Drodzy, jak już wiecie, pracujemy na pełnych obrotach nad nowym projektem geekowskim — „Serwer w Chmurze 2.0”, czyli „Kosmiczny Data Center”. W skrócie: 12 kwietnia uruchomimy własnoręcznie zbudowany serwer na balonie na wysokości około 30 km, będziemy przesyłać do niego dane za pomocą systemu komunikacji kosmicznej, a z serwera transmitować dane na Ziemię za pomocą łączności radiowej.

A dzisiaj chcemy opowiedzieć o trzech systemach komunikacji kosmicznej, które przetestujemy w naszym projekcie — Iridium, GlobalStar i „Goniec”. W tym celu zainstalujemy sprzęt odbiorczy w pobliżu naszego chmurowego serwera.

Krótka historia

Wszystkie trzy opisywane systemy były tworzone i wprowadzane w mniej więcej tym samym czasie, w latach 90-tych. Amerykańskie Iridium z nich nie tylko jest najstarsze w koncepcji (prace rozpoczęto w 1990 roku), ale również najbardziej rozbudowane — pierwotnie planowano uruchomienie 77 satelitów, co odpowiada liczbie atomowej irydu, jednak dziś na orbicie pracuje 66 satelitów (+ 6 rezerwowych). Komercyjna eksploatacja systemu rozpoczęła się w 1998 roku. W ciągu roku firma zdążyła zbankrutować, a w 2000 roku jej aktywa zostały kupione przez firmę działającą w interesie amerykańskiego Departamentu Obrony. W 2001 roku ponownie rozpoczęto komercyjną eksploatację, a w 2009 roku właściciel Iridium znów się zmienił. Od tego czasu ta sieć satelitarna funkcjonuje całkiem dobrze.

GlobalStar również została założona w USA, chociaż w projekcie uczestniczą korporacje z Francji, Anglii, Niemiec i Korei Południowej. Rozwój grupy satelitów rozpoczęto w 1998 roku, a w 2000 roku GlobalStar uruchomił ją w komercyjnej eksploatacji. Tu również doszło do bankructwa, sieć na początku lat 2000 zmieniła właściciela. Dziś na orbicie pracuje 48 satelitów GlobalStar (+ 4 rezerwowe).

Rosyjski system „Goniec” — projekt pierwotnie państwowy, a nie prywatny. Jego rozwój rozpoczęto w 1989 roku, a starty pierwszych satelitów rozpoczęły się w 1996 roku. Początkowo planowano, że grupa będzie składała się z 24 satelitów, jednak obecnie w eksploatacji znajduje się tylko 12. Na najbliższe lata zaplanowano uruchomienie jeszcze kilku dziesiątek satelitów, w tym dla zastąpienia przestarzałych.

Cechy i możliwości

Iridium

Największe zasięg i najwyższe prędkości przesyłu danych oferuje Iridium. Jego satelity krążą wokół Ziemi na wysokości 780 km po orbitach o nachyleniu 86,5°, pokrywając łącznością całą powierzchnię planety, od ucha do ucha, od bieguna do bieguna.

Obecnie prędkość przesyłu danych w Iridium w idealnych warunkach osiąga 352 Kbit/s, a do końca roku planują ją zwiększyć do 704/352 Kbit/s (odbiór i nadawanie). Jednak rzeczywiste wartości są oczywiście niższe. Podczas rozmowy głosowej jakość dźwięku nie jest najlepsza, występują zniekształcenia.

W Iridium wspierana jest bezpośrednia komunikacja między satelitami, dlatego formalnie system może obyć się bez licznych stacji brzegowych w różnych krajach do przesyłania danych do internetu i lądowej sieci telefonicznej, w przeciwieństwie do GlobalStar, i zamiast tego cały ruch przez sieć satelitarną jest przekazywany do głównej stacji brzegowej znajdującej się w USA. Jednak prawdopodobnie dla niezawodności komunikacji stacje brzegowe są jednak budowane, choć nie w dużych ilościach.

Telefony dla Iridium są jednymi z najdroższych na rynku, chociaż różnią się bogatym wyposażeniem i możliwościami. Dostępne są również modemy komórkowe oraz urządzenia komórkowe do komunikacji tekstowej (znacznie tańszej niż połączenia głosowe). Do przesyłania danych przez Iridium, oprócz samego telefonu, potrzebny jest komputer, na którym instalowane jest dedykowane oprogramowanie Iridium Data Kit. Usługi komunikacyjne tej sieci satelitarnej są droższe niż u konkurencji. Na przykład roczny kupon na 250 minut w granicach Rosji kosztuje 28 700 rubli, a dwumiesięczny kupon na 150 minut na całym świecie to 17 400 rubli. W taryfach postpaid jedna minuta rozmowy kosztuje od 58 rubli, SMS – 22 rubli, a opłata abonamentowa wynosi od 12 000 rubli (mniej niż pół roku) i od 3100 rubli (ponad pół roku). Dodatkowo, firma na razie nie zawiera umów roamingowych z żadnym operatorem, dlatego kart SIM operatorów GSM w urządzeniach Iridium nie można używać, tylko „rodzime” karty.

GlobalStar

W GlobalStar satelity krążą na wysokości 1400 km i mają nachylenie orbit 52°. Satelity nie wymieniają danych między sobą, dlatego w system wchodzi także sieć stacji brzegowych, które są ogniwem łączącym między satelitami retranslatorami, internetem oraz lądową siecią telefoniczną.

Satelity Iridium zaznaczone są na czerwono, GlobalStar na niebiesko:

Zasięg łączności GlobalStar jest skromniejszy — do 70° szerokości geograficznej północnej i południowej, co oznacza, że obszary okołobiegunowe nie są objęte tą siecią. Niemniej jednak w opiniach użytkowników zasięg w innych szerokościach geograficznych bywa niestabilny. Chociaż jeśli satelita znajduje się w bezpośrednim zasięgu, nie powinieneś mieć problemów z łącznością. Prędkość transferu danych w GlobalStar jest niższa niż w Iridium, za to jakość dźwięku podczas rozmów głosowych porównywalna jest z rozmową przez telefon komórkowy.

Formalnie sieć wspiera standardy CDMA i GSM, ale w praktyce nie wszystkie stacje bramowe działają z GSM, chociaż dla naszego kraju to nie jest istotne. W większości krajów można wkładać karty SIM „zwykłych” operatorów komórkowych do telefonów kompatybilnych z GlobalStar. Urządzenia dla GlobalStar są znacznie tańsze niż dla Iridium. W sprzedaży dostępne są telefony o różnym stopniu zaawansowania, gadżety do tekstowej komunikacji z mechaniczną klawiaturą, hotspoty, trackery do zamontowania w transporcie lub noszenia na sobie i wiele innych. Nie ma opłaty abonamentowej, a usługi łączności kosztują mniej niż w Iridium: na przykład pakiet rozmów w Rosji na pół roku i 250 minut kosztuje 9 800 rubli, w taryfach postpaid minutę można uzyskać za 44 ruble, SMS za 4 ruble, a dostęp do internetu od 13 rubli.

Gońec

Satelity tego systemu krążą wokół ziemi na wysokości 1500 km po orbitach nachylonych pod kątem 82,5°. W efekcie pokrycie powierzchni Ziemi jest pełne, choć nie jednocześnie.

Na terytorium Rosji zbudowano 3 stacje bramowe (i jedna jest planowana), które łączą grupę satelitów z internetem.

Ciekawostką jest to, że „Gońec” nie konkuruje z innymi systemami w zakresie łączności głosowej. Zamiast tego rosyjski projekt specjalizuje się w przesyłaniu wiadomości tekstowych. Aby z niego skorzystać, należy nabyć urządzenie abonenckie oraz antenę, i podłączyć do nich smartfona, laptopa lub komputer stacjonarny. Krótko mówiąc, marzenie introwertyka — cała komunikacja tylko w czacie bez nieoczekiwanych telefonów.

Dodatkowo „Gońec” oferuje usługi M2M dla automatycznego monitorowania stanu oraz zbierania telemetrii różnych obiektów, zarówno stacjonarnych, jak i mobilnych.

I dodatkowe usługi, takie jak retransmisja geokoordynat transportu i wysyłanie powiadomień.

Usługi komunikacyjne w sieci są opłacane na podstawie abonamentu — w zasadzie są to pre-paidowe miesięczne pakiety kilobajtów transferu. Na przykład, przy zerowej opłacie abonamentowej pobierają 26 zł za każdy kilobajt przesłanych danych, a dostępnych jest szereg pakietów od 470 zł (30 KB) do 8 650 zł (2 000 KB). Dodatkowo każde wychodzące połączenie do sieci komórkowej w RF kosztuje 10 zł. Każdy kilobajt powyżej limitu jest płatny osobno, od 11 do 26 zł.

Co wybrać?

Mamy takie oczekiwania: wyposażyć „chmurowy” serwer w tracker do śledzenia lokalizacji oraz moduł do wymiany danych przez satelitę. Teoretycznie, wszystkie trzy sieci mogą zaoferować te funkcje. Już zakupiliśmy modemy Iridium i GlobalStar, a urządzenie od „Gonca” do nas jedzie. Na pewno opowiemy więcej o naszym systemie komunikacji w jednej z przyszłych publikacji.