: Vergelijking van investeringskosten FttH modellen [29], [30], [31], [32]7 ....... - 82 - Tabel 7-4: Verdeling gebruikers over beide spelers voor verschillende scenarios .............. - 83 - Tabel 7-5: NPV na 15 jaar analyse 1 (dominante strategieën grijs, NE vet) ....................... - 83 - Tabel 7-6: NPV na 15 jaar voor analyse 2 (grijs dominante strategieën, vet NE) .............. - 85 - Tabel 7-7: Selectie van NPVs van analyse 2 ....................................................................... - 85 - Tabel 7-8: Vergelijking verschillende mogelijke strategieën voor stadsnetwerk ................ - 86 - Tabel 7-9: Simulatie 1: variatie parameters ......................................................................... - 87 - Tabel 7-10: Simulatie 3, variatie parameters ....................................................................... - 91 - Tabel 7-11: Simulatie 3, worst-case scenario ...................................................................... - 91 -

- 103 -

BIJLAGEN

Lijst van vergelijkingen Vergelijking 4-1: verdisconteerde cashflow ........................................................................ - 33 - Vergelijking 4-2: NPV ......................................................................................................... - 33 - Vergelijking 4-3: Real options: NPV project ....................................................................... - 34 - Vergelijking 6-1 ................................................................................................................... - 51 - Vergelijking 6-2 ................................................................................................................... - 51 - Vergelijking 6-3: Bass model voor opéénvolgende innovaties ........................................... - 53 - Vergelijking 6-4 ................................................................................................................... - 53 - Vergelijking 6-5 ................................................................................................................... - 56 - Vergelijking 6-6: Extended learning curve .......................................................................... - 63 - Vergelijking 6-7: Graafkosten per HP ................................................................................. - 72 -

- 104 -

Invloed van stadsnetwerken op de breedbandmarkt gemodelleerd met behulp van speltheorie

Recommend Documents