Свемирски дата центар. Хајде да сумирамо експеримент

Пријатељи, на Дан космонаутике наш мали сервер је успешно одлетео у стратосферу! Током лета, сервер на стратосферском балону дистрибуирао је интернет, снимао и преносио видео и телеметријске податке на земљу. И једва чекамо да вам испричамо како је све прошло и каква су изненађења била (па, шта бисмо без њих?).

Мало позадине и корисних линкова за оне који су све пропустили:

1. Пост о како координирати лет сонде у стратосферу (са чиме смо се сусрели у пракси приликом лансирања).
2. Како смо успели"гвоздени део» пројекат - за љубитеље геек порнографије, са детаљима и кодом.
3. Сајт пројекат, где је било могуће пратити кретање сонде и телеметрију у реалном времену.
4. Поређење свемирских комуникационих система које смо користили у пројекту.
5. Текст emitovanje лансирање сервера у стратосферу.

Пошто смо баш желели да лансирамо на Дан космонаутике и баш тог дана добили званичну дозволу за коришћење ваздушног простора, морали смо да се прилагодимо временским приликама. А да ветар не би одувао стратосферски балон ван граница дозвољене зоне, морали смо да ограничимо висину успона – уместо 30 км подигли смо се на 22,7. Али ово је већ стратосфера, и отприлике дупло више него што данас лете путнички авиони.

Интернет веза са стратосферским балоном била је прилично стабилна током целог лета. Ваше поруке су примљене и приказане, а све паузе смо попунили цитатима из Гагаринових преговора са Земљом пре 58 година :)

Према телеметрији, споља је било -60 0Ц, а унутар херметичке кутије достизало -22 0Ц, али је све функционисало стабилно.

Графикон промена температуре унутра (овде и даље на Кс скали приказане су десетине минута):

На броду је инсталиран још један експериментални дигитални предајник велике брзине. Ово је наш покушај да направимо брзи Ви-Фи и још нисмо спремни да откријемо детаље његовог дизајна. Са овим предајником желели смо да емитујемо видео онлајн. И заиста, упркос облачности, примили смо видео сигнал са ГоПро-а на стратосферском балону на удаљености до 30 км. Али пошто смо видео снимак примили у наш контролни центар, није било могуће пренети га на интернет преко земље... Сада ћемо вам рећи зашто.

Ускоро ћемо приказати видео снимке лета са камера на броду, али за сада можете погледати онлајн снимак сонде

Очекивало нас је главно изненађење: веома лоше перформансе 4Г модема у нашем МЦЦ-у, што је онемогућило пренос видео записа на мрежи. Иако је сонда успешно примила и пренела поруке путем интернета, сервер их је прихватио – од ње смо добили сервисне потврде и видели их приказане на екрану путем видео преноса. Били смо забринути у вези са комуникацијом са сателитима и преносом сигнала на Земљу, али нико није очекивао толику заседу да ће се испоставити да ће мобилни 4Г интернет бити слаба карика.

И то не у некој дивљини, већ недалеко од Переславља-Залеског, у области која је, према картама МТС-а и МегаФона, добро покривена 4Г. У нашем мобилном МЦЦ-у налазио се софистицирани рутер Крокс ап-205м1-4гк2х у који су убачене две СИМ картице и који је требало да сумира саобраћај на њима како бисмо могли у потпуности да емитујемо видео на Интернет. Чак смо инсталирали и спољне панел антене са појачањем од 18 дБ. Али овај комад хардвера је радио одвратно. Служба за подршку Крокс могла је само да нас саветује да учитамо најновији фирмвер, али то није помогло, а брзина две 4Г СИМ картице се показала много лошијом од брзине једне СИМ картице у обичном УСБ модему. Дакле, ако можете да ми кажете који комад хардвера је боље организовати пренос података са сумирањем 4Г канала следећи пут, напишите у коментарима.

Наши прорачуни путање су се показали прилично тачними, није било изненађења. Имали смо среће, стратосферски балон је слетео на меко тресетно тло 10 метара од резервоара и 70 км од места лансирања. ГПС графикон удаљености:

И овако се променила вертикална брзина лета стратосферског балона:

Истина, један од два дисплеја није преживео слетање (да, било их је два, баш као и ГоПро камере; дуплирање је добар начин за повећање поузданости); на снимку можете видети како је ишао у пругама и како се окретао ван. Али сва остала опрема је без проблема преживела слетање.

Закључци о експерименту и квалитет интернет комуникације.

Начин на који је сервер функционисао изгледао је овако: на одредишној страници можете слати текстуалне поруке серверу преко обрасца. Они су преношени ХТТП протоколом преко 2 независна сателитска комуникациона система до рачунара окаченог испод стратосферског балона, који је те податке пренео назад на Земљу, али не на исти начин преко сателита, већ преко радио канала. Тако смо схватили да сервер углавном прима податке и да може да дистрибуира интернет из стратосфере. На истој одредишној страници је приказан распоред летења стратосферског балона, а на њему су означене тачке пријема сваке ваше поруке. То јест, могли бисте да пратите руту и ​​надморску висину „сервера до неба“ у реалном времену.

Укупно, наши учесници су послали 166 порука са одредишне странице, од којих је 125 (75%) успешно испоручено на сервер. Распон кашњења између слања и пријема је био веома велики, од 0 до 59 секунди (просечно кашњење 32 секунде).

Нисмо пронашли никакву приметну корелацију између висине и нивоа кашњења:

Из овог графикона је јасно да ниво кашњења ни на који начин није зависио од удаљености од места лансирања, односно да смо искрено преносили ваше поруке преко сателита, а не са земље:

Главни закључак из нашег експеримента је да можемо да примамо и дистрибуирамо интернет сигнале из стратосферских балона и таква шема има право да постоји.

Као што се сећате, обећали смо да ћемо упоредити комуникације Иридијума и ГлобалСтара (никада нисмо добили Мессенгер модем на време). Показало се да је стабилност њиховог рада у нашим географским ширинама скоро иста. Изнад облака пријем је прилично стабилан. Штета што су представници домаћег система „Месинџер“ нешто тамо проверили и припремили, али никада ништа нису могли да дају за тестирање.

Планови за будућност

Сада планирамо следећи пројекат, још сложенији. Тренутно радимо на разним идејама, на пример, да ли да организујемо ласерску комуникацију велике брзине између два стратосферска балона да бисмо их користили као репетиторе. У будућности желимо да повећамо број приступних тачака и обезбедимо стабилну брзину интернет конекције до 1 Мбит/сец у радијусу од 100-150 км, како би се у наредном периоду појавили проблеми са преносом онлајн видеа на Интернет више неће настати.

Извор: ввв.хабр.цом