Làm thế nào để so sánh giữa DAS và “small cells”?

12:31, 22/09/2015

Để chia sẻ quan điểm về các vấn đề cấp bách nhất của ngành công nghiệp, ở bài viết này, ông Patrick Lau, giám đốc phát triển kinh doanh của CommScope tại khu vực Bắc Mỹ...

Một trong những phát triển gần đây của ngành công nghiệp không dây đã được sử dụng là công nghệ “small cells” để cung cấp độ phủ sóng và năng lực trong nhà cũng như ở ngoài. Cho dù triển khai như các mạng độc lập hoặc tích hợp với các layer vĩ mô để tạo ra các mạng không đồng nhất, thì giải pháp small cells vẫn giúp đạt được mật độ tần số vô tuyến cao hơn và năng lực mạnh lên.

Tuy nhiên, ngành công nghiệp đã nỗ lực để xác định chính xác một small cell là gì. Điển hình là thuật ngữ dùng để chỉ các femtocell, picocells, metrocells hoặc microcells, khác nhau về công nghệ và số lượng người dùng được hỗ trợ, giữa các biến số khác. Nhưng có rất nhiều điểm tương đồng giữa các giải pháp này, đó là lý do tại sao chúng được gộp lại với nhau như là small cells.

Mặt khác, công nghệ mới small cells này cũng bị dò xét xem liệu nó có giống với một hệ ăng-ten phân tán (DAS) không. Có rất nhiều điểm tương đồng giữa small cells và DAS về sản lượng điện, vùng phủ sóng và kích thước. Trên thực tế, DAS thường được xem như là một small cell nguyên thủy.

Nhưng cũng có những khác biệt đáng kể về cách thức small cells và DAS hoạt động. Một DAS là một giải pháp “một điểm đến đa điểm” (point-to-multipoint) trong đó đầu nạp tải (head end) DAS chia sẻ và nhận tín hiệu đồng thời với tất cả các nút (node) từ xa trong một phạm vi cụ thể. Bằng việc đồng phát sóng kênh tần số vô tuyến khắp tòa nhà, nó tạo ra một mạng di động lớn đơn nhất, trái ngược với mạng di động cá nhân điển hình là các giải pháp small cell khác nhau. Tập trung quản lý năng lực cho phép hệ điều hành DAS có thể thay đổi phạm vi phủ sóng và năng lực đặc thù ở từng node để đáp ứng với những thay đổi trong môi trường RF.

Kết quả là, DAS và small cell cung cấp sự khác biệt đáng kể về chức năng, vấn đề can thiệp, công suất, độ phức tạp và chi phí. Một trong những khác biệt lớn nhất giữa DAS và femtocell, picocells và microcells là khả năng hỗ trợ nhiều sóng mạng (carrier). Hệ thống DAS có thể được chia sẻ bởi nhiều nhà khai thác, mỗi kết nối trạm cơ sở của họ đến hệ thống phân phối RF được chia sẻ. Kết quả là, DAS cho phép các chủ sở hữu sóng mạng và địa điểm có thể tận dụng cơ hội sở hữu trung lập, trong đó phí tổn đầu tư có thể được chia sẻ bởi tất cả các bên tham gia.

Giải pháp DAS cũng là tần số đa tần, có thể xử lý các tần số thương mại 2G, 3G và 4G hoạt động trong phạm vi từ 700-2500 MHz, cũng như an toàn ở 700 MHz, 800 MHz, UHF và băng tần tần số VHF (ví dụ: kênh băng tần 150 và 450 MHz). Còn Femtocell thì dành riêng cho giải pháp tần số đơn, sóng mạng đơn. Picocells đa tần số chưa được phổ biến rộng rãi nhưng các nhà sản xuất kỳ vọng sẽ phổ quát sản xuất trong năm 2015 này.

DAS đã được thiết kế để mở rộng quy mô nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của mạng. Bằng cách điều chỉnh năng lượng của ăng ten, một BTS đơn lẻ cũng có thể phục vụ lên đến khoảng 1.800 người dùng và cung cấp bán kính phủ sóng lên đến vài dặm. Picocells và femtocell được thiết kế để cung cấp vùng phủ sóng và công suất trên một diện tích tương đối nhỏ, tương tự như một điểm truy cập Wi-Fi. Nếu thêm độ phủ sóng đòi hỏi phải cài đặt thêm các node.

Các chức năng mạng DAS bằng việc tạo ra một cell thống nhất đơn lẻ với lớp chặn độ phủ sóng bên trong khu vực quy định bắt buộc của nó. Điều này giúp loại bỏ độ nhiễu của multicell song song với nhu cầu chuyển vùng từ một cell này đến cell kế tiếp khi người dùng chuyển đổi. Bên cạnh đó, ảnh hưởng của độ nhiễu từ các mạng vĩ mô lân cận cũng sẽ được quản lý dễ dàng bằng cách điều chỉnh năng lượng tại đầu nạp tải DAS hoặc bộ khuếch đại năng lượng.

Do đó, chất lượng dịch vụ mạng DAS luôn luôn tốt. Công suất lớn của một DAS cho phép nó được sử dụng ở những địa điểm che chắn kín như sân vận động thể thao, nơi mà hơn 50.000 người dùng có thể đang tải về dữ liệu, đăng tải hình ảnh, v.v… Hệ thống này cũng cung cấp khả năng tự động điều chỉnh để thay đổi nhu cầu công suất cho mỗi khu vực và mỗi sóng mạng. Femtocell, picocells và microcells hoạt động khác nhau về nguyên tắc. Các giải pháp small cells này tạo ra một mạng lưới các cell rời rạc, với công suất và độ phủ khá hạn chế và cố định cho mỗi cell.

Đối với các ứng dụng, small cells cung cấp chất lượng tuyệt vời cho dịch vụ. Phạm vi và khả năng ngắn của nó giúp phát hiện và điều chỉnh để các femtocell khác trong khu vực có thể hỗ trợ loại bỏ độ nhiễu của multicell. Điều này không có nghĩa là các giải pháp small cells miễn dịch với các vấn đề dịch vụ. Khi được sử dụng cho các ứng dụng lớn hơn liên quan đến hàng tá node, thì nguy cơ gây nhiễu tăng lên đáng kể. Số lượng không giới hạn của các cell trong sử dụng và sự bất lực của sóng mạng để kiểm soát vị trí và việc sử dụng cũng như các vấn đề chuyển vùng giữa các cell phi thể thức và mạng tổng thể đã tạo ra những thách thức đáng kể cho việc quản lý quang phổ và độ nhiễu. Small cells cũng có thể gặp phải các vấn đề về độ nhiễu khi sử dụng quang phổ băng tần thấp, và phạm vi thu nhỏ khi sử dụng quang phổ băng tần cao.

Khi so sánh DAS với các giải pháp small cells, giá thành có lẽ là đặc điểm đáng lưu ý nhất. Có một lập luận cho rằng DAS có chi phí khá cao để triển khai cùng với các kỹ sư RF. Trên thực tế, khi triển khai cho các ứng dụng có mật độ thấp, nhỏ hơn, DAS có lẽ không phải là sự lựa chọn tốt nhất. Lý do rất đơn giản: DAS không được thiết kế để vượt trội trong các trường hợp như thế này. Để hỗ trợ cho vài chục người sử dụng và một sóng mạng duy nhất, small cells có thể là lựa chọn hoàn hảo nhất.

Khi nhu cầu công suất và vùng phủ sóng tăng lên, các phân tích về chi phí sẽ nhắm vào DAS. Để áp dụng cho quy mô lớn thì triển khai DAS phủ sóng trong một tòa nhà vẫn có giá phù hợp hơn so với triển khai hàng ngàn picocells hoặc femtocell. Chi phí hoạt động thấp cũng như tốt hơn trong một môi trường đa sóng mang. Thách thức cho nhà mạng là việc xác định chính xác điểm đặt. Ngoài chi phí, thì cũng cần phải xét đến tầm quan trọng của nhu cầu chức năng, kiểm soát độ nhiễu, khả năng mở rộng và các đặc tính khác đã được thảo luận ở trên.

Đối với việc lựa chọn giải pháp thích hợp nhất cho một ứng dụng nhất định, điều quan trọng là các nhà khai thác mạng, các chủ sở hữu sóng mạng di động và các chủ sở hữu cơ sở hạ tầng nên đặt các định kiến sang một bên. Giải pháp tốt nhất, trong một số trường hợp, có thể nhắc đến cả DAS và small cells nên được quyết định bởi chi tiết của dự án và mục tiêu của các bên liên quan.