Giải pháp nguồn outdoor giúp giảm chi phí vận hành khai thác (Opex) cho mạng di động

Ảnh minh họa.

Dịch vụ di động 2G dùng công nghệ GSM900 được triển khai vào Việt Nam năm 1993, phục vụ thoại và SMS. Đặc điểm mạng giai đoạn này là dung lượng nhỏ, dùng tần số 900MHz nên vùng phủ sóng của mỗi trạm rộng, số lượng trạm ít và tất cả đều là thiết bị điện tử tích cực đặt trong nhà (Trạm Indoor).

Ngày nay, mạng chủ lực là 4G và 5G, phục vụ thoại và các dịch vụ data với dung lượng lớn hơn rất nhiều lần 2G trước đây. Mạng 4G, 5G có dung lượng rất lớn nên phải sử dụng tần số cao và phổ tần rộng. Mặt khác, do đặc tính truyền sóng và công nghệ điều chế thay đổi để mang thông lượng lớn nên phạm vi phủ sóng của mỗi trạm 4G, 5G rất nhỏ, do đó cần số lượng trạm lớn hơn rất nhiều lần so với 2G.

Ảnh minh họa.

Theo đó, số lượng trạm 4G, 5G sẽ tăng lên rất nhiều lần, nếu vẫn thiết kế cấu trúc trạm Indoor như trước đây thì chi phí vận hành khai thác vô cùng lớn. Chính vì vậy, các nhà cung cấp thiết bị đã đưa phần tiêu thụ nhiều điện năng RU (Radio Unit) lên cột anten, tránh suy hao cao tần trên feeder và có cơ hội chuyển trạm sang chế độ Outdoor.

Hiện nay, các nhà cung cấp thiết bị đã sẵn sàng cho BBU (Base Band Unit) Outdoor, chúng ta có thể chuyển trạm sang chế độ hoàn toàn Outdoor để tiết kiệm chi phí phòng máy, điện lạnh... tạo dư địa cho việc giảm Opex.

Tuy nhiên, các nhà mạng hiện nay đang vận hành cùng lúc 2G, 3G, 4G và một số 5G thử nghiệm nên vẫn dùng trạm indoor.

Bộ Thông tin và Truyền thông đã có kế hoạch tắt 2G & 3G trong thời gian tới, khi chỉ còn lại 4G & 5G các nhà mạng cần hướng tới mạng lưới bao gồm phần lớn các trạm Outdoor.

Mạng 4G đang có nhu cầu đầu tư mở rộng vùng phủ, xoá bỏ các điểm đen, tăng dung lượng nên việc đầu tư trạm Outdoor là hợp lý. Một cấu hình tối ưu là dùng một trạm indoor có BBU điều khiển một số trạm Outdoor lân cận, kết nối sợi quang từ BBU tới các RRU (Remote Radio Unit).

Mạng 5G đang thử nghiệm tại các điểm tập trung lưu lượng, sau này phát triển đại trà cũng nên dùng Outdoor...

Xuất phát từ tư duy này, Thạc sĩ Trịnh Tuấn Hải hợp tác với các giảng viên Đại học Bách khoa TP HCM đã thiết kế, chế tạo và đưa vào vận hành bộ nguồn Outdoor RD 2000-20 phù hợp với các yêu cầu trên.

Cấu trúc thiết bị nguồn Outdoor cấu hình 3+0/2+1

Thiết bị nguồn Outdoor RD 2000-20

Bộ nguồn Outdoor 2000-20 hoàn toàn cân bằng nhiệt theo nguyên tắc nhiệt động học, không dùng quạt đối lưu không khí, đây là một lợi thế lớn vì loại bỏ rủi ro quạt hỏng gây sự cố nguồn dẫn đến sự cố mạng;

Hiệu suất lớn hơn 93%, tốt hơn các bộ nguồn Indoor thường đạt khoảng 90%;

Công suất bộ nguồn outdoor hiện tại đủ cung cấp cho Accu dự phòng và trạm 2G, 3G, 4G. Sau này loại bỏ 2G & 3G thì công suất nguồn càng dễ thỏa mãn yêu cầu cho 4G & 5G;

Outdoor 2000-20 có tính năng kết nối IoT qua 3G & 4G về server quản lý tập trung, nâng cao chất lượng vận hành khai thác;

Việc thiết kế chế tạo thiết bị rất bài bản, mạch in PCB được gia công ở nước ngoài, linh kiện nhập tử nước ngoài, gia công lắp ráp linh kiện PCBA bằng máy SMT trong nước, vỏ hộp nhôm gia công trong nước đảm bảo tiêu chuẩn môi trường IP65 theo quy định;

Nhóm tác giả cũng thiết kế một hộp chứa Accu Lithium đặt outdoor phù hợp với việc bảo vệ Accu trong môi trường thực tế;

Trọng lượng bộ nguồn <30kg, phù hợp với khuyến nghị của Bộ Y tế về việc khuân vác lên tầng thượng toà nhà để set up trạm Outdoor. Ngoài ra thiết bị này có thể điều chỉnh cấu hình linh hoạt 3+0/2+1, với cấu hình 2+0/1+1 thì thiết bị sẽ nhỏ gọn hơn nữa phù hợp linh hoạt với các trạm CRAN của các mạng di động.

Hiện nay, thiết bị đã được sử dụng và được đánh giá rất tốt trên mạng MobiFone. Nhóm tác giả đã  hợp tác với một doanh nghiệp sản xuất để cung cấp cho các nhà mạng, tuy nhiên quy mô còn nhỏ, không thể đủ năng lực cung cấp thiết bị nguồn cho các dự án lớn.

Kiến nghị phát triển

Nên chuyển giao thiết kế này cho một đơn vị sản xuất công nghiệp trong ngành có uy tín để có thể sản xuất với quy mô lớn, đáp ứng các gói thầu của các nhà mạng;

Các nhà mạng nên thiết lập cấu hình cho các dự án phù hợp, tách các gói thầu nguồn Outdoor để đấu thầu trong nước;

Bộ Thông tin và Truyền thông nên có định hướng, hướng dẫn các nhà mạng ủng hộ công nghiệp trong nước, ủng hộ sự nghiệp chuyển đổi số, IoT;

Hội Vô tuyến điện tử Việt Nam nên làm cầu nối giữa các bên liên quan, góp phần đưa giải pháp này thành hiện thực, tạo công ăn việc làm cho người Việt, chủ động về nguồn Outdoor cho các hệ thống thông tin di động Việt Nam.

Nếu các nhà mạng chuyển đổi phần lớn các trạm sang chế độ Outdoor thì có thể tiết kiệm Opex hàng ngàn Tỷ Vnđ mỗi năm. Hội Vô tuyến điện tử Việt Nam hy vọng các bên liên quan ủng hộ giải pháp này trở thành hiện thực.

Một số chỉ tiêu kỹ thuật nổi bật của bộ nguồn Outdoor RD 2000-20

TS Lê Hữu Phương, Ban KHCN và Tư vấn, Hội Vô tuyến - Điện tử Việt Nam

Theo tạp chí Điện tử & Ứng dụng