1. Đặt vấn đề

Có thể nói, truyền thanh cơ sở có vai trò rất quan trọng trong việc tuyên truyền các chủ trương, đường lối của Đảng, chính sách, Pháp luật của Nhà nước cũng như góp phần truyền tải các hoạt động chỉ đạo điều hành của cấp ủy, chính quyền địa phương, nhất là đối với các khu vực nông thôn, miền núi, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo.

Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là cuộc Cách mạng công nghệ 4.0, hệ thống truyền thanh cơ sở trên địa bàn tỉnh Cà Mau đã được các cấp, các ngành của tỉnh quan tâm đầu tư cải tiến công nghệ để phục vụ tốt hơn cho nhu cầu truyền tải thông tin, đưa thông tin đến gần với người dân hơn nhất là người dân ở vùng sâu, vùng xa. Việc sử dụng công nghệ số trên nền tảng công nghệ 4.0 để xây dựng và phát triển các hệ thống truyền thanh thông minh vừa qua cũng đã được triển khai tại một số tỉnh thành như Phú Thọ, Bình Phước, Nam Định, Phú Yên.... bước đầu ghi nhận nhiều kết quả tích cực, tạo tiền đề để các địa phương khác học hỏi, nhân rộng, tạo đột phá trong lĩnh vực thông tin cơ sở và phục tốt nhu cầu của người dân.

2. Thực trạng hệ thống các đài truyền thanh trên địa bàn tỉnh Cà Mau

Tỉnh Cà Mau có 90/101 xã, phường, thị trấn có đài truyền thanh (Đài). Trong đó, có 82 Đài sử dụng tần số vô tuyến điện băng tần (54 - 68 MHz), 05 Đài sử dụng băng tần (87 - 108 MHz, băng tần này chưa đúng với quy định hiện nay) và 03 Đài truyền thanh hữu tuyến. 11 xã, thị trấn còn lại không có máy phát sóng riêng và sử dụng các cụm loa thu sóng trực tiếp từ Đài huyện nên không chủ động được trong việc phát sóng. Toàn tỉnh có 1.413 cụm loa đang hoạt động thường xuyên trên địa bàn 773 ấp, khóm.

Bên cạnh đó, có 06/90 Đài đã bị hư hỏng phải ngưng hoạt động, 25/90 Đài đã được đầu tư từ năm 2010 trở về trước, 176 ấp, khóm cụm loa ngưng hoạt động bởi các lý do như: hư hỏng chưa sửa chữa, thiếu máy phát sóng, Đài có bán kính vùng phủ sóng không hết toàn bộ xã.

Hệ thống truyền thanh cơ sở trên địa bàn tỉnh Cà Mau trong thời gian qua đã được địa phương quan tâm đầu tư, nâng cấp. Tuy nhiên, do địa hình của tỉnh Cà Mau tương đối rộng, sông ngòi, kênh rạch nhiều, nên việc thu sóng FM của các cụm loa gặp nhiều khó khăn đặc biệt trong điều kiện thời tiết xấu. Ngoài ra, hệ thống truyền thanh không dây hiện tại sử dụng công nghệ điều chế tần số FM có tính bảo mật thông tin rất thấp, dễ xảy ra tình trạng nhiễu sóng nếu cố ý phá hoại; chất lượng âm thanh thấp (nhiễu, rồ âm do tự kích). Bên cạnh đó, hệ thống quản trị còn thủ công, cán bộ Đài phải thực hiện trực tiếp tại máy phát và đến các cụm loa để kiểm tra tình trạng hoạt động. Mặt khác, tần số vô tuyến điện được xem như là tài nguyên của Quốc gia nên cần phải có biện pháp can thiệp sớm để hạn chế tối đa việc sử dụng, giảm nguy cơ càng cạn kiệt nguồn tài nguyên.

Do đó, việc nghiên cứu, xây dựng và triển khai hệ thống truyền thanh thông minh không dây ứng dụng công nghệ số nhằm khắc phục những hạn chế, yếu kém của hệ thống truyền thanh hiện tại có vai trò hết sức quan trọng và cấp thiết. Đồng thời, hệ thống mới khi được triển khai sẽ góp phần hiện thực hóa chủ trương của tỉnh, của Bộ, Ngành, Chính phủ phát triển theo xu hướng Chính phủ điện tử, Chính phủ số, đặc biệt là xu thế bùng nổ và phát triển của Cách mạng công nghệ 4.0.

3. Giải pháp

Bằng nguồn lực hiện có, Sở Thông tin và Truyền thông tỉnh Cà Mau đã mạnh dạng nghiên cứu, xây dựng và triển khai Hệ thống truyền thanh không dây ứng dụng công nghệ số, gọi tắt là Hệ thống truyền thanh công nghệ số (Hệ thống) dựa trên hạ tầng Công nghệ thông tin và viễn thông hiện có của tỉnh, đồng thời đảm bảo công nghệ hiện đại, chi phí thấp, hiệu quả, phù hợp với địa hình, môi trường và khí hậu của địa phương.

Sở Thông tin và Truyền thông tỉnh Cà Mau phối hợp Công ty TNHH TKTEK sản xuất mới board mạch riêng và các thiết bị cần thiết cho cụm thu phát thanh ứng dụng Công nghệ thông tin - Viễn thông và không sử dụng các mạch sản xuất đại trà đang có trên thị trường để kiểm soát và khắc phục nguy cơ cài chip nghe lén, hoạt động không ổn định trong môi trường khắc nghiệt và không theo chuẩn công nghiệp. Các mạch sản xuất được phủ lớp hóa chất chống độ ẩm và oxy hóa nhằm đảm bảo mạch hoạt động ổn định tại các tỉnh ven biển, không khí có muối, đặc biệt là các vùng ven biển, ngập mặn trên địa bàn tỉnh Cà Mau.

Ngoài ra, mạch chính của Hệ thống tích hợp chip hỗ trợ sim chuẩn GPRS, 2G, 3G, 4G của các nhà mạng viễn thông hiện nay, phục vụ hệ thống kết nối Internet. Mạch chính hỗ trợ thêm các kết nối khác nhằm linh hoạt và tăng độ ổn định kết nối Internet như: wifi, bluetooth, LAN. Bên cạnh, Hệ thống được thiết theo hình thức kết nối mở, nhiều cổng giao tiếp, tích hợp được các thiết bị cảm biến thời tiết, khí tượng nông nghiệp, các công nghệ IoT phục vụ cho người dân như độ ẩm và nhiệt độ không khí. Đặc biệt, mạch chính còn hỗ trợ xuất ra 4 kênh âm thanh, mỗi kênh 30W theo khuyến nghị của Bộ Thông tin và Truyền thông. Việc ứng dụng năng lượng sạch cũng được tích hợp trong hệ thống này thông qua tích hợp pin năng lượng mặt trời để cung cấp nguồn đảm bảo cho Hệ thống hoạt động liên tục, hiệu quả.

4. Thành phần của Hệ thống truyền thanh công nghệ số

Hình 1: Các thành phần cơ bản của hệ thống

Hệ thống truyền thanh không dây ứng dụng công nghệ số gồm có ba phần chính:

Thứ nhất, hệ thống hạ tầng máy chủ đặt tại Trung tâm tích hợp dữ liệu (Datacenter) của tỉnh được bảo vệ bởi tường lửa (Firewall), bảo mật dữ liệu và được phép triển khai các dịch vụ phần mềm nền tảng phục vụ cho hệ thống truyền thanh công nghệ số như: Stream Server, Database Server, MQTT Server,…

Thứ hai, hệ thống cụm loa phát thanh công nghệ số được lắp đặt thử nghiệm hiện trường tại Uỷ ban nhân dân xã Hồ Thị Kỷ huyện Thới Bình và Uỷ ban nhân dân xã Phú Mỹ huyện Phú Tân với các thành phần cụ thể như sau:

- Thiết bị cụm thu - phát: ứng dụng Công nghệ thông tin - Viễn thông đáp ứng theo thông tư 39/2020/TT-BTTTT của Bộ Thông tin và Truyền thông , đồng thời mở rộng, cải tiến thêm chức năng như: kết nối internet thông qua mạng 3G/4G, Lan, Wifi. Nguồn điện cung cấp xoay chiều (90V-240V/50Hz) và một chiều (12V-24V) với rờle bảo vệ mạch điện và thiết bị lọc sét lan truyền. Tổng công suất ra loa từ 50W đến 120W. Ngoài ra, hệ thống rờle tự động ngắt điện mạch công suất và loa khi thiết bị đã phát hết chương trình, tránh tình trạng bị “hú” khi nhiễu điện. Bên cạnh đó, thiết bị cũng có tích hợp GPS định vị, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm bên trong thiết bị và chừa sẵn các cổng mở rộng có khả năng kết nối các thiết bị IoT khi cần.

- Loa nén công suất tối thiểu từ 25W-30W.

- Sim 3G/4G.

- Hệ thống năng lượng mặt trời (Solar system) gồm 2 tấm pin năng lượng mặt trời dùng công nghệ nano với tổng công suất 240W; mạch sạc; 4 ắc quy có tổng dung lượng 24Ah.

Thứ 3, hệ thống phần mềm quản lý và điều khiển thiết bị cụm thu phát ứng dụng Công nghệ thông tin - Viễn thông trên nền tảng web được thiết kế đầy đủ các chức năng phần mềm theo quyền hạn, vai trò của người sử dụng để có thể điều khiển toàn bộ hệ thống và các thiết bị thu phát. Ngoài ra, hệ thống phần mềm quản lý và điều khiển thiết bị cụm thu phát cũng được thiết kế dạng ứng dụng (Application) và cài đặt trên thiết bị di động với các chức năng tương tự như trên nền tảng web giúp cán bộ phụ trách có thể dùng điện thoại để thao tác và điều khiển khác thiết bị thu phát một cách nhanh chóng và dễ dàng.

5. Mô hình hoạt động

Hệ thống truyền thanh không dây công nghệ số hoạt động dựa trên hạ tầng Công nghệ thông tin và viễn thông có sẵn của tỉnh, đảm bảo liên thông và thông suốt từ cấp tỉnh, huyện đến xã, đáp ứng yêu cầu quản lý đài truyền thanh cơ sở của Bộ Thông tin và Truyền thông.

Mọi cấp độ quản trị người dùng trên hệ thống ở các vai trò tỉnh, huyện, xã tham gia quản lý, giám sát, điều khiển hệ thống một cách dễ dàng thông qua giao diện web trên máy tính hoặc thông qua ứng dụng trên thiết bị di động. Tất cả thông tin sẽ được lưu trữ và phân quyền truy cập tập trung tại các Server đặt tại Trung tâm dữ liệu của tỉnh. Các cụm loa (cụm thiết bị thu phát) cũng được quản lý tập trung theo vai trò cấp tỉnh, huyện, xã.

Cán bộ phụ trách cấp xã có thể điều khiển nhiều thiết bị hoặc riêng lẻ từng thiết bị thu phát trong xã do mình quản lý. Khi cán bộ thao tác điều khiển trên web hoặc ứng dụng thì tín hiệu điều khiển sẽ truyền về Server thông qua Internet. Server sẽ tiếp nhận, xử lý, lưu trữ và truyền tiếp lệnh (ra lệnh) đến các thiết bị cần điều khiển. Các thiết bị sẽ thực thi các lệnh điều khiển của người dùng. Những điều khiển cơ bản của cán bộ phụ trách cấp xã đối với các thiết bị như: lập lịch tiếp và phát sóng đài trung ương, đài tỉnh đã số hoá, xem nhiệt độ, đổ ẩm của thiết bị, nạp tiền sim 3G, điều chỉnh âm lượng loa, khởi động lại thiết bị, … Ngoài ra, cán bộ cấp xã có thể ghi âm, biên tập một chương trình phát thanh đưa lên Server để phát theo lịch hoặc phát khẩn cấp, tiếp sóng trực tiếp từ đài Radio để đẩy Stream lên Server phát cho các thiết bị trong xã khi có yêu cầu, giúp tận dụng và kết hợp được với hệ thống FM cũ đang hiện có.

Cán bộ cấp huyện và cấp tỉnh có thể quản lý tổng thể số lượng, thông tin chi tiết tất cả các thiết bị thu phát (thiết bị) mà mình quản lý, có thể xuất báo cáo, thống kê số lượng, tình trạng thiết bị, danh sách các chương trình đã phát, lịch phát của cán bộ xã tạo ra.

6. Kết quả vận hành thử Hệ thống

Sau khi hệ thống được xây dựng hoàn chỉnh, Sở Thông tin và Truyền thông đã phối hợp với địa phương tiến hành triển khai vận hành thử để kiểm tra, đánh giá chức năng của hệ thống, đồng thời khắc phục những hạn chế, các lỗi phát sinh trong quá trình hoạt động. Hai cụm loa được triển khai lắp đặt tại Uỷ ban nhân dân xã Hồ Thị Kỷ huyện Thới Bình và Uỷ ban nhân dân xã Phú Mỹ huyện Phú Tân từ ngày 11/03/2021.

Trong quá trình vận hành thử, cán bộ phụ trách được giao nhiệm vụ khai thác các tính năng của hệ thống như tạo bản tin khẩn cấp, lập lịch phát từ tập tin âm thanh đã biên tập; tiếp sóng từ đài tỉnh, đài trung ương; tạo lịch phát từ văn bản; kiểm tra hoạt động của cụm loa, điều chỉnh âm lượng; chức năng ghi âm, biên tập tập tin âm thanh. Ngoài ra, các chức năng quản lý người dùng, quản lý danh mục huyện, xã, kênh phát và chức năng nhật ký hệ thống dành cho cán bộ quản trị cũng được khai thác sử dụng.

Đố với thời lượng phát sóng, cán bộ phụ trách tiến hành lập lịch phát tự động ba buổi trong ngày bao gồm buổi sáng từ 5h đến 6h30 tiếp sóng đài tỉnh, buổi trưa từ 11h đến 11h30 tiếp sóng đài tỉnh và buổi chiều từ 17h đến 18h tiếp sóng đài tỉnh. Ngoài các khung giờ cố định, các chức năng khác cũng được khai thác phuc vụ cho việc phát đi các thông báo, bản tin khẩn cấp trên địa bàn xã.

Sau ba tháng triển khai vận hành thử hệ thống, Sở Khoa học và Công nghệ phối hợp với Sở Thông tin và Truyền thông cùng lãnh đạo hai xã Hồ Thị Kỷ và xã Phú Mỹ tiến hành đánh giá hệ thống. Kết quả đánh giá cho thấy, các chức năng của hệ thống đều hoạt động tốt, chất lượng âm thanh tốt hơn, khắc phục được các nhược điểm của hệ thống truyền thanh cũ như bị chèn sóng, nhiễu sóng, khó quản lý tới từng thiết bị, phát thanh kém linh động, đặt lịch phát sóng thủ công,... Tổ công tác cũng đề xuất cho nghiệm thu hệ thống, sớm đưa vào sử dụng và nhân rộng ra các địa bàn khác trong tỉnh.

7. Kết luận

Hệ thống truyền thanh công nghệ số do Sở Thông tin và Truyền thông tỉnh Cà Mau nghiên cứu và phát triển có thể thay thế hoàn toàn Hệ thống phát thanh truyền thống thông qua sóng FM hiện có của tỉnh. Hệ thống có thể khắc phục những nhược điểm của hệ thống hiện tại như bị chèn sóng, nhiễu sóng, khó quản lý tới từng thiết bị, kém linh động trong việc thu phát, không đặt được lịch phát sóng. Ngoài ra, Hệ thống cho chất lượng âm thanh tốt hơn; cho phép phát triển nhiều lớp dịch vụ trên cùng hạ tầng thiết bị trên thông qua môi trường Internet; tăng tính bảo mật, dễ sử dụng; tiết kiệm chi phí nhân công, chi phí sử dụng tần số và thiết bị vô tuyến điện phục vụ cho công tác vận hành hằng năm. Hệ thống ứng dụng năng lượng sạch thông qua pin năng lượng mặt trời để cung cấp nguồn đảm bảo cho Hệ thống hoạt động liên tục, hiệu quả.

Hệ thống góp phần tạo tính đột phá, hướng đi mới cho các Đài địa phương, từ đó giúp cho công tác tham mưu, đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ để cải tạo, nâng cấp hệ thống truyền thanh tại các địa phương vừa hiệu quả, tiết kiệm chi phí, vừa phù hợp xu thế phát triển công nghệ 4.0, phục vụ người dân ngày càng  tốt hơn. Đặc biệt, Hệ thống giúp tỉnh Cà Mau đảm bảo việc thực hiện thành công tiêu chí Thông tin và Tuyên truyền (tiêu chí số 8) Chương trình mục tiêu quốc gia trong xây dựng nông thôn mới, nâng cao chất lượng tiêu chí đối với các xã đã đạt chuẩn nông thôn mới.

Ts. Lâm Thành Thép