Để mở rộng thị phần, ngoài việc cạnh tranh về giá cả, dịch vụ giá trị gia tăng, chăm sóc khách hàng... các nhà cung cấp dịch vụ di động cũng không ngừng tập trung phát triển mạng lưới để có vùng phủ rộng, phủ sâu, chất lượng phủ sóng tốt. Tuy nhiên, ngay cả đối với các công ty cung cấp dịch vụ di động đã phủ sóng 64/64 tỉnh thành có một vấn đề cần quan tâm là tại một số thành phố lớn như Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh…chất lượng phủ sóng trong các toà nhà, đặc biệt là các toà nhà cao tầng của khách sạn, văn phòng…chưa được đảm bảo. Tại các tầng thấp thường có tình trạng sóng yếu, chập chờn, ở các tầng cao thì nhiễu (nhất là đối với các nhà khai thác chia sẻ chung băng tần GSM) dẫn đến khó thực hiện và rớt cuộc gọi. Một trong các giải pháp nhằm khắc phục hiện tượng trên và đảm bảo chất lượng cho khách hàng được các công ty áp dụng đó là giải pháp phủ sóng trong nhà (inbuilding).
Đối với các tòa nhà lớn như là sân bay, ga điện ngầm, văn phòng cao tầng, siêu thị kinh doanh hàng hóa rộng lớn… thì vấn đề vùng phủ và dung lượng đều rất quan trọng vì chất lượng thoại di dộng ảnh hưởng trực tiếp đến uy tín của nhà cung cấp dịch vụ. Tuy nhiên, do đặc trưng vùng phủ của những khu vực này rộng hoặc trải dài theo chiều dọc, sóng vô tuyến từ trạm BTS bên ngoài tòa nhà (BTS outdoor macro) bị suy hao nhiều khi xuyên qua các bức tường bê tông dẫn đến cường độ tín hiệu không đạt yêu cầu, nên giải pháp phủ sóng trong tòa nhà hiện nay được nhiều nhà cung cấp dịch vụ di động lựa chọn.
Hệ thống inbuilding bao gồm 3 phần chính: nguồn tín hiệu, hệ thống phân phối tín hiệu và phần tử bức xạ. Trong đó, hệ thống phân phối tín hiệu là điểm khác biệt điển hình giữa hệ thống inbuilding so với hệ thống mạng BTS outdoor macro thông thường.
Hình 3 – 14: Thành phần chính của hệ thống phủ sóng trong tòa nhà 3.4.1 Nguồn tín hiệu
3.4.1.1 Nguồn tín hiệu bằng trạm outdoor
Đây là giải pháp đơn giản nhất để cung cấp vùng phủ cho các toà nhà với tín hiệu từ các trạm macro bên ngoài toà nhà. Giải pháp này được khuyến nghị nếu lưu lượng trong tòa nhà không cao, hoặc chủ tòa nhà không cho phép lắp đặt thiết bị và đi cáp trong tòa nhà hoặc việc triển khai giải pháp dành riêng cho nó không kinh tế. Khi đó vùng phủ được cung cấp bằng cách:
• Tín hiệu sẽ thâm nhập vào toà nhà từ bên ngoài. Điều này chỉ thực hiện được đối với các tòa nhà có khoảng hở lớn đối với bên ngoài hoặc ít tường, cửa sổ kim loại.
Bộ lặp hoặc BTS
Hệ thống phân phối thụ động Hệ thống phân phối tích cực Hệ thống phân phối lai ghép
Cáp rò hoặc anten Nguồn tín hiệu Hệ thống phân
phối tín hiệu
• Đặt BTS trên các tòa nhà xung quanh và hướng anten tới tòa nhà cần phủ. Khi đó không cần đến hệ thống phân phối tín hiệu nữa và phần tử bức xạ chính là anten của trạm BTS outdoor macro đó.
Hình 3 – 15:Vùng phủ cho tòa nhà từ một tế bào macro trong mạng BTS outdoor macro
Ưu điểm của giải pháp này là chi phí thấp, không mất nhiều thời gian trong triển khai, có thể phủ cả ngoài nhà (outdoor) và trong nhà (indoor).
Nhược điểm của giải pháp này là vùng phủ hạn chế, tốc độ bit thấp đối với các dịch vụ dữ liệu, dung lượng thấp và chất lượng không thể chấp nhận được ở một số phần trong toà nhà. Suy hao tăng dần khi tần số càng cao, do vậy khó cung cấp vùng phủ cho toà nhà mức tín hiệu tốt. Suy hao có thể khắc phục bằng cách tăng công suất từ các trạm ngoài nhà nhưng nhiễu sẽ tăng. Việc thiết kế tần số gặp nhiều khó khăn do quỹ tần số hạn hẹp (nhất là đối với các nhà khai thác chia sẻ chung băng tần GSM).
3.4.1.2 Nguồn tín hiệu bằng trạm indoor dành riêng
Giải pháp này có thể tăng thêm dung lượng cho những vùng trong nhà yêu cầu lưu lượng cao. Vấn đề chính ở đây là cung cấp dung lượng yêu cầu trong khi vẫn đảm bảo vùng phủ tốt của toà nhà mà không làm ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ của mạng BTS outdoor macro.
Ưu điểm của giải pháp này là nguồn tín hiệu từ bên ngoài ổn định, mức tín hiệu tốt, mở rộng dung lượng hệ thống dễ dàng.
Nhược điểm của giải pháp là giá thành cao, yêu cầu phải có cách bố trí tần số/kênh cụ thể và xây dựng hệ thống truyền dẫn đảm bảo tính mỹ thuật.
Hình 3 – 16: Vùng phủ sóng cho tòa nhà được cung cấp bởi trạm Indoor dành riêng
3.4.2 Hệ thống phân phối tín hiệu
Hệ thống phân phối tín hiệu có nhiệm vụ phân phối tín hiệu từ nguồn cung cấp đi đến các anten hoặc phần tử bức xạ khác.
3.4.2.1 Hệ thống thụđộng
Hệ thống thụ động là hệ thống anten được phân phối bằng cáp đồng trục và các phần tử thụ động. Đây là giải pháp phổ biến nhất cho các khu vực phủ sóng inbuilding không quá rộng, sơ đồ hệ thống như sau:
Hình 3 – 17: Giải pháp hệ thống anten phân phối cáp đồng thụđộng
• Trạm gốc được dành riêng cho toà nhà: Tín hiệu vô tuyến từ trạm gốc được phân phối qua hệ thống đến các anten. Vùng phủ cho toà nhà được giới hạn đồng thời không làm ảnh hưởng đến chất lượng mạng BTS outdoor macro. Nhưng yêu cầu phải tính toán quỹ đường truyền cẩn thận vì mức công suất ở mỗi anten phụ thuộc vào sự tổn hao mà các thiết bị thụ động được sử dụng, đặc biệt là chiều dài cáp.
• Các thiết bị chính gồm: cáp đồng trục, bộ chia (splitter/tapper), bộ lọc (filter), bộ kết hợp (combiner), anten.
3.4.2.2 Hệ thống chủđộng
Hệ thống chủ động là hệ thống anten phân phối sử dụng cáp quang và các thành phần chủ động (bộ khuếch đại công suất). Việc sử dụng cáp quang từ BTS tới khối điều khiển từ xa có thể mở rộng tới từng vị trí anten riêng lẻ bằng cách: tín hiệu RF từ BTS được chuyển đổi thành tín hiệu quang rồi truyền đến và được biến đổi ngược lại thành tín hiệu RF tại khối điều khiển từ xa trước khi được phân phối tới một hệ thống cáp đồng nhỏ. Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng các thiết bị khác trong việc phân phối tín hiệu: Hub quang chính, cáp quang, Hub mở rộng, khối anten từ xa.
Với RAU (Remote bi-direction antenna unit): thiết bị anten song hướng từ xa.
Hình 3 – 18: Sơđồ hệ thống anten phân phối chủđộng cho khu trường sở
Giải pháp này thường được sử dụng cho những khu vực phủ sóng inbuilding rất rộng, khi mà hệ thống thụ động không đáp ứng được chỉ tiêu kỹ thuật suy hao cho phép. Khi đó một BTS phục vụ được nhiều tòa nhà trong một vùng, thường là các khu trường sở. Các kết nối khoảng cách xa (hơn 1 km) sử dụng cáp quang, sự phân phối giữa một tầng và các phần trong toà nhà có thể dùng cáp xoắn đôi dây. Nhưng nhược điểm dễ nhận thấy là chi phí cao.
Hình 3 – 19: Sơđồ hệ thống anten phân phối chủđộng cho tòa nhà cao tầng
3.4.2.3 Hệ thống lai ghép
Hệ thống này là sự kết hợp giữa hệ thống thụ động và chủ động. Giải pháp này dung hoà được cả ưu nhược điểm của hai hệ thống thụ động và chủ động. Vì nó vừa
đảm bảo chất lượng tín hiệu cho những khu vực phủ sóng trong nhà có quy mô lớn lại vừa tiết kiệm chi phí.
Hình 3 – 20: Sơđồ hệ thống lai ghép 3.4.3 Phần tử bức xạ
Phần tử bức xạ có nhiệm vụ biến đổi năng lượng tín hiệu điện thành sóng điện từ phát ra ngoài không gian và ngược lại.
Do hệ thống trong nhà được sử dụng ở những khu vực có vùng phủ sóng đặc biệt như nên đối với từng công trình cụ thể đòi hỏi phải có phần tử bức xạ thích hợp.
3.4.3.1 Anten
Anten sử dụng thích hợp với những vùng phủ có khuynh hướng hình tròn hoặc hình chữ nhật. Đó là vì anten cho vùng phủ sóng không đồng đều, việc tính quỹ đường truyền phụ thuộc nhiều vào cấu trúc của toà nhà.
Phạm vi phủ sóng của anten ở dải GSM900 là 25m ÷ 30m; GSM1800 là 15m ÷ 18m. Có 2 loại anten thường được sử dụng:
• Anten vô hướng (omni): có tính thẩm mỹ, nhỏ gọn dễ lắp đặt nên có thể kết hợp hài hòa với môi trường trong tòa nhà
• Anten có hướng (yagi): có độ tăng ích cao thích hợp khi phủ sóng trong thang máy.
3.4.3.2 Cáp rò
Đặc điểm của cáp rò (còn gọi là cáp tán xạ) là có cường độ tín hiệu đồng đều theo một trục chính nên thường được dùng cho các vùng phủ phục vụ kéo dài đặc biệt như: hành lang dài, xe điện ngầm, đường hầm... Phạm vi phủ sóng của cáp dò chỉ vào khoảng 6m nhưng lại có ưu điểm hơn hẳn so với anten là hỗ trợ được dải tần số rộng từ 1 MHz ÷ 2500 MHz.
Hình 3 – 21: Hệ thống phân phối cáp rò 3.5 Tối ưu mạng vô tuyến
3.5.1 Khái niệm công tác tối ưu vô tuyến
Công tác tối ưu là dựa trên cơ sở các chỉ số phản ánh về chất lượng mạng vô tuyến để xác định và khắc phục các lỗi như vùng phủ sóng kém, hỏng thiết bị, antenna chưa hợp lý, phân chia tài nguyên hoặc các tham số chưa hợp lý… nhằm nâng cao chất lượng mạng.
Tối ưu hóa mạng lưới là công việc rất khó đòi hỏi sự đầu tư về kinh phí và kỹ thuật một cách thỏa đáng để không trở nên lạc hậu với trình độ phát triển chung của công nghệ thông tin.
3.5.2 Quy trình tối ưu vô tuyến
Quy trình tối ưu mạng vô tuyến GSM được thực hiện qua các bước sau: • Nhận thông tin phản hồi về chất lượng của mạng đang hoạt động
Thông tin từ khách hàng phản ánh về chất lượng các cuộc thoại kém. Thông tin theo dõi của OMC – R, thống kê đầy đủ các số liệu của
• Cử kỹ sư chất lượng mạng tới địa điểm bị phản ánh về chất lượng mạng thu thập thông tin số liệu bằng cách thực hiện quá trình sau:
Kiểm tra các thông số cơ khí của trạm BTS: góc phương vị của cell (Azimuth), góc ngẩng của anten (Tilt), tọa độ, kiểm tra độ cao cột và kiểu anten. So sánh các số liệu đo tại trạm với số liệu thiết kế, xem có sai lệch không để tiến hành điều chỉnh.
Kiểm tra bên trong nhà trạm:
o Kiểm tra cấu hình trạm so với trạm thiết kế: các dây nhảy có đấu đúng với cấu hình hay không, feeder có được dán nhãn và đấu đúng với cấu hình hay không. Nếu phát hiện có sai sót phải tiến hành điều chỉnh ngay.
o Kiểm tra các dây nhảy: các dây Rx và Tx phải đấu nối chắc chắn để không bị suy hao dẫn mất phân tập thu bị blocked TX hay bị mất kết nối. Nếu phát hiện dây hoặc đầu kết nối bị nóng cần kiểm tra kỹ.
o Kiểm tra các cảnh báo, nếu chưa khai cảnh báo thì tiến hành khai cảnh báo cho trạm. Hiện tại, đang sử dụng 2 loại cảnh báo: mất điện và mất luồng tương ứng với cảnh báo số 2 và 16 và giá trị Id = 1 và F.
o Kiểm tra suy hao feeder, hệ số sóng đứng VSWR.
Kiểm tra phần vô tuyến: Sử dụng máy đo chuyên dụng để kiểm tra tần BSIC, BCCH, mức thu của các cell và đảm bảo rằng các cell đã phát đúng tần số, đúng hướng.
Kiểm tra vùng phủ:
o Trước khi kiểm tra vùng phủ cần phải kiểm tra chính xác loại anten để xác định góc tilt. Tilt tổng của cell phải đảm bảo vùng phủ và giảm tối đa can nhiễu đến trạm khác.
o Tiến hành Driving test kết hợp với phân tích số liệu và phản ánh của khách hàng để kiểm tra vùng phủ, chất lượng tín hiệu
(độ nhiễu và cường độ tín hiệu) và khả năng handover giữa các cell trong và ngoài trạm.
o Từ kết quả đánh giá vùng phủ ở trên, kết hợp với việc kiểm tra cá tham số cơ khí ( Azimuth, Tilt, Height) so với bản thiết kế cũng như phản ánh từ khách hàng sẽ có sự điều chỉnh về Tilt, Azimuth hoặc các tham số phần mềm cho phù hợp với thực tế. • Kết hợp các số liệu đo kiểm tại trạm cùng với các số liệu đã được thống kê
chi tiết tại OMC, các kỹ sư sẽ phân tích các kết quả thu thập được.
• Sau khi đã phân tích các số liệu, phát hiện ra mạng có vấn đề, các kỹ sư căn cứ vào kết quả thống kê có thể đưa ra dự báo và lựa chọn các phương án tối ưu sau:
Thực hiện điều chỉnh vùng phủ của các sector cho phù hợp với tiêu chí phủ sóng như phủ dân cư, phủ đường…. hoặc phân chia lưu lượng hợp lý giữa các cell lân cận
Thực hiện nâng cấp tài nguyên vô tuyến, tăng lưu lượng đáp ứng nhu cầu phát triển lưu lượng.
Tối ưu các thông số vật lý Tối ưu các neighbour Tối ưu tần số
Tối ưu các tham số của trạm.
• Kết thúc quá trình tối ưu các kỹ sư chất lượng mạng đo kiểm lại toàn bộ khu vực ảnh hưởng của việc tối ưu để lấy các thông số kết luận công tác tối ưu . • Tối ưu mạng cũng đồng thời phải phát triển, thiết kế mạng mới, đo kiểm đưa
trạm BTS mới vào hoạt động nhằm mở rộng và tối ưu vùng phủ sóng cũng như đáp ứng nhu cầu phát triển lưu lượng.
CHƯƠNG 4. QUY HOẠCH VÀ TỐI ƯU MẠNG TRUY CẬP VÔ TUYẾN KHU VỰC TÂY HÀ NỘI TẠI VIETTEL
4.1 Lập kế hoạch phát triển mạng
4.1.1 Khảo sát sơ lược về khu vực Tây Hà Nội
Khu vực phía Tây Hà Nội tồn tại dưới tên Hà Tây trong hai giai đoạn 1965 – 1975, 1991 – 2008. Khu vực này có địa giới phía đông giáp thủ đô Hà Nội cũ, phía đông-nam giáp tỉnh Hưng Yên, phía nam giáp tỉnh Hà Nam, phía tây giáp tỉnh Hòa Bình, phía bắc giáp hai tỉnh Vĩnh Phúc và Phú Thọ.
Khu vực Tây Hà Nội có tổng diện tích đất tự nhiên tới gần 2153 km2, với tổng dân số hơn 2,62 triệu người . Khu vực này bao gồm quận Hà Đông, thị xã Sơn Tây và 12 huyện: Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ, Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, Ứng Hòa.
Quận, Huyện Dân số (người) Diện tích (km2)
Quận Hà Đông 225.100 47,9174 Thị xã Sơn Tây 117.000 113,460 Ba Vì 261.654 428 Chương Mỹ 291.324 211,84 Đan Phượng 142.607 76,59 Hoài Đức 175.200 82 Mỹ Đức 176.275 226,97 Phú Xuyên 191.169 170 Phúc Thọ 156.900 118,62 Quốc Oai 156.800 147,01 Thạch Thất 174.800 202 Thanh Oai 170.447 14,5 Thường Tín 211.637 130,29 Ứng Hòa 169.513 183,72 Tổng 2.620.426 2.152,9174
Bảng 4 – 1: Tình hình diện tích và dân số các quận huyện thuộc khu vực Tây Hà Nội
Do thời gian chuẩn bị cho luận văn tốt nghiệp không nhiều nên em chỉ tập trung khảo sát, thiết kế, quy hoạch và tối ưu mạng viễn thông cho khu vực Quận Hà Đông – một trung tâm kinh tế văn hóa của khu vực Tây Hà Nội.
Tình hình kinh tế - xã hội của Quận Hà Đông:
• Về kinh tế: Nằm ở phía Tây Nam Hà Nội, đầu mối của nhiều tuyến đường giao thông quan trọng, Hà Đông có vị trí chiến lược cả về chính trị, kinh tế và quân sự. Quận Hà Đông có cơ cấu kinh tế chuyển dịch, với tỷ trọng công nghiệp xây dựng chiếm 53,5%, thương mại - dịch vụ - du lịch chiếm 45,5%, nông nghiệp chỉ còn 1,0%. Sản xuất công nghiệp-tiểu thủ công nghiệp đã tiến những bước dài về quy mô, sản lượng, có tốc độ tăng trưởng GDP bình quân 3 năm (2005-2008) đạt 17,7%. Từ tháng 8/2008 đến tháng 8/2009, Giá trị sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp ngoài quốc doanh của quận Hà Đông đạt gần 1.821 tỷ đồng; tổng thu ngân sách nhà nước đạt 1.964,5 tỷ đồng.
• Về làng nghề: Hà Đông có nghề dệt lụa nổi tiếng từ lâu với làng lụa Vạn