Prijatelji, na dan kozmonavtike je naš mali strežnik uspešno poletel v stratosfero! Med letom je strežnik na krovu stratosferskega balona distribuiral internet, snemal in prenašal video in telemetrične podatke na tla. In komaj čakamo, da vam povemo, kako je vse potekalo in kakšna presenečenja so bila (no, kaj bi brez njih?).
Malo ozadja in koristnih povezav za tiste, ki ste zamudili vse:
- Objava o v stratosfero (s čimer smo se srečali v praksi med izstrelitvijo).
- Kako nam je uspelo"» projekt - za ljubitelje geekovske pornografije, s podrobnostmi in kodo.
- projekt, kjer je bilo mogoče v realnem času spremljati gibanje sonde in telemetrijo.
- vesoljskih komunikacijskih sistemov, ki smo jih uporabili pri projektu.
- Besedilo izstrelitev strežnika v stratosfero.
Ker smo zelo želeli izstreliti na dan kozmonavtike in smo ravno na ta dan dobili uradno dovoljenje za uporabo zračnega prostora, smo se morali prilagoditi vremenu. In da veter ne bi odpihnil stratosferskega balona čez meje dovoljenega območja, smo morali omejiti višino vzpona - namesto 30 km smo se dvignili na 22,7. Ampak to je že stratosfera in približno dvakrat višje, kot danes letijo potniška letala.
Internetna povezava s stratosferskim balonom je bila ves čas leta precej stabilna. Vaša sporočila so bila prejeta in prikazana, morebitne pavze pa smo zapolnili s citati iz Gagarinovih pogajanj z Zemljo pred 58 leti :)
Po telemetriji je bilo zunaj -60 0C, znotraj hermetične škatle pa -22 0C, vendar je vse delovalo stabilno.
Graf sprememb temperature v notranjosti (tukaj in naprej na lestvici X so prikazane desetine minut):
Na krovu je bil nameščen še en eksperimentalni digitalni oddajnik visoke hitrosti. To je naš poskus izdelave hitrega Wi-Fi-ja in še nismo pripravljeni razkriti podrobnosti njegove zasnove. S tem oddajnikom smo želeli predvajati video na spletu. In res, kljub oblačnosti smo na krovu stratosferskega balona prejeli video signal GoPro na razdalji do 30 km. Toda po prejemu videoposnetka v naš nadzorni center ga ni bilo mogoče prenesti na internet po tleh ... Zdaj vam bomo povedali, zakaj.
Kmalu bomo prikazali videoposnetke poleta s kamer na krovu, za zdaj pa si lahko ogledate spletni posnetek iz sonde
Glavno presenečenje nas je čakalo: zelo slabo delovanje 4G modema v našem MCC-ju, zaradi česar ni bilo mogoče prenašati videa na spletu. Čeprav je sonda uspešno sprejela in oddala sporočila prek interneta, jih je strežnik sprejel – od njega smo prejeli potrditve storitev in jih videli prikazane na zaslonu prek video prenosa. Imeli smo pomisleke glede komunikacije s sateliti in prenosa signala na Zemljo, a nihče ni pričakoval takšne zasede, da se bo prav mobilni 4G internet izkazal kot šibki člen.
In ne v neki divjini, ampak nedaleč od Pereslavl-Zalessky, na območju, ki je po zemljevidih MTS in MegaFon dobro pokrito s 4G. V našem mobilnem MCC-ju je bil sofisticiran usmerjevalnik Kroks ap-205m1-4gx2h, v katerega sta vstavljeni dve SIM kartici, ki naj bi sešteval promet na njih, da bi lahko v celoti predvajali video na internet. Vgradili smo celo zunanje panelne antene z ojačanjem 18 dB. Toda ta strojna oprema je delovala ostudno. Podporna služba Kroks nam je lahko le svetovala, naj naložimo najnovejšo vdelano programsko opremo, vendar to ni pomagalo in hitrost dveh 4G SIM kartic se je izkazala za veliko slabšo od hitrosti ene SIM kartice v običajnem USB modemu. Torej, če mi lahko poveste, kateri kos strojne opreme je boljši za organizacijo prenosa podatkov s seštevanjem kanalov 4G naslednjič, napišite v komentarje.
Izkazalo se je, da so naši izračuni poti precej natančni in ni bilo presenečenj. Imeli smo srečo, stratosferski balon je pristal na mehki šotni zemlji 10 metrov od rezervoarja in 70 km od izstrelišča. Graf razdalje GPS:
In tako se je spremenila navpična hitrost leta stratosferskega balona:
Res je, da eden od obeh zaslonov ni preživel pristanka (da, bila sta dva, tako kot GoPro kamere; podvajanje je dober način za večjo zanesljivost), v videu pa si lahko ogledate, kako se je črtalo in obračalo izklopljeno. A vsa ostala oprema je pristanek brez težav prestala.
Sklepi o eksperimentu in kakovosti internetne komunikacije.
Način delovanja strežnika je bil videti takole: na pristajalni strani ste lahko preko obrazca pošiljali besedilna sporočila strežniku. Preko protokola HTTP so bili posredovani preko 2 neodvisnih satelitskih komunikacijskih sistemov do računalnika, ki je visel pod stratosferskim balonom, ta pa je te podatke posredoval nazaj na Zemljo, vendar ne na isti način preko satelita, ampak preko radijskega kanala. Tako smo razumeli, da strežnik na splošno sprejema podatke in da lahko distribuira internet iz stratosfere. Na isti pristajalni strani je bil prikazan urnik poleta stratosferskega balona, na njem pa so bile označene točke sprejema vsakega vašega sporočila. To pomeni, da lahko v realnem času spremljate pot in nadmorsko višino »strežnika v nebo«.
Skupaj so naši udeleženci s pristajalne strani poslali 166 sporočil, od katerih jih je bilo 125 (75 %) uspešno dostavljenih na strežnik. Razpon zamikov med pošiljanjem in prejemanjem je bil zelo velik, od 0 do 59 sekund (povprečna zakasnitev 32 sekund).
Med višino in stopnjo zakasnitve nismo našli nobene opazne povezave:
Iz tega grafa je razvidno, da stopnja zakasnitve ni bila na noben način odvisna od oddaljenosti od izstrelišča, to je, da smo vaša sporočila pošteno prenašali prek satelitov in ne s tal:
Glavni zaključek našega eksperimenta je, da lahko sprejemamo in distribuiramo internetne signale iz stratosferskih balonov in takšna shema ima pravico do obstoja.
Kot se spomnite, smo obljubili, da bomo primerjali komunikacijo Iridium in GlobalStar (modema Messenger nismo nikoli prejeli pravočasno). Stabilnost njihovega dela na naših zemljepisnih širinah se je izkazala za skoraj enako. Nad oblaki je sprejem precej stabilen. Škoda, da so predstavniki domačega sistema "Messenger" nekaj preverili in pripravili tam, vendar nikoli niso mogli zagotoviti ničesar za testiranje.
Načrti za prihodnost
Zdaj načrtujemo naslednji projekt, še bolj kompleksen. Trenutno delamo na različnih idejah, na primer, ali bi morali organizirati visokohitrostno lasersko komunikacijo med dvema stratosferskima balonoma, da bi ju uporabili kot repetitorja. V prihodnje želimo povečati število dostopnih točk in zagotoviti stabilno hitrost internetne povezave do 1 Mbit/s v radiju 100-150 km, tako da bodo ob naslednjih zagonih težave pri prenosu spletnega videa v internet. ne bo več nastalo.
Vir: www.habr.com