CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TRẠM BTS CỦA ERICSSON 1.1 Tổng quan trạm BTS trong mạng thông tin di động Trong hệ thống thông tin di động, các trạm thu phát gốc (BTS) đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động của hệ thống. BTS thực hiện tất cả các chức năng thu phát liên quan đến giao diện vô tuyến GSM và xử lí tín hiệu ở mức độ nhất định. Về 1 số phương diện có thể coi BTS là modem vô tuyến phức tạp, nhận tín hiệu vô tuyến đường lên từ MS rồi biến đổi nó thành dữ liệu để truyền đi đến các máy khác trong mạng GSM, và nhận dữ liệu từ mạng GSM rồi biến đổi nó thành tín hiệu vô tuyến phát đến MS.
Các BTS tạo nên vùng phủ sóng của tế bào, vị trí của chúng quyết định dung lượng và vùng phủ của mạng. Trong quá trình hoạt động, việc giám sát được các thông số cũng như đưa ra các cảnh báo về trạng thái hoạt động, môi trường làm việc, các sự cố…trở nên vô cùng quan trọng, nó liên quan tới điều kiện hoạt động, độ ổn định, tin cậy của hệ thống. Các thông số được chia làm hai loại: cảnh báo trong - liên quan tới tín hiệu thông tin vô tuyến từ MS tới BTS và từ BTS tới BSC và cảnh báo ngoài - bao gồm các thông số bên ngoài phục vụ cho hoạt động của trạm như: chế độ cấp nguồn AC/DC, nhiệt độ các thiết bị, độ ẩm môi trường, giám sát cảnh báo khói hoặc cháy, trạng thái làm việc của các thiết bị liên quan, cảnh báo đột nhập…Các thông số cảnh báo ngoài thông thường sẽ được thu thập, tập trung lại và đưa về thiết bị BTS qua một cổng riêng, từ đó các thông tin này sẽ được gửi về trung tâm điều hành mạng để giám sát, kiểm tra và xử lý nếu cần thiết. Việc thu thập thông tin cảnh báo ngoài thông thường được thực hiện bởi một bộ thu thập cảnh báo riêng, tùy theo đặc điểm trạm BTS mà các bộ thu thập xử lý cảnh báo cũng có các đặc điểm khác nhau.
Hiện tại ở các trạm BTS, các bộ thu thập xử lý cảnh báo có nhiều loại, có nguồn gốc phong phú đã được lắp đặt và sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, yêu cầu đặt ra với các bộ thu thập xử lý cảnh báo này đều giống nhau, đó là hoạt động ổn định, tin cậy, đảm bảo được các tiêu chí về kinh tế và kỹ thuật. SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 5 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Phạm Thúy Oanh 1.2 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS của Ericsson Thiết bị BTS của Ericsson đã và đang được sử dụng khá rộng rãi cho các trạm phát sóng di động đang hoạt động tại Việt Nam như: Vinaphone, Viettel, Mobifone… Luận văn này chỉ đề cập tới hệ thống thiết bị BTS ngoài trời (outdoor) của hãng Ericsson hiện đang được sử dụng cho hãng Vietnammobile.
Mô hình một nhà trạm BTS của Vietnammobile được chỉ ra như hình vẽ: Hình 1.1 Mô hình tổng quan nhà trạm BTS Ericsson_Vietnammobile Trên đây là mô hình trạm BTS đặt ngoài trời của hãng di động Vietnammobile sử dụng các thiết bị của Ericsson. Đặc điểm của trạm BTS này là hoàn toàn không cần xây dựng nhà trạm, các thiết bị được lắp đặt ngoài trời, do đó có một số ưu điểm như: lắp đặt triển khai nhanh, dễ dàng, giảm chi phí về xây dựng nhà trạm, không cần trang bị điều hòa, diện tích chiếm dụng nhỏ… 1.3 Mô tả tủ cabinet Delta Toàn bộ thiết bị của trạm BTS outdoor được đặt trong một tủ thiết bị chung được gọi là cabinet của hãng Delta, về cơ bản có 3 loại cabinet: SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 6 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Phạm Thúy Oanh Hình 1.2 Các loại tủ cabinet của Ericsson dùng cho mạng di động Về cơ bản cấu tạo cả 3 loại cabinet này giống nhau, tuy nhiên loại tủ cabinet thông dụng và linh hoạt hơn cả là cabinet ABA01. Luận văn này tập trung nghiên cứu tìm hiểu loại tủ cabinet ABA01.1 Hình dáng, kích thước SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 7 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.
Phạm Thúy Oanh Hình 1.3 Kích thước tủ Cabinet ABA01 1.2 Các thành phần trong cabinet Hình 1.4 Các thành phần trong tủ Cabinet ABA01 SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 8 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Phạm Thúy Oanh Bao gồm: - New Smart CSU (Relay board): Mạch điện chứa các rơle đóng cắt dành cho điều khiển và cảnh báo tủ nguồn. - New Smart CSU (Main board): Mạch điện điều khiển trung tâm của tủ nguồn. - Rectifier ESR-48/56A: Module chỉnh lưu.
- Battery & Base: Dành cho acquy. - 19" Rectifier Shelf (SB-05N/HG A): Giá đỡ module chỉnh lưu. - CCU (Climate Control Unit): Bộ điều khiển phụ trợ, bao gồm thu thập cảnh báo ngoài, điều khiển quạt làm mát… - 160W Heat Exchange: Bộ phận trao đổi nhiệt gắn với cánh tủ Cabinet. - PDU: Khối phân phối nguồn một chiều.
Hệ thống tủ nguồn BTS ESOA150-ABA0x bao gồm các khối: Khối chỉnh lưu ESR48/56 A A, Khối điều khiển trung tâm NCSU, khối điều khiển phụ trợ CCU, Khối phân phối nguồn PDU, quạt làm mát, khối trao đổi nhiệt, các áp tô mát bảo vệ acquy, bảo vệ tải. Tối đa tủ nguồn có thể lắp tối đa 3 khối chỉnh lưu và 1 bộ điều khiển NCSU. Điện áp cần cung cấp ở đầu vào khoảng 380VAC, đầu ra đạt điện áp -54VDC cung cấp cho tải và nạp cho acquy. Toàn bộ hệ thống được điều khiển bởi bộ xử lý trung tâm NCSU, bao gồm việc giám sát cảnh báo các bộ chỉnh lưu, điều khiển điện áp đầu ra, điều khiển hoạt động của quạt.
Tất cả các thông số hệ thống cũng được điều khiển bởi NCSU. Các thông số bao gồm điện áp nạp bù cho acquy, điện áp nạp cân bằng, dòng điện định mức, thời điểm quạt làm mát chạy, thiết lập các ngưỡng cảnh báo. Giao diện USB của NCSU được gọi là hệ thống giám sát từ xa (Remot Monitoring System - RMS), điều khiển và giám sát hệ thống thông qua máy tính cá nhân. Các thông số môi trường được đảm nhiệm bởi một bộ điều khiển phụ trợ riêng biệt là CCU cho phép giám sát cảnh báo cửa, cảnh báo độ ẩm, cảnh báo nhiệt độ, điều khiển bộ trao đổi nhiệt và giám sát hoạt động của bộ trao đổi nhiệt.
SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 9 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Phạm Thúy Oanh 1. Bộ điều khiển giám sát môi trường CCU Bộ điều khiển giám sát môi trường CCU được thiết kế dành riêng để điều khiển các thông số về môi trường cho các tủ cabinet ngoài trời. Nó bao gồm các chức năng: điều khiển quạt làm mát, bộ phận trao đổi nhiệt, điều khiển hệ thống sưởi, điều khiển chiếu sáng, phát hiện các điều kiện về nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, mức nước cao, độ ẩm cao, xâm nhập và cảnh báo khói, cháy…cho phép người sử dụng có thể ứng dụng linh hoạt vào từng điều kiện và trường hợp cụ thể.
Tính năng: - Điều khiển môi trường cabinet ngoài trời. - Tự động cập nhật thiết bị ngoại vi. - Dải nhiệt độ hoạt động rộng. - Dải công suất ra lớn.
- Tương thích với hệ thống làm mát, sưởi, chiếu sáng xoay chiều và một chiều. - Chức năng điều khiển quạt dựa trên PWM. - Người dùng tự định nghĩa các cảnh báo. - Giao diện thân thiện với người sử dụng.
- Hiển thị trên LED 7 thanh và LED thông thường. - Hiển thị nhiệt độ. - Các chức năng cảnh báo nhiệt độ cao/thấp, mức nước cao, độ ẩm cao, báo cháy, báo khói, đột nhập… SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 10 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS. Phạm Thúy Oanh Hình 1.5 Mặt trước của CCU Mô tả: - Dải điện áp làm việc: 18 - 59VDC - Dòng điện tiêu thụ 4A - Đèn LED chỉ thị: + oC: Hiển thị nhiệt độ ở đơn vị oC + oF: Hiển thị nhiệt độ ở đơn vị oF + Cooling1: LED xanh - Thể hiện hệ thống làm mát thứ nhất hoạt động.
+ Cooling2: LED xanh - Thể hiện hệ thống làm mát thứ hai hoạt động. + Heater: LED xanh - Thể hiện hệ thống sưởi đang hoạt động. + CCU fail: LED đỏ - Thể hiện sự cố trong bản thân CCU. + Alarm: LED đỏ - Có cảnh báo bởi một trong các nguồn: nhiệt độ, độ ẩm, mức nước, đột nhập… - Hiển thị trên LED 7 thanh: Có khả năng hiển thị các thông tin + Cooling 1 fail: Hệ thống làm mát thứ nhất gặp sự cố.
+ Cooling 2 fail: Hệ thống làm mát thứ nhất gặp sự cố. + Heater fail: Hệ thống sưởi gặp sự cố. + High Temperature: Cảnh báo nhiệt độ cao. SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 11 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.
Phạm Thúy Oanh + Low Temperature: Cảnh báo nhiệt độ thấp. + Temperature Sensor Fail: Cảnh báo hỏng sensor nhiệt độ. + Intrusion Alarm: Cảnh báo đột nhập. + High Water: Cảnh báo mức nước cao.
+ Smoke / Fire: Cảnh báo cháy, khói. + High Humidity: Cảnh báo độ ẩm cao. - Các phím điều khiển: + Reset: Reset CCU + Set: Thiết lập các thông số cho CCU. + Phím tăng/giảm: thay đổi các thông số cho CCU.
- Điều khiển các đối tượng + Làm mát + Sưởi + Chiếu sáng - Kết nối tới các cảm biến: + Cảm biến mức nước + Cảm biến độ ẩm + Cảm biến khói/cháy + Cảm biến nhiệt độ 1.2 Bộ phận quạt trao đổi nhiệt Bộ phận trao đổi nhiệt được thiết kế để luân chuyển không khí nhiệt độ cao trong cabinet. Bộ phận này được thiết kế để lắp đặt dễ dàng, việc trao đổi nhiệt độ diễn ra trong khi bụi bẩn, hơi ẩm được cách ly, sử dụng một cảm biến nội bộ để giám sát nhiệt độ và điều chỉnh tốc độ quạt một cách tự động, cho phép giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình thiết bị hoạt động. Dựa vào sự giám sát của cảm biến nhiệt độ, các quạt làm mát sẽ ngưng chạy khi nhiệt độ nhỏ hơn 25oC. Khi xảy ra sự cố hoặc tắt nguồn bộ phận trao đổi nhiệt, CCU sẽ đưa ra cảnh báo "Cooling Fail Alarm", khi nhiệt độ phần SVTH: Dương Nhật Khiêm Trang 12 Nguyễn Thể Tích Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS.
Phạm Thúy Oanh ngăn tủ bên phải lớn hơn ngưỡng nhiệt độ thiết lập trong CCU, CCU sẽ đưa ra cảnh báo "Hi Temperature Alarm". Một số thông số của quạt trao đổi nhiệt: - Điện áp hoạt động: -48VDC (Dải điện áp hoạt động -40 - 57VDC) - Tổng hệ số trao đổi nhiệt: 160W/K - Công suất tiêu thụ cực đại: 200W (DC) Hình 1.6 Vị trí các quạt trao đổi nhiệt 1.