Risico-analyse voor een netwerkoperator in een onzekere omgeving door Caroline HEYSE. Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen

Transcriptie

1 Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen Vakgroep INTEC Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. LAGASSE Risico-analyse voor een netwerkoperator in een onzekere omgeving door Caroline HEYSE Promotors: Prof. Mario Pickavet & Dr. Didier Colle Scriptiebegeleiders: Sofie Verbrugge & Jan Van Ooteghem Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van Licenciaat in de Informatica Academiejaar

2

3 Universiteit Gent Faculteit Ingenieurswetenschappen Vakgroep INTEC Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. LAGASSE Risico-analyse voor een netwerkoperator in een onzekere omgeving door Caroline HEYSE Promotors: Prof. Mario Pickavet & Dr. Didier Colle Scriptiebegeleiders: Sofie Verbrugge & Jan Van Ooteghem Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van Licenciaat in de Informatica Academiejaar

4 Voorwoord Het thesisjaar is en blijft een zware beproefing voor het gros van de studenten. Voor mij was dit dan ook niet anders. Het is uiteindelijk dé kers op de taart van de geleverde inspanningen en opgedane ervaring van de voorbije academiejaren aan deze universiteit. Er is een gezegde die luidt: De tijd vliegt snel, gebruik hem wel! Ik heb deze spreuk aan den lijve mogen en tevens kunnen ondervinden. In het begin, in de kandidatuursjaren, leek de tunnel immens lang en nu ben ik er al! Het student zijn is een unieke levenservaring, met zowel zijn goede als mindere tijden, dan denk ik vooral aan de blokperiode. Vooral in de zomermaanden wordt de student zijn volharding duchtig op de proef gesteld. Efkes alle socialiteit uitschakelen en er tot het uiterste voor gaan is dan van toepassing. En nu sta ik hier, met mijn bundeltje papier, zo fier! Dankwoord Een grote dankuwel gaat in de eerste plaats naar mijn begeleiders: Sofie Verbrugge en Jan Van Ooteghem. Zonder hun begeleiding, ervaring & intuïtie was deze thesis onmogelijk geweest. Sofie wist me stap per stap te volgen en bij te sturen waar nodig om zo een goede opeenvolging van mijn thesis te garanderen. Jan stond me dan weer met raad en daad bij wat betreft de economische aspecten die in deze thesis aan bod kwamen. Door zijn specifieke kennis in de economie werden mij veel zaken duidelijker. Mijn ouders verdienen het ook om op de allereerste plaats vermeld te worden. Zij hebben het mogelijk gemaakt, deze toch wel vrij zware studie, zowel financieel te verwezenlijken alsook mij continu mentaal te ondersteunen. Een grote steun, gedurende al deze jaren, had ik zeker ook aan mijn zus, Vanessa, en vriend, Olivier, die steeds voor mij klaarstonden, zowel in moeilijke als leukere tijden. Vrienden en familie die, ondanks ze er geen snars van verstonden, toch de moeite hebben gedaan om deze thesis na te lezen, ook aan hen: Oprechte dank!

5 De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en delen van de scriptie 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 deze scriptie. Juni, 2006 Heyse Caroline

6 Risico-analyse voor een netwerkoperator in een onzekere omgeving door Caroline HEYSE Scriptie ingediend tot het behalen van de academische graad van Licenciaat in de Informatica Academiejaar Promotor: Prof. Mario Pickavet, Dr. Didier Colle Scriptiebegeleider: Sofie Verbrugge, Jan Van Ooteghem Faculteit Ingenieurswetenschappen Universiteit Gent Vakgroep INTEC Informatietechnologie Voorzitter: Prof. Dr. Ir. P. LAGASSE Samenvatting De omgeving waarbinnen het netwerkplanningsprobleem zich situeert is de laatste jaren grondig veranderd. Naast de sterke groei van het internetverkeer, zien we binnen het domein van optische netwerken ook een aantal belangrijke technologische doorbraken. Een belangrijke vraag waarmee netwerkoperatoren in deze context worden geconfronteerd is het al dan niet introduceren van Optische Cross-Connects (OXCs) in hun netwerk. Aangezien het gaat om een nieuwe technologie zijn ook de kosten van deze componenten van te voren onbekend. De impact van deze onzekere inputs, hier de trafiek en componentkost, op de winst van de operator wordt onderzocht en besproken. En dit voor het concrete geval van een operator die een netwerk met OXCs wenst uit te bouwen. Trefwoorden: optische netwerken, risico-analyse, onzekerheid, netwerkplanning

7 Risk-analysis for a network operator in an uncertain environment Caroline Heyse Supervisors: Sofie Verbrugge, Jan Van Ooteghem AbstractThis article examines how uncertain factors can influence the situation of a networkoperator. Keywords risk-analysis, networkplanning, uncertainty, optical networking I. INTRODUCTION The purpose of this dissertation is double: on the one hand to identify the uncertainties the netwerk operator has to deal with and on the other hand to see in which way they affect the situation of the network operator. The environment of the network planning problem has changed thoroughly over the last few years. Apart from the internets immense traffic growth, we can also experience a huge expansion in technological breakthrough within the domain of optical networking. There are some new optical devices, e.g. OXCs (Optical Cross Connects). These components allow optical transit traffic in a node. Since the technology of optical networking is relatively new, the economical benefits are uncertain. That is why this paper will examine how the impact of uncertain traffic and equipment costs will affect the anticipated profits of the network operator. II. METHODOLOGY A. Case Study We examine the basic reference network, which you can find on [1]. It is a European network, with 28 nodes and 41 links interconnecting these locations. In every node we install a DXC (Digital Cross Connect) and also an OXC. The internet traffic is predicted by a traffic model (100% IP-growth model 2 of [1]). The research period is from 2004 until The network is dimensioned by WDMGuru [2]. The costs are assumed to be exponentially decreasing. C. Heyse is a master thesis student. Her thesis was carried out within the IBCN group of the Dept. of Information Technology of Ghent University. Caroline.Heyse@UGent.be. B. Two-step approach First we establish a static model of this case study. Static in this context means that everything is kept fixed: both the equipment cost and the traffic we expected. (see III) In a second step we use the previously defined model to simulate certain situations. We want to know in which way the uncertainties affect the network operator s situation: loss, break-even or profit. There are 2 types of uncertain inputs, namely cost and traffic, that we want to examine. Monte-Carlo simulation is used to randomly generate a large number of values for these uncertain variables and simulate the model over and over again. This is done using Crystal Ball [3]. (see IV) III. COST-BENEFIT ANALYSIS Cost-Benefit Analysis (CBA) estimates and totals up the financial value of the benefits and costs of projects to establish whether the project is worthwhile. A. Costs The biggest part are the Capital Expenditures (CapEx), these are costs contributed to the fixed infrastructure of the operator, but also the Operational Expenditures (OpEx) are important, i.e. the costs to keep the network up and running. CapEx are extracted from the dimensioning, OpEx is defined by a mark up of 50% of the CapEx. We use the standard costs from WDMGuru for 2004 and assume there is an exponential decrease expressed as follows: t initial _ price ( decrease _ factor) with: t = 0,,4 (0=2004,,4=2008) and decrease_factor derived from [4]. B. Benefits The earnings of the operator are calculated using linear pricing. They are chosen proportional to the amount of used STM-1 s needed in each year. To see the evolution of costs versus income, from 2004 until 2008 see Figure 1.

8 Euros 4,000, ,000, ,000, ,000, Costs year Benefits Figure 1: Costs versus benefits: 2004 until 2008 C. Investment evaluation We use the Netto Present Value (NPV) & Internal Rate of Return (IRR) method to evaluate the planned investment [5]. In this case the NPV method results in a positive amount, so the project should be undertaken. The result of IRR confirms also that the project is profitable. The hypothesis is confirmed: the optical equipment, in particular the OXCs, influences the situation of the networkoperator the most. B. Traffic Internet traffic is something very unpredictable. We can set up a probable model of evolution but this remains unsure. Therefore we also simulate with extremely high standard deviation (50%), at least concerning the normal distribution. Again we did 1000 simulations, with the traffic matrices [1] as the predefined assumptions and the NPV as forecast. IV. IMPACT OF THE UNCERTAIN INPUTS A. Component cost The costs of the required optical equipment is difficult to foresee. We define these costs as assumptions in Crystal Ball and look what happens to the NPV. We simulated 3 different distributions: normal, triangular & uniform, each time with 1000 trials. Figure 3: Forecast NPV-Normal 10%-Traffic Figure 3 shows the resulting forecast chart where 10% standard deviation on the original traffic matrices is used. This distribution seems to be the most appropiate to simulate the traffic because it can have a large spreading, which is very suitable for this kind of unforeseeable traffic. The NPV stays positive in all cases, which means the project is beneficial. Figure 2: Forecast NPV-Normal 10%-Cost In this paper we focus on the most realistic of the performed simulations, namely where link and node costs are correlated in 2 groups (correlation factor=1) and normal distributed with 10% as standard deviation. Figure 2 shows the outcome: the simulated mean NPV is ,76 whereas in the static case it was ,89. The standard deviation is ,64 which is 17,3%(>10%) of the generated mean, this is because the variables depend on each other. The impact of the uncertain inputs is as follows: next components have the biggest impact on the NPV (based on a sensitivity analysis): OXC-types Long Reach Transponders Tributary/Trunk Ports (OXC) V. SUMMARY This paper considers the incremental planning of an optical network with growing traffic demands. We performed an investment analysis over a 5 year planning interval. A sensitivity analysis concerning the uncertain input values shows that optical equipment has a bigger impact on NPV than changing traffic. REFERENCES [1] ojects/internal/nrs/index.html [2] [3] [4] DERKACZ, LESZCZUK, WAJDA, LEONE, MONARI, LIEVENS, DE MAESSCHALCK, VERBRUGGE & COLLE, IP/OTN cost model and photonic equipment cost forecast IST lion project [5] OOGHE, DELOOF & MANIGART, Handboek Bedrijfsfinanciëring, Intersentia, 2002

9 Inhoudstafel HOOFDSTUK 1: INLEIDING DOELSTELLING WERKWIJZE OVERZICHT... 2 HOOFDSTUK 2: NETWERKPLANNING OPTISCHE NETWERKTECHNOLOGIE COMPONENTEN MEMS WAVELENGTH-DIVISION MULTIPLEXING GROOMING PROTECTIE EN RESTORATIE CASE STUDY HOOFDSTUK 3: KOSTEN-BATEN ANALYSE UITGAVEN NETWERKDIMENSIONERING KOSTBEPALING KOSTEVOLUTIE UITGAVEN 2004 T.E.M INKOMSTEN PRIJSBEPALING INKOMSTEN 2004 T.E.M UITGAVEN VERSUS INKOMSTEN CONCLUSIE HOOFDSTUK 4: ONZEKERE PARAMETERS IDENTIFICATIE VAN DE ONZEKERHEDEN SIMULATIES A.D.H.V. CRYSTAL BALL ONZEKERE COMPONENTKOST WERKWIJZE SIMULATIES CONCLUSIE ONZEKERE TRAFIEK WERKWIJZE SIMULATIES CONCLUSIE ONZEKERE COMPONENTKOST EN ONZEKERE TRAFIEK HOOFDSTUK 5: CONCLUSIE... 62

10 BIJLAGE A: NETWERKTOPOLOGIE BIJLAGE B: PRIJSMODELLERING BIJLAGE C: UITGAVEN BIJLAGE D: OVERZICHT BIJLAGE E: BILL OF MATERIALS

11 Afkortingen ADM BOM CAPEX CCA CF CWDM DCL DEMUX DWDM DXC EDFA EOCC ETE HCA IRG IRR LBL LR TRANSP MEMS MUX NCW NPV OA OCH OMS OPEX OTN OTS OXC PDH REG CARDS REG Rx SDH SDM SONET SR TRANSP STM TDM TM TRIB Tx WDM WDM TM XC Add-Drop Multiplexer Bill Of Materials Capital Expenditures Current Cost Accounting Cash Flow Coarse/Cheap WDM Digital Client Layer Demultiplexer Dense WDM Digital Cross Connect Erbium Doped Fiber Amplifier Electrical and Optical Cross Connects End-To-End (grooming) Historical Cost Accounting Interne Rendementsgraad Internal Rate of Return Link-By-Link (grooming) Long Reach Transponder Micro-Electro-Mechanical Systems Multiplexer Netto Contante Waarde Netto Present Value Optical Amplifier Optical Channel Layer Optical Multiplex Section Layer Operational Expenditures Optisch Transportnetwerk Optical Transmission Section Layer Optical Cross-Connect Plesiochronous Digital Hierarchy Regeneration Cards Regenerator Receiver Synchronous Digital Hierarchy Space Division Multiplexing Synchronous Optical Network Short Reach Transponder Synchronous Transport Module Time Division Multiplexing Terminal Tributary Transmitter Wavelength Division Multiplexing WDM Terminal Multiplexer Cross Connect

12 Lijst van figuren Hoofdstuk 2: Figuur 2.1: Optische vezel Figuur 2.2: Cladding Figuur 2.3: Multiplexer (MUX) Figuur 2.4: Een WDM (de)multiplexer Figuur 2.5: Een add-drop multiplexer Figuur 2.6: Een optical ADM Figuur 2.7: Schakeling WDM-DEMUX, OXC/OADM Figuur 2.8: Een EDFA Figuur 2.9: MEMS-spiegel Figuur 2.10: Principe van de MEMS-technologie Figuur 2.11: WDM-principe Figuur 2.12: LBL-grooming Figuur 2.13: ETE-grooming Figuur 2.14: Dedicated path protection (1+1) Figuur 2.15: Shared Path Protection Figuur 2.16: Path Restoration Figuur 2.17: Gebruikte netwerktopologie Hoofdstuk 3: Figuur 3.1: Verschillende elementen van een transportnetwerk Hoofdstuk 4: Figuur 4.1: Types kansverdeling

13 Lijst van tabellen Hoofdstuk 3: Tabel 3.1: Aantal poorten per type DXC/OXC Tabel 3.2: Basisprijs per type DXC/OXC Tabel 3.3: Kosten per jaar van het beschouwde netwerk Tabel 3.4: Inkomst per STM-1 voor elk jaar Tabel 3.5: Baten per jaar van het beschouwde netwerk Tabel 3.6: Cash-flows en NPV Hoofdstuk 4: Tabel 4.1: Gebruikte invoerparameters van de 3 gebruikte verdelingen Tabel 4.2: Resultaten-N10%-link Tabel 4.3: Resultaten-N10%-knoop Tabel 4.4: Resultaten-N10%-alles-OG Tabel 4.5: Resultaten-N10%-alles-G1 Tabel 4.6: Resultaten-N10%-alles-G2 Tabel 4.7: Resultaten-N15%-alles-OG Tabel 4.8: Resultaten-N25%-alles-OG Tabel 4.9: Resultaten- -alles Tabel 4.10: Resultaten-U-alles Tabel 4.11: Samenvatting normaal-uniform-driehoek (componentkost) Tabel 4.12: Resultaten-N10%-trafiek Tabel 4.13: Resultaten-N50%-trafiek Tabel 4.14: Resultaten- -trafiek Tabel 4.15: Resultaten-U-trafiek Tabel 4.16: Samenvatting normaal-uniform-driehoek (trafiek)

14 Lijst van grafieken Hoofdstuk 3: Grafiek 3.1: Aantal STM-1 s per jaar Grafiek 3.2: Verloop van het aantal gebruikte fiber-componenten met gegeven trafiek Grafiek 3.3: Verloop van het aantal gebruikte channel-componenten met gegeven trafiek. Grafiek 3.4: Verloop van het aantal gebruikte transponders met gegeven trafiek Grafiek 3.5: Prijsdaling van de link-componenten (fiber&channel) Grafiek 3.6: Prijsdaling van de poorten (DXC&OXC) Grafiek 3.7: Prijsdaling van de DXC-types Grafiek 3.8: Prijsdaling van de OXC-types Grafiek 3.9: Prijsdaling van de transponders Grafiek 3.10: Vergelijking uitgaven-inkomsten 2004 t.e.m Hoofdstuk 4: Grafiek 4.1: Forecast NPV-N10%-link Grafiek 4.2: Sensitivity NPV-N10%-link Grafiek 4.3: Evolutie aantal gebruikte linkcomponenten(1) Grafiek 4.4: Evolutie aantal gebruikte linkcomponenten(2) Grafiek 4.5: Forecast NPV-N10%-knoop Grafiek 4.6: Sensitivity NPV-N10%-knoop Grafiek 4.7: Forecast NPV-N10%-alles-OG Grafiek 4.8: Sensitivity NPV-N10%-alles-OG Grafiek 4.9: Forecast NPV-N10%-alles-G1 Grafiek 4.10: Sensitivity NPV-N10%-alles-G1 Grafiek 4.11: Forecast NPV-N10%-alles-G2 Grafiek 4.12: Sensitivity NPV-N10%-alles-G2 (boven: knoop, onder: link) Grafiek 4.13: Forecast NPV-N15%-alles-OG Grafiek 4.14: Forecast NPV-N25%-alles-OG Grafiek 4.15: Forecast NPV- -alles Grafiek 4.16: Forecast NPV-U-alles Grafiek 4.17: Forecast NPV-N10%-trafiek Grafiek 4.18: Forecast NPV-N50%-trafiek Grafiek 4.19: Forecast NPV- -trafiek Grafiek 4.20: Forecast NPV-U-trafiek Grafiek 4.21: Forecast NPV-N10%-trafiek&componentkost Grafiek 4.22: Sensitivity NPV-N10%-trafiek&componentkos

15 Hoofdstuk 1: Inleiding 1.1 Doelstelling Het doel van dit afstudeerwerk bestaat erin de onzekerheden waarmee de netwerkplanner wordt geconfronteerd te identificeren en de impact ervan op de winst van de operator te bepalen. De omgeving waarbinnen het netwerkplanningsprobleem zich situeert is de laatste jaren immers grondig veranderd. Naast de sterke groei van het internetverkeer, zien we binnen het domein van optische netwerken ook een aantal belangrijke technologische doorbraken. Een belangrijke vraag waarmee netwerkoperatoren in deze context worden geconfronteerd is het al dan niet introduceren van Optische Cross-Connects (OXCs) in hun netwerk. Deze componenten laten toe het transit verkeer in een knoop optisch door te sturen. Aangezien het gaat om een nieuwe technologie zijn ook de kosten van deze componenten van te voren onbekend. In dit eindwerk zal de impact van de onzekere trafiek en dito kosten op de verwachte winst van een netwerkoperator worden bestudeerd, voor het concrete geval van een operator die een netwerk met OXCs wenst uit te bouwen. 1.2 Werkwijze Eerst en vooral werd er een statisch model opgesteld, n.l. een kosten-baten analyse voor een netwerkoperator die een netwerk met OXCs wenst op te zetten. Dit gebeurde m.b.v. een rekenblad in Excel. Met statisch wordt bedoeld dat alles vast staat, zowel het aantal gebruikte componenten als de trafiek. (zie hfdst 3) In een 2 e stap werd er op een dynamische wijze gesleuteld aan de gemaakte excel-sheet. Er werden simulaties gegenereerd m.b.v. Crystal Ball. Dit is een tool uit de economische wereld van de investeringstheorie, die ons toelaat op een eenvoudige wijze Monte-Carlo simulaties uit te voeren en de resultaten ook visueel voor te stellen. We hebben getracht, vertrekkende van de bekomen resultaten, het belang van onzekere 1

16 inputs in het planningsproces te kwantificeren. M.b.v. de grafische voorstellingen en een grondige interpretatie ervan werd er een besluit geformuleerd wat betreft de onzekerheid voor welbepaalde inputs (hier: trafiek & equipmentkost) van een netwerkoperator. (zie hfdst 4) Tenslotte sluiten we af met een samenvattend hoofdstuk die de voornaamste zaken nog eens herneemt. (zie hfdst 5) 1.3 Overzicht Hoofdstuk 1 geeft een korte inleiding over wat men kan verwachten in deze thesis. Hoofdstuk 2 behandelt de concrete situatie van een netwerk met OXCs, alsook achtergrondinformatie wat betreft de gebruikte netwerktechnologie in deze thesis, t.t.z. de optische netwerktechnologie. In Hoofdstuk 3 wordt de volledige cost-benefit analyse uit de doeken gedaan. Hoofdstuk 4 identificeert de onzekere inputs van een netwerkoperator. Wij beschouwen de hoeveelheid trafiek en de materiaalkost. Deze 2 zaken worden in dit hoofdstuk van dichtbij geanalyseerd. De belangrijkste resultaten die m.b.v. Crystal Ball werden gegenereerd worden besproken. Grafische voorstellingen helpen ons om de schatting van de onzekerheid van de afzonderlijke parameters te bepalen. Hoofdstuk 5 bespreekt tenslotte de conclusies die men mag trekken uit deze hele uiteenzetting wat betreft de impact op de winst van een netwerkoperator die OXCs wenst te gebruiken in zijn netwerk. Achteraan het boek bevinden er zich ook nog een aantal bijlagen, alsook een CD-ROM waarin de Excel-files staan waarmee gewerkt werd. 2

17 Hoofdstuk 2: Netwerkplanning 2.1 Optische netwerktechnologie Aangezien deze volledige thesis als basis een optisch netwerk omvat, worden hier de belangrijkste zaken kort toegelicht. Transportnetwerken kunnen op verschillende manieren georganiseerd zijn, zo zijn er de SDH-(Synchronous Digital Hierarchy), opvolger van PDH-(Plesiochronous Digital Hierarchy), en WDM-(Wavelength Division Multiplexing) transportnetwerken. SONET (Synchronous Optical Network) is de Amerikaanse tegenhanger van SDH. SDH wordt gebruikt voor de klassieke telefonienetwerken. WDM is recenter en kan heel hoge bandbreedtes aanbieden (tot Tbit/s). Terwijl PDH slechts tot 565 Mbit/s & SDH tot 10Gbit/s tegelijkertijd over 1 kanaal kan versturen. Wij bekijken hier meer specifiek de WDM optische transportnetwerken (OTN). Vanaf het begin is bij de ontwikkeling van optische netwerken gestreefd naar zo min mogelijk overgangen van optische naar elektrische signalen en omgekeerd, aangezien dit een dure operatie is. Voor deze netwerken zijn dan ook optische versterkers, switches, cross-connects (XCs) en soortgelijke systemen ontwikkeld. De voornaamste netwerkelementen zijn: optische vezel multiplexer (MUX) & demultiplexer (DEMUX) add-drop multiplexer (ADM) cross connect (XC) optical amplifier (OA) We bespreken deze componenten nu nader in detail. 3

18 2.1.1 Componenten Optische vezel Voor het overbruggen van grote afstanden zijn optische vezels niet meer weg te denken. Telecombedrijven maken veelvuldig gebruik van glasvezels voor het transport van telefonie, televisie en internetsignalen. Een optische vezel is samengesteld uit drie onderdelen: de kern (core), de bekleding (cladding) en de mantel (coating/buffer). Zie Figuur 2.1 & 2.2. De kern is het gedeelte van de vezel dat licht overbrengt. Het is samengesteld uit materiaal met een hogere brekingsindex dan de bekleding. De bekleding omringt de kern. Het heeft een lagere brekingsindex, in vergelijking met dat van de kern, zodanig dat het licht zich kan voortbewegen in de kern. De mantel omringt de bekleding van een vezel. Over het algemeen een zacht plastic materiaal dat de vezel tegen schade beschermt. Figuur 2.1: Optische vezel Figuur 2.2: Cladding Bron: [1] 4

19 (De)Multiplexer Een multiplexer (MUX) is een component die een aantal ingangssignalen van hetzelfde type samenneemt tot 1 grotere bundel. De tributary ports zijn de hulppoorten en de aggregate port omvat de gebundelde stromen. Zie Figuur 2.3. Een demultiplexer (DEMUX) werkt tegengesteld aan de multiplexer. Het splitst de optische signalen n.l. terug op in de verschillende golflengtes. Wij beschouwen hier een wavelength (de)multiplexer (zie Figuur 2.4). Deze kan de capaciteit van de optische vezels die computerdata verzenden enorm vergroten. Aan de zenderzijde (Tx=transmitter) combineert deze multiplexer verschillende golflengtes, terwijl de WDM demultiplexer deze terug opsplitst aan de ontvangerzijde (Rx=receiver). Figuur 2.3: Multiplexer (MUX) Figuur 2.4: Een WDM (de)multiplexer Bron: [2] & [3] 5

20 Add-Drop Multiplexer Een add-drop multiplexer (ADM) is een belangrijk netwerkcomponent in optische vezelnetwerken. Een ADM is een soort multiplexer met bijkomende eigenschap dat het één of meerdere lagere bandbreedte signalen kan toevoegen aan een bestaande datastroom van hogere bandbreedte en tegelijkertijd lagere bandbreedte signalen kan droppen, door hen te verwijderen van de datastroom en deze door te sturen naar een ander pad in het netwerk. Zie Figuur 2.5. Aangezien wij het optische geval bekijken, zijn het OADMs. Zie Figuur 2.6 werking: De verschillende golflengtes aanwezig in de vezel komen binnen in een demultiplexer waar ze terug worden gesplitst op kleur (via filter). De space switch zorgt ervoor dat sommige ervan gedropt worden of juist toegevoegd worden en dit volledig in het optische domein, m.a.w. er dient geen conversie te gebeuren naar elektrische vorm. Bron: [4] Figuur 2.5: Een add-drop multiplexer Figuur 2.6: Een optical ADM Cross Connect Een cross-connect (XC) heeft meer schakelfunctionaliteit dan een gewone MUX of ADM, waardoor het ook een duurdere component is. De ruimte waarin er geschakeld kan worden, wordt voorgesteld m.b.v. een matrix, deze zorgt ervoor dat een optisch signaal dat afkomstig is van een ingangspoort naar gelijk welke uitgangspoort kan gaan. Er zijn 2 soorten, n.l.: Optical Cross Connect (OXC) en Digital Cross Connect (DXC). De OXC dient om optische signalen te switchen terwijl de DXC gebruikt wordt voor elektrische signalen door te schakelen. 6

21 Zie Figuur 2.7 voor een schematische voorstelling hoe al deze voorgaande componenten met elkaar in verbinding staan. Figuur 2.7: Schakeling WDM-DEMUX, OXC/OADM Uitleg Figuur 2.7: De WDM demultiplexers aan weerszijden van de OXC zorgen ervoor dat de optische signalen terug gescheiden worden. Deze worden naar de ingangspoorten van de OXC gebracht, waarna die beslist o.b.v. zijn matrix naar welke uitgang de signalen gestuurd worden Optical Amplifier Apparaat dat een optisch signaal versterkt zonder het in elektrische vorm om te zetten. De meest gebruikte OA is de EDFA (=Erbium Doped Fiber Amplifier). Zie Figuur 2.8. Figuur 2.8: Een EDFA Uitleg Figuur 2.8: Een EFDA is een soort OA bestaande uit optische vezels die in het element erbium gedompeld worden. Een laser wekt deze erbium-ionen in de vezel op, die dan op hun beurt hun energie kunnen doorgeven aan de optische signalen die er doorheen passeren. Voor meer informatie omtrent al deze componenten zie ook [5]. 7

22 2.1.2 MEMS Om optisch te switchen zijn er meerdere mogelijkheden, één ervan is de micro-electromechanical systems (MEMS)-technologie. Kleine mechanische onderdeeltjes zijn vastgehecht op semiconductor chips en worden mechanisch gecontroleerd om de lichtstraal ofwel te doen afwijken (spiegeltje=recht) ofwel te laten doorgaan (spiegeltje=vlak/neer). Zie Figuur 2.9 voor zo een uitvergroot MEMS-spiegeltje & Figuur 2.10 voor de schematische voorstelling van dit principe. Aangezien deze techniek van mechanische aard is, zal het neerklappen of rechtkomen van dergelijke spiegeltjes niet ogenblikkelijk geschieden (enkele nsec), m.a.w. de reconfiguratie is traag. Voordeel van dergelijk systeem is dan weer dat het verlies aan sterkte van een signaal beperkt wordt. Figuur 2.9: MEMS-spiegel Figuur 2.10: Principe van de MEMS-technologie 8

23 2.1.3 Wavelength-division multiplexing Er bestaan verschillende technieken om te multiplexen, zo is er: TDM: Time Division Multiplexing Alle signalen worden over dezelfde fysieke structuur gestuurd, maar ze krijgen elk een tijdslot toegewezen. SDM: Space Division Multiplexing De signalen gaan over verschillende fysieke structuren. WDM: Wavelenght Division Multiplexing In het Nederlands: Golflengtemultiplexing, hetgeen zoiets betekent als vermenigvuldiging door golflengte verdeling. Het licht dat er aan de ene kant wordt ingestopt, komt er aan de andere kant van de vezel weer uit. Aan de zendzijde wordt informatie in het licht gestopt. Dit proces heet modulatie. Om het licht in de glasvezel te stoppen wordt een intense monochromatische lichtbron gebruikt (meestal wordt dan ook een laser gebruikt). Omdat glasvezel erg dun is, moet het licht nauwkeurig ingekoppeld worden. Het licht met de erin gestopte informatie wordt verstuurd. Aan de ontvangstzijde van de glasvezel wordt de informatie weer uit het licht gehaald. Dit proces heet demodulatie. Een glasvezel wordt gemaakt van glas met een hele hoge zuiverheidsgraad. Hierdoor kan de informatie over afstanden van enkele tientallen kilometers worden overbrugd zonder dat er signaalverlies optreedt (de golflengten van het licht blijven identiek, de intensiteit daalt echter wel met de afstand). WDM kan gebruikt worden om het gebrek aan glasvezels op te heffen. Tot nu toe was het gebruikelijk om één lichtbron aan te sluiten op één glasvezel. Het kan echter voorkomen dat een glasvezel meer informatie moet transporteren dan met één lichtbron mogelijk is. Niet alleen het aanleggen van nieuwe kabels is kostelijk en duurt bovendien erg lang, maar ook het oplichten van bestaande glasvezels, d.i. voorzien van lasers ed., is een dure aangelegenheid. Vaak is de extra capaciteit ook ogenblikkelijk nodig. 9

24 De oplossing is in feite simpel: sluit gewoon een aantal lichtbronnen aan op één vezel. Het is dan wel noodzakelijk om aan de ontvangstzijde de verschillende lichtbronnen weer van elkaar te kunnen onderscheiden. Daarvoor gebruikt elke lichtbron een eigen golflengte. De kleur van het licht hangt samen met de golflengte van het licht. In een glasvezel wordt voor de mens onzichtbaar licht gebruikt. Figuur 2.11: WDM-principe In Figuur 2.11 wordt het principe van WDM geïllustreerd: De 4 zendersignalen, elk met een eigen golflengte (kleur), worden samen over 1 glasvezel verstuurd. Aan de ontvangstkant worden de signalen van elkaar gescheiden en elk signaal wordt naar een ontvanger geleid. In deze figuur is een 4 op 4 systeem getekend. Commercieel zijn 16 golflengtes(=lambda) geruime tijd op de markt, 40 lambda s zijn sinds 2001 gemeengoed en sedert 2003 zijn 64/80 lambda s beschikbaar. Een WDM-systeem is nogal prijzig. Bij korte afstanden zijn extra vezels goedkoper. Bij grote afstanden is WDM dan weer voordeliger. Per lambda kunnen transmissiesnelheden van 10 Gigabit per seconde worden gehaald. In diverse laboratoria worden testen uitgevoerd met 40 en 80 Gigabit. Fysieke problemen weerhouden commerciële inzet. Sinds 2003 is WDM onderverdeeld in CWDM (Coarse WDM) & DWDM (Dense WDM). Bij CWDM zijn de lambda s breder en minder precies (lagere kwaliteit) dan bij DWDM. Hier ligt ook het onderscheid met betrekking tot de prijzen van de WDM systemen. CDWM wordt ook wel Cheap WDM genoemd. Bron: [6] 10

25 2.1.4 Grooming Het proces om aan trafiekmanagement te doen noemt men grooming. Dit kan op 2 manieren, n.l.: End-To-End (ETE) grooming en Link-By-Link (LBL) grooming [7]. Bij LBL-grooming zal het verkeer dat van knoop x naar knoop y via tussenliggende knopen A & B b.v. moet verplaatst worden, telkens het een intermediare knoop passeert terug naar de IP-laag gaan. Zie Figuur x y A B Figuur 2.12: LBL-grooming Terwijl bij ETE-grooming de trafiek van in het beginpunt x tot bij het eindpunt y in de optische laag blijft. Zie Figuur x y Figuur 2.13: ETE-grooming Een netwerk dat gebruik maakt van LBL-grooming voor het beheer van de trafiek zal enerzijds een hoge kost hebben wat betreft de IP-laag maar anderzijds zal het geen nood hebben aan de duurdere OXCs. Terwijl we bij een ETE-grooming met een hogere kost zullen zitten op de optische laag, maar het verkeer zal end-to-end verstuurd worden en dit volledig op de optische laag. 11

26 2.2 Protectie en restoratie 1+1 Protected (dedicated): De trafiekflow wordt telkens gedupliceerd en langs 2 mogelijke wegen van begin- naar eindpunt verstuurd. Er is een werkend pad (Eng. working path), waarlangs het verkeer in normale omstandigheden passeert en een beschermend pad (Eng. recovery path) indien er zich een fout zou voordoen. Zie Figuur Figuur 2.14: Dedicated path protection (1+1) Uitleg Figuur 2.14: De herstelpaden A-D-E-F-C en G-D-E-F-I delen geen enkele bandbreedte op het gemeenschappelijke stukje pad D-E-F, ondanks het feit dat de werkende paden A-B-C en G-H-I geen enkele bron gemeen hebben en zodus geen grote kans op gelijktijdig falen. Shared Path Protection: De backups kunnen ook gedeeld worden tussen de verschillende werkende paden. Als er zich een faling voordoet op een van deze werkende paden dan zal de backup-route gebruikt worden om deze faling te herstellen. Als op een ander tijdstip een fout optreedt op een ander van deze werkende paden dan zal dezelfde herstel-route gebruikt worden om ook deze fout te herstellen. Zie Figuur

27 Figuur 2.15: Shared Path Protection Uitleg Figuur 2.15: De herstelpaden A-D-E-F-C en G-D-E-F-I delen nu wél de bandbreedte op het gemeenschappelijke stuk D-E-F. Dit is toegelaten aangezien de kans dat beide werkende paden A-B-C én G-H-I gelijktijdig falen klein is. Dus zal er slechts 1 recovery path het D-E-F stuk per keer daadwerkelijk nodig hebben. Link of Path Restoration: -Bij link-restoratie zal één enkele link-fout opgelost worden door de defecte link te vervangen door een herstelpad gelegen tussen de 2 adjacente knopen. -Bij path-restoratie wordt er een gemeenschappelijk kanaal gebruikt voor de centrale link die gebruikt wordt door beide herstelpaden. In het geval er zich een fout zou voordoen langs één van de werkende paden, zullen er signaalboodschappen verstuurd worden over het netwerk waarin staat dat het gedeelde kanaal nu gereserveerd wordt voor het desbetreffende herstelpad. Zie Figuur Figuur 2.16: Path restoration 13

28 2.3 Case study Er werd gekozen voor het Basic Reference Network als vertrekpunt voor het verdere onderzoek van deze thesis. Dit Europese pan-netwerk bevat 28 knopen in de voornaamste steden van Europa en 41 fysiek aanwezige links die deze knopen onderling met elkaar rechtstreeks verbinden. (zie ook [8] & Figuur 2.17) Figuur 2.17: Gebruikte netwerktopologie Het planningsinterval waarin we het investeringsproject wensen te onderzoeken bestrijkt 5 jaren, dit is een middellange periode, wat de normale gang van zaken is bij (de meeste) telecommunicatie-projecten. Netwerkoperatoren willen n.l. snel resultaat zien van hun investering, m.a.w. winst boeken, en ook omdat de technologie van dezer dagen zo snel vooruitgang maakt dat het kan zijn dat de gebruikte technologie reeds verouderd blijkt te zijn na het verstrijken van een té lange periode. We beschouwen 2004 als startjaar waarin we ons aan de investering wagen, en de 4 opeenvolgende jaren, 2005 t.e.m De greenfield-situatie is deze waarbij we uit het niets vertrekken en het volledige netwerk als nieuw beschouwen, en dit in het jaar 2004 (=jaar0). De daaropvolgende jaren, 2005 t.e.m. 2008, wordt er incrementeel verder uitgebreid op het reeds bestaande netwerk van het jaar ervoor. 14

29 Voor de trafiek in een welbepaald jaar werd gekeken naar de trafiekmatrices die terug te vinden zijn op [8]. Trafiekmodel 2 met groeiende trafiek werd verkozen omdat deze iets recenter bleek te zijn dan Model 1 [9]. Voice Traffic K v * P i * P j / D ij 2 Transaction Data Traffic IP Traffic K t * E i * E j / D ij K i * H i * H j Waarbij de totale trafiek tussen knoop_i en knoop_j gedefinieerd kan worden als een functie van een constante K, de populatie P, het aantal werknemers E die niet in de productie werken, het aantal internet hosts H van de stad en de afstand D tussen de knopen. Wij hebben verkozen om ETE grooming toe te passen in deze thesis. En dit omdat wij zoveel mogelijk op de optische laag trachten te blijven. Er werd geen protection voorzien, m.a.w. bij defect aan een knoop en/of link kunnen er zich problemen voordoen. Dit is een slechts een vereenvoudiging die niet van essentieel belangs is voor dit onderzoek. Dit kan gemakkelijk aangepast worden in WDMGuru. 15

30 Hoofdstuk 3: Kosten-Baten Analyse De kosten-baten analyse is het proces van afwegen van de verwachte kosten ten opzichte van de te verwachten baten voor een of meerdere projecten, zodat verschillende oplossingen tegenover elkaar kunnen afgewogen worden. Deze analyse bevat berekeningen van initiële kosten en verwachte opbrengst. Eenmaal de kosten-baten analyse doorgevoerd is, kan men dan met behulp van een evaluatiemethode, b.v. de netto contante waarde-methode (NCW) of interne rendementsgraad (IRG), nagaan of de investering al dan niet de moeite loont. 3.1 Uitgaven De kosten van de investering worden grotendeels bepaald door de benodigde netwerkelementen om het netwerk te kunnen verwezenlijken Netwerkdimensionering Algemeen Om het beschouwde netwerk te voorzien van al de nodige netwerkcomponenten om de welbepaalde internettrafiek van elk jaar aan te kunnen, werd gebruik gemaakt van OPNET WDMGuru 11.0 [10]. Dit is een programma dat netwerkontwerpers toelaat om robuuste en kostefficiënte WDM optische netwerken op te bouwen Netwerktopologie Zoals reeds eerder aangegeven zijn we uitgegaan van het Basic Reference Network dat terug te vinden is op [8] & Figuur Dit netwerk bestaat uit 28 knopen verbonden met 41 fysieke links. Voor verdere specificatie zie ook Bijlage A. 16

31 Dimensionering Wat de trafiek betreft hebben we ons gebaseerd op het model zoals uiteengezet in 2.3, met een IP-groei van 100% om het geheel realistisch te houden. De trafiekmatrices werden omgezet naar geldige importfiles voor WDMGuru (.cvs), waarbij het oorspronkelijke aantal MB/s tussen knoop i & knoop j gedeeld werd door 155MB/s om op deze manier het gewenste aantal STM-1 s te verkrijgen (Synchronous Transport Module, met capaciteit N: STM-N). Het noodzakelijke aantal STM-1 s voor elk jaar vind je terug in Grafiek # STM Grafiek 3.1: Aantal STM-1 s per jaar Routering Uitgaande van de trafiekmatrix van één welbepaald jaar heeft WDMGuru een routering uitgevoerd zodanig dat al het gewenste verkeer van en naar de gewenste steden kan verplaatst worden. Sommige knopen zullen daarbij als intermediaire knopen optreden, andere zullen begin- of eindpunt van de trafiekflow zijn. Voor de routering werd gebruikt gemaakt van het kortste-pad (Eng. shortest path) algoritme, d.w.z. dat als er verkeer van plaats X naar plaats Y dient te vloeien en er meerdere mogelijkheden voorhanden zijn, men er steeds zal voor kiezen het pad met de kortste afstand tussen beide knopen te nemen. 17

32 Continuous vs discreet mode Bij het instellen van de netwerkeigenschappen in het luik van het knopenmodel is er keuze om ofwel in continuous mode te werken ofwel in discreet. In elke knoop wordt er een DXC geplaatst om SDH-trafiek te switchen en een OXC om WDM-golflengtes te switchen. In continuous mode bestaat elk type knoop: zowel één met 31 poorten, als met 32 als met 33, etc Hier wordt een vaste kost genomen, onafhankelijk van de grootte ervan. In discrete mode zijn er slechts 6 verschillende types DXCs en OXCs met elk een specifiek aantal poorten. Zie Tabel 3.1 voor het exacte aantal per type. Er is ook nog een overflow-type voorzien als er geen van deze 6 geschikt zou bevonden zijn. Aangezien hier de prijs varieert naargelang het aantal poorten werd verkozen om op deze manier te werk te gaan, m.a.w. er wordt in elke knoop gekeken naar het best passende type OXC/DXC voor dat moment. Dit zal ervoor zorgen dat de kost realistischer benaderd wordt dan als men in continuous mode zou werken, aangezien men daar steeds met een vaste kost van zit in vergelijking met de veel lagere prijzen in discrete mode (zie Tabel prijsbepaling). DXC OXC type type type type type type overflow 1 1 continuous 1 1 Tabel 3.1: Aantal poorten per type DXC/OXC Inputfiles De gebruikte importfiles voor WDMGuru zijn terug te vinden op de CD-ROM. 18

33 Link Fiber Met fiberkosten bedoelen we niet de vezel op zich, maar de volgende 3 componenten: WDM TM: de WDM terminal multiplexers Deze kunnen in sommige knopen de DXC poorten vervangen waardoor deze knopen dan niet meer kunnen switchen op DXC niveau. OA: de optical amplifiers Deze dienen om de optische signalen te versterken zonder deze terug te moeten omzetten in elektrische signalen. Aan de ontvangerzijde spreken we van preamplifier en aan de zenderzijde van booster-amplifier. REG: de regenerators Deze hebben als doel het terug herstellen van de oorspronkelijke staat van het signaal. Afhankelijk van het type regenerator, staat er een limiet op de afstand dat het optische signaal kan afleggen doorheen het netwerk zonder terug te moeten overgaan in elektrische vorm. Het aantal van deze benodigde componenten stijgt uiteraard bij toenemende trafiek, waardoor dus uiteraard ook de uitgaven voor het netwerk toenemen. Zie Grafiek aantal WDM TM OA REG Grafiek 3.2: Verloop van het aantal gebruikte fiber-componenten met gegeven trafiek 19

34 Channel De channelkosten bestaan uit 2 soorten componenten, n.l.: REG CARDS: de regeneration cards Deel van de regeneratoren. LR TRANSP: de long reach transponders Er bevindt zich telkens 1 LR transponder aan de tributary kant voor add-drop trafiek. LR transponders worden gebruikt aan de OXC (of OADM) tributary ports en dit enkel voor lokale trafiek. Ze worden geplaatst tussen de verschillende knopen, het zijn transponders die gebruikt worden om lange afstanden te overbruggen. Dit in tegenstelling tot de SR TRANSP(=short reach transponders) die lokaal geplaatst worden, voor korte afstanden (hier niet van toepassing). Deze 2 stijgen ook in aantal bij toenemende trafiek. Zie Grafiek 3.3. aantal REG CARDS LR TRANSP Grafiek 3.3: Verloop van het aantal gebruikte channel-componenten met gegeven trafiek Node In elke knoop wordt er zowel een DXC als een OXC geïnstalleerd. Er word gekeken naar een zo goed mogelijk type D/OXC voor elke knoop. Hiermee bedoelt men dat als het voldoende blijkt te zijn van een type 1-DXC(=64 poorten, zie Tabel 3.1) in knoop x te plaatsen, men dan ook geen groter type, met meer poorten, dan noodzakelijk zal nemen. En dit natuurlijk om de kosten van het netwerk zo laag mogelijk te houden. 20

35 Electrical De elektrische knoopkosten zijn onder te verdelen in: DXC-types: de digitale cross-connects poortkosten (trib STM-1 & trunk STM-16): Optical De optische knoopkosten zijn onder te verdelen in: OXC-types: de optische cross-connects poortkosten (trib & trunk STM-16): Transponders Een transponder is een elektronisch apparaat dat een bepaalde boodschap uitzendt, als antwoord op een bepaald ontvangen boodschap. Het is een samentrekking van de Engelse woorden transmitter (=zender) & responder (=antwoorder). Ze zijn verantwoordelijk voor de optische-elektrische-optische-(o/e/o)-omzetting van het te versturen signaal. Het aantal benodigde transponders stijgt over de jaren heen, zie Grafiek aantal Transponders Grafiek 3.4: Verloop van het aantal gebruikte transponders met gegeven trafiek 21

36 In Figuur 3.1 worden alle voorgaande componenten samengebracht en voorgesteld in de verschillende lagen zoals WDMGuru deze representeert. Figuur 3.1 : Verschillende elementen van een transportnetwerk Uitleg Figuur 3.1: Er zijn 4 verschillende lagen om een netwerk te modelleren, elke laag heeft zijn eigen representatie, wij bekijken deze van de hoogste naar de laagste laag: DCL = Digital Client Layer: Laag waar de DXCs en DXC tributary en trunk ports zich situeren. OCH = Optical Channel Layer: Hier bevinden zich de optische lijnsystemen en OXCs. Men onderscheidt ook de OXC tributary en trunk ports. OMS = Optical Multiplex Section Layer: Dit is de vezellaag, deze bevat de eindpunten van de vezels en de gebruikte vezels, deze worden uitgerust met de nodige WDM TMs, OAs & REGs. Er kunnen meer vezels aanwezig zijn dan er daadwerkelijk gebruikt worden. OTS = Optical Transmission Section Layer: Deze laag bestaat uit de fysieke objecten (de knopen en de kabels). Wij gebruiken hier steeds EOCC (Electrical and Optical Cross Connects) in alle knopen. 22

37 3.1.2 Kostbepaling Knoopkost In elke knoop werd er een DXC en OXC geïnstalleerd. Het type in elke knoop werd zo passend mogelijk bepaald, dit om de kosten te dempen. Voor een overzicht van de standaardprijs van elk type zie Tabel 3.2. DXC OXC type type type type type type overflow continuous Tabel 3.2: Basisprijs per type DXC/OXC CapEx/OpEx + Rendement Zoals reeds eerder opgemerkt is de voornaamste kost van deze investering de netwerkcomponenten zelf, die aangekocht dienen te worden. Dit zijn de Capital Expenditures (CapEx), maar dit is echter niet alles. Er is nog een andere kost waarmee de operator geconfronteerd zal worden, n.l. Operational Expenditures (OpEx). CAPEX-kosten dragen bij tot het uitbouwen van de vaste infrastructuur van de operator. Ze zijn noodzakelijk voor het uitbreiden en verbeteren van de diensten aan de klanten. De CapEx-kosten werden hier uit de BOMs (Bill of Materials) gehaald, die gegenereerd werden m.b.v. WDMGuru. OPEX-kosten daarentegen representeren de kosten om het netwerk operationeel te houden. Het gaat dan typisch om kosten veroorzaakt door technische operaties (onderhoud e.d.), commerciële operaties en administratie. De OpEx-kosten werden op 50% van de CapEx ingesteld. 23

38 Het vereiste rendement wordt gedefinieerd als de opbrengst van een investering, uitgedrukt in een percentage van het geïnvesteerde bedrag. Hier werd dit op 15% ingesteld, een courant percentage in dergelijke telecomprojecten, dit omdat de netwerkoperator een groot risico neemt en een terugverdienperiode van 6 à 7 jaar vooropstelt HCA versus CCA Voor de waardering van de netwerkcomponenten zijn er 2 mogelijkheden, n.l.: Historical Cost Accounting (HCA) en Current Cost Accounting (CCA). HCA waardering betekent dat alle kosten van de bijkomende componenten worden gewaardeerd aan de huidige kost, die hier dalend over de jaren heen verondersteld wordt. Deze methode werd gevolgd voor het verdere verloop van deze thesis. CCA waardeert al het benodigde materiaal per jaar telkens opnieuw aan de kost per nieuwe eenheid van dat welbepaalde jaar. Dit werd enkel ter vergelijking opgenomen in de excel-sheet maar er werd verder geen rekening mee gehouden Afschrijvingen van de netwerkelementen Een afschrijving in bedrijfseconomische zin is het in de boekhouding tot uitdrukking brengen van de waardedaling van een bedrijfsmiddel of product over een bepaalde periode, m.a.w. de waardevermindering van machines, gebouwen, vervoermiddelen, software en andere duurzame productiemiddelen door normale technische slijtage en economische veroudering. Afschrijvingen voor een onderneming zijn heel belangrijk, maar voor deze analyse doet dit er niet toe omdat dit geen echte uitgaven zijn (alleen een kost) en dus speelt dit geen rol in de cashflow-analyse. 24

39 3.1.3 Kostevolutie In een eerste iteratie van het onderzoek werd er voor de prijsberekening van de componenten uitgegaan van de standaardprijzen in WDMGuru. De componentkosten werden constant over de jaren heen verondersteld, en dit zowel voor de knoop- als voor de linkkosten. Dit is echter niet realistisch aangezien het een typische trend is dat componenten goedkoper worden. De productiekosten zullen n.l. dalen als gevolg van een betere organisatie, standaardisatie & automatisering binnen het bedrijf. De modellering van de prijzen volgt een exponentiële daling, t.t.z.: t beginprijs groeifactor met beginprijs de defaultwaarden uit WDMGuru groeifactor (<1) t=0 4 waarbij 0=2004 t.e.m. 4=2008 De groei factor is in ons geval eigenlijk meer een afname factor (kleiner dan 1). Voor de exacte waard ervan per component hebben we ons grotendeels gebaseerd op [11]. Daar waar deze waarde exact vermeld staat werd deze letterlijk overgenomen, vbn.: WDM TM, gemiddelde kostafname = 20% per jaar afnamefactor = 0,80 OA, gemiddelde kostafname = 10% per jaar afnamefactor = 0,90 OXC-materialen, gemiddelde kostafname =13% per jaar afnamefactor = 0,87 Anders werd er gekeken naar de grafieken in deze paper om een zo juist mogelijke waarde van deze factor af te leiden. Het resultaat kan je zien in Bijlage B. Voor een grafische voorstelling van de prijsdaling van de link- en knoopcomponenten zie Grafiek 3.5 (link), 3.6, 3.7, 3.8 (knoop) & 3.9 (transponders). 25

40 WDM TM/REG OA REG CARD LR TRANSP prijs/eenheid jaartal Grafiek 3.5: Prijsdaling van de link-componenten (fiber&channel) Trib STM-1 Trunk STM-16 Trib/Trunk STM-16 prijs/eenheid jaartal Grafiek 3.6: Prijsdaling van de poorten (DXC&OXC) 26

41 prijs/eenheid type1-dxc type2-dxc type3-dxc type4-dxc type5-dxc type6-dxc overflow-dxc jaartal Grafiek 3.7: Prijsdaling van de DXC-types prijs/eenheid type1-oxc type2-oxc type3-oxc type4-oxc type5-oxc type6-oxc overflow-oxc jaartal Grafiek 3.8: Prijsdaling van de OXC-types prijs/eenheid jaartal Grafiek 3.9: Prijsdaling van de transponders 27

42 3.1.4 Uitgaven 2004 t.e.m Het overzicht van de gemaakte kosten, opgedeeld in link- & knoopkost, in elk jaar vind je terug in Tabel 3.3. Het procentuele aandeel op het totaal wordt ook vermeld. Hier wordt nog geen rekening gehouden met OPEX, dit zijn enkel de CAPEX! UITGAVEN Linkkost % Knoopkost % Totaal ,00 31, ,00 68, , ,00 25, ,60 75, , ,20 19, ,32 80, , ,68 28, ,91 71, , ,84 40, ,60 59, ,43 Tabel 3.3: Kosten per jaar van het beschouwde netwerk Bespreking Tabel 3.3: (voor meer gedetailleerdere berekening (per component) zie ook Bijlage C) We zien dat de knoopkosten in alle jaren ongeveer ¾ van de totale uitgaven van dat jaar bedekken. De linkkosten zijn slechts verantwoordelijk voor ¼ van het geheel. Uit Bijlage C blijkt dat zowel in 2004 als in 2005 het OXC-type5 het grootste aandeel qua knoopkost betreft, vanaf 2006 zijn er OXCs-type6 aanwezig die, vermits ze een grotere kost per eenheid hebben ( vs zie Tabel 3.2), zwaarder zullen doorwegen. Voor de linkkost zijn het steeds de long reach transponders die de grootste kost hebben. Ondanks hun toch wel relatief kleine startkost van 30 /stuk (zie Bijlage B), worden deze massaal gebruikt, waardoor ze dus toch een aanzienlijk deel van de totaliteit van de uitgaven in beslag nemen. Voor een Bill Of Materials (BOM) voor 2004 gegeneerd m.b.v. WDMGuru zie Bijlage E. 28