Venner, på Cosmonautics Day fløy vår lille server inn i stratosfæren! Under flyturen distribuerte serveren om bord på den stratosfæriske ballongen Internett, filmet og overførte video- og telemetridata til bakken. Og vi kan ikke vente med å fortelle deg hvordan det hele gikk og hvilke overraskelser det var (vel, hva skulle vi gjort uten dem?).
Litt bakgrunn og nyttige linker for de som gikk glipp av alt:
- Et innlegg om inn i stratosfæren (som vi møtte i praksis under lanseringen).
- Hvordan vi gjorde"» prosjekt - for fans av geek porno, med detaljer og kode.
- prosjekt, hvor det var mulig å overvåke sondens bevegelse og telemetri i sanntid.
- romkommunikasjonssystemer som vi brukte i prosjektet.
- Tekst starter serveren inn i stratosfæren.
Siden vi virkelig ønsket å lansere på Cosmonautics Day og fikk offisiell tillatelse til å bruke luftrommet akkurat den dagen, måtte vi tilpasse oss været. Og for at vinden ikke skulle blåse den stratosfæriske ballongen utover grensene til den tillatte sonen, måtte vi begrense stigningshøyden – i stedet for 30 km steg vi til 22,7. Men dette er allerede stratosfæren, og omtrent dobbelt så høyt som passasjerfly flyr i dag.
Internett-forbindelsen med den stratosfæriske ballongen var ganske stabil under hele flyturen. Meldingene dine ble mottatt og vist, og vi fylte alle pauser med sitater fra Gagarins forhandlinger med jorden for 58 år siden :)
I følge telemetri var det -60 0C ute, og inne i den hermetiske boksen nådde det -22 0C, men alt fungerte stabilt.
Graf over endringer i temperaturen inne (her og lenger på X-skalaen vises titalls minutter):
En annen eksperimentell digital høyhastighetssender ble installert om bord. Dette er vårt forsøk på å lage høyhastighets Wi-Fi, og vi er ikke klare til å avsløre detaljene i designet ennå. Med denne senderen ønsket vi å kringkaste video på nettet. Og faktisk, til tross for overskyet, mottok vi videosignalet fra GoPro om bord i stratosfærisk ballong i en avstand på opptil 30 km. Men etter å ha mottatt videoen i kontrollsenteret vårt, var det ikke mulig å overføre den til Internett over bakken... Nå skal vi fortelle deg hvorfor.
Vi vil snart vise videoopptak av flyturen fra kameraer om bord, men foreløpig kan du se nettopptaket fra sonden
Hovedoverraskelsen ventet på oss: svært dårlig ytelse til 4G-modemet i vår MCC, noe som gjorde det umulig å overføre video online. Selv om sonden vellykket mottok og sendte meldinger via Internett, ble de akseptert av serveren - vi mottok tjenestebekreftelser fra den og så dem vist på skjermen via videokringkasting. Vi hadde bekymringer om kommunikasjon med satellitter og signaloverføring til jorden, men ingen forventet et slikt bakhold at det var mobilt 4G-internett som skulle vise seg å være det svake leddet.
Og ikke i noen villmark, men ikke langt fra Pereslavl-Zalessky, i et område som ifølge MTS- og MegaFon-kart er godt dekket med 4G. I vår mobile MCC var det en sofistikert Kroks ap-205m1-4gx2h ruter, som to SIM-kort er satt inn i, og som skulle oppsummere trafikken på dem slik at vi kunne kringkaste video fullt ut til Internett. Vi installerte til og med eksterne panelantenner med 18 dB forsterkning. Men denne maskinvaren fungerte ekkelt. Kroks-støttetjenesten kunne bare råde oss til å laste opp siste firmware, men dette hjalp ikke, og hastigheten på to 4G SIM-kort viste seg å være mye dårligere enn hastigheten til ett SIM-kort i et vanlig USB-modem. Så hvis du kan fortelle meg hvilken maskinvare som er bedre å organisere dataoverføring med summering av 4G-kanaler neste gang, skriv i kommentarfeltet.
Baneberegningene våre viste seg å være ganske nøyaktige, det var ingen overraskelser. Vi var heldige, den stratosfæriske ballongen landet på myk torvjord 10 meter fra reservoaret og 70 km fra utskytningsstedet. GPS-avstandsgraf:
Og dette er hvordan den vertikale flyhastigheten til den stratosfæriske ballongen endret seg:
Riktignok overlevde ikke en av de to skjermene landingen (ja, det var to av dem, akkurat som GoPro-kameraene; duplisering er en god måte å øke påliteligheten på); i videoen kan du se hvordan det gikk i striper og snudde av. Men alt annet utstyr overlevde landingen uten problemer.
Konklusjoner om eksperimentet og kvaliteten på internettkommunikasjon.
Måten serveren fungerte på så slik ut: på landingssiden kunne du sende tekstmeldinger til serveren gjennom et skjema. De ble overført via HTTP-protokollen gjennom 2 uavhengige satellittkommunikasjonssystemer til en datamaskin hengt opp under den stratosfæriske ballongen, og den sendte disse dataene tilbake til jorden, men ikke på samme måte via en satellitt, men via en radiokanal. Dermed forsto vi at serveren generelt mottar data, og at den kan distribuere Internett fra stratosfæren. På den samme landingssiden ble flyplanen til den stratosfæriske ballongen vist, og mottakspunktene for hver av meldingene dine ble merket på den. Det vil si at du kan spore ruten og høyden til den "skyhøye serveren" i sanntid.
Totalt sendte deltakerne våre 166 meldinger fra landingssiden, hvorav 125 (75%) ble levert til serveren. Utvalget av forsinkelser mellom sending og mottak var svært stort, fra 0 til 59 sekunder (gjennomsnittlig forsinkelse 32 sekunder).
Vi fant ingen merkbar sammenheng mellom høyde og latensnivå:
Fra denne grafen er det klart at forsinkelsesnivået ikke på noen måte var avhengig av avstanden fra oppskytningsstedet, det vil si at vi ærlig sendte meldingene dine via satellitter, og ikke fra bakken:
Hovedkonklusjonen fra vårt forsøk er at vi kan motta og distribuere internettsignaler fra stratosfæriske ballonger, og en slik ordning har en rett til å eksistere.
Som du husker, lovet vi å sammenligne kommunikasjonen til Iridium og GlobalStar (vi mottok aldri Messenger-modemet i tide). Stabiliteten i arbeidet deres på våre breddegrader viste seg å være nesten den samme. Over skyene er mottaket ganske stabilt. Det er synd at representanter for det innenlandske "Messenger"-systemet sjekket og forberedte noe der, men aldri var i stand til å gi noe for testing.
Planer for fremtiden
Nå planlegger vi neste prosjekt, enda mer komplekst. Vi jobber for tiden med ulike ideer, for eksempel om vi skal organisere høyhastighets laserkommunikasjon mellom to stratosfæriske ballonger for å bruke dem som repeatere. I fremtiden ønsker vi å øke antall aksesspunkter og sikre en stabil internettforbindelseshastighet på opptil 1 Mbit/sek innenfor en radius på 100-150 km, slik at det i neste lanserer problemer med å overføre nettvideo til internett vil ikke lenger oppstå.
Kilde: www.habr.com