Amigos, no Día da Cosmonáutica o noso pequeno servidor voou con éxito á estratosfera! Durante o voo, o servidor a bordo do globo estratosférico distribuíu Internet, filmou e transmitiu datos de vídeo e telemetría ao chan. E non podemos esperar a contarvos como foi todo e que sorpresas houbo (ben, que fariamos sen elas?).
Un pequeno antecedente e ligazóns útiles para os que se perderon todo:
- Unha publicación sobre cara á estratosfera (que atopamos na práctica durante o lanzamento).
- Como fixemos"» proxecto: para os fans do porno friki, con detalles e código.
- proxecto, onde foi posible controlar o movemento da sonda e a telemetría en tempo real.
- sistemas de comunicación espacial que utilizamos no proxecto.
- Texto lanzando o servidor á estratosfera.
Como tiñamos moitas ganas de lanzarnos o Día da Cosmonáutica e recibimos o permiso oficial para usar o espazo aéreo ese mesmo día, tivemos que adaptarnos ao tempo. E para que o vento non soprase o globo estratosférico máis aló dos límites da zona permitida, tivemos que limitar a altura de ascenso -en lugar de 30 km subimos a 22,7-. Pero esta xa é a estratosfera, e aproximadamente o dobre do que voan hoxe os avións de pasaxeiros.
A conexión a Internet co globo estratosférico foi bastante estable durante todo o voo. Recibíronse e mostráronse as túas mensaxes, e enchemos as pausas con citas das negociacións de Gagarin coa Terra hai 58 anos :)
Segundo a telemetría, fóra foi de -60 0C, e dentro da caixa hermética chegou a -22 0C, pero todo funcionaba de forma estable.
Gráfico dos cambios de temperatura no interior (aquí e máis aló na escala X, móstranse decenas de minutos):
Outro transmisor dixital experimental de alta velocidade instalouse a bordo. Este é o noso intento de facer wifi de alta velocidade e aínda non estamos preparados para revelar os detalles do seu deseño. Con este transmisor queriamos emitir vídeo en liña. E de feito, a pesar da nubosidade, recibimos o sinal de vídeo da GoPro a bordo do globo estratosférico a unha distancia de ata 30 km. Pero unha vez recibido o vídeo no noso centro de control, non foi posible transmitilo a Internet por terra... Agora xa vos contaremos por que.
En breve mostraremos gravacións de vídeo do voo das cámaras de a bordo, pero de momento podedes ver a gravación en liña dende a sonda
Agardábanos a principal sorpresa: un rendemento moi pobre do módem 4G do noso MCC, que imposibilitaba a transmisión de vídeo en liña. Aínda que a sonda recibiu e transmitiu con éxito mensaxes a través de Internet, foron aceptadas polo servidor: recibimos confirmacións do servizo e vímolas mostradas na pantalla mediante transmisión de vídeo. Tiñamos preocupacións sobre a comunicación con satélites e a transmisión de sinais á Terra, pero ninguén esperaba tal emboscada que fose a Internet móbil 4G a que resulte ser o elo débil.
E non nalgún deserto, pero non moi lonxe de Pereslavl-Zalessky, nunha zona que, segundo os mapas MTS e MegaFon, está ben cuberta con 4G. No noso MCC móbil había un sofisticado enrutador Kroks ap-205m1-4gx2h, no que se introducen dúas tarxetas SIM e que se supoñía que resumía o tráfico nelas para poder transmitir completamente o vídeo a Internet. Incluso instalamos antenas de panel externo con 18 dB de ganancia. Pero esta peza de hardware funcionou de forma noxenta. O servizo de asistencia de Kroks só nos puido aconsellar que carguemos o firmware máis recente, pero isto non axudou, e a velocidade de dúas tarxetas SIM 4G resultou ser moito peor que a velocidade dunha tarxeta SIM nun módem USB normal. Entón, se pode dicirme que peza de hardware é mellor para organizar a transmisión de datos coa suma de canles 4G a próxima vez, escriba nos comentarios.
Os nosos cálculos de traxectoria resultaron bastante precisos, non houbo sorpresas. Tivemos sorte, o globo estratosférico aterrou nun chan de turba suave a 10 metros do encoro e a 70 km do lugar de lanzamento. Gráfica de distancia GPS:
E así cambiou a velocidade de voo vertical do globo estratosférico:
É certo que unha das dúas pantallas non sobreviviu ao aterraxe (si, houbo dúas, igual que as cámaras GoPro; a duplicación é unha boa forma de aumentar a fiabilidade); no vídeo podes ver como foi en raias e vira. apagado. Pero todos os demais equipos sobreviviron ao desembarco sen problemas.
Conclusións sobre o experimento e a calidade da comunicación por Internet.
A forma en que funcionaba o servidor era o seguinte: na páxina de destino podías enviar mensaxes de texto ao servidor a través dun formulario. Transmitíanse mediante o protocolo HTTP a través de 2 sistemas independentes de comunicación por satélite a un ordenador suspendido baixo o globo estratosférico, e este transmitiu estes datos de volta á Terra, pero non do mesmo xeito a través dun satélite, senón a través dunha canle de radio. Así, entendemos que o servidor xeralmente recibe datos, e que pode distribuír Internet desde a estratosfera. Na mesma páxina de destino mostrábase o horario de voo do globo estratosférico e nel estaban marcados os puntos de recepción de cada unha das túas mensaxes. É dicir, pode rastrexar a ruta e a altitude do "servidor altísimo" en tempo real.
En total, os nosos participantes enviaron 166 mensaxes desde a páxina de destino, das cales 125 (75%) foron entregadas con éxito ao servidor. O intervalo de atrasos entre o envío e a recepción foi moi grande, de 0 a 59 segundos (atraso medio 32 segundos).
Non atopamos ningunha correlación notable entre a altura e o nivel de latencia:
Desta gráfica queda claro que o nivel de atraso non dependía de ningún xeito da distancia desde o lugar de lanzamento, é dicir, transmitimos sinceramente as túas mensaxes a través de satélites, e non desde o chan:
A principal conclusión do noso experimento é que podemos recibir e distribuír sinais de Internet desde globos estratosféricos, e tal esquema ten dereito a existir.
Como lembras, prometemos comparar as comunicacións de Iridium e GlobalStar (nunca recibimos o módem de Messenger a tempo). A estabilidade do seu traballo nas nosas latitudes resultou ser case a mesma. Por riba das nubes a recepción é bastante estable. É unha mágoa que os representantes do sistema doméstico "Messenger" verificasen e prepararan algo alí, pero nunca puideron proporcionar nada para probar.
Planos para o futuro
Agora, estamos a planificar o seguinte proxecto, aínda máis complexo. Actualmente estamos traballando en varias ideas, por exemplo, se debemos organizar a comunicación láser de alta velocidade entre dous globos estratosféricos para utilizalos como repetidores. No futuro, queremos aumentar o número de puntos de acceso e garantir unha velocidade de conexión estable a Internet de ata 1 Mbit/seg nun radio de 100-150 km, para que no próximo lance problemas coa transmisión de vídeo en liña a Internet. xa non xurdirá.
Fonte: www.habr.com