Вселенски центар за податоци. Ајде да го сумираме експериментот

Пријатели, на Денот на космонаутиката нашиот мал сервер успешно полета во стратосферата! За време на летот, серверот на стратосферскиот балон дистрибуираше Интернет, снимаше и пренесуваше видео и телеметриски податоци на земјата. И едвај чекаме да ви кажеме како помина сето тоа и какви изненадувања имаше (добро, што би правеле без нив?).

Малку позадина и корисни линкови за оние кои пропуштиле сè:

1. Објава за како да се координира летот со сонда во стратосферата (која ја сретнавме во пракса при лансирањето).
2. како направивме“железен дел» проект - за љубителите на гик порно, со детали и код.
3. Мапа проект, каде што беше можно да се следи движењето на сондата и телеметријата во реално време.
4. Споредба вселенски комуникациски системи кои ги користевме во проектот.
5. Текст емитува лансирање на серверот во стратосферата.

Бидејќи навистина сакавме да лансираме на Денот на космонаутиката и добивме официјална дозвола да го користиме воздушниот простор токму тој ден, моравме да се прилагодиме на временските услови. И за да не го разнесе ветрот стратосферскиот балон надвор од границите на дозволената зона, моравме да ја ограничиме висината на искачувањето - наместо 30 km се искачивме на 22,7. Но, ова е веќе стратосферата, и приближно двојно повисоко од денес летаат патнички авиони.

Интернет врската со стратосферскиот балон беше доста стабилна во текот на целиот лет. Вашите пораки беа примени и прикажани, а ние ги пополнивме сите паузи со цитати од преговорите на Гагарин со Земјата пред 58 години :)

Според телеметријата, надвор беше -60 0C, а внатре во херметичката кутија достигна -22 0C, но сè работеше стабилно.

График на промени во температурата внатре (овде и понатаму на скалата X, прикажани се десетици минути):

На бродот беше инсталиран уште еден експериментален дигитален предавател со голема брзина. Ова е наш обид да направиме Wi-Fi со голема брзина и сè уште не сме подготвени да ги откриеме деталите за неговиот дизајн. Со овој предавател сакавме да емитуваме видео на интернет. И навистина, и покрај облачноста, го примивме видео сигналот од GoPro на стратосферскиот балон на растојание до 30 km. Но, откако го добивме видеото во нашиот контролен центар, не беше можно да се пренесе на Интернет преку земја... Сега ќе ви кажеме зошто.

Наскоро ќе прикажеме видео снимки од летот од камерите на одборот, но за сега можете да ја погледнете онлајн снимката од сондата

Нè чекаше главното изненадување: многу лоши перформанси на 4G модемот во нашиот MCC, што го оневозможи преносот на видео на интернет. Иако сондата успешно примаше и пренесуваше пораки преку Интернет, тие беа прифатени од серверот - добивме потврди за услугата од него и ги видовме прикажани на екранот преку видео емитување. Имавме загриженост за комуникација со сателити и пренос на сигнал на Земјата, но никој не очекуваше таква заседа дека мобилниот 4G интернет ќе се покаже како слабата алка.

И тоа не во некоја дивина, но недалеку од Переслав-Залески, во област која, според картите на МТС и МегаФон, е добро покриена со 4G. Во нашиот мобилен MCC имаше софистициран Kroks ap-205m1-4gx2h рутер, во кој се вметнати две SIM-картички и кој требаше да го сумира сообраќајот на нив за да можеме целосно да емитуваме видео на Интернет. Инсталиравме дури и надворешни панел антени со засилување од 18 dB. Но, ова парче хардвер работеше одвратно. Услугата за поддршка на Kroks можеше само да не советува да го поставиме најновиот фирмвер, но тоа не помогна, а брзината на две 4G SIM-картички се покажа многу полоша од брзината на една SIM-картичка во обичен USB-модем. Значи, ако можете да ми кажете кој хардвер е подобар следниот пат да организира пренос на податоци со сумирање на 4G канали, пишете во коментар.

Нашите пресметки на траекторијата се покажаа доста точни, немаше изненадувања. Имавме среќа, стратосферскиот балон слета на мека тресетска почва на 10 метри од акумулацијата и 70 километри од местото на лансирање. ГПС графикон за растојание:

И вака се промени вертикалната брзина на летот на стратосферскиот балон:

Точно, еден од двата дисплеа не го преживеа слетувањето (да, имаше два од нив, исто како камерите на GoPro; дуплирањето е добар начин за зголемување на доверливоста); на видеото можете да видите како помина во ленти и се сврте исклучен. Но, целата друга опрема го преживеа слетувањето без проблеми.

Заклучоци за експериментот и квалитетот на интернет комуникацијата.

Начинот на кој работеше серверот изгледаше вака: на целната страница можете да испраќате текстуални пораки до серверот преку формулар. Тие беа пренесени преку протоколот HTTP преку 2 независни сателитски комуникациски системи на компјутер суспендиран под стратосферскиот балон и тој ги пренесува овие податоци назад на Земјата, но не на ист начин преку сателит, туку преку радио канал. Така, разбравме дека серверот генерално прима податоци и дека може да го дистрибуира Интернетот од стратосферата. На истата целна страница, беше прикажан распоредот на летот на стратосферскиот балон, а на него беа означени точките на прием на секоја ваша порака. Односно, можете да ја следите рутата и висината на „серверот до небо“ во реално време.

Вкупно, нашите учесници испратија 166 пораки од целната страница, од кои 125 (75%) беа успешно доставени до серверот. Опсегот на одложувања помеѓу испраќањето и примањето беше многу голем, од 0 до 59 секунди (просечно доцнење 32 секунди).

Не најдовме забележлива корелација помеѓу висината и нивото на латентност:

Од овој графикон е јасно дека нивото на доцнење на никаков начин не зависеше од растојанието од местото на лансирање, односно искрено ги пренесувавме вашите пораки преку сателити, а не од земја:

Главниот заклучок од нашиот експеримент е дека можеме да примаме и дистрибуираме интернет сигнали од стратосферските балони, а таквата шема има право да постои.

Како што се сеќавате, ветивме дека ќе ги споредиме комуникациите на Iridium и GlobalStar (никогаш не го добивме модемот Messenger на време). Стабилноста на нивната работа во нашите географски широчини се покажа речиси иста. Над облаците приемот е доста стабилен. Штета што претставниците на домашниот систем „Месинџер“ проверија и подготвија нешто таму, но никогаш не беа во можност да обезбедат ништо за тестирање.

Планови за иднината

Сега го планираме следниот проект, уште покомплексен. Во моментов работиме на различни идеи, на пример, дали треба да организираме ласерска комуникација со голема брзина помеѓу два стратосферски балони за да ги користиме како повторувачи. Во иднина сакаме да го зголемиме бројот на точки за пристап и да обезбедиме стабилна брзина на интернет конекција до 1 Mbit/sec во радиус од 100-150 km, така што во следните лансирања ќе има проблеми со пренос на онлајн видео на Интернет. повеќе нема да се појави.

Извор: www.habr.com