Biến cửa sổ thành trạm gốc 5G bằng ăng-ten kính
(spectrum.ieee.org)- Các công ty Nhật Bản đang phát triển và triển khai ăng-ten kính trong suốt gắn vào mặt trong cửa sổ tòa nhà để mở rộng vùng phủ dịch vụ 5G mà không làm ảnh hưởng đến mỹ quan đô thị hay ngoại thất công trình
- Vì 5G sử dụng cả các dải tần cao hơn 4G nên phạm vi phục vụ của mỗi trạm gốc nhỏ hơn, và các nhà mạng Nhật Bản đang mở rộng việc chia sẻ hạ tầng do thiếu địa điểm lắp đặt và chi phí triển khai cao
- Nhà mạng có trụ sở tại Tokyo là JTower đã triển khai ăng-ten kính do AGC và NTT Docomo tham gia phát triển vào tháng trước, với địa điểm lắp đặt đầu tiên là một ô cửa sổ ở Shinjuku của Tokyo
- WAVEANTENNA của AGC có cấu trúc đặt vật liệu dẫn điện trong suốt và nhựa trong suốt giữa hai tấm kính, và được tối ưu cho dải 3.7~4.5GHz trong băng tần 5G Sub6
- Ăng-ten dạng cửa sổ giúp tăng lựa chọn về vị trí và độ cao lắp đặt trạm gốc, và AGC còn áp dụng ăng-ten kính 5G cho ô tô, qua đó đảm bảo các trường hợp sử dụng như dịch vụ thuê EV theo yêu cầu Halo.Car tại Las Vegas
Ăng-ten trong suốt biến cửa sổ thành vùng phủ 5G
- 5G bắt đầu được triển khai từ năm 2018 hoặc 2019 và sau đó đã phổ biến tới hàng trăm triệu người dùng trên toàn thế giới
- Dù cung cấp độ trễ thấp hơn các thế hệ mạng trước, 5G cần nhiều trạm gốc hơn để phủ cùng một khu vực
- Để không làm tăng thêm số lượng thiết bị dễ thấy trong các không gian dùng chung, các công ty Nhật Bản đang phát triển ăng-ten kính trong suốt để cửa sổ có thể đóng vai trò trạm gốc mà nhiều nhà mạng cùng chia sẻ
Vì sao triển khai 5G tìm đến cửa sổ tòa nhà
- Mạng 5G bao gồm các dải tần cao hơn 4G
- Các trạm gốc dùng tần số cao có phạm vi phủ sóng nhỏ nên cần lắp đặt dày hơn so với 4G
- Các nhà mạng Nhật Bản đã thúc đẩy chia sẻ hạ tầng di động do thiếu vị trí lắp đặt và chi phí xây dựng 5G cao
Đợt triển khai đầu tiên của JTower, AGC và NTT Docomo
- Nhà mạng có trụ sở tại Tokyo là JTower đã công bố việc triển khai ăng-ten kính mới vào tháng trước
- Nhà sản xuất kính AGC và nhà mạng NTT Docomo đã tham gia một phần vào quá trình phát triển ăng-ten này
- Ăng-ten đầu tiên được lắp trên một ô cửa sổ ở khu vực Shinjuku của Tokyo
- Shota Ochiai, quản lý marketing của AGC, giới thiệu đây là ăng-ten đầu tiên trên thế giới được gắn ở mặt trong cửa sổ tòa nhà để biến không gian bên ngoài thành vùng dịch vụ, đồng thời không làm ảnh hưởng đến cảnh quan đô thị và ngoại thất tòa nhà, qua đó biến cửa sổ thành trạm gốc
Cấu trúc và cách hoạt động của ăng-ten trong suốt
- Ăng-ten này dựa trên vật liệu dẫn điện trong suốt
- Cấu trúc của nó là kẹp vật liệu dẫn điện trong suốt và nhựa trong suốt cùng loại dùng cho kính chắn gió ô tô nhiều lớp giữa hai tấm kính
- Kentaro Oka của AGC cho biết trước đây chưa từng có ý tưởng dùng vật liệu dẫn điện trong suốt làm ăng-ten, và việc đặt vật liệu dẫn điện giữa các lớp kính đã làm tăng đáng kể độ bền của ăng-ten
- Có thể thiết kế theo độ dày của kính để giảm suy hao và phản xạ của tín hiệu vô tuyến do cụm cửa sổ hấp thụ và phát ra
- Công nghệ độc quyền của AGC giúp giảm sự lệch hướng của sóng vô tuyến khi đi qua cửa sổ
Đặc điểm và tần số của WAVEANTENNA
- Tên sản phẩm của AGC là WAVEANTENNA và được lắp trên bề mặt phía trong của cửa sổ
- Ngoài dây cáp ra thì thiết bị hầu như không dễ nhận thấy, và thường được đặt ở vị trí ngoài tầm nhìn như phía trên hoặc mép cửa sổ
- WAVEANTENNA tương thích với băng tần 5G Sub6, tức các tín hiệu dưới 6GHz
- Ăng-ten Sub6 sử dụng dải tần thấp hơn, có khả năng xuyên qua các vật cản như tường và tòa nhà tốt hơn, nên là phần quan trọng trong triển khai 5G
- Dải này được phân biệt với vùng 5G sóng milimet, vốn cung cấp băng thông cao hơn
Lịch sử sản phẩm và phiên bản dùng chung
- Theo AGC, phiên bản đầu tiên của sản phẩm này được ra mắt vào năm 2020
- Phiên bản mà nhiều mạng di động có thể cùng chia sẻ đã được giới thiệu vào năm ngoái
- AGC cho biết ăng-ten này được tối ưu cho dải 3.7~4.5GHz
- Dải này cung cấp băng thông đáng kể, nhưng chưa đạt tới mức mà triển khai 5G sóng milimet lý tưởng có thể mang lại
- Sóng milimet nói chung có thể cung cấp băng thông trong khoảng 10~50GHz
Mở rộng vị trí lắp đặt và ứng dụng trên ô tô
- Khi việc chia sẻ hạ tầng ngày càng quan trọng hơn với các nhà mạng, ăng-ten kính có thể được dùng để mở rộng vùng phủ 5G
- Thiết bị này không chỉ tăng số địa điểm có thể lắp trạm gốc mà còn giúp dễ chọn độ cao lắp đặt phù hợp
- AGC cũng đã áp dụng ăng-ten kính 5G cho ô tô và cho rằng nó có thể giúp giảm tình trạng mất tín hiệu
- Một trường hợp sử dụng là dịch vụ thuê EV theo yêu cầu Halo.Car tại Las Vegas, dịch vụ này phụ thuộc vào mạng tốc độ cao để các tài xế điều khiển từ xa giao xe cho khách hàng
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Tôi ủng hộ các ăng-ten di động ít gây chú ý hơn, nhưng trong trường hợp này, chỉ nhìn ảnh thì nó không có vẻ trong suốt hay vô hại
Có thể làm phần kết nối bớt lộ hơn mà không cần cáp đồng trục lộ ra, không cần ốp thêm một lớp cửa sổ lên cửa sổ hiện có, và làm vùng dẫn điện trong suốt hơn, nhưng hiện tại trông nó chỉ hữu ích ở mức chứng minh khái niệm
Cần xem sản phẩm thương mại sẽ ra sao, và thường trên một tháp có hàng chục ăng-ten, nên có lẽ không thể tất cả đều trông như thế này
Nếu vì phát xạ bức xạ mà phải ngăn người lại gần trong phạm vi 3 m, thì có vẻ cũng không nên cứ nhìn ra ngoài qua ô cửa đó
Mặt dựng kính hầu như luôn dùng kính Low-E để ngăn tòa nhà biến thành một nhà kính khổng lồ, và loại kính này chặn tần số 5G rất tốt[1]
Kết hợp với tầm truyền sóng ngắn của 5G, việc tìm vị trí có thể lắp ăng-ten 5G trở nên khá khó
Sản phẩm này cho phép nhà mạng gắn ăng-ten ở phía trong mặt dựng tòa nhà mà vẫn cung cấp vùng phủ ra bên ngoài, nhờ đó giảm đáng kể chi phí và độ khó khi lắp cột 5G
Thiết bị nhạy cảm có thể đặt trong các khoảng trống thông thường của tòa nhà, không cần vỏ chống nước to và xấu xí, và cũng giảm nhu cầu khoan xuyên lớp trám chống nước của tòa nhà để luồn cáp ra ăng-ten bên ngoài
Để làm được điều này, hẳn đã cần khá nhiều tinh chỉnh nhằm đưa chính cửa sổ Low-E có gắn ăng-ten vào thiết kế tần số vô tuyến
Việc ăng-ten vật lý là kính và trong suốt một phần thực ra ít thú vị hơn; khả năng cao kính được chọn vì nó rất cứng, giúp dễ duy trì khoảng cách cố định giữa các bộ phận dẫn điện và cửa sổ để tạo ra ghép nối vô tuyến đúng cách
[1] https://www.ranplanwireless.com/gb/resources/low-e-glass/
Nhưng không phải mọi trạm đều cần trông như vậy; ở đây nó giống small cell hơn, nhằm cải thiện vùng phủ bên trong tòa nhà hoặc vài con phố gần đó
Công suất cũng thấp hơn nhiều, không khác mấy so với trạm phát Wi-Fi, nên người lại gần cũng không bị nướng chín đâu
innocuous nghĩa là không gây hại, còn inconspicuous nghĩa là khó thấy hoặc không thu hút sự chú ý
Phía sau là nền phẳng và cũng chỉ thấy một hai đường nét, nên mức này hoàn toàn không trông quá nổi bật
Dù tính cả bố trí dây cấp nguồn, có thể chưa đủ cho những không gian cần ngụy trang rất cao cấp, nhưng với hầu hết địa điểm thì trông đã ổn
Nếu nghĩ đến các phương án thay thế khả thi trong đô thị và không gian thương mại, đây là một cải tiến khá lớn
Điều tôi tò mò nhất là mức công suất
Tôi muốn biết nó có thể phát bao nhiêu khi Joe bên kế toán ngồi cách 8 foot, và khác gì so với ăng-ten gắn trên tòa nhà hay gắn trên cột thông thường
Việc ăng-ten này dùng cho tần số nào cũng quan trọng
5G có thể hoạt động trên nhiều băng tần, nên tôi muốn biết đây là thiết bị sóng milimét hay băng tần thấp hơn
Tôi tin rằng những người nhìn thấy khả năng và tiềm năng mới là người thúc đẩy thế giới
Trong tòa nhà có nhiều nơi mà một tấm kính hơi tối màu không quá lạc lõng, và nó tốt hơn nhiều so với một hộp nhựa đục to và xấu xí
Đặc biệt nếu kiến trúc sư tích hợp đúng cách vào thiết kế, dù không trong suốt 100% thì vẫn có thể làm nó rất ít gây chú ý
Nhiều tòa nhà cũng có các tấm kính nằm xa luồng đi bộ, như cửa sổ trên cao, trần nhà, hoặc khu vực kỹ thuật
Liệu có thể loại bỏ các nhà mạng di động bằng cách để các tình nguyện viên tạo ra một mạng 5G mesh cung cấp kết nối của chính họ không?
Trong nhiều năm đã có nhiều nỗ lực, nhưng hoặc là đổi hướng như Meraki, hoặc như Common Networks thì đóng cửa rồi bán tài sản cho các nhà cung cấp Internet hiện hữu
Rào cản lớn nhất là việc vận hành ổn định các bộ phát hiệu năng cao không hề dễ với người nghiệp dư, và phần thưởng cho mỗi bộ phát cũng không lớn
Có thể lấy ví dụ là các nhà cung cấp Internet dân dụng, nhưng điều này cũng áp dụng y hệt cho mạng di động
Mạng càng “mesh” thì doanh thu càng phải chia cho nhiều người hơn, khiến vấn đề càng nghiêm trọng
Ngoài ra, với truy cập Internet thì độ ổn định cực kỳ quan trọng
Vì người nghiệp dư khó duy trì thời gian hoạt động cao, nên để mạng mesh phi tập trung thực sự cung cấp dịch vụ Internet, cần rất nhiều mức dự phòng trong một khu vực nhất định; như vậy thu nhập trên mỗi node lại càng giảm
Cuối cùng sẽ cần một đội kỹ thuật viên đi sửa và tối ưu node ngay khi có sự cố, và đó về cơ bản chính là việc mà các ISP hoặc nhà mạng di động đang làm
Trong mạng mesh, ý tưởng thường là chủ sở hữu bất động sản sở hữu node, nhưng trong mô hình ISP hiện nay, chủ sở hữu bất động sản cho doanh nghiệp sở hữu node thuê vị trí
Từ góc nhìn của bên cho thuê, họ thường thích mô hình thứ hai quen thuộc hơn
Nhìn các khu chung cư dày đặc WiFi mà xem: vì băng tần không được phân bổ hay quản lý tập trung nên rất tắc nghẽn
Nó trở thành một vùng vô luật nơi mỗi người phát trên kênh và công suất mình muốn trong giới hạn pháp lý; nếu không có quản lý tập trung thì không nhiều người có trải nghiệm tốt
Lý do WiFi 5GHz/6GHz dùng được hơn là vì tự nhiên nó khiến bạn nghe tín hiệu của hàng xóm ít hơn
Nếu hạ xuống 700MHz/900MHz/1.2GHz như nhiều triển khai 5G, tức là đang đi ngược hướng mà WiFi đã đi để giải quyết vấn đề này
Tần số càng thấp thì vấn đề hàng xóm ồn ào càng lớn
Nếu còn phụ thuộc vào định tuyến mesh trong tình huống mọi người tự ý làm bão hòa băng tần, độ tin cậy và hiệu quả truyền dữ liệu sẽ giảm mạnh
Dùng điện thoại làm node chuyển tiếp sẽ ngốn pin khủng khiếp, nên ngay từ đầu đã khó; cuối cùng vẫn phải trông chờ vào việc tình nguyện viên tự lắp các trạm gốc có dây
Có mạng mesh LoRaWAN Helium[0] dựa trên tình nguyện viên, và khoảng 2 năm trước họ cũng thêm 5G
Nhưng nó dựa trên tiền mã hóa, và có vẻ không sinh lời cho những tình nguyện viên đầu tư vào thiết bị vô tuyến và anten. Ít nhất là ở nơi tôi sống
Hàng xóm của tôi vẫn gắn anten và bộ vô tuyến Helium trên ban công, nhưng nó đang offline vì chi phí không xứng với lợi nhuận
Tuy nhiên đó là phần cứng LoRaWAN trước 5G, và tôi không biết ai thực sự vận hành phiên bản 5G
Về mặt kỹ thuật tôi thích ý tưởng này, nhưng dự án lại xoay quanh token tiền mã hóa và nhìn chung có mùi web3, nên tôi thấy ngại
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_Network
Thứ nhất, vấn đề là sẽ dùng tần số nào
Nếu dùng 2.4GHz hoặc 5GHz thì những người hàng xóm dùng WiFi sẽ không thích
Cũng có băng tần 6GHz, nhưng có vấn đề với khoảng cách xa; 3.5GHz CBRS có lẽ là tốt nhất, nhưng cần phân bổ băng tần và tổ chức vận hành
Các băng tần thấp, tầm xa tốt đều nằm trong tay các nhà mạng di động
Thứ hai, phạm vi của router gia đình khá ngắn, có lẽ khoảng 1 dặm
Để phủ một thành phố sẽ cần rất nhiều node, và router 5G cũng không rẻ
Điều đó cũng có nghĩa là ra khỏi thành phố thì sẽ không có sóng
Phần lớn router là loại dùng trong nhà, còn muốn phủ sóng đúng nghĩa thì phải lắp trên các cột ngoài trời
Thứ ba, tôi không chắc 5G có thực sự hỗ trợ liên lạc trực tiếp giữa thiết bị với thiết bị hay không
Từng có LTE-Direct nhưng không được triển khai, và trong đặc tả 5G cũng có D2D, nhưng tôi không tìm thấy ví dụ triển khai nào
Nhiều xe hơi hơi cũ từ thập niên 2000~2020 cũng có anten tích hợp trong kính
Bản thân ý tưởng này khá vững chắc
Anten trong kính được bảo vệ nên có thể làm cực mỏng và gần như vô hình, lại đẹp hơn về mặt thẩm mỹ so với anten vây cá mập trên nóc hay anten que
Tôi cho rằng đây gần với một lựa chọn thẩm mỹ hơn là lựa chọn kỹ thuật
Chỉ cần dựng một anten nhỏ trên nóc là cũng đủ giải quyết vấn đề kỹ thuật
Xe hơi thường có nhiều anten tích hợp ở những chỗ như kính sau
Ngay cả những thứ như radio FM cũng có từ 3 anten trở lên ở nhiều vị trí, và bộ thu sẽ chuyển sang anten có tín hiệu tốt nhất
Một chiếc vây cá mập là không đủ
Tôi muốn thấy một phiên bản kiêm luôn vai trò biển báo lối thoát hiểm
https://www.exitsignwarehouse.com/products/esw-el-r
Các tàu cao tốc mới của nước chúng tôi cũng dùng công nghệ tương tự để cải thiện sóng điện thoại khi đang di chuyển
https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/obb-puts-fi...
Bài này nói về việc dùng cửa sổ làm anten chủ động
Còn các đoàn tàu hiện nay bắt đầu dùng cửa sổ trong suốt với sóng vô tuyến, để vùng phủ sóng bên ngoài có thể xuyên qua
Cửa sổ tàu được phủ kim loại để chắn nắng, và không may là lớp đó cũng chặn cả sóng vô tuyến
Tiêu đề viết
windowsbằng chữ thường, vậy mà tôi vẫn mất một lúc mới nhận ra đây không phải nói về hệ điều hành mà là cửa sổTrong tiếng Ý,
filenghĩa là hàng, nhưng mỗi khi thấy từfileở đâu đó, tôi lại đọc nó thành thuật ngữ CNTT tiếng Anh “tệp”Lần nào như vậy tôi cũng hơi buồn cười
Nếu gõ nhẹ vào kính, hoặc gió hay mưa lớn tác động vào thì tín hiệu có bị nhiễu không?
Nhưng theo bài viết, ăng-ten này chỉ hoạt động ở các băng tần dưới 5GHz, và điều đó hợp lý hơn nhiều
Hầu hết cửa sổ hiện đại dùng lớp phủ nhôm để phản xạ tia cực tím, thường gọi là kính Low-E
Lớp phủ này suy hao tần số sóng milimet rất tốt, nên cửa sổ gần như là vị trí tệ nhất trong một tòa nhà để đặt ăng-ten
Nhưng đa số mọi người không cần WiFi gigabit cho điện thoại hay các thiết bị khác, vì vậy 5G sóng milimet thật sự hiện tại có vẻ chủ yếu được dùng cho Internet gia đình không dây
Cái này có hoạt động với kính peptide không?
“A self-healing multispectral transparent adhesive peptide glass”
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x :
Transducer:
https://en.wikipedia.org/wiki/Transducer
https://news.ycombinator.com/item?id=41442489 :
Chú thích ảnh ghi: “ảnh chụp trong nhà của một thiết bị kính hình chữ nhật gắn trên cửa sổ tòa nhà, có cáp nối giữa thiết bị và trần nhà”
Nhưng đây rõ ràng là ảnh do AI tạo
Nhìn phản chiếu của đèn trên cửa sổ thì thấy nó chồng lên cả khung cửa
Giờ việc đưa ảnh do AI tạo ra như thể ảnh thật đã thành tiêu chuẩn rồi sao
Alcan Systems cũng làm ăng-ten kính 5G
Tuy nhiên công ty này dùng công nghệ màn hình LCD để tạo mảng pha và điều chỉnh hướng tín hiệu một cách động
https://www.alcansystems.com/