IV.1. Cỏc kịch bản triển khai hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực trờn
mạng di động của VNPT
trong việc thiết kế hệ thống inbuilding trong cỏc tũa nhà cao tầng lớn mà hệ thống cũ sử dụng cỏc phần tử thụ động khụng đỏp ứng được.
Tuy nhiờn, việc lựa chọn giải phỏp DAS sử dụng phần tử tớch cực nào như Active DAS, Hybrid DAS… phải được khảo sỏt, cõn nhắc và lựa chọn dựa trờn nhiều tiờu chớ khỏc nhau để mang lại hiệu quả cao nhất.
Hybrid DAS là giải phỏp lý tưởng khi chỳng ta cần cụng suất phỏt cao cho cỏc phần tử ở xa. Nú được sử dụng trong đường hầm, khu thể thao liờn hợp và nhiều vị trớ nơi cụng suất RF tớch hợp bởi cỏc phần tử từ xa phải được chia thành nhiều kờnh. Tuy nhiờn, chỳng ta phải cẩn thận với cụng suất phỏt cao, và chắc chắn rằng uplink cú thể theo dừi vựng phủ súng của downlink, nếu khụng DAS sẽ mất cõn bằng.
Sự kết hợp nhiều thiết kế DAS trong một dự ỏn sẽ mang lại hiệu quả cao, sử dụng Passive DAS trong một phần của tũa nhà gần với trạm gốc, và Active DAS trong cỏc khu vực khỏc xa hơn.
Nú cũng cú thể kết hợp cỏc giải phỏp DAS với cỏc macro sectors; vớ dụ một macro site ngoài trời cũng cú thể được kết nối với một DAS trong nhà trong cựng tũa nhà, như trường hợp cỏc site ngoài trời được đặt trờn mỏi nhà.
Sự kết hợp cỏc giải phỏp khỏc nhau sẽ cho phộp cỏc nhà quy hoạch vụ tuyến để thiết kế DAS kinh tế nhất cú thể, và đồng thời tối đa húa hiệu suất. Chỳng ta nờn kết hợp nhiều cỏc cụng cụ thiết bị, khụng luụn luụn dựa vào chỉ một loại.
Một số kịch bản và lộ trỡnh thực hiện nhằm triển khai hệ thống IBC cú cỏc phần tử tớch cực được nhúm nghiờn cứu xem xột và đề xuất như sau:
Hệ thống Active DAS quy mụ rất lớn, sử dụng cỏc bộ mở rộng EU sử dụng cho cỏc khối tũa nhà cú diện tớch lớn lờn đến hàng trăm ngàn một vuụng như cỏc tổ hợp nhà cao tầng trong cỏc khu đụ thị lớn:
Bằng việc sử dụng truyền dẫn qua cỏc sợi quang suy hao thấp, một DAS chủ động điển hỡnh cú thể đạt khoảng cỏch hơn 5 km. Cỏp giữa EU và RU lờn tới 250 m cho phộp cỏc giải phỏp này cú khả năng ỏp dụng cho cỏc khối tũa nhà lớn.
Cỏc MU thường sẽ được kết nối tới EU bằng sợi quang học. EUs thường phõn bổ trong tũa nhà hoặc khuụn viờn trường và được đặt trong cỏp trung tõm raiser hoặc phũng IT X-kết nối. EU được kết nối với MU bằng cỏch sử dụng sợi quang học, riờng biệt cỏc sợi cho UL và DL. EU chuyển đổi tớn hiệu quang học từ MU sang tớn hiệu điện và phõn ________________________________________________________________________
phối lại cho RU. Lý tưởng nhất EU cũng sẽ là nguồn cung cấp điện DC cho RUs thụng qua cỏp tớn hiệu đó cú sẵn để trỏnh phải cung cấp năng lượng nội vựng tại mỗi điểm ăng ten (RU).
Hệ thống Active DAS quy mụ trung bỡnh lớn, khụng sử dụng cỏc bộ mở rộng EU được sử dụng tại cỏc tũa nhà văn phũng, chung cư cú diện tớch khoảng 60.000m2 đến 100.000m2.
Mặc dự rằng Active DAS thường được ỏp dụng cho cỏc khối gồm nhiều tũa nhà lớn như trỡnh bày ở trờn, tuy vậy Active DAS cũng được thiết kế cho một khối tũa nhà kớch thước trung bỡnh lớn và khoảng cỏch từ BTS đến anten lờn đến vài trăm một, qua đú tận dụng được cỏc lợi ớch hiệu suất cao của DAS, như là cơ sở hạ tầng cỏp quang, trạm
Hệ thống này bao gồm một MU kết nối trực tiếp đến RUs bằng cỏp đồng trục, CAT5 hay cỏc 'IT-type' cỏp khỏc, nhưng khụng sử dụng sợi quang học. Hệ thống này tuy nhỏ nhưng cú tất cả cỏc chức năng và ưu điểm như là hiệu chuẩn tự động, hiệu suất ổn định và cải thiện liờn kết vụ tuyến như cỏc hệ thống lớn. Ngay cả những chi tiết như cảnh bỏo cũng giống nhau; đầy đủ tớnh năng giỏm sỏt hệ thống, thậm chớ bao gồm cả ăng ten.
Hệ thống Active Fiber DAS sử dụng tại cỏc khu vực cần cung cấp đa dịch vụ của VNPT GSM/UMTS/WiFi/WiMax như nhà ga, bến tàu, sõn bay, khu văn phũng cần nhiều loại hỡnh dịch vụ thụng tin khỏc nhau:
MU liờn kết Fiber DAS tới cỏc trạm gốc khỏc nhau. Cỏc ORU được cài đặt trờn khắp tũa nhà, nú chuyển đổi tớn hiệu quang từ MU thành tớn hiệu RF bỡnh thường và tớn hiệu RF UL từ điện thoại di động được chuyển đổi và chuyển đến cỏc MU. Cỏc ORU thường sẽ cần phải hoạt động từ hiệu suất RF từ mức trung bỡnh đến cỏo và thường sẽ cú cỏc kết nối đến hai hoặc nhiều ăng ten, cho cỏc ăng-ten DAS.
Hệ thống Hybrid DAS thường ỏp dụng cho cỏc tũa nhà cú sẵn hệ thống Passive DAS cần mở rộng quy mụ tũa nhà hoặc nhằm đỏp ứng thờm dịch vụ mới cung cấp.
Trong hệ thống Hybrid DAS, HRU được lắp đặt trong khắp tũa nhà, kết nối cỏc phần tử tớch cực của hệ thống từ MU đến hệ thống cỏc anten thụ động thụng qua cỏc bộ chia splitter. Nú biến đổi tớn hiệu quang từ MU tới RF thụng thường, và tớn hiệu RF UL từ thuờ bao di động sẽ được biến đổi và truyền tới MU. HRU yờu cầu cụng suất đầu ra RF từ mức trung bỡnh đến mức cao, để bự trừ cho sự suy hao của phần Passive DAS để cung cấp tớn hiệu tới cỏc ăng-ten phõn tập kết nối đến HRU.
Do hệ thống Hybrid DAS bao gồm 2 phần Active và Passive kết nối với nhau thụng qua HRU, do đú giải phỏp này thường được sử dụng khi mở rộng quy mụ của một tũa nhà đó cú sẵn hệ thống Passive DAS. Lỳc đú, cỏc phần tử Passive DAS sẽ được giữ nguyờn hoặc cú thể được hiệu chỉnh rồi kết nối vào hệ thống cỏc phần tử tớch cực mới lắp đặt thụng qua bộ HRU. Bờn cạnh đú, giải phỏp này cũng được sử dụng khi ta muốn ________________________________________________________________________
gom cỏc hệ thống DAS thụ động tại nhiều tũa nhà khỏc nhau trong 1 khối tổ hợp cỏc tũa nhà. Khi đú, mỗi hệ thống passive DAS cú sẵn tại mỗi toà nhà sẽ được kết nối với nhau và đưa về kết nối chung vào 1 hệ thống trạm thu phỏt BTS/NodeB chung thụng qua hệ thống cỏc phần tử tớch cực mới lắp đặt và sẽ trở thành 1 hệ thống Hybrid DAS mới. Do thực hiện gom nhiều hệ thống Passive DAS về chung 1 hệ thống trạm thu phỏt BTS/Node B nờn ta sẽ tiết kiệm được chi phớ đầu tư trạm phỏt, chi phớ thuờ truyển dẫn và chi phớ vận hành khai thỏc bảo dưỡng trạm. Tuy nhiờn, sau khi thực hiện gom cỏc hệ thống Passive DAS về 1 hệ thống Hybryd DAS kết nối vào 1 trạm thu phỏt do đú cần phải tớnh toỏn lại dung lượng trạm thu phỏt sao cho đảm bảo cho nhu cầu của toàn bộ cỏc tũa nha
Ngoài ra, chỳng ta cũng cú thể xõy dựng 1 hệ thống Hybrid DAS mới cho 1 tổ hợp cỏc tũa nhà nhằm tiết kiệm bớt chi phớ so với việc xõy dựng 1 hệ thống Active DAS thuần tỳy. Tuy nhiờn khi đú, cỏc phần tử thụ động của hệ thống Hybrid sẽ khụng thể được giỏm sỏt chất lượng và việc thiết kế cụng suất cho toàn bộ hệ thống Hybrid DAS cần được tớnh toỏn cẩn thận nhằm đảm bảo cụng suất đầu ra ở cỏc phần tử ở xa.
Phương ỏn kết hợp giữa hệ thống Active DAS và Passive DAS:
Thường thỡ giải phỏp lý tưởng nhất cho một dự ỏn trong nhà là kết hợp được cỏc phần tốt nhất của Passive và một phần tốt nhất của thiết kế Active DAS. Passive DAS đạt hiệu quả trong đường hầm, dễ lắp đặt trong khay cỏp mở cú sẵn trong tầng hầm và cỏc khu vực đậu xe, với khoảng cỏch thấp và chỉ phục vụ một vài ăng-ten, hiệu suất RF tốt. Active DAS thường đắt hơn, nhưng cú hiệu quả với khoảng cỏch dài hơn, và dễ dàng hơn để lắp đặt hơn với cỏc cụng trỡnh cú độ phức tạp cao.
Trong dự ỏn trong nhà chỳng ta sẽ thấy rằng cỏc phũng thiết bị chỳng ta được giao quản lý cỏc trạm gốc nằm ở tầng hầm. Do đú nú sẽ dễ dàng bao phủ cỏc khu vực gần cỏc trạm gốc, khu vực đậu xe, tầng hầm, vv, bằng cỏch sử dụng một Passive DAS với vài ăng-ten.
Hỡnh 11. Vớ dụ về một Hybrid DAS, hệ thống thụ động với Active DAS ở những phần xa tũa nhà
Trong cỏc khu vực xa phũng thiết bị như là cỏc tầng văn phũng ở phần trờn cựng của tũa nhà, độ suy hao cao của một Passive DAS cú thể làm suy giảm hiệu suất. Ngoài ra, những thỏch thức lắp đặt với cứng lừi đặc nặng thụ động cú thể là một vấn đề, và quỏ đắt đỏ. Do đú sự lựa chọn sẽ là sử dụng Passive DAS gần với trạm gốc, và Active DAS hoạt động được cỏc khu vực khú khăn hơn.
IV.2. Lộ trỡnh triển khai hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực dựng
chung cho cỏc mạng di động của VNPT:
Vấn đề sử dụng chung hạ tầng phủ súng Inbuilding cho cỏc mạng di động của VNPT được thực hiện theo lộ trỡnh sao cho đảm bảo hiệu quả việc sử dụng chi phớ mà vẫn đảm bảo chất lượng súng phục vụ khỏch hàng.
Về cơ bản, để phủ súng đảm bảo chất lượng cho cỏc tũa nhà cao tầng, việc sử dụng hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực (Active, Hybrid DAS) với cỏc tũa nhà cú quy mụ lớn trờn 60.000m2 là cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng. Núi cỏch khỏc là để đảm bảo chất lượng súng cho cỏc tũa nhà cao tầng quy mụ trờn 60.000m2 thỡ việc sử dụng hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực (Active, Hybrid DAS) là yếu tố bắt buộc. Tuy nhiờn lựa chon giải phỏp kết nối thiết bị trạm BTS của nhiều nhà khai thỏc (vớ dụ như MobiFone và VinaPhone của VNPT) vào sử dụng chung hệ thống DAS cú sử dụng phần tử tớch cực (Active, Hybrid DAS) như sử dụng giải phỏp Roaming, MORAN hay sử dụng bộ kết hợp tớn hiệu POI sẽ được cõn nhắc. Cỏc giải phỏp này đều cú ưu nhược điểm riờng nờn cần được xem xột kỹ khi triển khai thực tế, nhúm đề tại xin phõn tớch 1 số ưu, nhược điểm dựa trờn yếu tố kinh tế kỹ thuật:
Sử dụng khai bỏo roaming giữa 2 mạng MobiFone và VinaPhone tại cỏc tũa nhà
cần phủ súng Inbuilding:
- Với giải phỏp này, ưu điểm là tiết kiệm tối đa chi phớ đầu tư do chỉ cần 1 nhà khai thỏc là VinaPhone hoặc MobiFone đầu tư trạm thu phỏt. Sau đú 2 mạng thực hiện khai bỏo roaming cho cỏc cell Inbuilding để cỏc thuờ bao của 2 mạng cú thể thực hiện roaming trong nội bộ tũa nhà.
- Tuy nhiờn roaming Inbulding cú nhiều nhược điểm như sau:
Hiện tại khả năng thực hiện khai bỏo Roaming trờn mạng VMS được thực hiện đến mức LAC, chưa thực hiện đến mức cell. Do đú, để thực hiện Roaming cỏc trạm IBS thỡ cần thực hiện khai toàn bộ cỏc cell IBS vào 1 LAC riờng và thực hiện mở Roaming cho LAC này. Tuy nhiờn khi thực hiện khai toàn bộ cỏc cell IBS vào 1 LAC riờng thỡ sẽ gõy ảnh hưởng đến quy hoạch và chất lượng mạng lưới do cỏc cell IBS nằm rải rỏc trờn địa bàn cỏc thành phố nờn khi khai bỏo cỏc cell này vào 1 LAC riờng sẽ phỏ vỡ quy hoạch LAC và làm tăng bỏo hiệu (số lượng Location Update) đỏng kể.
Ngoài ra do chỉ mở Roaming cho cỏc cell IBS nờn khi thuờ bao di chuyển từ bờn ngoài cell IBS vào và đang sử dụng dịch vụ thỡ chất lượng cuộc gọi sẽ khụng đảm bảo, chất lượng thoại sẽ rất kộm và dẫn đến rớt cuộc gọi. Sau đú mỏy mới thực hiện Location Update lại thỡ mới Roaming sang mạng mới. Do đú chất lượng sẽ khụng thể đảm bảo, ảnh hưởng rất lớn đến số lượng lớn khỏch hàng bờn trong tũa nhà. Tương tự như vậy với trường hợp khi di chuyển từ bờn trong cell IBS ra bờn ngoài cuộc gọi cũng sẽ bị rớt do khụng thể handover với cell bờn ngoài.
Súng di động mạng chủ từ cỏc trạm ngoài overshoot vào tũa nhà rất sõu và mạnh do vậy thuờ bao VNP/VMS khi di chuyển trong tũa nhà khú tự thực hiện cập nhật chuyển vựng vào trạm IBC của mạng khỏch (chủ yếu diễn ra trong thang mỏy và một số khu vực nhất định).
Hiện tượng lặp chuyển giao (ping-pong) giữa cỏc mạng di động xảy ra thường xuyờn và cú phản ỏnh từ một số thuờ bao Mobifone tại tũa nhà trong thời gian thử nghiệm gõy ảnh hưởng lớn đến chất lượng dịch vụ
- Giải phỏp thực hiện roaming cho cỏc cell IBC chỉ thực hiện trong cỏc trường hợp bất khả khỏng do chất lượng dịch vụ cung cấp cho khỏch hàng khụng đảm bảo và khụng ổn định.
- Thực tế khi triển khai thử nghiệm roaming cho 2 mạng MobiFone và VinaPhone của VNPT tại tũa nhà cao tầng đó cho thấy chất lượng súng khụng đảm bảo, khụng thể giỏm sỏt được chất lượng phục vụ khỏch hàng. Nhúm nghiờn cứu đề tài đề xuất khụng sử dụng roaming giữa VinaPhone và MobiFone cho cỏc tũa nhà cao tầng sử dụng hệ thống DAS.
Sử dụng thiết bị MORAN cho 2 mạng MobiFone và VinaPhone tại cỏc tũa nhà cần phủ súng Inbuilding:
- Giải phỏp này cũng cú 1 ưu điểm là tiết kiệm chi phớ, tuy nhiờn việc vận hành khai thỏc, giỏm sỏt và đảm bảo chất lượng dịch vụ gặp nhiều khú khăn do chưa cú OMC riờng cho phần thiết bị MORAN. Do đú việc xử lý sự cố, giải quyết khiếu nại của khỏch hàng tại khu vực trạm MORAN tốn rất nhiều thời gian, ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ của VMS.
- Việc cỏc trạm MORAN và cỏc trạm outdoor xung quanh kết nối vào BSC/RNC khỏc nhau đang làm ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ và phỏ vỡ cấu trỳc mạng lưới theo vựng địa lý (LAC/BSC).
- Bờn cạnh đú việc sử dụng MORAN phải phụ thuộc vào phõn vựng thiết bị. Nhiều loại thiết bị trạm BTS hiện tại khụng hỗ trợ MORAN cũng là một khú khăn đỏng kể trong việc triển khai MORAN cho cỏc trạm IBS.
- Do vậy, khi triển khai MORAN cho IBC cần cõn nhắc giữa hiệu quả kinh tế mang lại với việc khú khăn trong cụng tỏc vận hành khai thỏc, giỏm sỏt đảm bảo chất lượng mạng.
Sử dụng bộ kết hợp POI kết nối cho 2 mạng MobiFone và VinaPhone tại tũa nhà cần phủ súng Inbuilding:
- Về bản chất thiết bị POI là bộ kết hợp tớn hiệu ở nhiều tần số khỏc nhau để kết nối vào hệ thống DAS. Thiết bị POI thường được sử dụng để kết hợp cỏc cụng nghệ di động khỏc nhau sử dụng cỏc tần số khỏc nhau hoặc kết hợp tớn hiệu của nhiều nhà khai thỏc khỏc nhau sử dụng cỏc băng tần khỏc nhau.
- Thiết bị POI thường cú nhiều đầu vào và 1 đầu ra kết nối vào hệ thống DAS. Số lượng đầu vào của bộ POI phụ thuộc vào số lượng nhà khai thỏc dựng chung hệ thống DAS cũng như phụ thuộc vào số lượng cỏc cụng nghệ mà cỏc nhà khai thỏc
sử dụng như GSM900/1800/UMTS2100.. Do đú, tựy thuộc vào số lượng nhà khai thỏc và cụng nghệ chỳng ta sẽ lựa chọn bộ kết hợp POI hợp lý.
- Một số thiết bị POI với cỏc chỉ tiờu kỹ thuật thường được sử dụng. Cỏc bộ POI thường cú mức suy hao khỏc nhau, càng nhiều đầu vào thỡ suy hao càng lớn. Thụng thường mức suy hao này nằm trong khoảng từ 3-6 dB. Do vậy phải căn cứ vào số lượng nhà khai thỏc mà lựa chọn thiết bị POI hợp lý nhằm giảm thiểu mức suy hao tớn hiệu. Ngoài ra để đảm bảo mức tớn hiệu đạt yờu cầu, thụng thường cỏc
