Amics, el Dia de la Cosmonàutica el nostre petit servidor va volar amb èxit a l'estratosfera! Durant el vol, el servidor a bord del globus estratosfèric va distribuir Internet, va filmar i va transmetre dades de vídeo i telemetria a terra. I no podem esperar per explicar-vos com ha anat tot i quines sorpreses hi ha hagut (bé, què faríem sense elles?).
Una mica de fons i enllaços útils, per a aquells que s'ho van perdre tot:
- Una publicació sobre a l'estratosfera (que vam trobar a la pràctica durant el llançament).
- Com ho hem fet"» projecte: per als amants del porno friki, amb detalls i codi.
- projecte, on es va poder controlar el moviment de la sonda i la telemetria en temps real.
- sistemes de comunicació espacial que hem utilitzat en el projecte.
- Text llançant el servidor a l'estratosfera.
Com que teníem moltes ganes de llançar-nos el Dia de la Cosmonàutica i vam rebre el permís oficial per utilitzar l'espai aeri aquell mateix dia, ens vam haver d'adaptar al temps. I perquè el vent no bufés el globus estratosfèric més enllà dels límits de la zona permesa, vam haver de limitar l'alçada d'ascens -en lloc de 30 km vam pujar a 22,7-. Però això ja és l'estratosfera, i aproximadament el doble d'altura que avui volen els avions de passatgers.
La connexió a Internet amb el globus estratosfèric va ser força estable durant tot el vol. Els vostres missatges es van rebre i es van mostrar, i vam omplir les pauses amb cites de les negociacions de Gagarin amb la Terra fa 58 anys :)
Segons la telemetria, fora de -60 0C, i dins de la caixa hermètica arribava a -22 0C, però tot funcionava de manera estable.
Gràfic dels canvis de temperatura a l'interior (aquí i més enllà de l'escala X, es mostren desenes de minuts):
Es va instal·lar un altre transmissor digital experimental d'alta velocitat a bord. Aquest és el nostre intent de fer Wi-Fi d'alta velocitat i encara no estem preparats per revelar els detalls del seu disseny. Amb aquest transmissor hem volgut emetre vídeo en línia. I de fet, malgrat la nuvolositat, vam rebre el senyal de vídeo de la GoPro a bord del globus estratosfèric a una distància de fins a 30 km. Però havent rebut el vídeo al nostre centre de control, no s'ha pogut transmetre a Internet per terra... Ara us explicarem per què.
Aviat mostrarem gravacions de vídeo del vol des de les càmeres a bord, però de moment podeu veure la gravació en línia des de la sonda
La principal sorpresa ens esperava: un rendiment molt pobre del mòdem 4G al nostre MCC, que va fer impossible la transmissió de vídeo en línia. Tot i que la sonda va rebre i transmetre missatges amb èxit a través d'Internet, el servidor els va acceptar: vam rebre confirmacions del servei i els vam veure mostrats a la pantalla mitjançant una emissió de vídeo. Teníem preocupacions sobre la comunicació amb satèl·lits i la transmissió de senyals a la Terra, però ningú s'esperava una emboscada tal que fos l'Internet mòbil 4G el que resultaria ser l'enllaç feble.
I no en algun desert, però no lluny de Pereslavl-Zalessky, en una zona que, segons els mapes MTS i MegaFon, està ben coberta amb 4G. Al nostre MCC mòbil hi havia un sofisticat encaminador Kroks ap-205m1-4gx2h, en el qual s'insereixen dues targetes SIM i que se suposava que resumia el trànsit d'elles perquè poguéssim transmetre completament el vídeo a Internet. Fins i tot vam instal·lar antenes de panell externes amb un guany de 18 dB. Però aquesta peça de maquinari va funcionar de manera desagradable. El servei d'assistència de Kroks només ens va aconsellar que penjéssim l'últim firmware, però això no va ajudar, i la velocitat de dues targetes SIM 4G va resultar ser molt pitjor que la velocitat d'una targeta SIM en un mòdem USB normal. Per tant, si podeu dir-me quina peça de maquinari és millor per organitzar la transmissió de dades amb la suma de canals 4G la propera vegada, escriviu als comentaris.
Els nostres càlculs de trajectòria van resultar bastant precisos; no hi va haver sorpreses. Vam tenir sort, el globus estratosfèric va aterrar en un sòl de torba suau a 10 metres de l'embassament i a 70 km del lloc de llançament. Gràfic de distància GPS:
I així és com va canviar la velocitat de vol vertical del globus estratosfèric:
És cert que una de les dues pantalles no va sobreviure a l'aterratge (sí, n'hi havia dues, igual que les càmeres GoPro; la duplicació és una bona manera d'augmentar la fiabilitat); al vídeo es pot veure com va anar en ratlles i va girar. apagat. Però tots els altres equips van sobreviure sense problemes a l'aterratge.
Conclusions sobre l'experiment i la qualitat de la comunicació a Internet.
El funcionament del servidor era així: a la pàgina de destinació podríeu enviar missatges de text al servidor mitjançant un formulari. Es van transmetre mitjançant el protocol HTTP mitjançant 2 sistemes de comunicació per satèl·lit independents a un ordinador suspès sota el globus estratosfèric, i aquest va transmetre aquestes dades a la Terra, però no de la mateixa manera a través d'un satèl·lit, sinó a través d'un canal de ràdio. Així, vam entendre que el servidor generalment rep dades i que pot distribuir Internet des de l'estratosfera. A la mateixa pàgina de destinació, es mostrava l'horari de vol del globus estratosfèric i s'hi marcaven els punts de recepció de cadascun dels vostres missatges. És a dir, podeu fer un seguiment de la ruta i l'altitud del "servidor altíssim" en temps real.
En total, els nostres participants van enviar 166 missatges des de la pàgina de destinació, dels quals 125 (75%) es van lliurar correctament al servidor. El rang de retards entre l'enviament i la recepció va ser molt gran, de 0 a 59 segons (retard mitjà 32 segons).
No hem trobat cap correlació notable entre l'alçada i el nivell de latència:
D'aquest gràfic queda clar que el nivell de retard no depenia de cap manera de la distància des del lloc de llançament, és a dir, vam transmetre honestament els vostres missatges a través de satèl·lits, i no des de terra:
La conclusió principal del nostre experiment és que podem rebre i distribuir senyals d'Internet des de globus estratosfèrics, i aquest esquema té dret a existir.
Com recordeu, ens vam comprometre a comparar les comunicacions d'Iridium i GlobalStar (mai vam rebre el mòdem de Messenger a temps). L'estabilitat del seu treball a les nostres latituds va resultar ser gairebé la mateixa. Per sobre dels núvols la recepció és força estable. És una llàstima que els representants del sistema domèstic "Messenger" hagin comprovat i preparat alguna cosa allà, però mai no han pogut proporcionar res per a la prova.
Plans per al futur
Ara, estem planificant el proper projecte, encara més complex. Actualment estem treballant en diverses idees, per exemple, si hem d'organitzar la comunicació làser d'alta velocitat entre dos globus estratosfèrics per utilitzar-los com a repetidors. En el futur, volem augmentar el nombre de punts d'accés i garantir una velocitat estable de connexió a Internet de fins a 1 Mbit/s en un radi de 100-150 km, de manera que en els propers llançaments de problemes amb la transmissió de vídeo en línia a Internet ja no sorgirà.
Font: www.habr.com