Są dwa podstawowe rodzaje kontraktów wymiany stóp procentowych:
ang. Interest Rate Swap (IRS):
w jednej walucie
strony kontraktu wymieniają między sobą (tylko) odsetki
ang. Cross Currency Interest Rate Swap (CCIRS):
w dwóch różnych walutach
strony kontraktu wymieniają między sobą odsetki
oraz wymieniane są nominały na początku (na ogół, choć nie zawsze) i na końcu kontraktu, oraz w przypadku kontraktu z amortyzacją (ze zmieniającymi się w trakcie trwania kontraktu nominałami) wymieniane są kwoty, które dostosowują odpowiednio nominały kontraktu
Kontrakt wymiany procentowej (IRS/CCIRS) składa się z dwóch strumieni pieniężnych, tzw. nóg kontraktu. Strona kontraktu IRS/CCIRS otrzymuje/płaci płatności występujące na jednej nodze kontraktu w zamian za co płaci drugiej stronie/otrzymuje od drugiej strony kontraktu płatności drugiej nogi.
Wyróżniamy dwa rodzaje nóg kontraktów wymiany procentowej:
nogę stałą (ang. fixed leg) – odsetki są liczone według stałej stopy,
nogę zmienną (ang. floating leg) – odsetki są liczone według zmiennej stopy.
Ze względu na charakter nóg odsetkowych, możemy rozważać następujące typy kontraktów IRS/CCIRS:
fixed/float – tzw. coupon swap,
float/float – tzw. basis swap,
fixed/fixed (ma sens tylko w przypadku kontraktów dwuwalutowych CCIRS).
Ponadto, dla każdego z typów kontraktu IRS/CCIRS możemy mieć kontrakt
bez amortyzacji – nominały nóg kontraktu nie zmieniają się w trakcie trwania kontraktu,
z amortyzacją – nominały nóg kontraktu zmieniają się w trakcie trwania kontraktu.
Noga stała
Noga stała (ang. fixed leg) kontraktu to strumień płatności
w przypadku kontraktu IRS, odsetki wyliczone według stałej, ustalonej
w kontrakcie, stopy (ang. fixed rate)
(4.1) |
gdzie
w przypadku kontraktu CCIRS, odsetki wyliczone według stałej, ustalonej
w kontrakcie, stopy (ang. fixed rate)
(4.2) |
gdzie
przy czym końcową wypłatę nominału,
następującą w
Noga zmienna
Noga zmienna (ang. floating leg) kontraktu to strumień
płatności
w przypadku kontraktu IRS, odsetki wyliczone według, ustalonej w kontrakcie, zmiennej stopy rynkowej (ang. floating rate),
(4.3) |
gdzie
w przypadku kontraktu CCIRS, odsetki wyliczone według, ustalonej w kontrakcie, zmiennej rynkowej stopy (ang. floating rate) plus, w przypadku kontraktu o amortyzowanym nominale, przepływy wynikające z amortyzacji nominału
(4.4) |
gdzie
przy czym końcową wypłatę nominału,
następującą w
Uwagi
Częstotliwości płatności odsetkowych na obu nogach kontraktu wymiany procentowej nie muszą być takie same. Na przykład, w standardowych (ang. plain vanilla swaps, generic swaps) kontraktach IRS w PLN odsetki nogi stałej są płatne rocznie, a odsetki nogi zmiennej co pół roku po stopie WIBOR 6M.
Częstotliwość płatności odsetkowych nogi stałej zwykle jest zgodna ze schematem płatności kuponów obligacji obowiązującym na danym segmencie rynku obligacji (na ogół punktem odniesienia jest rynek obligacji skarbowych), bowiem zgodność ta umożliwia tworzenie dopasowanych strategii zabezpieczających. Jednym z ważnych wyjątków od tej ogólnej reguły są standardowe kontrakty IRS dla USD, które płacą odsetki rocznie, podczas gdy obligacje skarbowe (USD T-bonds) płacą kupon co pół roku.
Konwencje stóp procentowych nóg kontraktu IRS/CCIRS nie muszą być takie same i na ogół nie są. I tak:
Stopa kontraktu IRS/CCIRS (stopa na nogi stałej) zwykle ma konwencję zgodną z konwencją stóp obligacji o stałym kuponie, choć i tu też są wyjątki od tej ogólnej zasady – noga stała USD IRS jest na bazie ACT/360 podczas gdy USD T-bonds są na bazie ACT/ACT; oraz drugi wyjątek – noga stała EUR IRS ma bazę 30/360 a obligacje rządowe na rynku EU przeszły na konwencję ACT/ACT z chwilą wprowadzenia wspólnej waluty.
Stopa zmienna nogi zmiennej ma konwencję rynku pieniężnego danej waluty.
Na ogół pierwsze okresy odsetkowe na obu nogach kontraktu rozpoczynają się w tym samym momencie.
Obie nogi kontraktu wymiany procentowej kończą się w tym samym momencie.
Amortyzacje nominałów następują w tych samych chwilach czasu na obu nogach kontraktu.
W przypadku kontraktów IRS z amortyzacją nie ma przepływów wynikających ze zmian nominału. Formalnie można by wprowadzić takie przepływy, ale wówczas po zbilansowaniu przepływy te zniosły by się wzajemnie. Jednak czasami, na potrzeby pewnych rozważań i interpretacji będziemy przyjmować, że nogi kontraktu IRS z amortyzacją mają przepływy amortyzacyjne oraz, że następują końcowe wymiany (takich samych) nominałów.
W przypadku kontraktów IRS, płatności odsetkowe obu nóg następujące w tej samej chwili czasu są bilansowane i kwota netto rozliczenia jest płacona / otrzymywana.
Kontrakt IRS/CCIRS jako Fixed Bond vs. Floating Rate Note
Zauważmy, że
strumień nogi stałej kontraktu IRS/CCIRS (wraz z przepływami
wynikającymi z ewentualnych amortyzacji i z nominałem w terminie
zapadalności) możemy interpretować jako strumień odpowiedniej
obligacji o stałym oprocentowaniu
strumień nogi zmiennej kontraktu IRS/CCIRS w którym
Stąd kontrakt IRS w którym, na przykład, otrzymujemy nogę stałą i płacimy nogę zmienną, możemy utożsamiać z portfelem złożonym z kupionej obligacji o stałym kuponie (ang. long fixed bond position) i ze sprzedanej obligacji o zmiennym kuponie (ang. short floating rate note position):
IRS(otrzymujemy
Wartość kontraktu IRS/CCIRS (jego wycena) dla strony kontraktu jest
różnicą pomiędzy wyceną nogi otrzymywanej przez stronę a wyceną nogi
płaconej. Wyceną nogi kontraktu w chwili
gdzie
Na przykład, dla strony, która otrzymuje odsetki po stopie stałej a płaci odsetki po stopie zmiennej w kontrakcie IRS denominowanym w PLN, wartość kontraktu w PLN wynosi
Przedstawimy wycenę nóg kontraktów wymiany procentowej IRS/CCIRS. Do
wyceny będziemy brać tylko niezrealizowane przepływy nóg
kontraktu, to znaczy te przepływy, które nastąpią w przyszłości
względem momentu wyceny
Wycena nogi stałej
Niech
w przypadku kontraktu IRS
(4.5) | |||
gdzie
Uwaga: W pewnych sytuacjach wyceniając kontrakt IRS do obu nóg kontraktu dokładane są (wzajemnie znoszące się) przepływy amortyzacyjne oraz końcowe wymiany nominałów. Wówczas, wycena tak zmodyfikowanej nogi stałej kontraktu IRS jest dana wzorem (4.5b). W szczególności, dla kontraktów bez amortyzacji (w przypadku IRS z dołożoną końcową wymianą nominałów) mamy
(4.6) |
bowiem wtedy
Wycena nogi zmiennej
Aby ujednolicić formuły na wycenę dla kontraktów IRS i CCIRS,
założymy, że w przypadku kontraktów IRS dołożone zostały (wzajemnie
znoszące się) przepływy amortyzacyjne oraz końcowe wymiany
nominałów. Tak samo jak w przypadku wyceny nogi stałej, do wyceny
nogi zmiennej bierzemy tylko niezrealizowane przepływy, to
znaczy te które nastąpią w przyszłości w stosunku do daty wyceny
Z rozważań przeprowadzonych przy omawianiu kontraktów FRA i stóp
forward (patrz Wniosek z Wykładu 3) wynika, że wyceniając przepływy
pieniężne nogi zmiennej (ich części odsetkowe) następujące w
chwilach
(4.7) |
gdzie przypomnijmy stopa forward
(4.8) |
W przypadku, gdy
(4.9) |
Uproszczone postaci wzorów na wycenę nogi zmiennej
Korzystając z warunku na stopę forward (4.8), wzory
(4.7) i (4.9) możemy przekształcić tak, by nie
zawierały odwołania do stóp forward. Pokażemy to w przypadku, gdy
czynnik multiplikatywny
Rozpatrzmy wyrażenia postaci
(4.10) |
które są składowymi wzoru (4.7) dla
Stąd, po uwzględnieniu definicji amortyzacji
Po podstawieniu tych wyrażeń pod znak sumy (4.10) i po
przeprowadzeniu stosownych uproszczeń pamiętając, że
(4.11) |
Równość (4.11) wykorzystujemy do uproszczenia wzorów na wycenę nogi zmiennej.
Po wstawieniu (4.11) napisanego w przypadku
(4.12) |
Zauważmy, że wzór (4.12) w przypadku
(ang. plain vanilla IRS, generic IRS)
Na rynku kwotowane są stopy standardowych kontraktów IRS o szerokim zakresie terminów zapadalności: zwykle od 2Y do 10Y, 15Y, 20Y, 30Y oraz czasami 1Y (choć te na ogół mają nieco inną konstrukcję niż kontrakty IRS o dłuższych terminach zapadalności - noga zmienna kontraktu 1Y IRS płaci odsetki z większą częstotliwością niż kontrakty IRS o dłuższych czasach trwania).
Struktura standardowego kontraktu IRS jest następująca:
jednowalutowy,
wymiana samych odsetek: fixed/float,
okresy odsetkowe nogi stałej mają taką samą długość: zwykle rok (dla PLN, USD, EUR), lub pół roku (dla GBP, JPY),
bez marż nakładanych na stopę nogi zmiennej:
bez amortyzacji: nominał jest stały w trakcie trwania kontraktu,
obie nogi zaczynają (i kończą) się w tych samych chwilach czasu.
Wycena standardowego kontraktu IRS (receive: fixed, pay: float)
Wycenę standardowego kontraktu IRS w chwili
(4.14) |
Standardowy kontrakt IRS w chwili zawarcia kontraktu
Rozpatrzmy wycenę standardowego kontraktu IRS w chwili zawarcia
kontraktu. Wówczas data wyceny
Wtedy wzór (4.14) możemy zapisać w postaci
(4.15) |
gdzie oznaczyliśmy
(4.16) |
Czynniki dyskontowe
występujące w
(4.15), określone wzorem (4.16), są czynnikami
(obserwowanymi w chwili bieżącej
Stopa standardowego kontraktu IRS
Standardowy kontrakt IRS jest zawierany ze stopą
(4.17) |
skąd stopa ta wynosi
Zauważmy, że warunek (4.17) oznacza, że obligacja o stałym
oprocentowaniu
Stopę
Stopa standardowego kontraktu IRS jako średnia stóp forward
Znów rozpatrzmy standardowy kontrakt IRS, w którym odsetki po obu nogach są płacone z taką samą częstotliwością. Ponieważ wartość kontraktu w chwili jego zawarcia wynosi zero, to
(4.18) |
Zatem,
(4.19) |
Ze wzoru (4.19) wynika, że jeśli stopy forward i stopa
Ponadto, jak widać z (4.19), stopa
wzór (4.19) oznacza, że stopa
Standardowy kontrakt IRS vs. seria kontraktów FRA
Rozpatrzmy standardowy kontrakt IRS, w którym odsetki po obu nogach są płacone z taką samą częstotliwością. Wówczas taki kontrakt jest serią wymian odsetek
Każda taka wymiana (za wyjątkiem pierwszej) może być potraktowana
jako syntetyczne przepływy (sprzedanego) kontraktu
FRA
W praktyce wzór (4.17) stosuje się raczej do wyznaczenia
wartości czynników dyskontowych niż do wyznaczania stóp kontraktów
IRS, bowiem to właśnie na podstawie kwotowań stóp standardowych
kontraktów IRS wyznacza się strukturę stóp procentowych i czynników
dyskontowych. Niech
Przekształcając (4.17) otrzymujemy
(4.20) |
gdzie oznaczyliśmy
Wzór (4.20) stosujemy rekurencyjnie przy założeniu, że mamy
już wyznaczony (innymi metodami) czynnik dyskontowy
Powyższe równanie ułatwia przeprowadzenie rekurencyjnych obliczeń wartości czynników dyskontowych.
Problem gładkości stóp forward
Jakość zbudowanej krzywej czynników dyskontowych (zerokuponowych
stóp procentowych) jest oceniana na podstawie przebiegu
implikowanych z tej krzywej stóp forward. Jednym z kryteriów takiej
oceny jest gładkość (regularność) względem
Na gładkość stóp forward wpływ mają
wartości danych wejściowych użytych do wyznaczenia czynników dyskontowych – te przyczyny można uznać za obiektywne,
sposoby uzupełniania brakujących danych wejściowych, np. interpolacje stóp par,
metody interpolacji i ekstrapolacji czynników dyskontowych,
założenia odnośnie postaci funkcjonalnej krzywej czynników dyskontowych i sposobu jej estymacji.
Wyznaczanie krzywej czynników dyskontowych o gładkich stopach forward
Stopy forward implikowane z krzywej swapowej otrzymanej przez bootstrapping często mają nieregularny przebieg, który nie ma ekonomicznego uzasadnienia. Poniżej opiszemy sposób wyznaczania krzywej swapowej która dokładnie wycenia kontrakty IRS i dla której stopy implikowane zmieniają się w sposób regularny.
Idea wyznaczania takiej krzywej jest następująca
czynniki dyskontowe są wyznaczane przez stopy forward o ustalonym relatywnie krótkim tenorze (np. trzy miesiące), które dobieramy tak, by
kontrakty IRS były prawidłowo wycenione przez tą krzywą,
stopy forward zmieniały się w sposób regularny.
Oznaczenia:
Stopy forward
(4.21) |
pod warunkiem, że dla każdego
(4.22) |
gdzie czynniki dyskontowe są obliczone następującym wzorem rekurencyjnym
(4.23) |
przy czym
W wyrażeniu
(4.21)
Warunek (4.22) gwarantuje, że kontrakty IRS z wybranego zestawu są poprawnie wyceniane przez krzywą. W odróżnieniu do standardowego bootstrappingu, zestaw kontraktów IRS nie musi się składać ze wszystkich kolejnych kontraktów. Zagadnienie optymalizacyjne (4.21) – (4.22) rozwiązuje się stosując standardowe algorytmy numeryczne, na przykład metodę gradientów sprzężonych lub metodę Newtona (dostępne w narzędziu Solver arkusza kalkulacyjnego MS Excel).
Możliwe są jeszcze inne warianty powyższej metody. Na przykład,
Wtedy w powyższym zadaniu zmieniamy tylko sposób wyznaczania czynników dyskontowych na następujący
a stopy forward występujące w (1) obliczamy wzorem
Korzystając ze związku (4.17) dla kontraktu IRS zapadalnego
w
wyrażenie (4.18) możemy przedstawić w postaci
(4.24) |
Ze wzoru (4.24) wynikają dwa warunki na poprawność
struktury czynników dyskontowych. Mianowicie, warunek
(4.25) |
Z warunku na monotoniczność czynników dyskontowych
(4.26) |
Korzystając z tych dwóch warunków, można pokazać (Zadanie 4.6), że
jeśli
(4.27) |
W terminowym kontrakcie IRS rozpoczęcie okresów odsetkowych następuje w przyszłości w stosunku do daty spot dla daty zawarcia kontraktu (inaczej: data ustalenia wartości rynkowej stopy dla pierwszego okresu odsetkowego nogi zmiennej znajduje się w przyszłości w stosunku do daty zawarcia kontraktu).
(a) Wyceń standardowy kontrakt terminowy IRS w chwili
(b) Przy założeniu, że wartość tego kontraktu w chwili jego zawarcia wynosi zero, znajdź wzór na wartość stopy tego kontraktu.
Wyprowadź wzory uproszczone na wycenę nogi zmiennej kontraktu
IRS/CCIRS bez założenia
(a) Dane są następujące wielkości:
sześciomiesięczna stopa depozytowa wynosi 6.00%,
kwotowania kontraktów FRA na przyszłą stopę procentową wynoszą
FRA6x12 – 6.20%, FRA12x18 – 6.30%,
stopa dwuletniego kontraktu IRS wynosi 6.50%,
ceny obligacji zerokuponowych, które zapadają za dwa i pół roku oraz
za trzy lata, wynoszą odpowiednio
Wyznacz wartości czynników dyskontowych dla okresów czasu będących
wielokrotnościami sześciomiesięcznych okresów do trzech lat
włącznie. W obliczeniach, dla uproszczenia, przyjmij, że długość
(b) Rozpatrzmy jednowalutowy kontrakt wymiany procentowej typu fixed/float ze zmiennym nominałem o czasie trwania 3 lata. W trakcie trwania kontraktu nominał kontraktu jest redukowany o 20% początkowej wartości (tj. wartości w chwili zawarcia) po każdym rocznym okresie odsetkowym. Odsetki po stronie stałej (fixed leg) są płacone co roku, a po stronie zmiennej (float leg) co pół roku.
Przy danych rynkowych podanych w punkcie (a) oblicz stopę stałej strony kontraktu, przy której wartość tego kontraktu w chwili zawarcia wynosi zero.
Firma Y ma dług od którego płaci odsetki po stopie WIBOR 6M plus 50
bp marży. Struktura tego długu jest następująca: w pierwszym roku
nominał długu wynosi 50 mln PLN, w drugim 80 mln PLN, w trzecim 100
mln PLN, w czwartym 60 mln PLN, i ostatnim piątym roku 40 mln PLN.
Firma Y chce zrestrukturyzować płatności odsetkowe od tego długu w
ten sposób by przez pięć lat płacić stopę WIBOR 6M powiększoną o
marżę
Rozpatrzmy dwuletnią obligację, która płaci co pół roku kupon według
stopy zmiennej
(a) Oblicz wysokość marży
(b) Oblicz wysokość stopy kontraktu IRS.
(c) Oblicz oprocentowanie stałego kuponu, który w efekcie nabycia tego pakietu (asset swapa) będzie otrzymywał inwestor.
Do obliczeń użyj następującej krzywej czynników dyskontowych
Pokaż, że jeśli
Niech
(a) Pokaż, że
(b) Korzystając z wyniku punktu (a), pokaż, że jeśli
(c) W szczególności, pokaż, że jeśli struktura stóp
procentowych kontraktów IRS jest płaska, tzn.
Jeśli założyć
dodatkowo, że
(a) Inverse floater (bull floater)
Inverse floater to papier wartościowy, w którym kupon jest
liczony według stopy
(b) Bear floater
Bear floater to papier wartościowy, w którym kupon jest
liczony według stopy
Uwaga: W praktyce zwykle warunki inverse floater i
bear floater ograniczają z dołu kupon tak by miał on zawsze
nieujemną wartość. Wówczas, wyznaczając stopę
Rozpatrzmy standardowy kontrakt IRS (receive fixed) o rezydualnym
czasie trwania
gdzie
Rozpatrzmy kontrakt IRS (pay fixed annual / receive float semi-annual) o zmiennym nominale o rezydualnym czasie trwania 3 lata zawarty ze stopa 5.00%. Nominał tego kontraktu IRS w ciągu kolejnych trzech lat jest następujący: w 1 roku – 120 mln PLN, w 2 roku – 80 mln PLN, w 3 roku – 100 mln PLN. Bieżące kwotowanie standardowego kontraktu IRS 3Y (fixed annual / float semi-annual) wynosi 5.00%. Czy zamykając w chwili bieżącej kontrakt IRS zrealizujemy zysk czy stratę?
Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.
strona główna | webmaster | o portalu | pomoc
© Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW, 2009-2010. Niniejsze materiały są udostępnione bezpłatnie na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 3.0 Polska.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.