Ministero dello Sviluppo Economico
Dipartimento per le Comunicazioni
DIPARTIMENTO PER LE COMUNICAZIONI
Un modello semplificato di costo
per la rete di accesso passiva in fibra ottica NGAN
Alessandro Paci
[email protected]
Andrea Iannelli
[email protected]
Febbraio 2011
Alessandro PACI Andrea IANNELLI
Un modello semplificato di costo per la rete di accesso in fibra ottica NGAN
Indice
Introduzione e obiettivi del lavoro ................................................................................................ 3
Descrizione del modello ................................................................................................................ 5
Applicazione del modello: caso di studio.................................................................................... 13
Analisi dei risultati e di sensitività .............................................................................................. 19
Conclusioni.................................................................................................................................. 22
2
Alessandro PACI Andrea IANNELLI
Un modello semplificato di costo per la rete di accesso in fibra ottica NGAN
Introduzione e obiettivi del lavoro
Negli ultimi anni si sta assistendo ad una crescita vertiginosa della richiesta di banda per
l’accesso alla rete. Le infrastrutture di rete attuali, in Italia prevalentemente basate su accessi in
rame di vecchia generazione, hanno ormai raggiunto un livello di utilizzo prossimo al limite
massimo grazie alle tecnologie xDSL, riuscendo a fornire velocità classificabili come “banda
larga” dell’ordine di qualche decina di Mbit/s nelle condizioni più favorevoli. La sfida che si
prospetta per gli anni futuri sarà quella di un rinnovamento delle infrastrutture di accesso che
vedranno la progressiva sostituzione del rame con la fibra ottica, in grado di fornire alla clientela
finale velocità di accesso decisamente più elevate, classificabili come “banda ultra larga”
dell’ordine delle centinaia di Mbit/s ed oltre, e di eliminare il collo di bottiglia che finora si è
rivelata essere la rete di accesso.
Trattando di rete di accesso in fibra ottica, sono generalmente tre le macro-architetture
principali a cui si fa riferimento: FTTC (fiber to the cabinet), FTTB (fiber to the building) e FTTH
(fiber to the home). Le prime due sono classificabili come “ibride” in quanto per la parte terminale
di linea utilizzano ancora parti in rame, la terza è caratterizzata dalla completa sostituzione del rame
con la fibra ottica:
•
l’architettura FTTC prevede la terminazione della rete in fibra presso l’armadio
stradale ed il raggiungimento dell’utente attraverso una ultima tratta ancora in rame
(seppur ridotta in termini di lunghezza di linea) con tecnologie di tipo VDSL che
assicurano, grazie anche alla ridotta lunghezza dell’ultima tratta in rame, velocità
classificabili come banda ultra larga, dell’ordine dei 50 Mbit/s;
•
l’architettura FTTB prevede invece la terminazione della rete in fibra all’edificio,
lasciando come ultima tratta in rame solo la parte relativa alla rete “verticale”, ovvero,
come descritto nel seguito, la tratta relativa al cablaggio dell’edificio;
•
infine l’architettura FTTH prevede la sostituzione completa della rete in rame con la
fibra ottica che, pertanto, arriva direttamente a casa dell’utilizzatore finale con
potenzialità di banda che superano l’ordine delle centinaia di Mbit/s.
Il presente documento ha l’obiettivo di descrivere un modello semplificato di investimento per
la predisposizione di una rete fissa ottica passiva di accesso in una architettura FTTH, ovvero per
la realizzazione delle infrastrutture necessarie (prevalentemente di carattere civile) per la posa di
cavi in fibra ottica che raggiungano le unità immobiliari da cui viene richiesto l’accesso alla rete. Le
parti comuni del modello restano comunque applicabili anche alle altre architetture ibride.
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Un modello semplificato di costo per la rete di accesso in fibra ottica NGAN
Il modello si propone di individuare le grandezze di ingresso che caratterizzano l’investimento
e le variabili di uscita riassumibili nell’investimento unitario per unità immobiliare cablata e nella
relativa scomposizione in termini di voci di costo elementari.
Il lavoro è stato organizzato attraverso lo sviluppo dei passi seguenti:
•
definizione del modello semplificato che, individuati i principali parametri di ingresso
che caratterizzano lo sviluppo di una rete fissa ottica di accesso ed attraverso semplici
rappresentazioni geometriche della rete, sia in grado di fornire un valore di
investimento medio per lo scenario considerato; i parametri di ingresso sono sia di tipo
“ambientale”, ovvero descrittivi dello scenario, principalmente urbanistico, in esame,
sia di “progetto”, ovvero legati alle differenti scelte che possono essere fatte in corso di
realizzazione e che dipendono, nella realtà dei fatti, dalle scelte strategiche
dell’operatore che realizza l’investimento e l’infrastruttura;
•
applicazione del modello ad un caso di studio reale, individuato utilizzando parametri
ambientali e di progetto reali;
•
analisi di sensitività nel confronto dei risultati applicando il modello a differenti
scenari.
L’analisi e gli obiettivi riportati sopra si riferiscono alla sola componente passiva della rete di
accesso, ovvero a quello che generalmente si indica come “fibra spenta” (“dark fiber”). In altri
termini, gli investimenti oggetto della valutazione sono solo quelli relativi alla “disponibilità”
dell’infrastruttura, e non quelli relativi anche agli apparati necessari per l’erogazione del servizio
finale a banda larga o ultra larga nel suo complesso. La disponibilità dell’infrastruttura resta infatti
il limite principale alla diffusione dei servizi a banda larga ed ultra larga essendo la principale causa
della indisponibilità di collegamenti veloci per l’accesso alla rete.
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Descrizione del modello
Il modello della rete di accesso passiva in fibra ottica che ci si accinge a descrivere e che verrà
utilizzato per la stima degli investimenti necessari è schematizzato nella figura 1.
Rete Primaria
Rete Secondaria
Rete Verticale
Nodo Ottico
Locale attestazione fibre
Nodi Ottici Secondari
Anello Ottico
Figura 1 – Il modello della rete di accesso ottica passiva NGAN
Il modello risulta suddiviso in tre blocchi principali:
•
Rete primaria
•
Rete secondaria
•
Rete verticale
La “rete primaria” è la porzione di rete in fibra ottica che connette il permutatore ottico
presente all’interno del nodo principale dell’operatore che intende erogare servizi sulla rete stessa ai
“nodi ottici” secondari che rappresentano dei punti di spillamento della fibra verso agglomerati di
edifici, generalmente definiti come “aree ottiche”. Il nodo principale viene considerato come il
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punto di terminazione della rete di trasporto a lunga distanza e, conseguentemente, come punto di
partenza della “rete di accesso” oggetto del modello.
La rete primaria è generalmente realizzata tramite un anello al fine di consentire soluzioni
tecniche protette a “doppia via” ovvero soluzioni che consentano un rapido reinstradamento del
traffico nel caso di guasto grave di una sezione trasmissiva. La scelta di una soluzione in doppia via
rappresenta evidentemente una soluzione più costosa a fronte di una migliore qualità complessiva
garantita alla clientela finale ed è generalmente adottata nel caso di utenza business.
La “rete secondaria” è la porzione di rete che, partendo dai nodi ottici della rete primaria,
raggiunge in maniera capillare gli apparati di distribuzione (nel caso di architettura FTTC) o gli
edifici (nel caso di architetture FTTB o FTTH). Nel presente modello viene fatta l’ipotesi per cui
l’intera rete secondaria si considera in singola via.
Infine la “rete verticale” rappresenta la porzione di rete interna all’edificio (building) che
consente di raggiungere il singolo cliente nella propria unità immobiliare (u.i.).
Per ognuno dei blocchi individuati il modello identifica i principali parametri che lo
caratterizzano al fine di determinarne un valore di investimento unitario per singola unità
immobiliare. In particolare questi parametri possono essere sia descrittivi dello scenario di lavoro
(densità abitativa, urbanizzazione), sia di particolari scelte tecniche (realizzazione di anelli in
singola via piuttosto che in doppia via, utilizzo di tecnologie P2P1 piuttosto che PON2, capacità del
1
Le P2P (Point To Point) sono reti ottiche punto - punto passive che collegano la terminazione di linea ottica nel nodo
di rete principale ad una unica unità periferica
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Le PON (Passive Optical Network) sono reti ottiche punto – multipunto, completamente passive, che collegano la
terminazione di linea ottica nel nodo di rete principale a più unità periferiche
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singolo anello ottico ecc.), sia di fattori esterni (per esempio disponibilità di infrastrutture esistenti
per la posa della fibra ottica) sia, infine, relativi ai costi unitari degli oggetti necessari alla
realizzazione della rete (costi di scavo e di posa, costo del cavo in fibra ottica, costo per le giunzioni
ecc.).
Il modello si riferisce ad un anello ottico e valuta l’investimento necessario stimato per
cablaggio in fibra ottica delle u.i. da questo coperte.
Alcuni parametri sono da considerarsi “generali”, ovvero relativi non esclusivamente ad un
solo blocco, ma tali da caratterizzare le scelte complessive ed il dimensionamento che ne consegue.
I parametri generali del modello sono essenzialmente quelli che caratterizzano la tipologia del
territorio in termini di urbanizzazione e la capacità del singolo anello ottico, dipendenti,
principalmente, dalla capacità del nodo principale:
•
densità edificato (edifici/kmq)
•
tipologia edificato (u.i./edificio)
•
capacità anello ottico (u.i./anello)
Per quanto riguarda i primi due parametri, questi dipendono evidentemente dalla particolare
realtà urbanistica in esame. Il terzo parametro può essere stimato tra le 2.500 unità e le 3.500 nel
caso, rispettivamente, di basso ed alto tasso di urbanizzazione ed è un parametro meramente tecnico
legato anche alla capacità degli elementi ed apparati attivi che dovranno poi erogare il servizio.
La rete primaria è essenzialmente composta da un anello in fibra ottica terminato all’interno
del locale di attestazione della fibra (permutatore ottico) all’interno del nodo terminale della rete di
trasporto ottica a lunga distanza. L’anello è caratterizzato da un certo numero di nodi ottici che
rappresentano dei punti di diramazione e di spillamento della fibra verso la rete secondaria di
distribuzione. Il nodo ottico può essere anche caratterizzato dalla presenza di altri apparati di
telecomunicazione (per esempio la presenza di antenne BTS per l’accesso radiomobile). Nel
presente modello il nodo ottico rappresenta semplicemente un punto di diramazione della fibra
all’interno di un pozzetto stradale o di struttura analoga.
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Rete Primaria
Nodo Ottico
Locale attestazione fibre
Nodi Ottici Secondari
Anello Ottico
Figura 2 – Rete primaria
I parametri che caratterizzano la rete primaria, al fine della valutazione degli investimenti
necessari sono:
•
forma, dimensione e superficie dell’anello in fibra ottica
•
scelte tecniche realizzative: scelta di architetture P2P o PON (anche in quota),
realizzazione della rete primaria in singola o in doppia via (o con soluzione mista),
numero di aree ottiche (ovvero numero di nodi ottici secondari) per anello
•
parametri ambientali: disponibilità di infrastrutture esistenti per la posa di cavo in fibra
ottica
•
costo unitario per lo scavo, per l’affitto delle infrastrutture esistenti e per il cavo in
fibra; nel presente modello si ipotizza l’utilizzo di cavi a 144 f.o., considerandone il
valore marginale unitario per la valutazione degli investimenti
•
costi di giunzione e di realizzazione dei pozzetti per i nodi ottici
Il modello ipotizza per l’anello di rete primaria una forma ellittica con rapporto tra i semiassi
pari a 2. Si ipotizza, inoltre, per considerazioni di simmetria, che la superficie territoriale
complessiva coperta dall’anello sia pari a 4 volte quella dell’ellissi.
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Data questa semplice modellizzazione geometrica, dai parametri generali è immediato
calcolare la superficie interessata e, da questa, la superficie dell’ellissi. Nota poi l’eccentricità
dell’ellissi ed essendo
S = πab
(1)
con S pari alla superficie dell’ellissi ed a e b alla lunghezza dei semiassi, è possibile stimare la
lunghezza della rete primaria (perimetro dell’ellissi) che risulta pari a
(
P ≅ π 3(a + b ) −
(3a + b)(a + 3b ) )
(2)
Il calcolo dei costi di scavo viene effettuato considerando il costo unitario e la sola quota per
cui non esiste infrastruttura utilizzabile (per la quale si ipotizza un investimento in termini di IRU Indefeasible Right of Use - pluriennale). Per quanto riguarda i costi del cavo e della relativa posa il
dimensionamento deve tenere conto della quota in doppia via (per cui l’intero anello deve essere
cablato per ogni fibra necessaria) e della quota in singola via (per cui l’anello deve essere cablato
mediamente per 1/4 della sua lunghezza nel caso di distribuzione perfettamente omogenea del
sistema). Inoltre deve essere tenuto in conto il fattore di concentrazione nel caso di scelta di PON
piuttosto che di P2P. Nel caso di PON si ipotizzano due punti di concentrazione e spillamento: uno
a livello del building (con concentrazione pari al numero di u.i. per edificio) ed il secondo a livello
di nodo ottico secondario, se possibile e con l’unico vincolo per cui il fattore di concentrazione
complessivo non ecceda 16 (valore cautelativo rispetto ad un massimo teorico pari a 64).
Infine vanno tenuti in considerazione i costi relativi alla terminazione delle fibre ottiche in
centrale (comprensive degli oneri legati alle misurazioni ed alle permute ottiche) ed alla
realizzazione dei pozzetti ottici dei nodi primari, comprensivi delle muffole di giunzione.
La rete secondaria è la porzione di rete che, diramandosi dai nodi ottici secondari, raggiunge
i punti terminali della cosiddetta “rete orizzontale” che, a seconda delle architetture, possono
coincidere con gli armadi (FTTC) o con i singoli edifici (FTTB e FTTH).
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Rete Secondaria
Figura 3 – Rete secondaria
La struttura di costo è del tutto simile a quella della rete primaria anche se caratterizzata da
una maggiore capillarità.
Due sono le variabili fondamentali che concorrono a determinarne il costo:
•
l’estensione
•
la tecnologia di scavo o, comunque, il mix di infrastrutture utilizzato
Per quanto riguarda il primo elemento, si è cercato, analogamente a quanto fatto per la rete
primaria, di predisporre un modello geometrico che, sulla base dei parametri generali, potesse
fornire una indicazione relativa all’estensione della rete. Resta inteso che questo parametro è
strettamente legato alla effettiva realtà territoriale e fortemente legato alla densità dell’edificato.
Evidentemente una situazione di alta densità degli edifici per unità di superficie riduce
notevolmente i costi in quanto limita l’estensione della rete stessa.
Il modello geometrico che si è adottato (modello “reticolare”) presuppone che gli edifici siano
distribuiti uniformemente sulla superficie oggetto della copertura, ipotizzata quadrata, e posizionati
ai vertici di un reticolo, quadrato anch’esso, interno a tale superficie. La situazione è schematizzata
nella figura seguente, in cui si rappresenta la superficie Q da coprire con il quadrato di lato L, al cui
interno viene riportato il reticolo quadrato, simmetrico e centrato rispetto al quadrato principale, con
elementi di lato l.
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1
L
N
2
…
l
L
N
Figura 4 – Modello “reticolare”
Si faccia l’ipotesi, per mera semplicità espositiva, che all’interno della superficie quadrata di
lato L ci siano N edifici con N quadrato perfetto. Gli N edifici si andranno a disporre sugli N nodi
del reticolo dei quadrati di lato l. Essendo l =
L
N
=
Q
, una stima dell’estensione necessaria per
N
la rete secondaria, affinché questa attraversi tutti i nodi del reticolo, può essere eseguita, ipotizzando
che la rete primaria passi da uno dei nodi del reticolo, attraverso la seguente relazione:
K = ( N − 1)
Q
N
(3)
Per quanto riguarda invece la tecnologia di scavo, in considerazione della capillarità della rete
secondaria, è ipotizzabile l’utilizzo di una delle seguenti tecniche:
• microtrincea
• one day dig
• utilizzo di palificazione esistente per la posa di fibra aerea, generalmente utilizzando la
fune di guardia nel caso di palificazione elettrica
• utilizzo di infrastrutture esistenti attraverso contratti di IRU pluriennali
Infine la rete verticale è la porzione di rete, tipica di una architettura FTTH, che consente di
raggiungere il singolo utilizzatore finale all’interno della propria abitazione.
Gli elementi principali di costo sono legati ad alcune voci legate a lavori comuni sull’edificio
(tipicamente l’ingresso dal pozzetto stradale all’interno dell’edificio e gli apparati comuni, nella
fattispecie uno splitter nel caso di architettura PON) configurabili quindi come voci di costo “fisse”
se messe in relazione con le unità immobiliari appartenenti all’edificio, ed altre evidentemente
riferite al cablaggio di ogni singola unità immobiliare (tipicamente la canalizzazione e le opere
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murarie necessarie per raggiungere la terminazione ottica di linea all’interno della abitazione
dell’utilizzatore finale.
Non è possibile una modellizzazione generale della rete verticale se non considerando i due
blocchi di costo sopra definiti; i costi unitari hanno una variabilità enorme dipendente sia dal
singolo edificio (architettura dell’edificio, disponibilità di canalizzazioni o intercapedini ecc.), sia
dalla collocazione dell’edificio e dai relativi prezzi di mercato per le opere murarie. Nel prosieguo
si farà riferimento ad uno standard di costo unitario estremamente generale.
Rete Verticale
Figura 5 – Rete verticale
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Applicazione del modello: caso di studio
Nel presente capitolo verrà analizzato un caso di studio che considererà, per quanto riguarda
l’urbanizzazione, dei valori medi relativi ai comuni di Roma e Milano ed adotterà alcune scelte
tecniche che si ritengono ragionevoli da parte di un operatore che voglia procedere con il cablaggio
di un’area sottesa ad un anello ottico. Scopo del caso di studio è quello di illustrare numericamente
il modello, oltre che fornire un primo output relativo ad un caso reale.
Parametri generali di urbanizzazione
I parametri sono desunti dai dati censuari dell’ISTAT e si riferiscono alla media complessiva
dei comuni di Roma e Milano; le u.i. considerate sono gli alloggi.
Densità edificato (edifici/kmq) = 131,5
Tipologia edificato (u.i./edificio) = 9,2
Parametri generali tecnici
Vengono stabiliti alcuni parametri progettuali, legati sia a considerazioni tecniche che a
considerazioni strategiche. In particolare le u.i. sottese ad un singolo anello ottico sono frutto di
considerazioni tecniche che portano a fissare come valori di riferimento circa 3.500 u.i. nel caso di
zone densamente urbanizzate, pur essendo tale valore variabile e dipendente dall’effettivo progetto
implementativo. La scelta tecnologica del P2P o della PON è invece essenzialmente una scelta
strategica legata a considerazioni di business; è evidente che la scelta P2P è la scelta che assicura,
nel lungo termine, la disponibilità di una rete più robusta e con prestazioni migliori. D’altra parte la
scelta di una PON può essere ragionevole soprattutto nel caso di accessi residenziali e/o con
previsioni di penetrazione limitata rispetto alle u.i. cablate con un risparmio in termini di
dimensionamento della rete primaria e secondaria. Si ipotizza, nel presente scenario, una scelta
preponderante per la soluzione P2P.
U.i./anello = 3.500
Realizzazione P2P = 80% (PON = 20%)
Stima costi della rete primaria
Il primo passo per la stima degli investimenti per la rete primaria è individuare
quantitativamente le grandezze che contribuiscono al costo degli scavi. Data la semplice
modellizzazione geometrica della rete primaria, è possibile ottenere la lunghezza dell’anello (e
quindi dello scavo, o, in alternativa, dell’infrastruttura esistente su cui posare la fibra):
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Superficie da coprire = 3.500 / (131,5 * 9,2) = 2,89 kmq
Superficie anello (ellissi) = 0,72 kmq (semiassi = 0,34 km e 0,68 km, dalla (1))
Lunghezza anello rete primaria (ellissi) = 3,29 km dalla (2)
Quota infrastruttura esistente = 20%
Questa ultima ipotesi è, evidentemente, strettamente legata alla particolare situazione in
esame; la disponibilità – non per ultimo legata alla conoscenza del sottosuolo – e la possibilità di
riutilizzo di infrastrutture esistenti sarà uno dei principali fattori di risparmio in termini di
investimenti necessari; il modello consente una prima analisi di sensitività anche a questo
parametro.
Da queste informazioni, utilizzando gli standard di costo per gli scavi e l’affitto delle
infrastrutture si ottengono:
Scavo = 2,63 km da cui deriva il relativo costo di scavo e ripristino
Affitto infrastruttura = 0,66 km da cui deriva il relativo costo per IRU infrastruttura
Determinata la lunghezza degli scavi, il dimensionamento dei cavi dipende dalla scelta
progettuale di realizzazione in singola o in doppia via dell’anello ottico e dalla eventuale
concentrazione u.i./rete primaria legata all’utilizzo di PON. Il modello semplificato considera il
costo incrementale della singola fibra, trascurando il problema della modularità dei cavi stessi.
Nello scenario in esame:
Quota doppia via = 20% (ipotesi progettuale)
Concentrazione PON = 9,2 (nello scenario attuale si ipotizza una prima concentrazione a
livello di edificio; dato il valore sufficientemente alto non si ipotizzano successive concentrazioni a
livello di nodo ottico secondario)
Da questi parametri è facile ottenere il numero di fibre ottiche complessivo nella rete primaria
(per le quali va valutato il costo di terminazione al permutatore ottico, comprensivo di giunzioni,
permute e test) e la lunghezza media e complessiva (da cui ottenere il costo utilizzando lo standard
unitario marginale per singola fibra)
Fibre ottiche = 3.500 * 80% + 3.500 * 20% / 9,2 = 2.876 da cui deriva il relativo costo di
terminazione
Km fibra = 2.876 * (3,29 * 20% + 3,29 * 80% / 4) = 3.784 km da cui deriva il relativo costo
per cavo e posa
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Ultima voce di costo per la rete primaria è quella relativa alla realizzazione di infrastrutture
civili (nel modello si ipotizza che i nodi ottici secondari siano assimilabili a dei semplici pozzetti)
ed agli apparati (muffole) di giunzione e spillamento al loro interno.
Il modello ipotizza un numero di nodi ottici pari a 10 per ogni anello; anche questa è una
scelta che, nei casi reali, sarà dettata dalla particolare olografia del terreno e dalla effettiva necessità
di raggiungere particolari zone.
Pozzetti = Nodi Ottici = 10 da cui deriva il relativo costo per muffole e pozzetti
Stima costi della rete secondaria
Il modello “reticolare” per la rete secondaria suddivide la superficie complessiva coperta
dall’anello in un numero di aree equivalenti per ogni nodo ottico secondario; il primo passo è quello
di stimare la superficie “verde”, come definita precedentemente, ovvero la quota di superficie non
edificata (o quasi-non-edificata) che resta al di fuori della superficie da cablare in fibra. In altre
parole si deve stimare il fattore di concentrazione urbanistico. Il modello di calcolo dello scenario in
esame prende in considerazione le zone censuarie del data base ISTAT non classificate come
località (“case sparse”) che rappresentano le zone al di fuori degli agglomerati abitativi; al fine di
considerarne la quota effettivamente non urbanizzata, di queste si considerano aree “verdi” (o “non
edificate”) tutte quelle che hanno una densità di edificato inferiore alla media nazionale di queste
sezioni (5,2 edifici/kmq).
Per i comuni di Roma e Milano questo indice è, mediamente:
Superficie area non edificata = 8,9%
Roma
Milano
Figura 6 – Le aree “non edificate” nei comuni di Roma e Milano
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Applicando il modello “reticolare” descritto in precedenza dalla (3) si ottiene la stima della
lunghezza della rete secondaria per ogni nodo ottico secondario:
Lunghezza rete secondaria per nodo ottico = (
2,89 * 91,1%
350
− 1)
= 3,08 km
3500
9,2
9,2
In maniera del tutto analoga a quanto fatto per la rete primaria, sulla base di queste indicazioni
dovranno essere calcolati i costi di scavo (o comunque di realizzazione od uso dell’infrastruttura di
appoggio), i costi per la fibra e la posa ed i costi delle infrastrutture civili accessorie.
Rispetto alla rete primaria, che resta una infrastruttura dorsale e condivisa, la rete secondaria è
più capillare ed è ragionevole pensare che gli scavi possano essere condotti con tecniche meno
invasive dello scavo tradizionale.
Pertanto i parametri fondamentali saranno dati dall’ipotesi di realizzazione della rete secondo
le varie tecniche; applicando gli standard di costo unitario si ottiene l’investimento complessivo
stimato. Per lo scenario in esame si ipotizza:
Microtrincea: 3,08 * 10 * 40% = 12,3 km da cui deriva il relativo costo per microtrincea
One day dig: 3,08 * 10 * 32% = 9,9 km da cui deriva il relativo costo per one day dig
Palificazione esistente: 3,08 * 10 * 10% = 3,1 km da cui deriva il relativo costo per IRU
infrastruttura
Infrastruttura esistente: 3,08 * 10 * 18% = 5,5 km da cui deriva il relativo costo per IRU
infrastruttura
I km fibra necessari possono essere agevolmente calcolati considerando che la realizzazione
delle rete secondaria è in singola via e con struttura simmetrica. I relativi costi possono essere
calcolati utilizzando i diversi standard unitari nelle differenti tecniche (cavo da 96 f.o. per tratte
terrestri, cavo da 48.f.o. per tratte aeree).
Km fibra = 2.876 / 2 * 3,08 = 4.434 km da cui deriva il relativo costo per cavo e posa
Il numero di pozzetti dipende, infine, dalla effettiva densità di urbanizzazione. Valori
ragionevoli possono essere compresi tra 4 ed 8 edifici/pozzetto. Nello scenario in esame,
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utilizzando come parametro 4 edifici/pozzetto (ottenendo una distanza media tra pozzetti pari a
circa 320 m, più che ragionevole in ambito urbano) si ottiene:
Pozzetti = 131,5 * 2,89 / 4 = 95 da cui deriva il relativo costo per muffole e pozzetti
Stima costi della rete verticale
In una architettura FTTH i costi per il cablaggio verticale assumono particolare rilevanza. I
costi sono estremamente variabili in funzione della zona e della tipologia di edificio e possono
assumere valori quantitativi anche molto diversi al variare delle condizioni. Non è pertanto possibile
predisporre un modello generale, ma è possibile individuare le principali voci di costo al fine di
distinguere quelle fisse da quelle variabili in funzione del numero di u.i. presenti nell’edificio
stesso. Nel presente caso di studio vengono utilizzati, per la valutazione quantitativa, alcuni valori
medi ottenuti sulla base dell’esperienza.
Alcuni costi sono fissi e si riferiscono al singolo edificio:
•
costi di entrata nell’edificio
•
costi relativi ad eventuali apparati passivi condivisi (per esempio lo splitter di edificio
nel caso di architettura PON)
Altri sono invece variabili e correlati al numero di unità immobiliari presenti nell’edificio, in
particolare tutti i costi di cablaggio dell’edificio stesso volti al raggiungimento della singola utenza
finale; si tratta principalmente di lavori edili per la posa delle canaline e delle singole fibre fino a
casa dell’utente.
Riferendosi ai valori di mercato per i principali standard unitari di costo ed applicandoli al
modello, lo scenario in esame porta ad un investimento unitario complessivo, per singola unità
immobiliare cablata, stimabile in circa 680 euro per un totale di oltre 2,3 Milioni di euro per il
cablaggio delle 3.500 unità immobiliari coperte dall’anello ottico.
La tabella seguente riporta la ripartizione del costo complessivo per le singole voci: è evidente
come le principali voci di spesa siano concentrate nella realizzazione della rete secondaria e della
rete verticale.
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Parametri principali
Unità Immobiliari (nr)
Edifici/kmq
U.i./edificio
Area "verde" (non-edificata)
Doppia via (rete primaria)
PON
Infrastruttura esistente (rete primaria)
Infrastruttura esistente (rete secondaria)
Investimenti
3.500
131,5
9,2
8,9%
20,0%
20,0%
20,0%
28,0%
%
Scavi (*)
33,7%
di cui Primaria
di cui Secondaria
IRU (**)
6,6%
27,1%
4,8%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Fibra Ottica (***)
0,3%
4,4%
15,3%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Apparati e giunzioni
5,5%
9,8%
8,5%
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
Opere edili, murarie e cablaggi
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
TOTALE
5,0%
2,0%
1,5%
37,8%
0,3%
2,4%
35,1%
100,0%
(*) tradizionale, microtrincea, one day dig
(**) IRU pluriennale (15 anni)
(***) compresa posa
Tabella 1 – Composizione degli investimenti (caso di studio)
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Un modello semplificato di costo per la rete di accesso in fibra ottica NGAN
Analisi dei risultati e di sensitività
E’ interessante analizzare i risultati del modello applicandolo a scenari differenti al fine di
valutarne le variazioni per individuare i parametri critici.
La prima analisi che si è ritenuto opportuno condurre è stata quella relativa alla sensitività ai
parametri “ambientali”. Se è logico immaginare che il cablaggio di aree meno dense risulti essere
più oneroso, da un punto di vista di fabbisogno unitario, il modello cerca di rispondere
quantitativamente alla domanda.
I parametri che individuano una zona densamente popolata rispetto ad una con minore densità
sono essenzialmente due: la densità di edifici per unità di superficie (densità edificato) ed il numero
di unità immobiliari medie per edificio (tipologia edificato, che fornisce un indice del “tipo” di
urbanizzazione, ovvero dell’”altezza” media degli edifici). Si è quindi proceduto a raggruppare i
comuni con più di 50.000 abitanti (138 comuni, dati censimento 2001) in 4 gruppi omogenei, in
funzione dei due parametri sopra individuati.
Le risultanze di questa analisi (fatta a parità dei parametri tecnici rispetto al caso di studio)
sono riportate nella tabella seguente:
Bassa Tipologia Edificato
u.i./edificio<4,5
52
Numero comuni
Investimento/u.i
Bassa Densità Edificato
edifici/kmq<100
Popolazione residente
Edifici
u.i.
Superficie (kmq)
Superficie "verde"
Densità Edificato media
Tipologia Edificato media
Numero comuni
Investimento/u.i
Alta Densità Edificato
edifici/kmq>=100
€
Popolazione residente
Edifici
u.i.
Superficie (kmq)
Superficie "verde"
Densità Edificato media
Tipologia Edificato media
2.042
Alta Tipologia Edificato
u.i./edificio>=4,5
13
€
4.264.518
714.752
1.936.712
14.235
33,7%
50,2
2,7
45
€
1.350
1.108
1.126.533
88.365
471.114
2.285
67,7%
38,7
5,3
28
€
4.411.638
662.110
1.949.484
4.019
23,5%
164,7
2,9
702
9.815.871
581.502
4.404.283
3.248
13,2%
179,0
7,6
Tabella 2 – Analisi di sensitività per gruppi di densità di urbanizzazione
L’analisi evidenzia dei costi quasi triplicati per aree appartenenti al gruppo con densità
inferiore (meno di 100 edifici per kmq e meno di 4,5 unità immobiliari per singolo edificio) rispetto
ai gruppi dei comuni maggiormente urbanizzati.
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Alessandro PACI Andrea IANNELLI
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La seconda analisi di sensitività è stata condotta a parità dei parametri di urbanizzazione del
caso di studio e variano i parametri di progetto. In particolare si sono scelte le due ipotesi estreme in
termini di progetto:
•
“minimo”, caratterizzato dal massimo risparmio mediante utilizzo esclusivo di
singola via in primaria, utilizzo esclusivo di PON con riduzione del numero dei
pozzetti in secondaria ed ipotesi di utilizzo di infrastrutture esistenti pari al 50%
complessivo del fabbisogno; il costo unitario si riduce di oltre il 25%, scendendo a
poco più di 500 euro. Evidentemente le riduzioni, anche in termini di qualità
complessiva e potenzialità della rete, si riferiscono alle sole tratte primaria e
secondaria (minori scavi per maggior uso di infrastrutture esistenti e minor posa di
fibra dovuta all’uso della PON) essendo i costi di cablaggio verticale praticamente
costanti, come evidenziato nella tabella che segue:
Parametri principali
Unità Immobiliari (nr)
Edifici/kmq
U.i./edificio
Area "verde" (non-edificata)
Doppia via (rete primaria)
PON
Infrastruttura esistente (rete primaria)
Infrastruttura esistente (rete secondaria)
Investimenti
3.500
131,5
9,2
8,9%
0,0%
100,0%
50,0%
50,0%
%
Scavi (*)
30,9%
di cui Primaria
di cui Secondaria
IRU (**)
5,6%
25,4%
11,8%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Fibra Ottica (***)
1,1%
10,7%
2,4%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Apparati e giunzioni
0,6%
1,7%
5,6%
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
Opere edili, murarie e cablaggi
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
TOTALE
1,1%
1,3%
3,1%
49,3%
0,3%
1,6%
47,3%
100,0%
(*) tradizionale, microtrincea, one day dig
(**) IRU pluriennale (15 anni)
(***) compresa posa
Tabella 3 – Composizione degli investimenti (costo minimo)
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•
“massimo”, caratterizzato da ipotesi riferite ad una rete qualitativamente e
potenzialmente migliore (scelta esclusiva di P2P con doppia via sull’anello
primario) ed ad un riutilizzo nullo delle infrastrutture esistenti; in questo caso il
costo unitario sale di oltre il 20%, superando gli 820 euro per unità immobiliare.
Parametri principali
Unità Immobiliari (nr)
Edifici/kmq
U.i./edificio
Area "verde" (non-edificata)
Doppia via (rete primaria)
PON
Infrastruttura esistente (rete primaria)
Infrastruttura esistente (rete secondaria)
Investimenti
3.500
131,5
9,2
8,9%
100,0%
0,0%
0,0%
0,0%
%
Scavi (*)
38,1%
di cui Primaria
di cui Secondaria
IRU (**)
6,9%
31,2%
0,0%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Fibra Ottica (***)
0,0%
0,0%
22,7%
di cui Primaria
di cui Secondaria
Apparati e giunzioni
13,9%
8,8%
7,8%
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
Opere edili, murarie e cablaggi
di cui Primaria
di cui Secondaria
di cui Verticale
TOTALE
5,0%
1,7%
1,1%
31,4%
0,2%
2,0%
29,2%
100,0%
(*) tradizionale, microtrincea, one day dig
(**) IRU pluriennale (15 anni)
(***) compresa posa
Tabella 4 – Composizione degli investimenti (costo massimo)
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Conclusioni
Come evidente dai risultati del modello, le principali conclusioni possono essere riassunte in
un paio di considerazioni.
La prima è che, in termini assoluti, la sostituzione della vecchia rete in rame con quella di
nuova generazione in fibra ottica, per la sola componente passiva (quindi a monte della effettiva
possibilità di erogazione di servizi da parte di un operatore o di un ISP) è estremamente onerosa, ma
con il passare degli anni è una sfida che sarà necessario affrontare. Inoltre il modello, volendo
essere assolutamente generale, non considera tutte le eventuali ulteriori problematiche, quali per
esempio quelle relative alle autorizzazioni di scavo o ad eventi imprevisti o comunque dipendenti
dalle particolari esigenze del singolo progetto, che nella realtà, complicano la realizzazione delle
opere rischiando di introdurre ulteriori voci di costo legate a spese straordinarie aggiuntive.
La seconda considerazione è relativa al fatto che alcuni fattori influenzano pesantemente
l’investimento che dovrà essere affrontato. Da un lato le scelte progettuali, effettivamente gestibili
dall’investitore, possono portare ad una differenza notevole (anche se a scapito della potenzialità
futura o della qualità intrinseca della rete) ma comunque con un rapporto tra caso migliore e caso
peggiore compreso tra una volta e mezza e due. Ben più pesante è il fattore ambientale, per cui
differenti condizioni di urbanizzazione possono portare a differenze dell’ordine di tre volte solo
limitandosi all’analisi di realtà comunque grandi. La sfida nella sfida sarà pertanto riuscire a fornire
la connettività di nuova generazione non solo alle aree che, grazie alla loro densità, rappresentano
un bacino di investimento dai ritorni appetibili, ma anche alle zone che richiedono un maggiore
sforzo finanziario e, quindi, un ritorno a più lungo termine. Sarà compito anche dei nuovi servizi,
che richiederanno sempre maggiore quantità di banda, rendere la domanda tale da far scendere il
tempo di recupero degli investimenti, anche per quelle zone, a valori accettabili per un investitore
pubblico o privato che sia.
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