III.1. Thiết kế lắp đặt và tối ưu hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực cho tũa nhà Bảo Gia, Tp. HCM
III.1.1 Phõn tớch yếu tố kinh tế kỹ thuật, lựa chọn giải phỏp:
Cấu trỳc tũa nhà:
- Mục đớch: Khu trung tõm thương mại và căn hộ.
- Địa chỉ: Lờ Đại Hành, Quận 11, TP HCM.
- Số tầng: 2 khối A và B, mỗi khối 23 tầng, 3 tầng hầm và 2 tầng mỏi.
- Kết cấu: Bờ tụng, cốt thộp
- Tổng diện tớch: Khoảng 150.000 m2
Hỡnh 31. Tũa nhà Bảo Gia theo thiết kế
Tớnh toỏn, phõn tớch cỏc yếu tố kinh tế kỹ thuật:
- Tũa nhà bao gồm 9 tầng dưới (3 tầng hầm và 3 tầng khu thương mại) cú diện tớch 6000m2/1 tầng.
- Thỏp đụi A và B phớa từ tầng 7 đến tầng 25 cú diện tớch 2500m2/tầng/thỏp. Nếu ta sử dụng hệ thống DAS thụ động: Sẽ phải chia thành 2 hệ thống DAS riờng
cho 2 tũa nhà mới cú thể đảm bảo chất lượng theo yờu cầu. a. Chi phớ đầu tư cho hệ thống DAS thụ động:
Chiều dài một cạnh 1 tũa thỏp 50 m.
Tối ưu chiều dài đi cỏp tới antenna = 2/3 chiều dài nhà = 40 m Số lượng vật tư cần cho thiết kế như sau:
• Số antenna omni/panel cần trang bị: 150.000/300 = 500 (chiếc)
• Số lượng antenna yagi cần trang bị: 07
• Chiều dài cỏp feeder 7/8”: 30*10 = 300 (m)
• Chiều dài cỏp feeder 1/2”: 40*500 = 20000 (m)
• Số bộ thiết bị trớch tớn hiệu coupler (~ số tầng): 30 (chiếc)
• Số bộ thiết bị splitter 2 cổng ra: 300 (chiếc)
• Số lượng connector N-type for 7/8’’ feeder = 2*30 = 60 (chiếc)
• Số lượng connector N-type cho 1/2’’ feeder = 1000 (chiếc)
• Số bộ diplexer kết hợp tớn hiệu băng GSM/UMTS: 01 (chiếc)
• Số bộ khuyếch đại cụng suất amplifier: 02 (chiếc)
Tổng giỏ trị đầu tư cho 02 hệ thống DAS thụ động như sau:
STT Loại thiết bị
Số lượng Đơn giỏ Tổng giỏ
(chiếc/m) (VNĐ) (VNĐ) I Thiết bị 2,515,337,000 1 Omni antenna 500 416,600 208,300,000 Yagi antenna 7 3,000,000 21,000,000 2 Feeder 7/8” 300 110,000 33,000,000 3 Feeder 1/2” 20000 57,000 1,140,000,000 4 Coupler 30 2,068,300 62,049,000 5 Splitter 300 1,815,400 544,620,000 6 Diplexer 1 45,570,000 45,570,000 Power Amplifier 2 20,000,000 40,000,000 7 Connector N-type for 7/8” 60 208,300 12,498,000 8 Connector N-Type for 1/2” 1000 208,300 208,300,000 9 Vật liệu phụ 200,000,000 II Dịch vụ 1,500,000,000 Thi cụng lắp đặt & tớch hợp hệ thống 150000 10,000 1,500,000,000 ________________________________________________________________________
III Tổng cộng (I+II) 4,015,337,000
Thuế GTGT (10%)
401,533,700 Tổng cộng sau thuế
4,416,870,700
b. Chi phớ đầu tư cho 2 trạm 2G/3G cấu hỡnh: 2/2/2 + 2/2/2 phục vụ 2 hệ thống DAS là 300 triệu/trạm chi phớ đầu tư cho 02 trạm là 600 triệu.
c. Chi phớ thuờ truyền dẫn + thuờ CSHT đặt trạm + chi phớ VHKT và UCTT:
- Chi phớ thuờ truyền dẫn: Mỗi trạm 1E1+1FE: 7 triệu/thỏng/trạm chi phớ truyền dẫn trong 05 năm cho 2 trạm là 840 triệu.
- Chi phớ CSHT: Một trạm 10 triệu/thỏng/trạm chi phớ thuờ CSHT nhà trạm cho 2 trạm trong 05 năm là 1.080 triệu.
Tổng chi phớ trong 05 năm cho trạm Passive DAS phủ súng cho tũa nhà Bảo Gia: 6.920.000.000 VNĐ
Nếu ta sử dụng hệ thống DAS cú phần tử chủ đụng (hybrid DAS): Sự dụng 1 hệ thống Hybrid DAS.
a. Chi phớ đầu tư hệ thống Hybrid DAS Mật độ antenna thiết kế: 400m2/antenna Mật độ remote unit: 06 tầng/RU
Tỷ lệ tối ưu cỏp tới antenna = 1/2 chiều dài nhà = 25 m Số lượng vật tư cần cho thiết kế như sau:
• Số lượng thiết bị main unit: 01
• Số lượng thiết bị remote unit: 05
• Số antenna omni/panel cần trang bị: 150.000/400 = 375 (chiếc)
• Số lượng antenna yagi cần trang bị: 07
• Chiều dài cỏp feeder 1/2”: 25*500 = 12500 (m)
• Số bộ thiết bị trớch tớn hiệu coupler (~ số tầng): 30 (chiếc)
• Số bộ diplexer kết hợp tớn hiệu băng GSM/UMTS: 01 (chiếc)
STT Loại thiết bị Số lượng Đơn giỏ Tổng giỏ
(chiếc/m) (VNĐ) (VNĐ)
I Thiết bị 2,695,009,000
1 Main Unit (MU) 1 200,000,000.00 200,000,000
Tủ phối quang & phụ kiện (MU)
1
24,000,000.00 24,000,000
2 Remote Unit (RU) 5 150,000,000.00 750,000,000
Hộp đấu nối quang
& phụ kiện (RU) 5 3,000,000.00 15,000,000
3 Omni antenna 375 416,000.00 156,000,000 4 Yagi antenna 7 3,000,000.00 21,000,000 5 Feeder 1/2” 12500 57,000.00 712,500,000 6 Coupler 30 2,068,300.00 62,049,000 7 Splitter 200 1,815,400.00 363,080,000 8 Diplexer 1 45,570,000.00 45,570,000 9 Connector N-Type for 1/2” 700 208,300.00 145,810,000 10 Vật liệu phụ 200,000,000 II Dịch vụ 1,500,000,000 Khảo sỏt thiết kế 150000 10,000.00 1,500,000,000 III Tổng cộng (I+II) 4,195,009,000 Thuế GTGT (10%) 419,500,900 Tổng cộng sau thuế 4,614,509,900
b. Chi phớ đầu tư cho 1 trạm 2G/3G cấu hỡnh: 2/2/2 + 2/2/2 phục vụ hệ thống Hybrid DAS là 300 triệu/trạm
c. Chi phớ thuờ truyền dẫn + thuờ CSHT đặt trạm + chi phớ VHKT và UCTT:
- Chi phớ thuờ truyền dẫn: Mỗi trạm 1E1+1FE: 7 triệu/thỏng/trạm chi phớ truyền dẫn trong 05 năm cho 1 trạm là 420 triệu.
- Chi phớ CSHT: Một trạm 10 triệu/thỏng/trạm chi phớ thuờ CSHT nhà trạm cho 1 trạm trong 05 năm là 540 triệu.
Tổng chi phớ trong 05 năm cho trạm Hybrid DAS phủ súng cho tũa nhà Bảo Gia: 5.860.000.000 VNĐ
Nếu ta sử dụng hệ thống DAS cú phần tử chủ đụng thuần tỳy (Active DAS): Sự dụng 1 hệ thống Active DAS.
a. Chi phớ đầu tư hệ thống Active DAS Mật độ antenna thiết kế: 500m2/antenna Mật độ Expansion Unit: 1 khối nhà/1 EU Mật độ remote unit: 01 tầng/RU
Tỷ lệ tối ưu cỏp tới antenna = 1/10 chiều dài nhà = 5m Số lượng vật tư cần cho thiết kế như sau:
• Số lượng thiết bị main unit: 01
• Số lượng expansion unit: 02
• Số lượng thiết bị remote unit: 50
• Số antenna omni/panel cần trang bị: 150.000/500 = 300 (chiếc)
• Số lượng antenna yagi cần trang bị: 07
• Chiều dài cỏp feeder 1/2”: 5*500 = 2500 (m)
• Số bộ diplexer kết hợp tớn hiệu băng GSM/UMTS: 01 (chiếc)
STT Loại thiết bị Số lượng Đơn giỏ Tổng giỏ
(chiếc/m) (VNĐ) (VNĐ)
I Thiết bị 4,477,870,000
1 Main Unit (MU) 1 200,000,000.00 200,000,000
Tủ phối quang (MU) 1 24,000,000.00 24,000,000 2 Expansion Unit (EU) 2 100,000,000.00 200,000,000 Hộp đấu nối quang
(EU) 2 10,000,000.00 20,000,000
3 Remote Unit (RU) 120 30,000,000.00 3,600,000,000
4 Yagi antenna 7 3,000,000.00 21,000,000
6 Diplexer 1 45,570,000.00 45,570,000 7 Feeder 1/2” 2500 57,000.00 142,500,000 8 Vật liệu phụ 100,000,000 II Dịch vụ 750,000,000 Khảo sỏt thiết kế 150000 5,000.00 750,000,000 III Tổng cộng (I+II) 5,227,870,000 Thuế GTGT (10%) 522,787,000 Tổng cộng sau thuế 5,750,657,000
b. Chi phớ đầu tư cho 1 trạm 2G/3G cấu hỡnh: 2/2/2 + 2/2/2 phục vụ hệ thống Active DAS là 300 triệu/trạm
c. Chi phớ thuờ truyền dẫn + thuờ CSHT đặt trạm + chi phớ VHKT và UCTT:
- Chi phớ thuờ truyền dẫn: Mỗi trạm 1E1+1FE: 7 triệu/thỏng/trạm chi phớ truyền dẫn trong 05 năm cho 1 trạm là 420 triệu.
- Chi phớ CSHT: Một trạm 10 triệu/thỏng/trạm chi phớ thuờ CSHT nhà trạm cho 1 trạm trong 05 năm là 540 triệu.
Tổng chi phớ trong 05 năm cho trạm Active DAS phủ súng cho tũa nhà Bảo Gia: 7.010.000.000 VNĐ
Xột yếu tố kinh tế kỹ thuật để lựa chọn giải phỏp hiệu quả khi đầu tư hệ thống DAS cho tũa nhà Bảo Gia, nhúm nghiờn cứu đề tài để xuất phương ỏn sử dụng giải phỏp Hybrid DAS.
III.1.2 Khảo sỏt thiết kế hệ thống IBC
Dựa trờn cỏc thụng tin về tũa nhà, số lượng thờ bao ước lượng phục vụ lớn nờn giải phỏp phự hợp nhất là hệ thống Hybrid DAS.
Giải phỏp này dung hoà được cả ưu nhược điểm của hai hệ thống thụ động và chủ động, nú vừa đảm bảo chất lượng tớn hiệu cho những khu vực phủ súng inbuilding cú quy mụ lớn lại vừa tiết kiệm chi phớ.
POI để kết hợp nhiều băng tần khỏc nhau (trong thiết kế này là 2 băng tần 1800MHz và 2100MHz).
Cỏc phần tử chủ động sử dụng:
Khối MU – MOU: Phõn phối cỏc tớn hiệu đến RU qua cỏp quang, đỏp ứng cỏc tiờu chớ kỹ thuật sau:
- Cú khả năng giao tiếp với BTS hoặc Node B tối thiểu trờn 2 băng tần GSM 1800/UMTS 2100.
- Có khả năng kờ́t nụ́i được với ít nhṍt 1 cell/GSM 1800 (hỗ trợ tối thiểu tới 8 TRX/1 cell); và 1 cell/UMTS 2100 (hỗ trợ tối thiểu 3 carrier).
- Quản lý được ớt nhất 8 thiết bị đầu xa (Remote unit cho 2 băng GSM 1800/ UMTS 2100).
- Cho phộp truy suất, giỏm sỏt, thay đổi cấu hỡnh từ xa.
- Cú khả năng kết nối với Remote Unit qua cỏp quang.
- Khối lượng < 15 Kg.
- Tớn hiệu trờn phần truyền dẫn giữa Main Unit và Remote Unit là tớn hiệu số.
- Cụng suất tiờu thụ: < 250W
- Kớch thước phự hợp, cú thể gắn chung vào tủ BTS hoặc node B (rack 19’’) của MobiFone.
- Cú khả năng mở rộng để kết nối thờm 1 cell GSM 900 (hỗ trợ tối thiểu tới 4 TRX/1 cell).
- Cho phộp truy suất, giỏm sỏt, thay đổi cấu hỡnh từ xa qua giao thức SNMP.
- Cú khả năng gửi cảnh bỏo về trạm BTS.
- Sẵn sàng hỗ trợ cho cụng nghệ 4G/LTE.
Khối RU- RRU: Chuyển đổi tớn hiệu RF từ quang sang điện, khuyếch đại để đạt được RF ở đầu ra anten mong muốn:
- Đỏp ứng tối thiểu 2 băng tần GSM 1800/UMTS 2100.
- Sụ́ lượng TRX/1 cell cho băng tõ̀n 1800 > 8.
- Sụ́ lượng carrier cho băng tõ̀n UMTS > 3.
- Cụng suṍt đõ̀u ra RF với GSM 1800 ≥ 42 dBm khi sử dụng đủ 8 TRX.
- Cụng suṍt đõ̀u ra RF với UMTS 2100 ≥ 42 dBm khi sử dụng đủ 3 carrier.
- Kớch thước phự hợp, cú thể treo trờn tường, lờn cột.
- Cụng suất tiờu thụ: < 1000 W
- Khả năng chịu đựng mụi trường bờn ngoài với cỏc chỉ tiờu:
- Nhiệt độ lưu trữ: (0 oC) – (+ 70 oC )
- Độ ẩm : 10% -90 % non-condensing
- Chống sột: 20kA IEC 1000-45 8/30 μs Waveform
- Khả năng mở rụ̣ng cho băng tõ̀n GSM 900 với sụ́ lượng TRX /1 cell > 4.
- Cú khả năng gửi cảnh bỏo về trạm BTS
- Sẵn sàng hỗ trợ cho cụng nghệ 4G/LTE
Cỏp quang: dẫn tớn hiệu từ khối MU đến RU ở xa phũng thiết bị. Cỏc phần tử thụ động sử dụng:
Cỏp 7/8, 1/2: dẫn tớn hiệu RF đến 3 tầng hầm, từ khối RU đến cỏc anten từng tầng:
Tiờu chuẩn suy hao tớn hiệu của cỏp feeders/100m như sau:
Loại feeder 900MHz 1800MHz 2100MHz
1/2" 7dB 10dB 11dB
7/8” 4dB 6dB 6.5dB
Cỏp feeder cần đảm bảo cỏc tiờu chuẩn:
- Trở khỏng: 50 +/- 1 Ohm
- Dải nhiệt độ hoạt động: -55 ~ +80 °C
- Chịu lực kộo tối đa 2800N
- Bỏn kớnh uốn cong tối thiểu: 120mm cho loại 7/8 và 70mm cho loại 1/2
- Khả năng chịu lực > 1.6kg/mm
- Lừi dẫn tớn hiệu bằng vật liệu đồng
- Vật liệu vỏ bọc khụng cú thành phần chất halogen (halogen-free)
- Vật liệu cú khả năng chống chỏy, chịu lực
- Nhón mỏc: ghi rừ thương hiệu, loại cỏp, ngày sản xuất và đỏnh dấu meter Cỏc bộ chia tớn hiệu splitters 2, 3,4 đầu ra, couplers:
Bảng tiờu chuẩn kỹ thuật yờu cầu cho cỏc loại thiết bị splitter như sau:
Tiờu chuẩn kỹ thuật 2-way splitter 3-way splitter 4-way splitter
Băng tần 876-2700 MHz Số cổng ra 2 3 4 Hệ số suy giảm trớch tớn hiệu 3 dB 4,77dB 6dB Suy hao chốn < 0.05 dB ________________________________________________________________________
Trở khỏng 50 Ohm
VSWR < 1.5
Nhiễu xuyờn điều chế < -150 dBc (2x43 dBm carrier)
Cụng suất tối đa 100W
Dải nhiệt độ hoạt động -55 ~ +80 °C
Thiết bị POI:
Tiờu chuẩn kỹ thuật Dual-band combiner
Băng tần Băng 1: 1710-1880MHz; Băng 2: 1920-2170MHz
Insertion loss
• Port 1 – port 3
• Port 2 – port 3
• Băng 1: <0.3 dB
• Băng 2: <0.3 dB Isolation (port 1 – port 2) > 50 dB
VSWR • Băng 1: <1.25 dB
• Băng 2: <1.25 dB
Trở khỏng 50 Ohm
Cụng suất đầu vào tối đa • Băng 1: <300 W
• Băng 2: <300 W
Nhiễu xuyờn điều chế < -160 dBc (hài bậc 3 với tớn hiệu vào 2x20W) Dải nhiệt độ hoạt động -40 ~ +60 °C
Trong thiết kế dưới đõy, chỳng ta lựa chọn cỏp cả cỏp 7/8 và1/2 do ưu điểm của cỏp 7/8 inch cú thể được lắp đặt trong cỏp thẳng đứng, do đú dễ dàng truy cập và việc lắp đặt của cỏp đồng trục cố định trở nờn tương đối đơn giản, cũn cỏp 'mỏng' 1/2 inch cho cỏc cỏp đồng trục nằm ngang, cú thể nẹp dõy cỏp vào khung của trần nhà bằng dõy buộc cỏp.
Việc thiết kế 3 cell như trong hỡnh vẽ dưới đõy là để đảm bảo đỏp ứng dung lượng và do cấu trỳc tũa nhà trục gain kỹ thuật thụng tầng bị chia cắt tại tầng 6 lửng nờn chỳng ta phải bố trớ từng cell đến cỏc anten như vậy để đảm bảo cụng suất và phạm vi vựng phủ.
Hỡnh 32. Sơ đồ nguyờn lý hệ thống IBC Bảo Gia
Sơ đồ bố trớ thiết bị tại cỏc mặt bằng cỏc tầng của tũa nhà
Hỡnh 34. Mặt bằng bố trớ anten tầng hầm 2
Hỡnh 36. Mặt bằng bố trớ anten tầng 1
Hỡnh 38. Mặt bằng bố trớ anten tầng 3
Hỡnh 40. Mặt bằng bố trớ anten tầng 5
Hỡnh 42. Mặt bằng bố trớ anten tầng 6
Hỡnh 44. Mặt bằng bố trớ anten tầng mỏi 1
III.1.3 Cài đặt tham số vụ tuyến cho hệ thống Inbuilding:
Cỏc tham số được đề xuất cho quỏ trỡnh tối ưu húa: o Cell Reselection
o Handover
o Điều khiển cụng suất
o Điều khiển truy nhập và tắc nghẽn
Cỏc tham số để tiến hành quỏ trỡnh Cell Selection và Handover từ 2G sang 3G và ngược lại:
Cỏc tham số Giỏ trị được cài đặt í nghĩa
1 En_2G_TO_3G_Cell_R
eselection
Enable with 3G search activated
Cho phộp tỡm kiếm cỏc cell 3G để tiến hành Cell
Reslection từ 2G sang 3G
2 FDD_Qmin - 9 Để trỏnh hiện tượng ping
pong trong quỏ trỡnh Cell Reselection
3 FDD_Qoffset -28 dB Luụn tỡm kiếm cỏc cell 3G
để tiến hành Cell Reselection từ 2G sang 3G 4 FDD_GPRS_Qoffset -28 dB 5 FDD_Qmin_Offset -12 dB 6 FDD_RSCPmin -102 dBm Qsearch - Qsearch_I - Qsearch_P 7 7
Luụn luụn tỡm kiếm cỏc cỏc neighbour cell 3G để tiến hành Cell Reselection. Luụn luụn tỡm kiếm cỏc neighbour cell 3G để tiến ________________________________________________________________________
- Qsearch_C 7
hành Cell Reselection Luụn luụn tỡm kiếm cỏc neighbour cell 3G để tiến hành Cell Reselection
7 EN_CPICP_2G_3G_Re
selection
RSCP & Ec/No Tham số được sử dụng trong quỏ trỡnh đo đạc để tiến hành Cell Reselection
8 EN_FAST_3G_Reselect ion Fast 3G cell reselection is used Quỏ trỡnh 3G Cell Reselection nhanh nờn được sử dụng để giảm thời gian cho quỏ trỡnh Cell Reselection.
Cỏc tham số để tiến hành Cell Reselection từ 3G sang:
Cỏc tham số Giỏ trị đề xuất
1 AdjgQoffset 0 2 AdjgQrxlevMin -95 3 Qhyst1 0 4 Qqualmin -18 5 Qrxlevmin -105 6 SsearchRAT 4 dB
Cỏc tham số để tiến hành Inter – System handover trờn mạng Mobifone.
EN_3G_HO Yes (Cho phộp tiến hành ISHO)
FDD_multirat_report 2 (danh sỏch neigbour cell là 5)
CPICH Ec/No HHoEc/NoThreshold -15 dB
HHoEc/NoCancel -9 dB
HHoEc/NoCancelTime 640 ms