Φίλοι, την Ημέρα Κοσμοναυτικής Ο μικρός μας διακομιστής πέταξε με επιτυχία στη στρατόσφαιρα! Κατά τη διάρκεια της πτήσης, ο διακομιστής στο στρατοσφαιρικό μπαλόνι διένειμε το Διαδίκτυο, κινηματογράφησε και μετέδωσε δεδομένα βίντεο και τηλεμετρίας στο έδαφος. Και ανυπομονούμε να σας πούμε πώς πήγαν όλα και τι εκπλήξεις υπήρξαν (καλά, τι θα κάναμε χωρίς αυτές;).
Λίγο υπόβαθρο και χρήσιμοι σύνδεσμοι, για όσους έχασαν τα πάντα:
- Μια ανάρτηση για στη στρατόσφαιρα (την οποία συναντήσαμε στην πράξη κατά την εκτόξευση).
- πως τα καταφεραμε"» έργο - για τους λάτρεις του geek πορνό, με λεπτομέρειες και κωδικό.
- έργο, όπου ήταν δυνατή η παρακολούθηση της κίνησης και της τηλεμετρίας του καθετήρα σε πραγματικό χρόνο.
- διαστημικά συστήματα επικοινωνίας που χρησιμοποιήσαμε στο έργο.
- Κείμενο εκτόξευση του διακομιστή στη στρατόσφαιρα.
Δεδομένου ότι θέλαμε πολύ να εκτοξευτούμε την Ημέρα Κοσμοναυτικής και λάβαμε επίσημη άδεια να χρησιμοποιήσουμε τον εναέριο χώρο εκείνη ακριβώς την ημέρα, έπρεπε να προσαρμοστούμε στις καιρικές συνθήκες. Και για να μην φυσήξει ο άνεμος το στρατοσφαιρικό μπαλόνι πέρα από τα όρια της επιτρεπόμενης ζώνης, έπρεπε να περιορίσουμε το ύψος ανάβασης - αντί για 30 χλμ. ανεβήκαμε στα 22,7. Αλλά αυτή είναι ήδη η στρατόσφαιρα, και περίπου δύο φορές υψηλότερα από τα επιβατικά αεροπλάνα που πετούν σήμερα.
Η σύνδεση στο Διαδίκτυο με το στρατοσφαιρικό μπαλόνι ήταν αρκετά σταθερή καθ' όλη τη διάρκεια της πτήσης. Τα μηνύματά σας ελήφθησαν και εμφανίστηκαν, και γεμίσαμε τυχόν παύσεις με αποσπάσματα από τις διαπραγματεύσεις του Γκαγκάριν με τη Γη πριν από 58 χρόνια :)
Σύμφωνα με την τηλεμετρία, έξω ήταν -60 0C και μέσα στο ερμητικό κουτί έφτασε τους -22 0C, αλλά όλα λειτουργούσαν σταθερά.
Γράφημα των μεταβολών της θερμοκρασίας στο εσωτερικό (εδώ και περαιτέρω στην κλίμακα Χ, εμφανίζονται δεκάδες λεπτά):
Ένας άλλος πειραματικός ψηφιακός πομπός υψηλής ταχύτητας εγκαταστάθηκε στο πλοίο. Αυτή είναι η προσπάθειά μας να κάνουμε Wi-Fi υψηλής ταχύτητας και δεν είμαστε ακόμη έτοιμοι να αποκαλύψουμε τις λεπτομέρειες του σχεδιασμού του. Με αυτόν τον πομπό θέλαμε να μεταδώσουμε βίντεο στο διαδίκτυο. Και πράγματι, παρά τη συννεφιά, λάβαμε το σήμα βίντεο από το GoPro στο στρατοσφαιρικό μπαλόνι σε απόσταση έως και 30 km. Όμως, έχοντας λάβει το βίντεο στο κέντρο ελέγχου μας, δεν ήταν δυνατή η μετάδοση του στο Διαδίκτυο μέσω του εδάφους... Τώρα θα σας πούμε γιατί.
Σύντομα θα δείξουμε βιντεοσκόπηση της πτήσης από τις κάμερες του αεροσκάφους, αλλά προς το παρόν μπορείτε να παρακολουθήσετε την ηλεκτρονική εγγραφή από το probe
Η κύρια έκπληξη μας περίμενε: πολύ κακή απόδοση του μόντεμ 4G στο MCC μας, που κατέστησε αδύνατη τη μετάδοση βίντεο στο διαδίκτυο. Παρόλο που ο ανιχνευτής έλαβε και μετέδωσε με επιτυχία μηνύματα μέσω του Διαδικτύου, έγιναν δεκτά από τον διακομιστή - λάβαμε επιβεβαιώσεις υπηρεσίας από αυτόν και τα είδαμε να εμφανίζονται στην οθόνη μέσω εκπομπής βίντεο. Είχαμε ανησυχίες σχετικά με την επικοινωνία με δορυφόρους και τη μετάδοση σήματος στη Γη, αλλά κανείς δεν περίμενε μια τέτοια ενέδρα ότι το κινητό 4G Διαδίκτυο θα αποδεικνυόταν ότι ήταν ο αδύναμος κρίκος.
Και όχι σε κάποια ερημιά, αλλά όχι μακριά από το Pereslavl-Zalessky, σε μια περιοχή που, σύμφωνα με τους χάρτες MTS και MegaFon, καλύπτεται καλά με 4G. Στο κινητό μας MCC υπήρχε ένας εξελιγμένος δρομολογητής Kroks ap-205m1-4gx2h, στον οποίο έχουν τοποθετηθεί δύο κάρτες SIM και ο οποίος υποτίθεται ότι συνοψίζει την κίνηση σε αυτές, ώστε να μπορούμε να μεταδίδουμε πλήρως βίντεο στο Διαδίκτυο. Εγκαταστήσαμε ακόμη και εξωτερικές κεραίες πάνελ με απολαβή 18 dB. Αλλά αυτό το κομμάτι του υλικού λειτούργησε αηδιαστικά. Η υπηρεσία υποστήριξης Kroks θα μπορούσε μόνο να μας συμβουλεύσει να ανεβάσουμε το πιο πρόσφατο υλικολογισμικό, αλλά αυτό δεν βοήθησε και η ταχύτητα δύο καρτών SIM 4G αποδείχθηκε πολύ χειρότερη από την ταχύτητα μιας κάρτας SIM σε ένα κανονικό μόντεμ USB. Έτσι, αν μπορείτε να μου πείτε ποιο κομμάτι υλικού είναι καλύτερο να οργανώσει τη μετάδοση δεδομένων με άθροισμα καναλιών 4G την επόμενη φορά, γράψτε στα σχόλια.
Οι υπολογισμοί της τροχιάς μας αποδείχθηκαν αρκετά ακριβείς· δεν υπήρχαν εκπλήξεις. Ήμασταν τυχεροί, το στρατοσφαιρικό μπαλόνι προσγειώθηκε σε μαλακό τύρφη χώμα 10 μέτρα από τη δεξαμενή και 70 χλμ. από το σημείο εκτόξευσης. Γράφημα απόστασης GPS:
Και κάπως έτσι άλλαξε η ταχύτητα κάθετης πτήσης του στρατοσφαιρικού μπαλονιού:
Είναι αλήθεια ότι η μία από τις δύο οθόνες δεν επιβίωσε κατά την προσγείωση (ναι, υπήρχαν δύο από αυτές, όπως και οι κάμερες GoPro, η αντιγραφή είναι ένας καλός τρόπος για να αυξήσετε την αξιοπιστία) στο βίντεο μπορείτε να δείτε πώς πήγε σε ρίγες και γύρισε μακριά από. Όμως όλος ο άλλος εξοπλισμός επέζησε της προσγείωσης χωρίς προβλήματα.
Συμπεράσματα για το πείραμα και την ποιότητα της επικοινωνίας στο Διαδίκτυο.
Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργούσε ο διακομιστής έμοιαζε ως εξής: στη σελίδα προορισμού θα μπορούσατε να στείλετε μηνύματα κειμένου στον διακομιστή μέσω μιας φόρμας. Μεταδόθηκαν μέσω του πρωτοκόλλου HTTP μέσω 2 ανεξάρτητων δορυφορικών συστημάτων επικοινωνίας σε έναν υπολογιστή που ήταν αναρτημένος κάτω από το στρατοσφαιρικό μπαλόνι, και μετέδωσε αυτά τα δεδομένα πίσω στη Γη, αλλά όχι με τον ίδιο τρόπο μέσω δορυφόρου, αλλά μέσω ραδιοφωνικού καναλιού. Έτσι, καταλάβαμε ότι ο διακομιστής λαμβάνει γενικά δεδομένα και ότι μπορεί να διανείμει το Διαδίκτυο από τη στρατόσφαιρα. Στην ίδια σελίδα προσγείωσης εμφανίστηκε το πρόγραμμα πτήσης του στρατοσφαιρικού μπαλονιού και σε αυτό σημειώθηκαν τα σημεία λήψης κάθε μηνύματός σας. Δηλαδή, θα μπορούσατε να παρακολουθείτε τη διαδρομή και το υψόμετρο του "υψηλού διακομιστή" σε πραγματικό χρόνο.
Συνολικά, οι συμμετέχοντες μας έστειλαν 166 μηνύματα από τη σελίδα προορισμού, εκ των οποίων τα 125 (75%) παραδόθηκαν με επιτυχία στον διακομιστή. Το εύρος των καθυστερήσεων μεταξύ αποστολής και λήψης ήταν πολύ μεγάλο, από 0 έως 59 δευτερόλεπτα (μέση καθυστέρηση 32 δευτερόλεπτα).
Δεν βρήκαμε κάποια αξιοσημείωτη συσχέτιση μεταξύ του ύψους και του επιπέδου λανθάνουσας κατάστασης:
Από αυτό το γράφημα είναι σαφές ότι το επίπεδο καθυστέρησης δεν εξαρτιόταν σε καμία περίπτωση από την απόσταση από την τοποθεσία εκτόξευσης, δηλαδή μεταδώσαμε ειλικρινά τα μηνύματά σας μέσω δορυφόρων και όχι από το έδαφος:
Το κύριο συμπέρασμα από το πείραμά μας είναι ότι μπορούμε να λαμβάνουμε και να διανέμουμε σήματα Διαδικτύου από στρατοσφαιρικά μπαλόνια, και ένα τέτοιο σχήμα έχει το δικαίωμα να υπάρχει.
Όπως θυμάστε, υποσχεθήκαμε να συγκρίνουμε τις επικοινωνίες του Iridium και του GlobalStar (δεν λάβαμε ποτέ εγκαίρως το μόντεμ Messenger). Η σταθερότητα της δουλειάς τους στα γεωγραφικά πλάτη μας αποδείχθηκε σχεδόν η ίδια. Πάνω από τα σύννεφα η υποδοχή είναι αρκετά σταθερή. Είναι κρίμα που εκπρόσωποι του εγχώριου συστήματος "Messenger" έλεγξαν και ετοίμασαν κάτι εκεί, αλλά ποτέ δεν μπόρεσαν να δώσουν τίποτα για δοκιμή.
Σχέδια για το μέλλον
Τώρα, σχεδιάζουμε το επόμενο έργο, ακόμα πιο σύνθετο. Αυτήν τη στιγμή εργαζόμαστε πάνω σε διάφορες ιδέες, για παράδειγμα, εάν πρέπει να οργανώσουμε επικοινωνία λέιζερ υψηλής ταχύτητας μεταξύ δύο στρατοσφαιρικών μπαλονιών προκειμένου να τα χρησιμοποιήσουμε ως επαναλήπτες. Στο μέλλον, θέλουμε να αυξήσουμε τον αριθμό των σημείων πρόσβασης και να διασφαλίσουμε σταθερή ταχύτητα σύνδεσης στο Διαδίκτυο έως και 1 Mbit/sec σε ακτίνα 100-150 km, έτσι ώστε στην επόμενη εκκίνηση προβλήματα με τη μετάδοση online βίντεο στο Διαδίκτυο δεν θα προκύψει πλέον.
Πηγή: www.habr.com