移动基站管理

1.行业背景

手机已经成为我们大众日常生活的重要组成部分。但是它们的通信,都是由附近的基站为它们进行数据传输而实现的。

电信运营商,在我们的生活社区中,安装有大量的基站机房。这些基站机房,都是无人值守的,除了给移动通信进行数据 转发的通信设备外,还包括一堆配套的智能化设备,比如供电的UPS电源,控温的空调,人员进出的门禁,火灾的烟感,渗水的水感。

基站的自动化管理,是电信运营商最大的运营成本。

早年,中国的电信运营商主要是通过雇佣大量的外包运维团队,使用人海战术的方式,进行基站的巡检和维护。

但是,这些运维人员的跑站成本,是非常高的。而且,这些人员在站点来回跑动,在基站故障的时候,无法及时感到,造成事故。

特别随着人们生活水平的日益提高,基站维护人员的巡检成本也是水涨船高。

所以,运营商一直致力于基站的无人化管理。

2.行业痛点

中国各地的电信运营商,属于各地方国资委下属的国有企业。它们并不是由国家统一开办的一家国有企业,是各地政府出资建设的分公司集合。

这种企业架构的特点,使得基站的运维设备,是由各地的分公司们,各自采购的。

所以,电信运营商的基站配套设备供应商,五花八门;设备型号,五花八门;通信协议,五花八门。

五花八门的基站配套设备、设备型号、通信协议,用一个字描述,就是

这个 字造成了运营商的无人化管理,一直是老大难问题。

3.传统方案

3.1 集中采购

中国移动集团,曾经采用过 集中采购 的管理方案,想从源头上去解决问题。

通过,由集团公司进行集中采购,那么设备供应商归一,设备型号归一,设备通信方式归一,跟着设备款式繁多的问题就自然解决了。

但是,现实中,因为各地的运营商归属当地国资委的问题,最终的效果并不如预期。

3.2 标准协议

中国电信集团,通过制定 标准化的通信协议 ,要求各家设备生产厂商,按协议进行统一生产设备。

通过制定统一口径的通信标准,那么使用标准化的网关,这个乱的就自然解决了。

但是,现实中,各家设备制造商,中国电信集团只是它们的大客户,而不是唯一的客户,它们并不听从电信集团的这种约束。

3.3 智能网关

中国电信运营商,通过引入设备制造商,期望它们能够生产一款 智能网关设备 ,能够接入设备供应商们的各自设备。

这实际上,等于把这个问题,丢给设备制造商去啃下这个骨头。

但是,现实中,这些基站设备是一个管理问题,而设备制造商们擅长的是制造一款完成某个具体功能的设备,这直接就超出了智能设备制造商的能力和认知。 用硬件的方式,去解决管理问题,很快就搁浅了

3.4 系统集成

中国电信运营商,通过引入系统商,期望它们能够开发一套 软件集成系统 ,能够在数据中心,接入设备供应商们的各自设备。

这回,实际上等于把这个问题,丢给系统集成商们去啃下这个骨头。

但是,现实中,这些基站设备是一个硬件产品问题,而软件集成商们擅长的是完成各种业务的集成,这也直接超出了软件集成商的能力。

4.灵狐方案

灵狐在职业生涯,都参与过上述的各种方案,也同时具备多重角色的能力。

灵狐认为,可以通过 边缘计算 的技术方案,来解决上述难题。这也是灵狐开发 Fox-Edge 的一个主要业务场景和出发点。

整体策略,就是将设备接入软件,下沉到基站侧的边缘设备上,通过远程、按需、动态部署,配套设备接入服务和解码器,对设备数据进行就近处理。 再由 Fox-Edge 统一上传给电信运营商的数据中心。

4.1 组网方式

通过在电信基站的机房里,安装一个LINUX工控机,然后部署一套Fox-Edge,然后再Fox-Edge中根据该机房的设备,选择具体的接入服务和设备解码器。

并为这些设备,进行适当的设备接入参数配置,就可以Fox-Edge边缘计算平台,就可以自动接入基站的这些设备了。

4.2系统架构

Fox-Edge能够接入这些五花八门的设备,在于就像智能手机一样,能够为这些设备按需安装对应的南向接入服务和解码器。 将这些设备的数据和操作,重新定义为标准化的Fox-Edge数据和操作,并能够在部署统一的北向接入服务,或者部署运营商自己的管理服务后,接受管理中心的统一管理。

5.相关案例

某集成商用户,专注于中国移动基站的节能领域。需要从所在地市移动,对分布在各地的基站进行远程的空调、风机、电表、温湿度、控制阀的监控管理。 他们在这个项目中,同样面临着设备种类众多的老大难问题。

他们通过技术选型之后,选择了灵狐所提供的Fox-Edge技术方案,来解决当地中国移动基站的管理问题。

5.1 物料的准备

该集成商,为每一个基站都独立安装一台小型工控机,硬件规格为4核CPU、4G内存、128G存储空间,作为部署Fox-Edge所需的标准化硬件平台。

由于基站中的各种智能设备,都具备RS485连接能力,所以他们选型的小型工控机自带RS232串口,然后为它配备一个RS232/485适配器。

5.2 软件的准备

该运营商,参照灵狐的帮助文档,在小型工控机之上,预先安装了Linux和Fox-Edge。

5.3 南向接入

该集成商通过中国移动这个甲方,获得了基站的设备供应商们的通信协议,然后参照Fox-Edge的范例,组织自己的JAVA开发人员,为这些设备编写了解码器。

其开发过程,参考了《通信协议开发》 的范例方案

同时在监控中心,部署了一套Fox-Cloud作为组件发布仓库

5.4 北向连接

该集成商,参考《第三方云平台》 的范例方案, 针对自己公司的私有化云平台,使用JAVA开发了一个数据推送服务,并部署到小型工控机上,负责Fox-Edge和自己云平台的对接。 通过这个北向服务,他们将Fox-Edge上采样数据,推送到部署在中国移动监控中心的私有化云平台之上。 同时该北向服务,也将监控中心侧的云平台发送的控制操作,对基站侧的Fox-Edge管理的智能设备,进行远程控制。

5.5 现场实施

工程人员,将在公司内部预先安装的Fox-Edge工控机,带到基站的现场安装后,让监控中心对该Fox-Edge工控机远程安装自己公司开发的解码器,并配置好参数和连通性测试。

最终,采样得到基站的各种智能设备的数据后,离开现场。

5.6 实施结果

借助Fox-Edge的边缘计算能力,该物联网集成商,成功实施了中国移动的基站管理项目,并在后续期间,自行开发了更多设备解码器,接入其他智能设备厂商的设备。

凭借Fox-Edge强大的设备接入能力,该物联网集成商,快速抢占了当地中国移动基站的节能项目。

6.总结

Fox-Edge,具有非常强大的接入能力,以及完善的系统,使得物联网厂商能够通过非常快速的自行开发解码器,接入各种种类的智能设备,帮助物联网企业完成项目的实施。