Các nhà nghiên cứu khám phá cách thiết lập và bảo mật 5G cho lưới điện siêu nhỏ bằng hộp cát 5G

Các nhà nghiên cứu khám phá cách thiết lập và bảo mật 5G cho lưới điện siêu nhỏ bằng hộp cát 5G

    Cho dù đó là sự trùng hợp hay quy hoạch cẩn thận, cơ sở hạ tầng của cả hệ thống điện và viễn thông đều đang hướng tới một hướng tương tự: hướng tới rìa. Các tấm pin mặt trời trên mái nhà giống như các tháp 5G ở khu vực lân cận—trong cả hai trường hợp, tài sản được phân phối ngày càng củng cố các hệ thống quan trọng này.

    5G và lưới điện siêu nhỏ có thể là sự kết hợp tuyệt vời

    Thiết lập lưới điện siêu nhỏ 5G tại NREL có thể được cấu hình lại để hỗ trợ các thử nghiệm liên quan đến lưới điện siêu nhỏ và bộ điều khiển biên. Nhà cung cấp hình ảnh: Brian Miller, NREL

    Để nghiên cứu thế hệ truyền thông không dây mới nhất và những gì nó cung cấp cho hệ thống điện, Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) đã xây dựng một nền tảng nghiên cứu 5G bên trong một lưới điện siêu nhỏ quân sự được nhân rộng và đưa nó vào các kịch bản phục hồi và các cuộc tấn công mạng, công bố kết quả của họ trong một báo cáo có tiêu đề " 5G được cung cấp năng lượng một cách an toàn và kiên cường." Họ nhận thấy rằng các tính năng 5G có thể hỗ trợ các điều khiển phân tán cũng như khả năng phục hồi và bảo mật có thể định cấu hình cho các hệ thống điện.

    Dự án này là một phần của chương trình FutureG, nhằm mục đích chuẩn bị sẵn sàng cho quốc gia các nền tảng viễn thông thế hệ tiếp theo, đặc biệt là về các khía cạnh bảo mật, tự động hóa và khả năng phục hồi. Nhưng kết quả còn vượt xa khả năng phòng thủ: NREL đã chỉ ra cách các tiện ích có thể sử dụng 5G để mang lại lợi ích cho an ninh mạng, khả năng phục hồi và chi phí. Và giờ đây, với cơ sở thử nghiệm truyền thông thực tế tại NREL, các đối tác có thể đảm bảo các tiện ích sẽ hoạt động khi cần thiết nhất trong các môi trường có nhiều tranh chấp.

    Không có dây, không có vấn đề gì

    Độ trễ nhỏ có thể gây khó chịu khi phát trực tiếp nhưng có thể gây suy giảm chức năng trong các hoạt động sử dụng năng lượng quan trọng. Tốc độ mục tiêu để phục hồi nguồn điện tự động là 8 mili giây—cực kỳ nhanh. Cáp quang có dây cứng là giải pháp thay thế phù hợp, nhưng với sự phát triển như vậy của các thiết bị năng lượng phân tán, việc đặt sợi quang trong một lưới điện siêu nhỏ nhanh chóng trở nên quá tốn kém. Thay vào đó, nhóm dự án đã khám phá cách độ trễ cực thấp của 5G có thể lấp đầy khoảng trống.

    Tony Markel, nhà nghiên cứu cấp cao và trưởng dự án của NREL cho biết: “Từ quan điểm tích hợp lưới, nhiều thiết bị sẽ cần độ trễ thấp và độ tin cậy cao để phối hợp thành công”. "Sự khác biệt cơ bản giữa 4G và 5G là cách dữ liệu di chuyển; tài nguyên dữ liệu có thể ở gần biên hơn. Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta khai thác sức mạnh của điện toán biên và giảm độ trễ để biến các thành phần lưới trở thành một hệ thống hiệu quả hơn?"

    Các nhà nghiên cứu NREL đã đạt được một số hiệu quả của 5G bằng cách thiết kế lưới điện siêu nhỏ để duy trì nguồn điện cho cả thông tin liên lạc và các tải trọng quan trọng. Điều này bao gồm một lớp khả năng phục hồi đã được thêm vào bằng cách sử dụng bộ điều khiển biên để duy trì hoạt động của thành phần lưới điện siêu nhỏ, ngay cả khi một số thông tin liên lạc không khả dụng.

    Với khả năng phục hồi và quản lý năng lượng đều quan trọng đối với các sứ mệnh NREL và DOD, công trình này cho thấy sự kết hợp giữa 5G, các biện pháp điều khiển phân tán và lưới điện siêu nhỏ dựa trên năng lượng tái tạo là một sự kết hợp mạnh mẽ.

    Khả năng phục hồi mạng, lưu lượng ưu tiên và phân chia riêng tư: Một số lợi ích của 5G

    Để đánh giá 5G trong các điều kiện hoạt động đáng tin cậy, NREL đã lập mô hình lưới điện siêu nhỏ của mình để phản ánh một căn cứ quân sự ở California. Các mảng năng lượng mặt trời, hệ thống pin, bộ sạc xe và thiết bị bảo vệ giống hệt nhau đã được mô hình hóa với các giao diện thông qua mạng 5G. Nhiều kịch bản đã được thử nghiệm, bao gồm mất điện lưới và nhiều vụ xâm nhập mạng khác nhau.

    Brian Miller cho biết: "Các kịch bản thử nghiệm của chúng tôi không chỉ là kiểm soát khả năng phục hồi của lưới điện và lưới điện siêu nhỏ mà còn về việc cung cấp năng lượng cho chính mạng 5G. Nếu chúng tôi có thể duy trì lưới điện hoạt động với nguồn điện linh hoạt thì điều đó sẽ giúp mạng truyền thông tiếp tục hoạt động". trưởng nhóm kỹ thuật hệ thống điện.

    Các tình huống bao gồm lỗi tháp di động, sự cố và khôi phục bộ điều khiển lưới điện siêu nhỏ, lưu lượng mạng do nước ngoài vận hành không an toàn và tắc nghẽn từ các thiết bị mạng khác.

    Miller cho biết: “Điện toán biên, ưu tiên lưu lượng truy cập mạng và phân chia riêng tư đều đã thành công”, thảo luận về các tính năng 5G mà họ đã triển khai trong lưới điện siêu nhỏ thử nghiệm. "Chúng tôi có thể hoạt động hoàn hảo với mạng này; ví dụ: tính năng ưu tiên cho phép chúng tôi ưu tiên ngay cả khi lưu lượng liên lạc đã đạt mức tối đa, do đó, nó giống như có quyền truy cập chuyên dụng vào các hệ thống quan trọng."

    Tuy nhiên, độ trễ kém ấn tượng hơn. Có lẽ với băng tần 5G sóng milimet, các nhà nghiên cứu sẽ đạt được tốc độ trao đổi dữ liệu nhanh hơn đáng kể, nhưng lưới điện siêu nhỏ phân tán về mặt địa lý yêu cầu phạm vi dải tần phụ 6 GHz dài hơn. Độ trễ thấp, nhưng không đủ cực thấp để phối hợp khôi phục nguồn điện một cách suôn sẻ mà không hề bị mất điện, như bộ pin dự phòng thường cung cấp.

    Liên quan đến bảo mật, các nhà nghiên cứu tập trung vào từng thành phần 5G và tìm ra nhiều cách để làm cho mạng trở nên an toàn hơn trước những kẻ tấn công đã có chỗ đứng. Vì 5G được xây dựng trên phần cứng máy chủ thông thường cũng như các công cụ và chức năng ảo hóa nên mỗi thành phần đều yêu cầu đánh giá và điều chỉnh mạng kỹ lưỡng để ngăn chặn các tác nhân đe dọa thay đổi dữ liệu hoặc đọc thông số của hệ thống năng lượng. Biết rằng các thành phần mạng và luồng dữ liệu được bảo mật là bước đầu tiên để có thể tin cậy 5G cho các mục đích sử dụng trong tương lai với tài sản phân tán.

    Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
    FanPage:  https://www.facebook.com/Pacific-Group
    YouTube:  https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt 

    Zalo
    Hotline