TÀI LIỆU KỸ THUẬT HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CSHT TRẠM VIỄN THÔNG – SMU
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.93 MB, 58 trang )
TÀI LIỆU KỸ THUẬT
HỆ THỐNG GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN CSHT
TRẠM VIỄN THÔNG – SMU
CÔNG TY CỔ PHẦN CÔNG NGHỆ HTSV VIỆT NAM
Trụ sở: Số 164, Nguyễn Văn Cừ, P.Bồ Đề, Q.Long Biên, Hà Nội
VPGD: P1602, Tòa C2, Vinaconex1, 289A Khuất Duy Tiến, P.Trung Hòa, Q.Cầu Giấy, Hà Nội
Điện thoại: 04.62783539 - Website: www.htsv.com.vn
Nội dung
I. GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU ................................................................................................ 3
1.1 Mục đích ......................................................................................................................... 3
1.2 Phạm vi ........................................................................................................................... 3
1.3 Thuật ngữ ........................................................................................................................ 3
1.4 Bố cục tài liệu .................................................................................................................. 4
II. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ................................................................................................. 5
2.1 Hiện trạng và nhu cầu ......................................................................................................5
2.2 Giới thiệu hệ thống SMU .................................................................................................6
2.3 Mô hình tổng quan hệ thống SMU ................................................................................... 7
2.3.1
2.3.2
2.3.3
Khối kỹ thuật tại trung tâm quản lý ...................................................................................... 7
Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin....................................................................................... 8
Khối kỹ thuật thiết bị tại trạm .............................................................................................. 8
2.4 Các tính năng chính của hệ thống .................................................................................... 9
2.5 Bộ điều khiển trung tâm................................................................................................. 10
2.6 Phần mềm hệ thống SMU .............................................................................................. 12
2.6.1
2.6.2
Kiến trúc phần mềm .......................................................................................................... 12
Đặc điểm phần mềm .......................................................................................................... 13
2.7 Máy chủ quản lý tập trung ............................................................................................. 17
2.8 Tính toán băng thông và cấu hình server ........................................................................ 18
2.8.1
2.8.2
2.8.3
2.8.4
Yêu cầu hệ thống............................................................................................................... 18
Tính toán băng thông ......................................................................................................... 18
Tính toán dung lượng lưu trữ ............................................................................................. 20
Tính toán cấu hình server .................................................................................................. 21
III. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT ............................................................................................. 22
3.1 Giải pháp quản lý CSHT tập trung ................................................................................. 22
3.2 Giải pháp triển khai lắp đặt ............................................................................................ 23
3.3 Giải pháp mở rộng cấu hình ........................................................................................... 24
3.4 Giải pháp báo cháy địa chỉ ............................................................................................. 25
3.5 Giải pháp giám sát vào ra trạm....................................................................................... 26
3.6 Giải pháp quản lý điện năng .......................................................................................... 27
3.7 Giải pháp đánh giá chất lượng tổ accu ........................................................................... 28
3.8 Giải pháp đo điện áp DC................................................................................................ 29
3.9 Giải pháp điều khiển đóng cắt tải DC............................................................................. 29
3.10 Giải pháp điều khiển điều hòa ........................................................................................ 30
3.11 Giải pháp điều khiển máy phát điện ............................................................................... 31
3.12 Giải pháp truyền dẫn...................................................................................................... 32
3.13 Giải pháp nguồn cung cấp.............................................................................................. 33
IV.
4.1
4.2
4.3
CHỨC NĂNG HỆ THỐNG ......................................................................................... 34
Giám sát và cảnh báo nhiệt độ ....................................................................................... 34
Giám sát và cảnh báo độ ẩm .......................................................................................... 34
Giám sát và cảnh báo cháy/khói..................................................................................... 34
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
1
4.4 Giám sát và cảnh báo cháy nhiệt gia tăng ....................................................................... 34
4.5 Giám sát và cảnh báo ngập lụt ....................................................................................... 35
4.6 Giám sát và cảnh báo chuyển động ................................................................................ 35
4.7 Giám sát và cảnh báo cửa mở ........................................................................................ 35
4.8 Giám sát và cảnh báo kính vỡ ........................................................................................ 35
4.9 Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn .............................................................................. 35
4.10 Giám sát trạng thái vào ra trạm ...................................................................................... 36
4.11 Camera giám sát an ninh ................................................................................................ 36
4.12 Giám sát và cảnh báo nguồn điện AC ............................................................................ 36
4.13 Giám sát và cảnh báo nguồn điện DC, chất lượng accu .................................................. 37
4.13.1
4.13.2
4.13.3
4.13.4
Đo điện áp DC .................................................................................................................. 38
Đo điện áp nửa tổ accu ...................................................................................................... 38
Đo dòng điện nạp/xả ......................................................................................................... 38
Đo nhiệt độ ....................................................................................................................... 38
4.14 Giám sát và điều khiển điều hòa .................................................................................... 38
4.15 Giám sát và điều khiển máy phát điện 1 pha hoặc 3 pha ................................................. 39
4.16 Điều khiển đóng cắt tải DC ............................................................................................ 40
4.17 Hình thức cảnh báo ........................................................................................................ 41
4.17.1
4.17.2
4.17.3
4.17.4
Cảnh báo tại chỗ bằng còi/đèn báo động ............................................................................ 41
Cảnh báo bằng gửi tin nhắn hoặc email.............................................................................. 41
Cảnh báo từ xa trên giao diện web ..................................................................................... 41
Cảnh báo gửi tới OMC ...................................................................................................... 41
PHỤ LỤC 1: CÁC THUẬT TOÁN ........................................................................................ 42
I. Thuật toán điều khiển điều hòa ...................................................................................... 42
II. Thuật toán điều khiển máy phát điện.............................................................................. 44
III. Thuật toán xác định nguồn AC/GEN ............................................................................. 46
IV. Thuật toán xác định dung lượng, thời gian còn lại của tổ accu ....................................... 47
V. Thuật toán xác định thời gian còn lại của máy phát điện ................................................ 50
PHỤ LỤC 2: DANH MỤC THIẾT BỊ CHÍNH ..................................................................... 51
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
2
I. GIỚI THIỆU VỀ TÀI LIỆU
1.1 Mục đích
Tài liệu này mô tả chi tiết về giải pháp công nghệ, các ứng dụng và thông số kỹ thuật
của hệ thống SMU – một sản phẩm được nghiên cứu và phát triển bởi HTSV.
Mục đích của tài liệu đưa ra cái nhìn tổng quan về hệ thống SMU, giúp khách hàng
hiểu rõ hơn về giải pháp thiết kế, kiến trúc của hệ thống (bao gồm cả phần cứng và phần
mềm), chức năng hệ thống và chỉ tiêu kỹ thuật.
Tài liệu này dành cho kỹ sư thiết kế, nhân viên kỹ thuật, khách hàng quan tâm tới hệ
thống để tham khảo và có thể dùng làm tài liệu tham chiếu.
1.2 Phạm vi
Phạm vi của tài liệu này giới thiệu các giải pháp thiết kế hệ thống SMU, phân tích
chức năng hệ thống và đưa ra các thuật toán giám sát, điều khiển.
Chi tiết về thiết kế (phần cứng và phần mềm), hướng dẫn lắp đặt và vận hành hệ thống
không thuộc phạm vi của tài liệu này.
1.3 Thuật ngữ
Bảng dưới giải thích các thuật ngữ quan trọng được sử dụng trong tài liệu.
Thuật ngữ
Giải thích từ ngữ
3G
Mạng thông tin di động thế hệ 3
ADSL
Đường dây thuê bao bất đối xứng
ATS
Tủ điện ATS
BTS
Trạm thu phát gốc trong mạng di động
CSDL
Cơ sở dữ liệu
CSHT
Cơ sở hạ tầng
ĐHTT
Điều hành trung tâm
GEN
Nguồn máy phát điện
GPRS
Mạng điện thoại di động 2.5G
GSC
Bo mạch điều khiển của máy phát điện
GSĐK
Giám sát điều khiển
GSM
Mạng thông tin di động toàn cầu 2G
LAN
Mạng máy tính cục bộ
MAIN
Nguồn điện lưới
OMC
Trung tâm khai thác và vận hành mạng viễn thông
PMU
Thiết bị giám sát công suất tiêu thụ điện
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
3
Power Meter
Thiết bị đo công suất tiêu thụ điện (Công tơ).
Server
Máy tính chủ
SMU
Hệ thống giám sát điều khiển tập trung CSHT trạm viễn thông
SMU126
Bộ điều khiển trung tâm của hệ thống SMU
SMU126-ATS
Module giám sát và điều khiển máy phát điện
SMU126-BAT
Module giám sát nguồn DC và cảnh báo chất lượng tổ ăcqui
SMU126-DC
Module giám sát đo điện áp accu (-48V)
SMU126-DH
Module giám sát và điều khiển điều hòa
SMU126-IO
Module mở rộng cấu hình cổng vào ra
SMU126-PU
Module đo và giám sát công suất tiêu thụ
SMU126-ZONE
Module báo cháy địa chỉ
SMU126-DCCB
Module điều khiển đóng cắt tải DC
SMU126-MT
Module đo thông số khí tượng thủy văn
Trạm
Trạm viễn thông có lắp đặt thiết bị SMU126
User
Người dùng web
VPS (Virtual
Private Server)
Máy chủ ảo được tạo ra bằng phương pháp phân chia một máy chủ vật lý
thành nhiều máy chủ khác nhau có tính năng như một máy chủ riêng
Cloud Server
Máy chủ ảo được tạo bằng công nghệ điện toán đám mây
Web_App
Phần mềm cài đặt trên server cung cấp giao diện cho người dùng
Bảng 1 – Danh sách các thuật ngữ
1.4 Bố cục tài liệu
Tài liệu được chia thành các phần chính sau:
-
Tổng quan hệ thống: giới thiệu tổng quan về hệ thống SMU.
-
Giải pháp kỹ thuật: giới thiệu về các giải pháp kỹ thuật xây dựng hệ thống
SMU.
-
Chức năng hệ thống: phân tích chi tiết các tính năng giám sát, điều khiển.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
4
II. TỔNG QUAN HỆ THỐNG
2.1 Hiện trạng và nhu cầu
Hiện tại, VNPT là một trong 3 nhà mạng lớn nhất Việt Nam hiện nay (VNPT,
Mobifone, Viettel), vì vậy trong thời gian qua VNPT không ngừng đầu tư quy hoạch nâng
cao chất lượng mạng và mở rộng vùng phủ sóng với quy mô số lượng trạm phát sóng và
các cơ sở hạ tầng, trang thiết bị tương ứng kèm theo đáp ứng cho các trạm BTS là rất lớn
nhằm phục vụ tốt hơn nữa, cạnh tranh và thu hút nhiều khách hàng sử dụng. Song song với
chiến lược đầu tư mạnh vào cơ sở hạ tầng phát triển mạng lưới phục vụ nhu cầu không
ngừng tăng cao của khách hàng thì việc giám sát một khối lượng lớn nhà trạm viễn thông
một cách liên tục, tin cậy và hiệu quả là hết sức cấp bách và cần thiết nhằm giảm chi phi,
mất mát và phức tạp trong việc giải quyết hậu quả không lường trước được có thể xẩy ra
mỗi khi các thiết bị nhà trạm viễn thông xẩy ra sự cố.
Hình 1 - Hình ảnh minh họa CSHT của một trạm viễn thông VNPT
Tuy nhiên, hiện nay tại hầu hết các trạm viễn thông đều mới chỉ trang bị một số ít các
cảnh báo cơ bản cho một số ít thiết bị trong trạm. Các hệ thống cảnh báo này đã cũ, hỏng
hóc nhiều và không còn đảm bảo độ chính xác.
Hơn nữa việc sử dụng các hệ thống điều hòa, thông gió,… liên tục mà không quan
tâm tới nhiệt độ nhà trạm gây ra một sự thất thoát lớn về điện năng. Tình trạng ra vào trạm
không được kiểm soát dẫn đến xảy ra nhiều sự cố ảnh hưởng tới chất lượng mạng. Công
việc duy tu, bảo trì, bảo dưỡng trạm không được tiến hành đầy đủ hoặc có tiến hành nhưng
không thể kiểm soát được dẫn đến sự xuống cấp CSHT nhà trạm gây ảnh hưởng tới chất
lượng mạng lưới. Do đó, một hệ thống trang bị đầy đủ các tính năng cảnh báo, giám sát
toàn bộ hoạt động của trạm viễn thông theo thời gian thực và có phương án sử dụng năng
lượng một cách hiệu quả cần phải được xây dựng.
Bên cạnh đó với số lượng lớn các trạm viễn thông và không ngừng tăng lên như hiện
nay đòi hỏi sự giám sát đó phải được thực hiện theo hướng tập trung, tiện lợi và an toàn.
Trong tương lai, tất cả các trạm viễn thông hoạt động hoàn toàn tự động, các nhân viên kỹ
thuật có thể xử lý, giám sát các hoạt động của trạm từ xa. Chỉ trong những trường hợp có
sự cố nghiêm trọng thì các nhân viên kỹ thuật mới phải đến tận nơi để xử lý. Việc xây dựng
một hệ thống giám sát, quản lý tập trung không những tạo ra khả năng quản lý phân vùng,
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
5
phòng ngừa và xử lý các sự cố một cách chủ động từ xa mà còn giúp giảm thiếu những chi
phí gây ra do sự lãng phí điện năng.
Trên nền tảng công ty HTSV đã có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực tư vấn,
thiết kế, cung cấp các giải pháp giám sát điều khiển CSHT nhà trạm viễn thông. Hệ thống
SMU được xây dựng nhằm đáp ứng các nhu cầu cấp bách trên.
2.2 Giới thiệu hệ thống SMU
Hệ thống SMU là một sản phẩm được nghiên cứu và phát triển bởi HTSV cho phép
quản lý và giám sát toàn bộ CSHT của các trạm viễn thông theo hướng tập trung. Với việc
ứng dụng công nghệ điện toán đám mây (Cloud Computing) mang đến đẳng cấp vượt trội
về công nghệ, giúp cho việc quản lý dễ dàng và hiệu quả hơn thông qua mạng Internet,
Intranet, GPRS/3G,…
Hình 2 - Bộ sản phẩm thiết bị GSĐK CSHT nhà trạm viễn thông
Hệ thống hỗ trợ đa dạng các loại cảnh báo cho phép giám sát tình trạng hoạt động của
nhiều loại thiết bị trong trạm như tủ nguồn DC, accu nhà trạm, điều hòa không khí, quạt
thông gió, máy phát điện, điện năng tiêu thụ,… Cảnh báo dựa trên các thông số môi trường,
các thiết bị đầu báo, cảm biến, các thiết bị báo động.
Hệ thống có khả năng tự động điều khiển bật/tắt các thiết bị trong trạm (chuông báo
động, đèn chiếu sáng, quạt thông gió, điều hòa, máy phát điện…). Tính năng tự động điều
khiển các máy điều hoà chạy luân phiên dựa theo các thông số môi trường đảm bảo nhiệt
độ phòng máy phù hợp với hoạt động của trạm nhằm mục đích giảm sự lãng phí điện năng.
Việc đảm bảo nhiệt độ làm việc cho các thiết bị trong trạm là rất quan trọng sẽ quyết định
đến tuổi thọ của thiết bị và sự an toàn hệ thống. Đồng thời hệ thống còn hỗ trợ nhiều
phương thức thống kê, cảnh báo tình trạng điện năng tiêu thụ hàng tháng phục vụ công tác
quản lý và vận hành nhà trạm.
Hệ thống sử dụng các kỹ thuật mã hoá truyền nhận dữ liệu tiên tiến, các chế độ và
phương pháp xác thực hiệu quả cùng các cơ chế bắt và sửa lỗi hợp lý đảm bảo việc giám
sát, quản lý nhà trạm viễn thông một cách tin cậy và không gây nhiễu cho thiết bị trong
trạm, không báo động, báo cháy giả.
Bên cạnh đó hệ thống có khả năng tích hợp cao, cấu hình mở, dễ dàng nâng cấp và
mở rộng trong tương lai. Các thiết bị được thiết kế theo kiểu mô-đun rất thuận tiện cho việc
triển khai lắp đặt giúp giảm thiểu chi phí đầu tư.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
6
2.3 Mô hình tổng quan hệ thống SMU
SMU là hệ thống quản lý dữ liệu tập trung với một máy chủ Cloud do VNPT quản lý
và cung cấp dịch vụ.
Hình 3 - Mô hình tổng quan hệ thống SMU
Hệ thống gồm 3 bộ phận chính cấu thành:
Khối kỹ thuật tại trung tâm quản lý.
Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin.
Khối kỹ thuật thiết bị tại trạm.
2.3.1 Khối kỹ thuật tại trung tâm quản lý
Trung tâm quản lý là bộ não xử lý của toàn hệ thống bao gồm các trang thiết bị phần
cứng, phần mềm,… thực hiện tổng hợp, lưu trữ và xử lý toàn bộ các dữ liệu giám sát điều
khiển. Tại trung tâm quản lý bao gồm các thiết bị sau:
-
Máy chủ quản lý tập trung (Cloud Server) do VNPT quản lý được cài đặt phần mềm
quản lý hệ thống SMU.
-
Các thiết bị phục vụ công tác giám sát điều hành như màn hình giám sát, máy tính
người trực, còi đèn báo động.
-
Modem GSM/GPRS gửi tin nhắn cảnh báo tới các số điện thoại được cài đặt sẵn
trên hệ thống.
-
Các thiết bị truyền dẫn kết nối vào hệ thống giám sát.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
7
2.3.2 Khối kỹ thuật truyền dẫn thông tin
Thông tin GSĐK của trạm được gửi về máy chủ Cloud theo các phương thức truyền
dẫn sau:
-
Nhà trạm có đường truyền nội bộ của tập đoàn VNPT (LAN/WAN). Dữ liệu được
truyền về máy chủ Cloud theo đường sau đây:
-
Nhà trạm không có đường truyền nội bộ của tập đoàn VNPT. Dữ liệu được truyền
về máy chủ Cloud theo đường sau đây:
-
Ngoài ra, dữ liệu GSĐK được chuyển đổi thành dạng tín hiệu tiêu chuẩn truyền về
OMC của tỉnh/thành phố qua hệ thống cảnh báo ngoài sẵn có của trạm BTS.
2.3.3 Khối kỹ thuật thiết bị tại trạm
Gồm các thiết bị GSĐK được lắp đặt tại trạm viễn thông kết nối về Server qua các
phương thức truyền dẫn mà hệ thống SMU hỗ trợ. Các thiết bị tại trạm được thiết kế theo
kiểu module và giao tiếp với nhau theo các chuẩn truyền thông Ethernet/RS485/RS232.
Thiết bị GSĐK tại trạm bao gồm:
-
Bộ điều khiển trung tâm của hệ thống SMU (SMU126).
-
Module giám sát và điều khiển điều hòa (SMU126-DH).
-
Module giám sát nguồn DC và cảnh báo chất lượng tổ accu (SMU126-BAT).
-
Module đo điện áp accu (SMU126-DC).
-
Module giám sát công suất tiêu thụ điện (SMU126-PU).
-
Module giám sát và điều khiển máy phát điện (SMU126-ATS).
-
Module điều khiển đóng cắt tải DC (SMU126-DC-CB).
-
Module giám sát thông số khí tượng thủy văn (SMU126-MT).
-
Các thiết bị đầu báo, cảm biến: Cháy, khói, chuyển động, kính vỡ, cửa mở,
ngập nước,…
-
Các thiết bị báo động tại chỗ: còi, đèn báo động, nút ấn báo cháy khẩn cấp.
-
Thiết bị giám sát an ninh: IP-Camera.
-
Thiết bị kiểm soát vào ra trạm (nhận dạng vân tay, thẻ từ, khóa từ,…)
-
Vật tư và phụ kiện lắp đặt: adapter, dây cáp,…
Chỉ tiêu kỹ thuật của các thiết bị trên được mô tả trong Phụ lục 2.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
8
2.4 Các tính năng chính của hệ thống
Giải pháp của HTSV trong việc thiết kế hệ thống SMU sẽ tập trung chủ yếu vào các
tính năng cơ bản sau:
-
Giám sát các thông số cơ bản:
+ Giám sát thông số môi trường, cảnh báo nhiệt độ/độ ẩm phòng máy cao.
+ Giám sát và cảnh báo cháy, khói trong phòng máy.
+ Giám sát và cảnh báo ngập nước trong phòng máy. Tự động điều khiển máy
bơm khi có cảnh báo ngập nước.
+ Giám sát an ninh phòng máy: cảnh báo cửa mở, kính vỡ, phát hiện chuyển
động, camera quan sát.
-
Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn (thông số gió, mưa,…).
-
Giám sát và cảnh báo nguồn điện AC 1 pha hoặc 3 pha (điện lưới, máy phát điện).
-
Giám sát công suất tiêu thụ điện năng, cảnh báo khi công suất tiêu thụ gia tăng đột
biến.
-
Giám sát và cảnh báo nguồn điện DC, tình trạng hoạt động của máy nắn.
-
Giám sát và cảnh báo chất lượng accu.
-
Giám sát và điều khiển hoạt động của máy phát điện 1 pha hoặc 3 pha.
-
Giám sát và điều khiển hoạt động hệ thống điều hòa kết hợp với quạt thông gió và
máy hút ẩm để đảm bảo nhiệt độ làm việc cho các thiết bị trong trạm, giúp tăng tuổi
thọ của thiết bị.
-
Điều khiển đóng ngắt tải DC từ xa qua phần mềm quản lý hệ thống.
-
Điều khiển các thiết bị khác trong trạm như đèn chiếu sáng, còi báo động,..
-
Kiểm soát tình trạng vào ra nhà trạm.
-
Hỗ trợ nhiều hình thức cảnh báo khác nhau:
+ Cảnh báo tại chỗ bằng còi/đèn báo động.
+ Cảnh báo từ xa bằng màu sắc và âm thanh trên giao diện trang web quản lý.
+ Cảnh báo bằng gửi tin nhắn SMS hoặc Email tới các đầu mối quản lý.
+ Cảnh báo gửi tới OMC thông qua hệ thống truyền dẫn cảnh báo ngoài của
trạm BTS.
-
Hỗ trợ nhiều phương thức truyền dẫn cảnh báo (tùy chọn sử dụng một trong các
đường truyền hoặc cả hai theo cơ chế active/standby):
+ IP (LAN/ Leased line/Internet/E1).
+ Di động (Mobile data 2G/3G, SMS).
-
Hỗ trợ nhiều phương thức thống kê, báo cáo phục vụ cho công tác quản lý, vận
hành.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
9
2.5 Bộ điều khiển trung tâm
SMU126 là bộ điều khiển trung tâm của hệ thống SMU có các đặc điểm sau:
-
Thiết kế dựa trên nền tảng công nghệ TCP/IP, hỗ trợ đa dạng các đầu vào cảnh báo,
kết nối được với các cảm biến có sẵn tại trạm và tương thích với phần mềm quản lý
trung tâm (NMS).
-
Tích hợp đầy đủ các tính năng GSĐK, cho phép lựa chọn cấu hình để phù hợp với
từng loại trạm viễn thông khác nhau (BTS/NodeB, BSC, MSC).
-
Cho phép kết nối đồng thời nhiều module chức năng mở rộng (SMU126-DC,
SMU126-BAT, SMU126-ATS, SMU126-PU,..) vào bus hệ thống. Vì vậy việc mở
rộng tính năng giám sát/điều khiển được thực hiện dễ dàng, không hạn chế và không
ảnh hưởng đến cấu hình, hoạt động ban đầu của hệ thống.
-
Hỗ trợ các giao diện kết nối đường truyền giám sát: IP (LAN/Leased
line/Internet/E1), di động (Mobile data 2G/3G, SMS); Cho phép tùy chọn sử dụng
một trong các đường truyền trên theo cơ chế active/standby.
-
Có 16 cổng vào/ra đa chức năng (GPIO) để đấu nối các thiết bị cảm biến, báo động
và điều khiển. Các cổng này được mở rộng dễ dàng bằng cách kết nối thêm các
module mở rộng vào bus hệ thống và có thể lập trình được thành chức năng (báo
cháy, khói, chuyển động, ngập nước, …) một cách mềm dẻo theo yêu cầu.
-
Có 03 đầu ra điều khiển cấp nguồn DC 12V cho các thiết bị bên ngoài.
+ 01 cổng cấp nguồn cho còi báo động
+ 01 cổng cấp nguồn cho camera.
+ 01 cổng cấp nguồn cho Router/Switch/Modem.
-
Có màn hình LCD (16x2) để hiển thị/truy xuất tại chỗ các thông số và tình trạng
hoạt động của trạm, bao gồm các thông số sau:
+
+
+
+
+
-
Trạng thái hoạt động của các cảm biến.
Các thông số giám sát (điện áp, dòng điện, nhiệt độ,..)
Thời gian thực của thiết bị (Ngày/giờ).
Cấu hình hoạt động của thiết bị.
Trạng thái kết nối với các module mở rộng, với server quản lý.
Cho phép cập nhật phần mềm điều khiển thiết bị (Firmware) theo 2 hình thức sau:
+ Cập nhật tại chỗ qua dây kết nối lập trình.
+ Cập nhật từ xa qua đường truyền Ethernet và GPRS/3G (firmware được gửi
từ server quản lý tới thiết bị tại trạm)
-
Cho phép cấu hình thiết bị tại chỗ và từ xa qua giao diện web. Khi cấu hình tại chỗ
thì cấu hình lưu trên thiết bị sẽ tự động đồng bộ với cấu hình lưu trên server quản lý
và ngược lại. Tất cả các thao tác cấu hình tại chỗ, từ xa của người dùng đều được
lưu log trên hệ thống.
-
Thông tin cấu hình cài đặt được lưu trong bộ nhớ ROM của thiết bị, điều này đảm
bảo cấu hình không bị mất hoặc reset về mặc định khi bị mất nguồn điện cung cấp.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
10
-
Có 16 phím bấm nhập liệu/điều khiển cho phép thao tác nhân công tại trạm (điều
khiển thiết bị, cài đặt thông số,..).
-
Cho phép thiết lập cơ chế bảo mật bằng mã PIN, phân quyền truy nhập vào thiết bị
theo 2 cấp độ:
+ Quyền xem (Không cần nhập mã PIN): chỉ được phép xem trên màn hình
LCD các thông tin cảnh báo hiện tại, trạng thái hoạt động của các cảm biến,
thời gian thực của thiết bị.
+ Quyền điều khiển (Yêu cầu nhập mã PIN): cho phép cài đặt thông số, điều
khiển các thiết bị khác (Điều hòa, máy nổ, quạt, đèn, còi báo động) bằng tay
thông qua phím bấm và màn hình.
-
Có một vùng nhớ dành riêng để lưu các chương trình điều khiển, các tham số cấu
hình người dùng, các bản tin cảnh báo. Do vậy, thiết bị có thể hoạt động độc lập khi
mất kết nối với server quản lý. Dữ liệu được lưu trên thiết bị khi mất kết nối với
trung tâm, bao gồm:
+ Các tham số cấu hình.
+ Các lệnh điều khiển.
+ Các bản tin cảnh báo.
-
Có một vùng nhớ dành riêng cho phép lưu trữ tối thiểu 200 bản tin khi thiết bị mất
kết nối với server quản lý. Mỗi bản tin có kích thước lưu trữ là 4kbyte. Khi đường
truyền được khôi phục, thiết bị sẽ tự động đồng bộ dữ liệu với server quản lý.
-
Có một vùng nhớ dành riêng cho phép lưu trữ tối thiểu 50 mã người dùng trong
trường hợp hệ thống có hỗ trợ tính năng quản lý vào ra trạm.
-
Cho phép gửi/nhận dữ liệu, thực thi lệnh từ server quản lý:
+ Theo chu kỳ, các thông tin giám sát và cảnh báo lưu trên thiết bị đều được
cập nhật gửi về trung tâm quản lý (bao gồm cả các tính năng chọn lựa thêm
nếu có).
+ Cho phép thiết lập thời gian định kỳ để gửi thông tin giám sát, cảnh báo về
trung tâm (chu kỳ mặc định là 60s).
+ Cho phép gửi thông tin tức thời về server khi thiết bị có cảnh báo mới hoặc
đang trong điều kiện cảnh báo.
+ Cho phép gửi thông tin tức thời về server khi có yêu cầu từ phía người dùng
hoặc khi có lệnh gửi từ server.
+ Cho phép thực thi các lệnh gửi từ server như thay đổi cấu hình, điều khiển
thiết bị khác.
+ Tích hợp RTC (đồng hồ thời gian thực), lưu thời gian thực khi mất kết nối
với trung tâm hoặc khi mất nguồn cung cấp. Tự động đồng bộ thời gian thực
với server ngay khi bắt đầu kết nối với trung tâm.
-
Cho phép kết nối với máy tính và các module mở rộng thông qua giao tiếp Ethernet,
RS485, RS232.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
11
-
Sẵn sàng hỗ trợ giao tiếp không dây chuẩn Zigbee để kết nối với các module mở
rộng.
-
Có 1 cổng giao tiếp Ethernet cho phép kết nối với máy tính và kết nối vào mạng
LAN/Internet.
Có 12 đầu ra cảnh báo ngoài dạng tiếp điểm Rơle (NO/NC) cho phép đấu tín hiệu
cảnh báo vào thiết bị vô tuyến 2G/3G để giám sát tập trung các cảnh báo cơ bản qua
hệ thống giám sát OMC của mạng di động.
-
2.6 Phần mềm hệ thống SMU
2.6.1 Kiến trúc phần mềm
Phần mềm hệ thống SMU được cài đặt trên Cloud Server của VNPT cho phép quản
lý toàn bộ dữ liệu của hệ thống bao gồm cả dữ liệu người dùng.
Hình 4 – Kiến trúc phần mềm hệ thống SMU
Phần mềm bao gồm các module sau:
Phần Backend:
Database: chứa toàn bộ dữ liệu của hệ thống.
HUB-Server: là module phần mềm giao tiếp với thiết bị GSĐK tại trạm.
ARCHIVER-Server: là module giao tiếp với cơ sở dữ liệu.
HTTP-Server: là module cung cấp các API giao tiếp với dữ liệu webapp,
mobileapp, desktopapp.
MQTT-Broker: là module cung cấp giao thức MQTT giao tiếp realtime dữ
liệu với webapp, mobileapp, desktopapp.
NOTIFY-Server: là module gửi thông báo bằng các hính thức SMS, Email,
Google Cloud Mesage (GCM), Apple Push Notification (APN).
Phần Fontend:
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
12
Web-App: là module phần mềm giao tiếp với người dùng hệ thống qua giao
diện web.
Phần mềm sử dụng hệ quản trị CSDL PostgreSQL hỗ trợ các tính năng sau:
-
Tự động sao lưu dự phòng với mô hình Master - Slave
-
Tự động chuyển đổi Slave Server thành Master Server khi Master Server gặp sự cố.
-
Cân bằng tải các truy vấn giữa các server (bao gồm cả Master và Slave).
Do vậy, các máy chủ ứng dụng, máy chủ CSDL, máy chủ WEB có khả năng mở
rộng mà không cần cài đặt lại toàn bộ hệ thống, không ảnh hưởng tới hoạt động của hệ
thống.
2.6.2 Đặc điểm phần mềm
Phần mềm hệ thống SMU gồm có các đặc điểm sau:
a. Tính năng cơ bản
-
Hệ thống sử dụng các phần mềm như PostgresSQL, Redis, NginX có thể triển khai
trên các hệ điều hành như: Microsoft Windows, UNIX/Linux.
-
Các module phần mềm sử dụng ngôn ngữ Golang, Reactjs có thể dễ dàng triển khai
trên nhiều nền tảng.
-
Cho phép khai báo, quản lý lên tới 40.000 trạm viễn thông.
-
Cho phép tối thiểu 2.000 thiết bị GSĐK kết nối đồng thời về hệ thống.
-
Không giới hạn số lượng người dùng và cho phép quản lý phân cấp theo tối thiểu 3
mức:
+ Mức 1: theo khu vực Bắc - Trung – Nam.
+ Mức 2: theo tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương.
+ Mức 3: theo quận, huyện, thị xã, thành phố trực thuộc tỉnh.
-
Cho phép tối thiểu 200 user truy cập đồng thời vào hệ thống.
-
Phần mềm SMU được xây dựng trên nền tảng công nghệ web. Cho phép người dùng
truy nhập vào hệ thống quản lý giám sát thông qua các trình duyệt web trên mạng
Internet/LAN; Hỗ trợ điều khiển, giám sát trên các máy đầu cuối di động (tablet,
điện thoại di động).
-
Có cấu trúc module, dễ dàng mở rộng phần cứng và nâng cấp phần mềm.
-
Khi thiết bị GSĐK tại một trạm bị mất kết nối đường truyền với trung tâm quản lý,
hệ thống sẽ hiển thị cảnh báo mất kết nối trạm đó trên giao diện web. Cảnh báo mất
kết nối trạm được hiển thị bằng màu xám trên hệ thống giúp người dùng dễ dàng
nhận biết. Đồng thời gửi sms và email tới người trực trạm.
-
Cho phép cài đặt tính năng gửi tin nhắn, email đến các đầu mối quản lý (theo số
điện thoại, email dùng đăng ký tài khoản) khi một trạm có cảnh báo.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
13
-
Cho phép cài đặt tính năng nhận tin nhắn điều khiển từ danh sách số điện thoại đã
được cài đặt sẵn trên hệ thống để kiểm tra tình trạng hiện tại hoặc để điều khiển thiết
bị (còi/đèn báo động, điều hòa, máy nổ,…) của một trạm bất kỳ.
-
Phần mềm tích hợp các công cụ tìm kiếm, lọc cảnh báo, công cụ quản lý lỗi:
+ Phát hiện và xử lý lỗi của bất kỳ thiết bị nào trong trạm.
+ Cấu hình được mức độ cảnh báo, loại cảnh báo, trigger SMS, kích hoạt bật
còi, đèn,…cho từng trạm, từng khu vực trạm hoặc toàn hệ thống.
+ Giao diện hiển thị cảnh báo thân thiện bằng màu sắc, bản tin,…
+ Cho phép xác nhận cảnh báo khi hệ thống có cảnh báo mới và tự động xóa
các cảnh báo khi đã được xử lý xong.
+ Tự động xóa các cảnh báo bị duplicated.
-
Phần mềm cho phép người dùng tạo ra các phiếu sự cố để ghi lại và quản lý việc xử
lý sự cố. Các phiếu sự cố được lưu trên hệ thống và có thể kết xuất dưới dạng tập
tin xls, pdf, html.
+ Phiếu sự cố bao gồm các thông tin: thời gian tạo phiếu, thời gian kết thúc,
người tạo, người xử lý, lịch sử quá trình xử lý,…
+ Người dùng có thể tùy chỉnh thêm, bớt các trường thông tin của phiếu sự cố
theo nhu cầu.
-
Hỗ trợ quản lý cấu hình:
+ Cho phép cấu hình các thiết bị ở trạm theo 2 hình thức: qua giao diện web và
qua giao diện dòng lệnh (command).
+ Có bộ nhớ đệm để lưu các lệnh được thực thi gần đây hoặc các lệnh được sử
dụng nhiều nhất để hỗ trợ người dùng thao tác nhanh chóng, dễ dàng hơn.
+ Cho phép người dùng tạo ra file script (chứa các lệnh cấu hình, điều khiển
thiết bị); Cho phép thực thi một file script để thực hiện 1 nhiệm vụ cụ thể.
+ Cho phép ghi log các thác tác của người dùng web bao gồm các hoạt động
cấu hình, điều khiển thiết bị, thay đổi thông tin tài khoản,…
-
Hỗ trợ quản lý năng lực hoạt động của hệ thống: hiển thị các graph báo cáo về năng
lực hoạt động của toàn bộ hệ thống.
-
Phần mềm có license đáp ứng đầy đủ các yêu cầu tính năng kỹ thuật giám sát, điều
khiển cho tất cả các trạm viễn thông bao gồm các trạm trung tâm chuyển mạch,
truyền dẫn liên tỉnh, nội tỉnh và các nhà trạm vô tuyến,…
-
Tương thích ở mức API: Việc truy cập dữ liệu từ các máy đầu cuối (Client) tới
Server quản lý hệ thống giám sát hoàn toàn sử dụng cơ chế RESTful API, các API
đều yêu cầu cơ chế xác thực Json Web Token (JWT). Ngoài ra, dữ liệu từ thiết bị
GSĐK có thể giao tiếp thời gian thực với Client thông qua giao thức MQTT hoặc
MQTT over websocket.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
14
-
Phần mềm có thể được đóng gói, vận chuyển và triển khai bằng công nghệ Docker
hết sức nhanh chóng và đơn giản trong môi trường Cloud.
b. Bảo mật, phân quyền truy nhập
-
Có khả năng phân quyền truy nhập mạnh mẽ. Các tài khoản người dùng được phân
quyên theo các tính năng giám sát/điều khiển, phân quyền theo khu vực/vùng quản
lý trạm và phân quyền theo nhóm người sử dụng (Administrator, Operator, User).
-
Sử dụng cơ chế phân quyền CSDL đảm bảo tính độc lập dữ liệu khi sử dụng chung
tài nguyên Cloud cùng với các hệ thống khác.
-
Sử dụng cơ chế xác thực đa nhân tố (tên truy nhập/mật khẩu và OTP). Khi người
dùng kích hoạt chế độ bảo mật 2 lớp, hệ thống sẽ tự động phát hiện khi người dùng
đăng nhập vào hệ thống trên 1 trình duyệt mới, hệ thống yêu cầu xác thực qua mã
OTP được gửi vào số điện thoại đã đăng kí tài khoản.
-
Thông tin mật khẩu được mã hóa bắng cách sử dụng thuật toán PBKDF2 kết hợp
với hàm băm SHA1 đảm bảo mật khẩu sau khi lưu là không trùng khớp khi 2 tài
khoản có cùng mật khẩu.
-
Sử dụng giao thức bảo mật SSL (Secure Socket Layer) để kết nối ra bên ngoài mạng.
-
Cho phép người quản trị có thể quản trị hệ thống từ xa qua đường truyền internet.
c. Cơ sở dữ liệu (CSDL)
-
Hệ thống CSDL có tính mở, có thể kết xuất ra để phục vụ tích hợp với các hệ thống
quản lý khác.
-
CSDL các thông tin về trạm viễn thông bao gồm các trường:
+ Tên trạm, mã trạm
+ Địa chỉ (tỉnh/ thành phố/ quận/ huyện/ phường/ xã...)
+ Tên nhân viên quản lý, số điện thoại,
+ Toạ độ thực trên bản đồ số.
+ Tên trung tâm VT quản lý,...
-
Tích hợp ngôn ngữ truy vấn SQL để thuận tiện trong việc thống kê bất cứ thông tin
nào về đài trạm phục vụ công tác báo cáo, quản trị.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
15
-
Hỗ trợ người dùng xây dựng, duy trì và chỉnh sửa danh sách các truy vấn chung và
truy vấn được sử dụng nhiều nhất để sử dụng thường xuyên.
-
Hỗ trợ đọc ghi thông tin đồng thời theo đó người đọc không khoá/chặn được người
viết và người viết không khoá/chặn được người đọc.
-
Có khả năng sao lưu và phục hồi dữ liệu khi hệ thống có sự cố.
-
Tự động ghi log thông tin các phiên làm việc của người dùng bao gồm các thông tin
về hoạt động của người dùng từ lúc đăng nhập đến khi đăng xuất.
-
CSDL của hệ thống có thể mở rộng trên nhiều máy chủ với một thiết bị lưu trữ
chung. Các máy chủ được thêm theo yêu cầu và không đòi hỏi phải phân vùng lại
dữ liệu.
-
Hỗ trợ tính năng hạn chế các cán bộ quản trị CSDL hoặc những người dùng có đặc
quyền khác truy cập vào dữ liệu ứng dụng nghiệp vụ hoặc thực hiện những thay đổi
không được phép.
-
Có cấu trúc mở và có khả năng tương tác với các hệ thống CSDL khác.
d. Thống kê, báo cáo
-
Cho phép thiết lập tự động xuất file cảnh báo theo khoảng thời gian được thiết lập.
-
Cho phép tạo các biểu mẫu tùy biến theo yêu cầu dưới các hình thức biểu đồ, bảng
biểu… Xuất báo cáo dạng tập tin xls, pdf, html.
-
Cho phép cài đặt tự động gửi các báo cáo tùy chọn theo yêu cầu.
-
Cho phép thống kê, đánh giá về mức tiêu thụ điện năng, các phát sinh bất thường.
-
Cho phép thống kê, báo cáo đánh giá về tình trạng accu (nhiệt độ, dòng nạp/xả, điện
áp accu).
-
Cho phép thống kê, đánh giá về thời gian chạy máy nổ, mức tiêu hao nhiên liệu bất
thường.
-
Hỗ trợ thống kê, báo cáo tình trạng ra/vào trạm viễn thông.
-
Cho phép tạo sổ liên lạc điện tử để ghi chép về các báo cáo bảo dưỡng trạm và các
thông tin liên quan phục vụ công tác giám sát, theo dõi, vận hành trạm
-
Hỗ trợ cung cấp các loại báo cáo online và offline.
-
Cho phép kéo, thả báo cáo dễ dàng, giúp cho người quản lý có thể khai thác thông
tin dưới nhiều nguồn báo cáo khác nhau.
-
Mỗi tài khoản người dùng được phân quyền truy nhập hệ thống. Phần mềm cho
phép thiết lập các kiểu lưu trữ, phân phối báo cáo theo nhu cầu. Cho phép truy cập
báo cáo theo quyền của tài khoản đăng nhập.
e. Hiển thị cảnh báo
-
Hiển thị thông tin cảnh báo theo mức phân quyền truy nhập. Ví dụ tài khoản người
dùng có quyền quản lý trung tâm, thì được phép xem toàn bộ thông tin cảnh báo và
điều khiển thiết bị của các trạm thuộc phạm vi mình quản lý.
-
Hiển thị tất cả hoặc tùy chọn các thông tin cảnh báo theo yêu cầu của người dùng.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
16
-
Hiển thị các cảnh báo vượt ngưỡng giá trị cảnh báo, ngưỡng tần suất xuất hiện trong
một chu kỳ thời gian được định nghĩa trước (Có thể thay đổi theo yêu cầu người
dùng).
-
Cho phép tùy chỉnh hiển thị giám sát toàn bộ hoặc một phần thông tin của trạm.
-
Hiển thị cảnh báo đồng thời của tất cả các trạm hoặc của một số trạm tùy chọn.
-
Hiển thị cảnh báo qua giao diện bản đồ trực quan và các thông tin liên quan đến
trạm để phục vụ công tác ứng cứu như: địa chỉ, tọa độ trạm, điện thoại liên hệ tại
trạm, thời gian accu có thể duy trì trạm, có máy nổ hay không…
-
Phân biệt các cảnh báo qua âm thanh, màu sắc trên giao diện quản lý. Ví dụ, màu
đỏ thể hiện cảnh báo ở mức nguy hiểm, màu xanh thể hiển không có cảnh báo, màu
vàng thể hiện có cảnh báo.
f. Giao diện thân thiện
-
Giao diện phần mềm được thiết kế theo giao diện chuẩn cho các phần mềm tập trung
-
Sử dụng phông chữ tiếng Việt theo bộ mã tiêu chuẩn quốc tế Unicode (TCVN
6909:2001), chấp nhận tất cả các ký tự tiếng Việt có dấu.
-
Chạy tốt trên các trình duyệt web phổ biến hiện nay như IE, Firefox, Chrome, Safari
(android, ios).
g. Hiệu năng và độ tin cậy
-
Hệ thống có khả năng cung cấp đủ công suất xử lý và dung lượng lưu trữ để hỗ trợ
hoạt động của hệ thống GSDK của VNPT trong giai đoạn 5 năm.
-
Hệ thống cho phép cài đặt trên nhiều máy chủ Web và application để tăng khả năng
phục vụ chịu tải của hệ thống.
-
Hệ thống cung cấp các công cụ ghi log và đưa ra báo cáo đầy đủ các tác động vào
hệ thống (qua giao diện phần mềm hoặc trực tiếp vào CSDL) của người dùng và
nhân viên quản trị.
-
Hệ thống CSDL có khả năng backup/ restore cả cấu hình và dữ liệu của hệ thống.
2.7 Máy chủ quản lý tập trung
Hệ thống SMU sử dụng máy chủ Cloud do VNPT quản lý và cung cấp dịch vụ là một
sự lựa chọn tối ưu, kế thừa các ưu điểm vượt trội của công nghệ điện toán đám mây mà sẽ
không thể có được khi sử dụng các máy chủ vật lý.
Cấu hình của máy chủ Cloud được tính toán để phù hợp với đặc điểm của hệ thống
GSĐK và đáp ứng các yêu cầu sau:
-
Có khả năng truy suất, lưu trữ dữ liệu dưới dạng database MySQL/Oracle.
-
Có khả năng kết nối với hệ thống lưu trữ dữ liệu hiện hữu để backup dữ liệu.
-
Có khả năng mở rộng quản lý tới 40.000 trạm.
-
Các máy chủ ứng dụng, máy chủ CSDL, máy chủ WEB có thể mở rộng mà không
cần cài đặt lại toàn bộ hệ thống, không ảnh hưởng tới hoạt động hệ thống.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
17
-
Hệ thống phải cho phép cài đặt trên nhiều máy chủ Web và application để tăng khả
năng phục vụ chịu tải
-
Các máy chủ cung cấp đủ công suất xử lý và dung lượng lưu trữ để duy trì tốt hoạt
động của hệ thống GSĐK trong 5 năm.
2.8 Tính toán băng thông và cấu hình server
2.8.1 Yêu cầu hệ thống
-
Quản lý 40 000 thiết bị SMU126.
-
Quản lý 1000 camera.
-
Đáp ứng 300 user truy cập đồng thời.
2.8.2 Tính toán băng thông
Phần này tính toán băng thông cần thiết cho các server đáp ứng được yêu cầu trên.
a. Băng thông dành cho thiết bị SMU126
Số lượng trạm
1
1000
10 000
40 000
Băng thông các thiết bị → Server
128 bps
128 kbps
1.28 Mbps
5.12 Mbps
Băng thông Server → thiết bị
16 bps
16 kbps
160 kbps
640 kbps
Bảng 2 - Băng thông dành cho SMU126
Kết luận:
-
Băng thông cho 1 trạm (uplink) là: ~ 128bps.
-
Lượng dữ liệu 1 trạm gửi/nhận trong 1 ngày là: (86400s * 128bps) = 11Mb ~
1.4Mbyte.
-
Lượng dữ liệu 1 trạm gửi/nhận trong 1 tháng là: (30ngày * 1.4Mbyte) =
42Mbyte.
Trong trường hợp trạm không lắp camera, khi dùng đường truyền vô tuyến
(GPRS/3G) khuyến nghị nên đăng ký gói cước Data có dung lượng tối thiểu
50Mbyte/1tháng/1trạm.
b. Băng thông dành cho camera
Ghi hình 24/7:
Số lượng Camera
Băng thông các Camera → Server
Băng thông Server → camera
1
512 kbps
512 bps
100
51.2 Mbps
51.2 kbps
1000
512 Mbps
512 kbps
Bảng 3 – Băng thông dành cho camera ghi hình liên tục
Chỉ ghi hình khi có cảnh báo: ~ 100 ảnh/ngày/camera
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
18
Số lượng Camera
Băng thông các Camera → Server
Băng thông Server → camera
1
512bps
0.5 bps
100
51.2 kbps
51.2 bps
1000
512 kbps
512 bps
Bảng 4 – Băng thông dành cho camera ghi hình theo sự kiện
Kết luận:
-
Băng thông cho 1 trạm chủ yếu là của camera ghi hình 24/7 với chất lượng
hình ảnh trung bình : ~ 512kbps.
-
Lượng dữ liệu 1 camera gửi/nhận trong 1 ngày là: (86400s * 512kbps) =
44236.8Mb ~ 5529.6Mbyte.
-
Lượng dữ liệu 1 camera gửi/nhận trong 1 tháng là: (30ngày * 5529.6Mbyte) =
164888Mbyte ~ 164Gbyte
Trong trường hợp trạm không có đường truyền internet (ADSL/cáp quang) khuyến
nghị camera chỉ nên hoạt động ở chế độ ghi hình khi có cảnh báo nhằm tiết kiệm băng
thông.
-
Băng thông cho 1 camera ghi hình khi có cảnh báo ~ 100 ảnh/ngày: 512bps
-
Lượng dữ liệu 1 camera gửi/nhận trong 1 ngày là: (86400s * 512bps) = 44.2Mb
~ 5.5Mbyte.
-
Lượng dữ liệu 1 camera gửi/nhận trong 1 tháng là: (30ngày * 5.5Mbyte) =
165Mbyte
Khi sử dụng đường truyền vô tuyến (GPRS/3G) khuyến nghị nên đăng ký gói cước
Data có dung lượng tối thiểu 200Mbyte/1tháng/1trạm.
c. Băng thông dành cho user truy cập đồng thời
Số lượng User
Băng thông các User → Server
Băng thông Server → User
1
6.4 kbps
64 kbps
100
0.64 Mbps
6.4 Mbps
300
1.92 Mbps
19.2 Mbps
Bảng 5 – Băng thông dành cho người dùng truy cập đồng thời
d. Băng thông khác
Nhìn chung phần băng thông dành cho các yêu cầu khác là không đáng kể.
e. Băng thông dành cho toàn bộ hệ thống
Nhóm thiết bị
Băng thông thiết bị → Server
Băng thông Server → Thiết bị
SMU126 x 40 000
5.12 Mbps
640 kbps
Camera x 1000
512 Mbps
512 kbps
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
19
User x 300
1.92 Mbps
19.2 Mbps
Tổng băng thông
~ 525 Mbps
~ 20 Mbps
Bảng 6 – Băng thông cần cho toàn bộ hệ thống
Như vậy, băng thông đường lên (thiết bị → Server) chủ yếu cho các Camera ghi hình
24/7, băng thông đường xuống (Server → thiết bị) chủ yếu cho các User.
2.8.3 Tính toán dung lượng lưu trữ
Phần này tính toán dung lượng cần thiết để lưu trữ dữ liệu của toàn hệ thống SMU.
a. Dung lượng lưu trữ cố định
Dành cho cài hệ điều hành và các phần mềm, chiếm khoảng 100 Gbyte.
b. Dung lượng lưu trữ SMU
Khi hoạt động bình thường, số lượng gói tin mỗi trạm gửi về server được tính như
sau:
-
Thông tin cảnh báo:
Mỗi ngày ước tính trung bình có khoảng 100 cảnh báo/trạm. Mỗi cảnh báo
sinh ra 2 gói tin (bắt đầu và kết thúc) → 200 gói tin/ngày.
Mỗi cảnh báo có kích thước lưu trữ là 4kbyte.
→ Dung lượng lưu trữ cảnh báo cho 1 trạm/ngày: 200 * 4kbyte = 800kbyte/ngày ~
24Mbyte/tháng ~ 300Mbyte/năm.
-
Thông tin log: cứ 30 phút log lại trạng thái các trạm, mỗi trạng thái có kích thước
lưu trữ là 2 kbyte.
→ Dung lượng lưu trữ log cho 1 trạm/ngày: (1400/30) * 2kbyte = 96kbyte/ngày ~
3Mbyte/tháng ~ 90Mbyte/năm.
-
Các thông tin cố định: thông tin chung, cấu hình, trạng thái mới nhất,... có kích thức
lưu trữ cố định, không đáng kể trong toàn hệ thống.
Như vậy tổng dung lượng lưu trữ cho 1 trạm: ~ 400Mbyte/năm.
Thời gian sử dụng
Dung lượng dành cho lưu trữ dữ liệu SMU
1 trạm
1000 trạm
5000 trạm
40 000 trạm
Sau 1 năm sử dụng
400 Mbyte
400 Gbyte
2 Tbyte
16 TByte
Sau 2 năm sử dụng
800 Mbyte
800 Gbyte
4 Tbyte
32 Tbyte
Sau 3 năm sử dụng
1.2 Gbyte
1.2 Tbyte
6 Tbyte
48 Tbyte
Sau 4 năm sử dụng
1.6 Gbyte
1.6 Tbyte
8 Tbyte
64 Tbyte
Sau 5 năm sử dụng
2 Gbyte
2 Tbyte
10 Tbyte
80 Tbyte
Bảng 7 – Dung lượng lưu trữ dữ liệu SMU
c. Dung lượng lưu trữ camera
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
20
Ghi hình liên tục 24/7:
Số lượng Camera
Tốc độ ghi
Dung lượng/7 ngày
Dung lượng/1 tháng
1
64kbyte/s
40 Gbyte
160 Gbyte
100
6.4 Mbyte/s
4 Tbyte
16 Tbyte
1000
64 Mbyte/s
40 Tbyte
160 Tbyte
Bảng 8 – Dung lượng lưu trữ camera ghi hình 24/7
Chỉ ghi hình ảnh khi có cảnh báo:
Số lượng Camera
Tốc độ ghi
Dung lượng/7 ngày
Dung lượng/1 tháng
1
64byte/s
40 Mbyte
160 Mbyte
100
6.4kbyte/s
4 Gbyte
16 Gbyte
1000
64kbyte/s
40 Gbyte
160 Gbyte
Bảng 9 – Dung lượng lưu trữ camera ghi hình khi có cảnh báo
d. Dung lượng lưu trữ toàn bộ hệ thống
Nhóm dung lượng lưu trữ
Dung lượng
Dung lượng cố định
100 Gbyte.
Dung lượng lưu trữ dữ liệu SMU
80 Tbyte (sau 5 năm sử dụng)
Dung lượng lưu trữ camera ghi hình 24/7
160 Tbyte (sau 1 tháng)
Dung lượng lưu trữ camera ghi hình khi có cảnh báo
160 Gbyte (sau 1 tháng)
Bảng 10 – Dung lượng lưu trữ toàn bộ hệ thống
2.8.4 Tính toán cấu hình server
Đối với hệ thống có số lượng trạm lớn và số người dùng lớn thì cần tối thiểu các
Server riêng biệt sau:
≥ 1 server CSDL.
≥ 1 server giao tiếp với các thiết bị SMU126.
≥ 1 server giao tiếp với người dùng.
≥ 1 server giao tiếp với camera (tự động ghi đè khi hết dung lượng).
Căn cứ vào tính toán băng thông truyền dẫn và dung lượng ổ cứng ở trên, chúng tôi
đưa ra cấu hình khuyến nghị cho 1 Server như sau:
CPU 8 core x 2.4 GHz trở lên.
RAM từ 64GB trở lên.
Dung lượng lưu trữ (tính dữ liệu thực dùng) .
o Lưu trữ dữ liệu SMU trong 5 năm: 80 Tbyte trở lên.
o Lưu camera trong 1 tháng: 160 TB trở lên
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
21
Trong trường hợp sử dụng nhiều Server: ví dụ 3 Server giao tiếp với SMU thì dung
lượng lưu trữ và băng thông cho mỗi Server bằng 1/3 dung lượng đã tính ở trên.
III. GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
3.1 Giải pháp quản lý CSHT tập trung
SMU là hệ thống quản lý dữ liệu tập trung có khả năng quản lý lên tới hàng trăm
nghìn trạm viễn thông. Với giải pháp này không những tạo ra khả năng quản lý phân vùng,
phòng ngừa và xử lý các sự cố một cách chủ động từ xa mà còn giúp giảm thiếu những chi
phí gây ra do sự lãng phí điện năng.
Hình 5– Giải pháp quản lý CSHT tập trung
Việc ứng dụng công nghệ điện toán đám mây (Cloud Computing) thực sự là một giải
pháp tối ưu phù hợp với xu thế phát triển công nghệ trong tương lai. Với công nghệ này
cho phép người vận hành có thể kiểm soát toàn bộ hoạt động của trạm viễn thông một cách
dễ dàng và tiện lợi, đồng thời giúp giảm thiểu chi phí đầu tư trang thiết bị.
Tại mỗi trạm viễn thông sẽ được trang bị một bộ thiết bị GSĐK (SMU126). Các thiết
bị GSĐK kết nối về Cloud Server qua đường truyền nội bộ (LAN/WAN) của VNPT hoặc
qua đường truyền vô tuyến GPRS/3G.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
22
Toàn bộ dữ liệu GSĐK được gửi về Cloud Server theo định kỳ. Khi xảy ra sự cố tại
trạm, hệ thống sẽ tự động cảnh báo trên server thông qua màn hình giám sát, đồng thời gửi
tin nhắn cảnh báo tới các đầu mối quản lý. Các cảnh báo được hiển thị trên giao diện web
bằng các màu sắc khác nhau, người vận hành cũng có thể cấu hình được mức độ cảnh báo
cho mỗi loại cảnh báo. Ngoài ra, hệ thống còn trang bị các thiết bị báo động tại chỗ như
còi đèn. Các thiết bị này được lắp đặt tại các vị trí đặc biệt theo yêu cầu.
Bên cạnh đó, hệ thống có khả năng phân quyền truy nhập mạnh mẽ cho phép người
dùng có thể truy cập vào hệ thống bằng tài khoản được cấp riêng. Các tài khoản người
dùng này được phân cấp theo phạm vi và chức năng quản lý. Tùy theo cấp độ của tài khoản,
người dùng có thể chỉ có quyền xem thông tin hoặc chỉ có quyền cấu hình và điều khiển
thiết bị của các trạm thuộc phạm vi quản lý của người dùng đó.
3.2 Giải pháp triển khai lắp đặt
Giải pháp của HTSV trong việc triển khai lắp đặt hệ thống SMU có các ưu điểm nổi
bật sau:
-
Thiết bị được thiết kế theo kiểu module cho nên rất thuận tiện cho việc triển khai
lắp đặt.
-
Thiết bị có khả năng tích hợp cao tương thích với các cảm biến có sẵn tại trạm và
phần mềm quản lý trung tâm (NMS) để tận dụng và giảm chi phí đầu tư.
-
Thiết có cấu hình linh hoạt dễ dàng nâng cấp và mở rộng để phù hợp với tất cả các
loại trạm viễn thông khác nhau bao gồm các trung tâm chuyển mạch, truyền dẫn
liên tỉnh, nội tỉnh và các nhà trạm vô tuyến,…
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
23
Hình 6 – Giải pháp triển khai lắp đặt
Thông thường, một trạm sẽ được lắp đặt đầy đủ các module trên. Các module này
hoạt đông theo cơ chế MASTER – SLAVER, SMU126 đóng vai trò là MASTER, các thiết
bị khác là SLAVER. Các SLAVE kết nối với MASTER theo chuẩn giao tiếp RS-485 hoặc
Ethernet.
Ngoài ra, hệ thống còn có khả năng mở rộng kết nối với các module chức năng khác
để đáp ứng nhu cầu phát triển trong tương lai.
3.3 Giải pháp mở rộng cấu hình
Giải pháp này được xây dựng dành cho các trạm viễn thông mà có
không gian cần giám sát rộng, số lượng các đầu báo lớn (cỡ từ vài chục tới vài trăm đầu
báo các loại), ví dụ như các trạm BSC, MSC.
Bản quyền thuộc về Công ty HTSV
24
