وبلاگ

پس زمینه و چالش های تله متری

مرکز مانیتورینگ و تحقیقات گراند کنیون (GCMRC) رسوبات معلق را در این منطقه مطالعه می کند پنج سایت برای نظارت طولانی مدت در امتداد رودخانه کلرادو در مرمر و گراند کنیون. این سایت‌های رصد در مکان‌های دورافتاده‌ای هستند که با زمین‌های شدید مشخص می‌شوند که برای دسترسی به آن نیاز به یک سفر چند روزه در رودخانه، پرواز هلیکوپتر یا سفر طولانی و چالش برانگیز دارند. سه تا از سایت‌ها از پیوندهای داده‌های ماهواره‌ای geostationary (GEO) برای دسترسی از راه دور به رایانه‌های میدانی و ابزارهای متصل استفاده می‌کنند تا امکان دسترسی به داده‌ها بین بازدیدهای سایت و عیب‌یابی تجهیزات را فراهم کنند (گریفیث و همکاران، 2012).

در حالی که این پیوندها در دهه گذشته قابل اعتماد بوده اند، حفظ فناوری ماهواره GEO چالش برانگیز است، گران است و سرعت لینک بسیار پایین (0.7-3 مگابیت در ثانیه) را فراهم می کند. ایجاد ارتباط با ماهواره های GEO بستگی به یک نمای بدون مانع یا تا حدی بدون مانع در حدود 45 درجه بالای افق جنوبی دارد. دستیابی به این امر در امتداد رودخانه کلرادو در مرمر و گراند کنیون غیرمعمول و بسیار چالش برانگیز است، جایی که رودخانه از بسیاری جهات توسط صخره ها و فلات هایی که بیش از 5000 فوت ارتفاع دارند محدود شده است. دید ضعیف آسمان در بیشتر قسمت های دره، استفاده از این نوع فناوری را به مکان های بسیار خاصی محدود می کند. حتی زمانی که این نوع اتصال موفقیت آمیز باشد، برای غلبه بر موانع به قدرت انتقال بالایی نیاز است و نرخ داده همچنان پایین است.

آزمایش فناوری های نوظهور

اینترنت پهن باند از صورت‌های فلکی ماهواره‌ای در مدار پایین زمین (LEO) نویدبخش ارائه اتصالات پرسرعت در مکان‌های جغرافیایی دشوار است. صورت‌های فلکی ماهواره‌ای LEO از هزاران ماهواره کوچک تشکیل شده‌اند که در یک شبکه در ارتفاع پایین‌تری نسبت به ماهواره‌های GEO می‌چرخند و سرعت داده‌ها را بهبود می‌بخشند و امکان برقراری ارتباط در مکان‌هایی با موانع افق را فراهم می‌کنند. فناوری LEO هنوز در مراحل اولیه توسعه است و تنها تعداد کمی از شرکت ها خدمات پهنای باند را به محققان و عموم ارائه می دهند.

دانشمندان یک پایانه ماهواره ای پهن باند LEO از استارلینک (که توسط اسپیس ایکس اداره می شود) خریداری کردند تا سه سایت پایش رسوب معلق را با پیوندهای ماهواره ای GEO موجود آزمایش کنند. هدف ارزیابی این بود که آیا می توان یک اتصال پایدار در مناطق دورافتاده و پر ازدحام ایجاد کرد و آیا نرخ داده بالاتر از پیوندهای ماهواره ای GEO موجود است یا خیر.

آزمایش دستگاه پایانه ماهواره ای LEO در هر سه مکان موفقیت آمیز بود. اتصالات پرسرعت (5-200 مگابیت در ثانیه) در یا نزدیک هر سایت مطالعه برقرار شد. پایداری اتصال برای چندین ساعت در هر مکان مورد مطالعه قرار گرفت و زمان ماندن بسته به جهت دیواره دره بین 5 تا 20 درصد متغیر بود. زمان از کار افتادن عمدتاً در نتیجه گردش سریع ماهواره‌های LEO و ممانعت شدید از آسمان در هنگام حرکت ماهواره‌ها به داخل و خارج از دید بود. با این حال، زمان آپدیت قابل توجه بود و زمانی که یک اتصال برقرار شد، سرعت بالایی داشت.

بهبود دسترسی به داده های رودخانه کلرادو

به لطف موفقیت این آزمایش‌ها، دانشمندان به طور دائم یک پایانه باند پهن LEO را در ایستگاه اندازه‌گیری تاریخی گرند کانیون، واقع در نزدیکی فانتوم رنچ در پارک ملی گراند کانیون، نصب کردند. پیوند ماهواره‌ای GEO قبلی در ایستگاه اندازه‌گیری کندترین مکان در بین سه سایت بررسی بود که به سرعت 700 کیلوبیت بر ثانیه دست یافت. ترمینال پهن باند جدید LEO قادر به دستیابی به سرعت تا 200 مگابیت در ثانیه در سایت بود که یک پیشرفت چشمگیر است. تست پایداری لینک اضافی برای تعیین کمیت بهتر قابلیت اطمینان سیستم انجام خواهد شد.

موفقیت اولیه پایانه‌های باند پهن LEO نویدبخش افزایش اتصال با حسگرهای محیطی نه تنها در مرمر و گرند کانیون، بلکه در بسیاری از مکان‌های دیگر است که قبلاً از نظر فنی این امکان وجود نداشت.

اتصال از راه دور با افزایش دسترسی به داده ها بین کمپین های کار میدانی، امکان عیب یابی از راه دور تجهیزات و اطلاع رسانی بهتر به اهداف کار میدانی، به محققین سود می رساند. پایانه‌های باند پهن باند LEO احتمالاً مزایای زیادی برای واکنش اضطراری نیز دارند، زیرا امکان تماس‌های تلفنی و پیام‌های متنی با کیفیت بالا را در مکان‌هایی که تلفن‌های ماهواره‌ای سنتی نمی‌توانند سیگنال دریافت کنند، می‌دهند.

توجه: هرگونه استفاده از نام تجاری، شرکت یا محصول فقط برای اهداف توصیفی است و به معنای تایید دولت ایالات متحده نیست.