[Lĩnh vực Truyền thông] - Giải quyết Vấn đề Kết nối Trong Nhà

Việc kết nối trong nhà đang ngày càng trở nên thách thức hơn do các vật liệu cách nhiệt hiện đại, chuyển sang sử dụng phổ tần trung và ngừng hoạt động các mạng 3G khiến tín hiệu từ các trạm phát sóng ngoài trời khó xuyên qua được vào bên trong các tòa nhà một cách ổn định.

Khoảng 80% tổng lượng sử dụng dữ liệu di động bắt nguồn từ môi trường trong nhà như nhà ở, văn phòng và cửa hàng. Tuy nhiên, mạng di động ban đầu được thiết kế với cách tiếp cận "từ ngoài vào trong" – dựa vào tháp ngoài trời để cung cấp phủ sóng, với kỳ vọng tín hiệu sẽ đến được trong nhà mà không cần tối ưu hóa đặc biệt. Chiến lược này giúp giảm thiểu chi phí triển khai và dựa trên giả định rằng kết nối trong nhà có thể được cung cấp bởi phổ tần thấp lớp phủ trên mạng di động macro, với nhu cầu tốc độ dữ liệu cao hơn được đáp ứng bởi broadband gia đình và mạng Wi-Fi công cộng trong nhà.

Người tiêu dùng đã trở nên phụ thuộc vào dữ liệu di động để phục vụ nhu cầu duyệt web trong nhà và mong đợi sự đồng đều hiệu suất khi di chuyển từ nhà, công việc, cửa hàng, và mọi nơi ở giữa. Ngay cả nơi Wi-Fi và các tính năng liên quan như VoWiFi có sẵn và đủ nhanh, phủ sóng di động trong tòa nhà vẫn quan trọng cho truy cập cuối cùng vào các tính năng điện thoại cơ bản như gọi và nhắn tin để đảm bảo truy cập đáng tin cậy vào mạng dịch vụ khẩn cấp. Thực tế, ở nhiều thị trường châu Âu tiên tiến, nhà mạng và cơ quan quản lý ưu tiên định tuyến cuộc gọi khẩn cấp 112 qua mạng di động sử dụng VoLTE thay vì Wi-Fi, vì VoLTE cung cấp độ tin cậy và chất lượng dịch vụ tốt hơn thông qua định tuyến gói thoại chuyên dụng trên mạng di động. Nhưng nếu kết nối trong nhà quan trọng đến vậy, tại sao nó vẫn còn thiếu sót? Mặc dù không có câu trả lời dễ dàng, nhưng có vài yếu tố góp phần rõ ràng.

Việc mở rộng sử dụng phổ tần trung trong mạng 5G đang đặt ra những thách thức mới về khả năng truyền sóng.

Một trong những rào cản lớn nhất đối với khả năng kết nối trong nhà hiệu quả bắt nguồn từ cách mạng lưới được thiết kế và thách thức này ngày càng phổ biến hơn khi mạng 5G được triển khai rộng rãi. Xu hướng sử dụng phổ tần cao hơn cho 5G (chẳng hạn như dải tần trung 3,5 GHz) đã làm giảm khả năng của lưới trạm phát sóng hiện có trong việc cung cấp vùng phủ sóng tốc độ cao vào sâu bên trong các tòa nhà. Nguyên nhân nằm ở đặc tính truyền sóng bị hạn chế hơn của các phổ tần này. Nói một cách đơn giản, tín hiệu mà mạng 5G dải tần trung phụ thuộc vào gặp nhiều khó khăn khi xuyên qua các vật liệu cản trở trên đường đi, đặc biệt là khi người dùng ở trong nhà.

Tín hiệu ở tần số thấp không gặp phải vấn đề này ở mức độ tương tự, nhưng khả năng sử dụng của chúng đã trở nên hạn chế theo thời gian. Mặc dù dải tần số thấp (chẳng hạn như 800/900 MHz với 3G/4G và 700 MHz gần đây với 5G) đã được sử dụng truyền thống để cung cấp vùng phủ sóng di động trong nhà, trước đây vẫn đủ đáp ứng nhu cầu, nhưng sự gia tăng đáng kể về mật độ thiết bị và cường độ lưu lượng dữ liệu của chúng hiện nay đã tạo ra một yêu cầu mới. Những dải tần này một mình không thể hỗ trợ những yêu cầu về hiệu suất cao thường được kỳ vọng trong mạng 5G, đặc biệt là ở các khu vực đô thị đông đúc.

Vì lý do này, phương pháp thiết kế mạng truyền thống từ ngoài vào trong, trong đó tín hiệu được truyền từ lớp phủ sóng macro của lưới hoặc các trạm cột cao kiểu monopole vào một cụm tòa nhà, không còn phù hợp nếu thiếu sự đầu tư vào việc tăng mật độ mạng, đặc biệt khi nhu cầu kết nối nhanh và ổn định trong nhà cần được đáp ứng.

Các vật liệu cách nhiệt hiện đại đang biến các tòa nhà thành những “lồng Faraday”

Thiết kế mạng không phải là yếu tố duy nhất ảnh hưởng đến đặc tính truyền sóng. Mặc dù đúng là các tín hiệu thường được sử dụng cho mạng 5G gặp khó khăn khi xuyên qua các tòa nhà, nhưng một số loại vật liệu lại gây cản trở lớn hơn so với các vật liệu khác.

Việc sử dụng các vật liệu cách nhiệt hiện đại trong các công trình mới và cải tạo đang tạo ra một thách thức lớn đối với các nhà cung cấp dịch vụ di động. Lấy ví dụ như kính Low-E – loại kính tiết kiệm năng lượng với lớp phủ siêu mỏng nhằm giảm tiêu thụ năng lượng, hiện đang trở thành lựa chọn phổ biến thay thế cho kính hai lớp. Kính Low-E có tác động tiêu cực đáng kể đến khả năng truyền sóng vô tuyến, và với việc ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các tòa nhà thương mại và văn phòng, vấn đề kết nối trong nhà dự kiến sẽ ngày càng trầm trọng hơn, đặc biệt là khi các băng tần tần số cao được ứng dụng.

Khi các loại vật liệu xây dựng như vậy, những vật liệu làm suy giảm tín hiệu mạnh và gần như biến các tòa nhà thành lồng Faraday – ngày càng được sử dụng rộng rãi, thiết kế mạng và thiết kế công trình cần phải được triển khai song hành. Nếu không, khả năng xuyên thấu của tín hiệu 5G vào các tòa nhà hiện đại sẽ tiếp tục bị suy giảm.

Việc công nghệ cũ bị loại bỏ đòi hỏi hiện đại hóa mạng sâu để tái tạo vùng phủ sóng cũ

Việc ngừng hoạt động của các công nghệ mạng cũ như 2G (ở các thị trường như Thụy Sĩ và Mỹ) và 3G (ở hầu hết các thị trường phát triển) đã tạo ra thêm những thách thức khi các nhà mạng tìm cách duy trì mức độ phủ sóng trong nhà trong khi nâng cấp thiết bị và tái sử dụng các tần số. Quá trình cải thiện hiệu suất mạng và tối ưu hóa chi phí vận hành lâu dài khi các công nghệ cũ bị loại bỏ không đơn giản chỉ là việc thay thế các thiết bị cũ. Các nhà mạng cần đảm bảo rằng các thiết bị đầu cuối cũ của người dùng được nâng cấp để tận dụng các mạng 4G và 5G, đồng thời các trạm di động cũ phải được làm mới với thiết bị phát sóng hiện đại để đảm bảo sự liên tục đầy đủ trong các mức độ phủ sóng.

Phân tích dữ liệu từ Speedtest Intelligence đã chỉ ra một xu hướng đáng lo ngại về việc gia tăng thời gian sử dụng mạng 2G hoặc không có dịch vụ trong một số thị trường phát triển, nơi các nhà mạng chậm chạp trong việc tái sử dụng phổ tần đã được dùng cho các công nghệ cũ khi ngừng hoạt động 3G. Điều này đã dẫn đến việc gia tăng báo cáo về các cuộc gọi bị cắt đứt và các vấn đề kết nối di động khác, đặc biệt là ở những khu vực mà vùng phủ sóng 3G đã ngừng hoạt động nhưng chưa được thay thế đầy đủ bằng các mạng 4G hoặc 5G.

Các mục tiêu chính sách và các ưu đãi hiện nay tập trung vào vùng phủ sóng ngoài trời, xem kết nối trong nhà như một yếu tố phụ

Các chính phủ và cơ quan quản lý trên toàn cầu từ trước đến nay chủ yếu tập trung vào các mục tiêu chính sách lớn nhằm đạt được tỷ lệ phủ sóng ngoài trời cho dân số. Mô hình này đã bỏ qua tầm quan trọng của vùng phủ sóng di động trong nhà, dẫn đến những kết quả kém trong môi trường trong các tòa nhà và thiếu dữ liệu công khai về phạm vi các lỗ hổng phủ sóng trong nhà. Một số quốc gia, như Ireland và Đức, đã có những bước tiến bằng cách yêu cầu mức độ phủ sóng tối thiểu tại các tòa nhà và cơ sở hạ tầng quan trọng quốc gia như một phần của điều kiện cấp phép phổ tần. Trong bối cảnh của Ireland, ví dụ, điều này bao gồm yêu cầu cung cấp dịch vụ tối thiểu 30 Mbps tại các địa điểm cơ sở hạ tầng quan trọng như ga tàu và bệnh viện, cũng như các trung tâm cộng đồng và địa điểm du lịch.

Các loại chính sách tiến bộ này, cũng như các chính sách mà các chính quyền thành phố đang áp dụng để tăng cường khả năng tiếp cận các tòa nhà cho các trạm di động thông qua việc sửa đổi các điều kiện quy hoạch và zoning trong các đợt gia hạn và các dự án phát triển thương mại và nhà ở quy mô lớn trong tương lai, có thể đóng vai trò tích cực trong việc thúc đẩy kết quả phủ sóng trong nhà tốt hơn bằng cách điều chỉnh lại các động lực triển khai và loại bỏ các rào cản.

Các mô hình triển khai mới, dữ liệu phân tích sâu hơn và sự giám sát chính sách chặt chẽ hơn có thể thúc đẩy kết quả phủ sóng trong nhà tốt hơn.

Người tiêu dùng ngày nay kỳ vọng vào chất lượng kết nối di động trong nhà luôn ổn định và hiệu suất cao, nhưng con đường để đạt được điều này không hề đơn giản. Vấn đề kết nối trong nhà không thể được giải quyết bằng một giải pháp duy nhất.

Tuy vậy, mô hình nhà cung cấp trung lập (neutral host) đang dần khẳng định vai trò then chốt trong việc cải thiện chất lượng kết nối di động trong nhà. Mô hình này cho phép nhiều nhà mạng cùng khai thác hạ tầng dùng chung, từ đó thúc đẩy cạnh tranh lành mạnh và chia sẻ chi phí triển khai. Giải pháp thường dựa trên các hệ thống trạm phát sóng quy mô nhỏ như Ericsson Radio Dot. Những đơn vị tiên phong như Freshwave (Vương quốc Anh) và Proptivity (Thụy Điển) là các ví dụ tiêu biểu đang dẫn đầu trong lĩnh vực này.

Việc mở rộng triển khai các trạm nhỏ ở cấp độ đường phố và tòa nhà  với nền tảng là mô hình trung lập rõ ràng đóng vai trò quan trọng trong nâng cao hiệu suất kết nối trong nhà. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều yếu tố khác cần được cân nhắc. Các nhà mạng cần ưu tiên tái phân bổ phổ tần sau khi mạng 3G bị ngừng hoạt động. Bên cạnh đó, các chủ đầu tư và cơ quan quy hoạch đô thị cũng cần xem xét kỹ lưỡng các điều kiện để hỗ trợ việc triển khai thiết bị phát sóng trong các công trình mới hoặc đang cải tạo.

Để việc cải thiện kết nối trong nhà thực sự mang lại hiệu quả rõ rệt, các yếu tố kỹ thuật và đầu tư nêu trên cần được đặt trong khuôn khổ chính sách quản lý tiến bộ bao gồm đo lường cụ thể mức độ phủ sóng trong nhà, cung cấp các ưu đãi phù hợp và gỡ bỏ những rào cản trong quá trình triển khai hạ tầng."

Giải pháp kết nối thông minh: Từ dữ liệu Speedtest Intelligence® đến hành động triển khai thực tế cùng COMIT

Sự hợp tác giữa Ookla và COMIT là lời giải cho bài toán kết nối trong nhà phức tạp tại Đông Nam Á, nơi 80% lưu lượng data đòi hỏi chất lượng tuyệt đối. Chúng tôi trang bị cho nhà mạng sức mạnh để chuyển từ việc phủ sóng dựa trên phỏng đoán sang đảm bảo chất lượng dựa trên dữ liệu thực tế. Ookla cung cấp Dữ liệu Thông minh Speedtest Intelligence® có thẩm quyền, cho phép xác định chính xác từng "lỗ hổng" phủ sóng trong nhà theo góc nhìn người dùng. Dữ liệu này sau đó được chuyển thành hành động kỹ thuật bởi COMIT, đơn vị chịu trách nhiệm tích hợp và triển khai các mô hình tiên tiến như Neutral Host và Small Cell tại chỗ. Giải pháp này không chỉ tối ưu hóa CapEx bằng cách tập trung đầu tư đúng mục tiêu, mà còn đảm bảo rằng hiệu suất mạng được xây dựng và xác minh liên tục bằng công cụ đo kiểm chuyên dụng, mang lại trải nghiệm 5G trong nhà liền mạch, không gián đoạn và củng cố niềm tin của khách hàng.