CHƯƠNG 3:MẠNG CHUYỂN TIẾP HỢP TÁC
3.6 MỘT SỐ ỨNG DỤNG THỨC TẾ CỦA MẠNG VÔ TUYẾN HỢP TÁC
Lưới điện thông minh (LĐTM) là lưới điện kết hợp với công nghệ thông tin và truyền thông hai chiều tiên tiến, mang lại giải pháp quản lý tổng thể sử dụng điện, từ sản xuất, truyền tải, cho đến phân phối nhằm nâng cao chất lượng, hiệu suất sử dụng lưới điện và khai thác các nguồn điện thay thế. Có thể nói LĐTM chính là lưới điện truyền thống với công công nghệ hiện đại. Hệ thống này sẽ tạo bước ngoặt mới, không chỉ tháo gỡ những khó khăn về năng lượng, thỏa mãn nhu cầu điện năng của thế kỷ 21 mà còn nâng cao hiệu quả cho hàng loạt lĩnh vực khác đi kèm. Cho đến nay, chưa có mô hình cố định nào cho LĐTM bởi đó không phải là một công nghệ cụ thể mà là sự kết hợp của nhiều công nghệ mới. Tùy thuộc hiện trạng, chiến lược phát triển mà LĐTM của mỗi quốc gia sẽ có đặc trưng riêng. Nhìn chung, một LĐTM bao gồm hệ thống điện có sẵn (cơ sở hạ tầng, hệ thống truyền tải, nơi tiêu thụ) tích hợp một số công nghệ thông tin và truyền thông hiện đại như:
• Thiết bị cảm biến và đo lường: đồng hồ đếm điện thông minh (Smart Meter), hệ thống đọc đồng hồ đo tự động (Meter Reading System), thiết bị đo sóng điện trên lưới điện để giám sát chất lượng điện năng (Phasor Measurement Units)…
• Hệ thống thông tin quản lý tiên tiến: thời gian thực, hai chiều, bảo mật thông tin, giao diện thân thiện, giúp thu thập, sao lưu, phân tích dữ liệu tốc độ cao.
• Công nghệ truyền tải và phân phối: công nghệ FACTS (Hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt), công nghệ truyền tải điện cao áp một chiều (HDVC), cho phép truyền tải lượng lớn điện năng trên khoảng cách dài với rất ít tổn thất.
Hình 3.3:Lưới điện thông minh
42
3.6.2 Dùng chùm tia Laser để truyền dẫn công suất vô tuyến
Các hệ thống truyền tải bằng laser cũng sử dụng modem tương tự thứ chúng ta vẫn dùng ở nhà kể từ thời đại Internet. Modem viết tắt của modulation-demodulation (thiết bị điều chế và giải điều chế) và nó thực hiện một quy trình trong đó thông tin kỹ thuật số được chuyển đổi thành analog để truyền dẫn sau đó được dịch ngược trở lại. Những loại modem âm thanh đầu tiên sử dụng sóng âm thanh để truyền tải trong đường dây điện thoại. Modem quang hiện đại hơn chuyển từ sóng âm sang ánh sáng, khai thác các dải tần số cao của quang phổ ánh sáng để truyền tải thông tin.
Hình 3.4:Dự án sử dụng chùm tia Laser để truyền dẫn công suất vô tuyến của NASA 3.6.3 Công nghệ 5G
Mạng di động 5G sử dụng sóng milimét (Millimetre wave). Sóng milimét đại diện cho phổ tín hiệu RF giữa các tần số 20GHz và 300GHz với bước sóng từ 1~15mm, nhưng xét về khía cạnh mạng vô tuyến và các thiết bị thông tin, tên gọi sóng milimét tương ứng với các dải tần 24GHz, 38GHz, 60GHz và gần đây, các dải tần 70GHz, 80 GHz cũng đã được sử dụng công cộng cho mục đích thiết lập mạng và truyền thông vô tuyến. Những dải tần này được tận dụng thì có thể cải thiện rất nhiều tốc độ và băng thông không dây.Hiện thời, gần như không có dữ liệu nào truyền trên mốc 24GHz, bởi những bước sóng này có xu hướng sử dụng ở tầm gần, hoạt động với khoảng cách ngắn hơn. Ví dụ, mạng 4G LTE của AT&T hiện thời hoạt động ở dải tần 700MHz, 850MHz, 1,9GHz và 2,1GHz.Thay vì những trạm cơ sở trên mặt đất đang được sử dụng bởi mạng 2G, 3G và 4G, có thể 5G sẽ sử dụng các trạm HAPS (High Altitude Stratospheric Platform Stations). Về cơ bản, các trạm HAPS là những chiếc máy bay treo lơ lửng ở một vị trí cố định trong khoảng cách từ 17km~22km so với mặt đất và
43
hoạt động như một vệ tinh. Cách này sẽ giúp đường tín hiệu được thẳng hơn và giảm tình trạng bị cản trở bởi những kiến trúc cao tầng.Ngoài ra, nhờ độ cao, trạm cơ sở có khả năng bao phủ diện tích rộng lớn; do đó làm giảm, nếu không nói là loại bỏ, những vấn đề về diện tích vùng phủ sóng. Thậm chí trên biển, nơi các trạm phát sóng trên đất liền không thể phủ sóng, cũng bắt được tín hiệu 5G.
Hình 3.5: Mô hình trạm HAPS trong tương lai