دوستان، در روز کیهان نوردی سرور کوچک ما با موفقیت به استراتوسفر پرواز کرد! در طول پرواز، سرور روی بالون استراتوسفر اینترنت را توزیع کرد، فیلمبرداری کرد و داده های تصویری و تله متری را به زمین ارسال کرد. و ما نمی توانیم صبر کنیم تا به شما بگوییم همه چیز چگونه پیش رفت و چه شگفتی هایی وجود داشت (خب، بدون آنها چه کار می کردیم؟).
کمی پیش زمینه و لینک های مفید برای کسانی که همه چیز را از دست داده اند:
- پستی در مورد به استراتوسفر (که در عمل در حین پرتاب با آن مواجه شدیم).
- چطور شدیم"» پروژه - برای طرفداران پورنو گیک، با جزئیات و کد.
- پروژه، که در آن امکان نظارت بر حرکت و تله متری کاوشگر در زمان واقعی وجود داشت.
- سیستم های ارتباطی فضایی که در پروژه استفاده کردیم.
- متن راه اندازی سرور به استراتوسفر
از آنجایی که ما واقعاً می‌خواستیم در روز کیهان‌نوردی پرتاب کنیم و در همان روز مجوز رسمی برای استفاده از فضای هوایی دریافت کردیم، مجبور شدیم خود را با آب و هوا سازگار کنیم. و برای اینکه باد بالون استراتوسفر را فراتر از مرزهای منطقه مجاز نبرد، مجبور شدیم ارتفاع صعود را محدود کنیم - به جای 30 کیلومتر به 22,7 افزایش یافتیم. اما این در حال حاضر استراتوسفر است و تقریباً دو برابر ارتفاع هواپیماهای مسافربری امروزی است.
اتصال اینترنت با بالون استراتوسفر در طول پرواز کاملاً پایدار بود. پیام های شما دریافت و نمایش داده شد و ما هر مکثی را با نقل قول هایی از مذاکرات گاگارین با زمین در 58 سال پیش پر کردیم :)
بر اساس تله متری، دمای بیرون 60- درجه سانتیگراد بود و در داخل جعبه هرمتیک به 0- درجه سانتیگراد رسید، اما همه چیز به طور پایدار کار می کرد.
نمودار تغییرات دمای داخل (در اینجا و بیشتر در مقیاس X، ده ها دقیقه نشان داده شده است):
یک فرستنده دیجیتال پرسرعت آزمایشی دیگر روی هواپیما نصب شد. این تلاش ما برای ساخت وای فای پرسرعت است و هنوز آماده نیستیم جزئیات طراحی آن را فاش کنیم. با این فرستنده می خواستیم ویدیو را به صورت آنلاین پخش کنیم. و در واقع، با وجود ابری، سیگنال ویدیویی را از GoPro در بالون استراتوسفر در فاصله 30 کیلومتری دریافت کردیم. اما با دریافت ویدیو در مرکز کنترل ما، امکان انتقال آن به اینترنت از طریق زمین وجود نداشت... اکنون به شما خواهیم گفت چرا.
ما به زودی فیلم های ضبط شده از پرواز را از دوربین های داخل هواپیما نشان خواهیم داد، اما در حال حاضر می توانید ضبط آنلاین را از کاوشگر تماشا کنید.
غافلگیری اصلی در انتظار ما بود: عملکرد بسیار ضعیف مودم 4G در MCC ما، که انتقال ویدیو را به صورت آنلاین غیرممکن کرد. اگرچه کاوشگر با موفقیت پیام ها را از طریق اینترنت دریافت و ارسال کرد، اما آنها توسط سرور پذیرفته شدند - ما تأییدیه های سرویس را از آن دریافت کردیم و دیدیم که آنها از طریق پخش ویدیو روی صفحه نمایش داده می شوند. ما نگرانی هایی در مورد ارتباط با ماهواره ها و انتقال سیگنال به زمین داشتیم، اما هیچ کس انتظار چنین کمینی را نداشت که اینترنت 4G تلفن همراه باشد که حلقه ضعیف آن باشد.
و نه در برخی از بیابان، اما نه چندان دور از Pereslavl-Zalessky، در منطقه ای که، طبق نقشه های MTS و MegaFon، به خوبی با 4G پوشیده شده است. در MCC تلفن همراه ما یک روتر پیشرفته Kroks ap-205m1-4gx2h وجود داشت که دو سیم کارت در آن قرار داده شده بود و قرار بود ترافیک روی آنها را خلاصه کند تا بتوانیم به طور کامل ویدیو را به اینترنت پخش کنیم. ما حتی آنتن های پانل خارجی با بهره 18 دسی بل نصب کردیم. اما این قطعه سخت افزاری زننده کار کرد. سرویس پشتیبانی Kroks فقط می‌توانست به ما توصیه کند آخرین سیستم‌افزار را آپلود کنیم، اما این کمکی نکرد و سرعت دو سیم کارت 4G بسیار بدتر از سرعت یک سیم کارت در یک مودم USB معمولی بود. بنابراین، اگر می توانید به من بگویید که دفعه بعد کدام قطعه سخت افزاری برای سازماندهی انتقال داده با مجموع کانال های 4G بهتر است، در نظرات بنویسید.
محاسبات مسیر ما کاملاً دقیق بود؛ هیچ غافلگیری وجود نداشت. خوش شانس بودیم، بالون استراتوسفر روی خاک نرم پیت در 10 متری مخزن و 70 کیلومتری محل پرتاب فرود آمد. نمودار فاصله GPS:
و به این ترتیب سرعت پرواز عمودی بالن استراتوسفر تغییر کرد:
درست است، یکی از دو نمایشگر از فرود جان سالم به در نبرد (بله، دو مورد از آنها وجود داشت، درست مانند دوربین های GoPro؛ کپی کردن یک راه خوب برای افزایش قابلیت اطمینان است)؛ در ویدیو می توانید ببینید که چگونه به صورت راه راه رفت و چرخید. خاموش اما تمام تجهیزات دیگر از فرود بدون مشکل جان سالم به در بردند.
نتیجه گیری در مورد آزمایش و کیفیت ارتباطات اینترنتی.
نحوه کار سرور به این صورت بود: در صفحه فرود می توانید پیام های متنی را از طریق یک فرم به سرور ارسال کنید. آنها از طریق پروتکل HTTP از طریق 2 سیستم ارتباطی ماهواره ای مستقل به یک کامپیوتر معلق در زیر بالون استراتوسفر منتقل شدند و این داده ها را به زمین بازگرداند، اما نه به همان روش از طریق ماهواره، بلکه از طریق یک کانال رادیویی. بنابراین، ما فهمیدیم که سرور به طور کلی داده ها را دریافت می کند و می تواند اینترنت را از استراتوسفر توزیع کند. در همان صفحه فرود، برنامه پرواز بالن استراتوسفر نمایش داده شد و نقاط دریافت هر یک از پیام های شما روی آن مشخص شد. یعنی می‌توانید مسیر و ارتفاع «سرور آسمانی» را در زمان واقعی ردیابی کنید.
در مجموع، شرکت کنندگان ما 166 پیام را از صفحه فرود ارسال کردند که از این تعداد 125 (75٪) با موفقیت به سرور تحویل داده شد. دامنه تاخیر بین ارسال و دریافت بسیار زیاد بود، از 0 تا 59 ثانیه (متوسط تاخیر 32 ثانیه).
ما هیچ ارتباط قابل توجهی بین ارتفاع و سطح تاخیر پیدا نکردیم:
از این نمودار مشخص است که میزان تاخیر به هیچ وجه به فاصله از محل پرتاب بستگی ندارد، یعنی ما صادقانه پیام های شما را از طریق ماهواره ها و نه از روی زمین مخابره کرده ایم:
نتیجه اصلی آزمایش ما این است که ما می توانیم سیگنال های اینترنتی را از بالن های استراتوسفر دریافت و توزیع کنیم و چنین طرحی حق وجود دارد.
همانطور که به یاد دارید، قول داده بودیم که ارتباطات Iridium و GlobalStar را با هم مقایسه کنیم (ما هرگز مودم مسنجر را به موقع دریافت نکردیم). ثبات کار آنها در عرض های جغرافیایی ما تقریباً یکسان بود. در بالای ابرها پذیرش کاملاً ثابت است. حیف است که نمایندگان سیستم داخلی "پیام رسان" چیزی را در آنجا بررسی و آماده کردند، اما هرگز نتوانستند چیزی برای آزمایش ارائه دهند.
برنامه های آینده
اکنون، ما در حال برنامه ریزی پروژه بعدی، حتی پیچیده تر هستیم. ما در حال حاضر روی ایده‌های مختلفی کار می‌کنیم، مثلاً اینکه آیا باید ارتباطات لیزری پرسرعت را بین دو بالن استراتوسفر سازماندهی کنیم تا از آنها به عنوان تکرارکننده استفاده کنیم. در آینده، ما می خواهیم تعداد نقاط دسترسی را افزایش دهیم و از سرعت اتصال به اینترنت تا 1 مگابیت بر ثانیه در شعاع 100 تا 150 کیلومتر اطمینان حاصل کنیم، به طوری که در راه اندازی های بعدی مشکلاتی در انتقال ویدیو آنلاین به اینترنت وجود دارد. دیگر بوجود نخواهد آمد
منبع: www.habr.com