Freunde, wie ihr bereits wisst, bereiten wir uns in Höchstgeschwindigkeit vor auf ein neues Geek-Projekt — „Server in den Wolken 2.0“ oder „Weltraum-Rechenzentrum“. In Kürze: Am 12. April starten wir einen selbstgebauten Server auf einem Stratosphärenballon in eine Höhe von etwa 30 km, werden Daten über ein Weltraumkommunikationssystem an ihn übermitteln und die Daten vom Server über Funk auf die Erde streamen.

Heute möchten wir über drei Weltraumkommunikationssysteme sprechen, die wir in unserem Projekt testen werden — Iridium, GlobalStar und „Gonetz“. Zu diesem Zweck werden wir Empfangsausrüstung neben unserem himmlischen Server installieren.

Kurze Geschichte

Alle drei beschriebenen Systeme wurden etwa zur gleichen Zeit in den 1990er Jahren entwickelt und ausgerollt. Das amerikanische Iridium ist das älteste in der Konzeption (die Arbeiten begannen 1990) und auch das umfangreichste — ursprünglich war die Einführung von 77 Satelliten geplant, was der Atomnummer des Iridiums entspricht, aber heute arbeiten 66 Satelliten im Orbit (+ 6 Reserve). Der kommerzielle Betrieb des Systems begann 1998. Innerhalb eines Jahres ging das Unternehmen bankrott, und 2000 wurden die Vermögenswerte von einem Unternehmen gekauft, das im Interesse des US-Verteidigungsministeriums tätig war. 2001 begann der kommerzielle Betrieb erneut, 2009 wechselte der Eigentümer von Iridium wieder. Seitdem lebt und gedeiht dieses Satellitenkommunikationsnetzwerk.

GlobalStar wurde ebenfalls in den USA gegründet, obwohl Unternehmen aus Frankreich, England, Deutschland und Südkorea am Projekt beteiligt sind. Der Ausbau der Satellitengruppe begann 1998, und 2000 wurde GlobalStar in den kommerziellen Betrieb genommen. Auch hier gab es keinen Mangel an Konkursen, das Netzwerk wechselte Anfang der 2000er Jahre den Eigentümer. Heute sind 48 Satelliten von GlobalStar im Orbit tätig (+ 4 Reserve).

Das russische System „Gonetz“ ist von Anfang an ein staatliches Projekt, kein privates. Die Entwicklung begann bereits 1989, und die ersten Satellitenstarts begannen 1996. Ursprünglich war vorgesehen, dass die Gruppe aus 24 Satelliten bestehen wird, aber heute sind nur 12 im Einsatz. Für die kommenden Jahre sind der Start weiterer Dutzend Satelliten, einschließlich der Ersetzung von veralteten, geplant.

Merkmale und Möglichkeiten

Iridium

Die größte Abdeckung mit den höchsten Datenübertragungsraten bietet Iridium. Ihre Satelliten umkreisen die Erde in einer Höhe von 780 km auf Bahnneigungen von 86,5°, und decken die gesamte Oberfläche des Planeten, von Pol zu Pol, ab.

Derzeit erreicht Iridium idealerweise Übertragungsraten von 352 Kbit/s, und bis zum Ende des Jahres plant man, sie auf 704/352 Kbit/s (Empfang und Übertragung) zu erhöhen. Die tatsächlichen Werte sind jedoch in der Regel niedriger. Bei Sprachkommunikation ist die Klangqualität nicht besonders gut, es treten Verzerrungen auf.

Bei Iridium wird direkte Kommunikation zwischen den Satelliten unterstützt, weshalb das System formal ohne zahlreiche Gateway-Stationen in verschiedenen Ländern auskommen kann, um Daten ins Internet und in das Festnetz zu übertragen, im Gegensatz zu GlobalStar. Stattdessen kann der gesamte Verkehr über das Satellitennetz an die Haupt-Gateway-Station in den USA übertragen werden. Wahrscheinlich werden jedoch zur Sicherstellung einer stabilen Verbindung trotzdem einige Gateway-Stationen gebaut, wenn auch nicht viele.

Die Telefone von Iridium gehören zu den teuersten auf dem Markt, zeichnen sich jedoch durch eine umfangreiche Ausstattung und Funktionen aus. Es sind sowohl mobile Modems als auch mobile Geräte für Textkommunikation verfügbar (die deutlich günstiger sind als Sprachkommunikation). Für die Datenübertragung über Iridium benötigt man neben dem Telefon einen Computer, auf dem die proprietäre Software Iridium Data Kit installiert wird. Die Kommunikationsdienste dieses Satellitennetzes sind teurer als die der Mitbewerber. Beispielsweise kostet ein Jahresticket für 250 Minuten innerhalb Russlands 28.700 Rubel, ein zweimonatiges Ticket für 150 Minuten weltweit 17.400 Rubel. In den Nachberechnungstarifen kostet eine Gesprächsminute ab 58 Rubel, SMS 22 Rubel, und die Grundgebühr beträgt von 12.000 Rubel (weniger als ein halbes Jahr) und ab 3.100 Rubel (mehr als ein halbes Jahr). Außerdem hat das Unternehmen bisher keine Roaming-Vereinbarungen mit anderen Unternehmen getroffen, daher können in Iridium-Geräten keine SIM-Karten von GSM-Anbietern verwendet werden, nur die „eigenen“.

GlobalStar

Bei GlobalStar fliegen die Satelliten in einer Höhe von 1400 km und haben eine Bahnneigung von 52°. Die Satelliten tauschen keine Daten untereinander aus, weshalb das System ein Netzwerk von Gateway-Stationen umfasst, die als verbindendes Glied zwischen den Satelliten-Relais, dem Internet und dem Festnetz fungieren.

Die Satelliten von Iridium sind rot markiert, die von GlobalStar blau:

Die Abdeckung von GlobalStar ist begrenzt – bis zu 70° nördlicher und südlicher Breite, das heißt, die Polarregionen werden von diesem Netzwerk nicht erfasst. Allerdings berichten Nutzer, dass die Abdeckung auch in anderen Breiten instabil sein kann. Wenn der Satellit jedoch in direkter Sichtlinie steht, haben Sie keine Probleme mit der Verbindung. Die Datenübertragungsrate von GlobalStar ist niedriger als die von Iridium, dafür ist die Sprachqualität beim Telefonieren mit GlobalStar vergleichbar mit einem Gespräch über ein Mobiltelefon.

Formell unterstützt das Netzwerk die Standards CDMA und GSM, doch in der Praxis funktionieren nicht alle Gateway-Stationen mit GSM, obwohl das für unser Land irrelevant ist. In den meisten Ländern können SIM-Karten von „normalen“ Mobilfunkanbietern in Handys eingesetzt werden, die mit GlobalStar kompatibel sind. Geräte für GlobalStar sind deutlich günstiger als die für Iridium. Es gibt Telefone mit unterschiedlichen Funktionsumfängen, Gadgets für die textliche Kommunikation mit einer mechanischen Tastatur, Hotspots, Tracker für den Einbau in Fahrzeuge oder für die persönliche Mitnahme und vieles mehr. Es gibt keine Grundgebühr, und die Kommunikationsdienste sind günstiger als bei Iridium: Zum Beispiel kostet ein Paket für Anrufe in Russland für sechs Monate mit 250 Minuten 9.800 Rubel, bei Nachzahlungs-Tarifen kostet die Minute ab 44 Rubel, SMS kosten 4 Rubel und der Internetzugang beginnt bei 13 Rubel.

„Gonets“

Die Satelliten dieses Systems bewegen sich in einer Höhe von 1500 km auf Bahnen mit einer Neigung von 82,5°. Dadurch wird die Erdoberfläche vollständig abgedeckt, jedoch nicht gleichzeitig.

In Russland wurden 3 Gateway-Stationen (und eine ist geplant) errichtet, die die Satellitengruppierung mit dem Internet verbinden.

Es ist interessant, dass „Gonets“ nicht mit anderen Systemen im Bereich der Sprachkommunikation konkurriert. Stattdessen spezialisiert sich das russische Projekt auf die Übertragung von Textnachrichten. Dazu muss ein Abonnentengerät und eine Antenne erworben und ein Smartphone, Laptop oder Desktop-Computer angeschlossen werden. Kurz gesagt, der Traum eines Introvertierten – alle Gespräche nur im Chat und keine unangekündigten Anrufe.

Zusätzlich bietet „Gonets“ M2M-Kommunikationsdienste für die automatische Überwachung des Status und die Erfassung der Telemetrie verschiedener Objekte, sowohl stationäre als auch mobile.

Und zusätzliche Dienste wie die Übertragung von Geokoordinaten von Fahrzeugen und die Versendung von Benachrichtigungen.

Die Kommunikationsdienste im Netzwerk werden auf Basis einer monatlichen Grundgebühr abgerechnet – im Grunde handelt es sich um vorausbezahlte monatliche Pakete mit einer Menge von Datenverkehr in Kilobyte. Zum Beispiel, bei einer Grundgebühr von null Rubel werden 26 Rubel für jeden übertragenden Kilobyte berechnet, und es gibt eine ganze Reihe von Paketen von 470 Rubel (30 KB) bis 8.650 Rubel (2.000 KB). Zusätzlich fallen 10 Rubel für jede ausgehende Nachricht an mobile Netzwerke in der Russischen Föderation an. Jeder Kilobyte über das Limit wird zusätzlich berechnet, von 11 bis 26 Rubel.

Was sollen wir wählen?

Unsere Wünsche sind folgende: den "cloud" Server mit einem Tracker für die Standortverfolgung auszustatten, sowie mit einem Modul für den Datenaustausch über Satellit. Theoretisch können diese Funktionen alle drei Netzwerke anbieten. Wir haben bereits Iridium- und GlobalStar-Modems erworben, und ein Gerät von "Gonets" kommt zu uns. Wir werden in zukünftigen Publikationen ausführlicher über unser Kommunikationssystem berichten.

In der Zwischenzeit laden wir Sie ein teilzunehmen an unserem Experiment, den Landepunkt des Sondes zu erraten und den Hauptpreis zu gewinnen – eine Reise nach Baikonur.

Bleiben Sie dran!

Quelle: habr.com