Bachelor's Thesis

Design and Implementation of a Universal Data Collector for Microwave Links

Final Thesis 2.97 MB Appendix 692.95 kB

Author of thesis: Vojtěch Smejkal

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. et Ing. Petr Musil

Reviewer: Ing. Adrián Tomašov, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design and implementation of a universal data collector for commercial microwave links. The collector is intended as a data acquisition layer for opportunistic measurement of rainfall and temperature using operational CML networks. The work first summarizes the principles of microwave links, rain-induced attenuation and the requirements imposed by heterogeneous devices used by regional Internet service providers. The practical part proposes a distributed architecture consisting of local collectors and a central server. Operational metrics are stored as time series in InfluxDB, while configuration and metadata are stored in MySQL. The collector supports device presets, SNMP and HTTPS/API acquisition, local web administration, periodic synchronization and a normalized metadata model on the server side. The prototype was deployed in a real regional ISP environment with two collectors and was verified on 14 microwave links and 28 radio units. The results show that the prototype fulfils the requirements of the assignment and provides a usable data basis for subsequent meteorological processing. The system is not intended as a complete NOC platform; the implementation of final meteorological products is outside the scope of this thesis.

Keywords:

commercial microwave link, CML, opportunistic sensing, data collector, rainfall attenuation, RSL, TSL, SNMP, InfluxDB, MySQL, Docker, Flask

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Otázky komise a oponenta: Je nejakým spôsobom riešená autentizácia centrálneho servera voči kolektoru aj na úrovni aplikácie, alebo sa o to stará výhradne reverzná proxy Nginx pomocou HTTPS? Sú vstupné polia (napr. pri importe dát alebo konfigurácii inventára) v aplikácii ošetrené proti útoku SQL injection? V kapitole o TLS terminácii zmieňujete Nginx. Dokázali by ste porovnať webové servery Caddy a Nginx z hľadiska implementácie, výkonu a automatickej správy certifikátov Let’s Encrypt? Student obhájil bakalářskou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Telecommunication and Information Systems (BPC-TLI)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Mišurec, CSc. (předseda)
doc. Ing. Pavel Šilhavý, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ondřej Šmirg, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Hanák, Ph.D. (člen)
Ing. Štěpán Miklánek, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Myška, Ph.D. (člen)
Ing. et Ing. Petr Musil (člen)

Supervisor’s report
Ing. et Ing. Petr Musil

Student Vojtěch Smejkal se ve své bakalářské práci zabýval návrhem a implementací univerzálního datového kolektoru pro mikrovlnné spoje. Téma práce považuji za velmi aktuální a prakticky využitelné, zejména v oblasti tvorby datasetů pro oportunistické měření srážek pomocí komerčních mikrovlnných spojů.

Zadání bylo poměrně rozsáhlé a zahrnovalo návrh lokálního kolektoru, centrálního serveru, webového rozhraní, databázového ukládání, konfiguračních presetů zařízení, podporu více komunikačních protokolů a bezpečnou synchronizaci dat. Student se s tímto zadáním vypořádal výborně a vytvořil funkční prototyp systému, ověřený v reálném prostředí regionálního poskytovatele internetového připojení na více typech mikrovlnných jednotek. Zadání bakalářské práce bylo splněno v plném rozsahu.

Velmi pozitivně hodnotím praktickou použitelnost řešení, jeho rozšiřitelnost, podporu heterogenních zařízení i vhodné oddělení lokální a centrální části systému. Práce je logicky strukturovaná, srozumitelná a dostatečně dokumentuje návrh, implementaci i ověření vytvořeného systému. Student po celý semestr pracoval svědomitě a při řešení byla patrná jeho velmi dobrá orientace v oblasti mikrovlnných spojů. Oceňuji také aktivní přístup studenta, který se zúčastnil studentské konference EEICT 2026 , kde se umístil na 1. místě.

Drobné připomínky mám pouze k místy suboptimální nevyváženosti implementační části, kde občas převažuje popis konkrétních částí kódu nad hlubší diskusí návrhových rozhodnutí. Tato připomínka však nijak nesnižuje celkově velmi vysokou úroveň práce.

Student prokázal schopnost samostatně navrhnout, realizovat a ověřit komplexnější softwarový systém použitelný v reálném provozním prostředí. Práci hodnotím stupněm A / 98 bodů. Points proposed by supervisor: 98

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Adrián Tomašov, Ph.D.

Študent Vojtěch Smejkal predložil bakalársku prácu zameranú na návrh a implementáciu univerzálneho dátového kolektora pre mikrovlnné spoje. Text práce má logickú štruktúru od analýzy požiadaviek až po popis implementácie a rozsahom plne zodpovedá štandardom. Jazyková úroveň je vysoká, odborná terminológia je správna a oceňujem prehľadné schémy vo vektorovej grafike. V texte sa nachádzajú len drobné typografické nedostatky, ako chýbajúce bodky v popisoch tabuliek či zátvorky pri prvom uvedení skratiek. Študent vhodne pracoval s odbornou literatúrou a korektne citoval použité zdroje.
Odborná úroveň práce je vynikajúca, zvolené technológie sú moderné a vhodné pre vývoj multiplatformových aplikácií. Výsledný prototyp bol úspešne otestovaný v reálnej produkcii, čo dokazuje jeho vysokú praktickú využiteľnosť. Práca je na veľmi vysokej úrovni, študent splnil zadanie, a preto po zvážení všetkých aspektov navrhujem hodnotenie 95 bodov. Topics for thesis defence:
  1. Je nejakým spôsobom riešená autentizácia centrálneho servera voči kolektoru aj na úrovni aplikácie, alebo sa o to stará výhradne reverzná proxy Nginx pomocou HTTPS?
  2. Sú vstupné polia (napr. pri importe dát alebo konfigurácii inventára) v aplikácii ošetrené proti útoku SQL injection?
  3. V kapitole o TLS terminácii zmieňujete Nginx. Dokázali by ste porovnať webové servery Caddy a Nginx z hľadiska implementácie, výkonu a automatickej správy certifikátov Let’s Encrypt?
Points proposed by reviewer: 95

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová