1、引言

随着IP业务的爆炸式增长和我国电信运营市场的日益开放，无论是传统电信运营商还是新兴运营商，为了在新的竞争环境中立于不败之地，都把建设面向IP业务的电信基础网作为他们的网络建设重点。作为宽带城域网的重要组成部分，宽带接入网是业务节点与数据用户端设备之间、为用户供给电信业务而提供所传送承载能力的实施系统。

接入网建设是一个对业务、技术、成本十分敏感的领域，投资量大、建设周期长，技术经济风险控制困难。同时，接入网建设环境又十分复杂：同一个用户需求往往可以采取多种不同的接入方案，而各种建设场景的具体条件和用户发展的不确定性给多方案比选带宽来了极大的困难，最终使得当前的接入网建设带有很大的盲目性，投资风险进一步加大。

本文从理论分析出发，结合实际工程应用的需要，提出了有线接入网成本模型，并通过对模型的部分实际应用举例，得出了一些接入网组网的原则和方法。

2、有线接入网成本模型

基本假设：存在任意有限大区域D(D为该区域的接入半径，即其几何中心至区域边界的最远距离)，区域中用户数为N，且该区域内用户呈均匀分布，密度为ρ。欲在该区域内新建有线接入网，覆盖区域内全部用户，建设方案为：将该区域划分为多个接入区，每个接入区的接入半径为d。则接入网成本模型可按如下方式建立。

2.1 覆盖方式的选择

主要考虑三种覆盖方式：圆形覆盖、正六边形覆盖和正方形覆盖

图一

可以认为，现实的接入网中，绝大多数接入区呈近似正方形。因此，本文取模型三为主要研究对象。

2.2 确定接入区内平均用户接入线缆长度

现实接入网络中，两点间的用户线缆很少以直线相连。绝大多数情况下，用户管道将沿街道采取折线方式到达用户端。因此，引入直折比系数K0，有：

用户接入线缆长度=用户接入距离/K0

图二

参考图二，有：

2.3 有线接入网投资结构

总体上讲，接入网投资结构主要包括四大部分：

接入铜缆(光缆)投资C1

该部分投资与用户总数N、用户平均线缆度度L、用户线缆平均单价  (K2中已包含管道投资分摊，W为收敛比)成正比：
 
关于 的计算说明：收敛比W的引入是为了描述接入网中引入了光分配网络后的情况，参见图三

图三

其中：x、y 分别表示OLT至分光器以及分光器至ONU的光缆长度；cx、cy分别表示 x 段与 y 段光缆的单位长度造价； 、 分别表示 x 段与 y 段线缆的实占率。

接入机房投资C2

接入机房投资与机房数量和机房单价K3相关：

局端接入设备投资 ；用户侧投资 (其中：K4为单位用户接入设备成本；c为用户侧单位成本。C3和C4与接入半径无关。

综合上述，有：

<1-1>

上式对d求导并考虑到 ，可求得当接入区半径满足下式时

<1-2>

接入网总投资有最小值：

<1-3>
注意到n表示接入半径为 的覆盖区域内的用户数量，且有，则可求得接入网每用户最小投资公式：

<1-4>

<1-4>式以最佳接入半径为假设条件，在实际建设中，接入端局一旦建成，其覆盖半径是固定的，无法随用户密度的增加而增加，此时：

令d取常数   <1-5>

3 成本模型在铜缆接入场景中的应用

对于上述成本模型，可以将传统基于铜缆方式组织的接入网相关参数放入模型中进行相关计算。根据工程经验及当前市场价格，取定：

3．1 铜缆接入网的最佳值计算

根据公式<1-2>，可得到在不同用户密度下最佳铜缆接入半径如图：

图3-1　不同用户密度分布下铜缆接入最佳半径

计算出的铜缆最佳接入半径后，可以进一步进行下述分析：

1． 将最佳半径代入<1-4>式(此时，取K4=260+220=480元，表示用户同时具有宽窄带业务需求；  表示每户平均引入线投资32元)，计算最佳接入半径下的理论最小每用户投资；

2．根据当前现实的铜缆接入半径，城市地区典型值为2~3公里(取值2.5公里)，农村地区3~5公里(取值4公里)的情况，计算此时的平均每用户投资。

图3-2  铜缆接入方式下每用户投资估算

另：考察公式<1-4>和<1-5>，可将每用户投资分为三部分：局端设备投资、物理铜缆网络投资和用户侧投资。在上述计算中，局端设备投资及用户侧投资取定为常数，真正由最佳覆盖半径所决定的投资为物理铜缆网络投资。在有线接入网建设中，物理承载网部署具有一次部署，长期使用的特点，需要特别关注。因此，以表3-1为基础，扣除每户投资中局端设备投资(K4)、用户侧投资(c)，有：

图3-2  铜缆接入方式下每用户物理网投资

3.2 初步分析

根据对上述计算结果的简单分析，可以支持下面一些初步结论，供读者参考：

1．在一定的用户密度和相关资源的价格体系下，电信接入网组网时存在最佳化覆盖半径，对应最小每用户投资；

2．接入网的规划与设计，可参考目标用户密度、业务需求和初期投资规模综合取定目标覆盖半径；

3．当前网络主要基于铜缆提供窄带话音接入，但由于历史原因，其覆盖半径已经偏大，造成平均每用户铜缆接入成本偏高，即：“光进铜退”有利于节省投资；

4．接入网建设成本控制需要综合多种关键因素。对于物理铜缆网络投资而言，减少路由迂回(提高K0值)、接入点部署到用户密度中心(降低K1值)、节省机房综合造价(降低K3)和提高缆线利用效率(降低K2/W)，大力发展用户(提升ρ值)等都有不同程度的帮助。且在一定条件下，上述因素基本符合公式<1-4>所描述的数量关系。

3．3 有关后续研究的说明

根据有线接入网成本模型，只需对相关参数进行相应的修改和调整，就可以直接应用到FTTH、FTTB、FTTC、FTTN等相关技术的组网方案中、对于基于PON的接入系统，也可以通过考虑分摊比后的“K2/W”参数纳入公式统一考虑。从而对未来接入网引入光纤媒介后的组网模式及成本影响关键因素做出量化评估。