Rekord zasięgu sieci OGN! Sygnał, odebrano z odległości 240km, zza horyzontu

lotnictwo GA

samoloty

szybowce

technologia

ciekawostki

istotne

Artykuł opisuje ustanowienie rekordu zasięgu sieci Open Glider Network (OGN), gdzie sygnał odebrano z odległości aż 240 km, co znacząco przekracza typowe wartości dla tej technologii. Standardowo urządzenia OGN/ADS-L mają niewielką moc i zasięg liczony raczej w dziesiątkach kilometrów, dlatego taki wynik uznaje się za wyjątkowy.

Rekord był możliwy dzięki sprzyjającym warunkom propagacyjnym, odpowiedniej lokalizacji anten oraz konfiguracji sprzętu. Pokazuje to, że w szczególnych warunkach, sieć OGN może działać znacznie dalej niż zakładano, choć są to raczej sytuacje sporadyczne.

Choć rekord ma charakter ciekawostki technologicznej, to potwierdza potencjał systemu. Mamy nadzieję, że takie rekordy, przyczynią się do dalszej rozbudowy sieci OGN, sieci budowanej społecznie, której jak się okazuje potencjał jest dużo większy niż zakładano pierwotnie.

Zapraszamy do lektury, artykułu Pawła Jałochy, autora analizy.

Przeglądając w niedzielę, 19 kwietnia dane z odbiornika na Kasprowym Wierchu, zauważyłem sygnał z odległości znacznie ponad 200 km. Choć Kasprowy zwykle odbiera sygnały z dystansu do 100 km i więcej, 200 km zdarza się rzadko. Sprawdziłem to i sygnał okazał się rzeczywisty. Był to szybowiec SP-3321 spod Piotrkowa Trybunalskiego, lecący na wysokości około 1100 m, wyposażony jakiś czas temu w tracker AVIONIX Follow-Me Beacon.

Co możemy odczytać z danych, z odbiornika OGN na Kasprowym?

Kopia z danych “debug” ze strony odbiornika Kasprowy. Kliknij aby powiększyć.

Obserwacje i wnioski

Odbiór z odległości prawie 240km, w kierunku 355 stopni, 2.3 stopnia poniżej horyzontu
Średni poziom sygnału-do-szumu 0.6dB,
Średnio prawie 8 bitów poprawionych w pakiecie co daje około 2.4% bit-error-rate (zauważmy, że wszystkie odebrane pakiety zawierały błędy: bez korekcji błędów nie odebralibyśmy ani jednego sygnału - korekcję umożliwia kod LDPC, którego uzywa protokół OGN-Tracker)
Wszystkie sygnały zostały odebrane bezpośrednio (OGN-Tracker potrafi robił przekaz pakietów i wtedy takie sygnały są oznaczone literką ‘R’)
Szybowiec leciał wtedy na wysokości ok. 1100m, ok. 950m AGL, 110m wysokości barometrycznej i leciał z prędkością 24-25m/s, w kierunku ok. 110 stopni.
Ostatnie sygnały były odbierane ok. Godziny 13:55 UTC

Jak to się stało, że sygnał radiowy został odebrany z tak daleka i spod horyzontu ?

Nie sposób odpowiedzieć na to pytanie: mogła to być “zwykła” refrakcja w atmosferze, może wystąpiły jakieś szczególne warunki propagacyjne związane z wiatrem słonecznym, może przypadkowa interferencja w propagacji wielotorowej, może odbicie od jakiegoś statku powietrznego, jednego lub kilku, możemy tylko spekulować. Faktem jest, że w przeciągu 3 minut odebranych zostało w sumie 29 takich pakietów, dwa z nich w protokole ADS-L, a pozostałe to OGN-Tracker. Tutaj wyjaśnienie, że ten ostatni posiada regularny kod korekcji błędów (LDPC) i stąd większe szanse na poprawne odebranie marginalnych pakietów danych.

Przy okazji: wiele odbiorników w Polsce (i nie tylko) jest wpiętych w naszą sieć VPN zorganizowaną i utrzymywaną przez Sylwestra Barańskiego - tak, tego, który zbudował pierwszy tracker OGN. Strony statusu tych odbiorników są publicznie dostępne i można je podglądać w każdej chwili, można zobaczyć listę odebranych statków powietrznych, szczegółowe informacje o sygnałach (jak w powyższej tabelce) spektrogram radiowy, poziomy szumu i inne monitorowane wartości. Strona odbiornika Kasprowy jest dostępna pod tym adresem: http://vpnpl1.glidernet.org:8081/kasprowy/

Podobnie dla innych odbiorników, trzeba tylko podmienić nazwę np. “kasprowy” na “epka” czy “bezmiechowa” i numer portu 8080 lub 8081 (odpowiednio status części radiowej i dekodera).

Ciekawostka

Odbiornik na Kasprowym odbiera nie tylko sygnały OGN ale także Meshtastic* i na jego stronie można zobaczyć listę odebranych węzłów wraz z informacjami o nich. Może to pomóc kolegom testującym tę technologię w określeniu np. efektywności anten czy lokalizacji.

Co jeszcze ciekawsze, trackery OGN nadają (eksperymentalnie) pakiety Meshtastic, także w trybie ShortFast więc można je zobaczyć w tej sieci. Jeśli ktoś jest zainteresowany konkretnym kodem to taki jest dostępny w repozytoriach na github: https://github.com/pjalocha/ogn-tracker oraz https://github.com/pjalocha/cubecell-ogn-tracker.

Niektóre urządzenia klasy Meshtastic (te z procesorem ESP32) można wprost przerobić na OGN-Tracker, który wciąż madaje Meshtastic oprócz protokołów OGN, ADS-L oraz FANET. A jeśli chcesz postawić odbiornik OGN oraz Meshtastic to się z nami skontaktuj.

Korzystając z okazji pragniemy podziękować wszystkim, którzy zainstalowali odbiorniki OGN, udostępnili dla nich miejsce, prąd, internet i/lub utrzymują je, aby pracowały dla środowiska lotniczego w Polsce i nie tylko. Dziękujemy także tym, którzy instalują trackery w szybowcach, testują nowe urządzenia. Wierzymy, że przyczynią się istotnie do poprawienia bezpieczeństwa w powietrzu.

Paweł Jałocha

* Meshtastic to system komunikacji, który pozwala wysyłać krótkie wiadomości bez internetu i sieci komórkowej. Działa dzięki małym urządzeniom radiowym, które przekazują sygnał między sobą, tworząc „łańcuch” (sieć mesh). Jest używany np. w górach, na wyprawach albo w sytuacjach awaryjnych, gdy normalna łączność nie działa.