«Открытые системы» встречали двухтысячный год при -350С на острове Ратманова в Беринговом проливе и «вещали» оттуда в Internet на сайте 2000.osp.ru. На это можно смотреть по-разному. В этой статье — взгляд участника событий, системного администратора проекта.

История с географией

Покрутите глобус, найдите Чукотку и Аляску. Разделяет их Берингов пролив — когда-то Витус Беринг проплыл по нему, заблудившись. Его сподвижник Чаплин нанес на карту два острова в проливе, один побольше (ближе к Чукотке), другой поменьше (ближе к Аляске). Позже эти острова назвали в честь участников первого русского кругосветного плавания на фрегате «Надежда», большой — вице-адмирала А. И. Ратманова, поменьше — командира плавания И. Ф. Крузенштерна. А потом Аляска стала американской и на «их» картах появились острова Диомида — Большой и Малый, российский и американский.

Между островами проходит государственная граница и линия перемены дат. Остров Ратманова в Беринговом проливе — самая восточная точка России.

Когда на Ратманове наступает полночь с 31 декабря на 1 января, на Крузенштерне (Малом Диомиде) до Нового года еще сутки. Таковы фокусы поясного времени. Причем на самом деле линия перемены дат не проходит в точности по 180-му меридиану, а изогнута от него в обе стороны правительствами «сопредельных государств» так, чтобы людям было удобнее «жить во времени». И получилось, что остров Ратманова расположен восточнее всех прочих мест, примыкающих к линии перемены дат. И 2000-й год (так же как и любой другой) наступает там раньше, чем в остальных частях суши земного шара.

А мы пойдем на север

Первая причина, заставившая Издательство «Открытые системы» задуматься о встрече 2000-го года на острове Ратманова, — его уникальное географическое положение. Но главный побудительный мотив — набившая всем оскомину «Проблема 2000» и ажиотаж вокруг возможных компьютерных сбоев. А что, если проверить на собственной шкуре, да еще в экстремальных условиях? А что, если прямо с острова, прямо из палатки передавать информацию в Internet? А еще лучше — связать сетью острова Ратманова и Крузенштерна и встретить Новый год дважды, с интервалом в сутки.

Именно таким был первоначальный план маршрута, которым «Открытые системы» создали себе свою, не побоюсь этого слова, «Проблему 2000», когда приняли окончательное решение — едем. Времени до Нового года оставалось мало, слишком мало, а проблем — слишком много. Впрочем, перипетии получения всяческих разрешений на въезд в погранзону и на сам остров, а также решения прочих житейских вопросов — тема отдельной статьи в совершенно другом журнале.

Картина, корзина, картонка...

«С связях замечен не был» — это об острове Ратманова. Все компьютерное и телекоммуникационное оборудование, которым мы хотели бы воспользоваться на острове, нужно туда привезти. Включая средства для его питания, т. е. электричество. Таковы были исходные данные, поскольку ни одного из этих атрибутов современной цивилизации там попросту нет.

Список задач и необходимого для их решения оборудования выглядел так: связь, компьютеры, электропитание.

Связь с миром и Internet

Вариантов оказалось немного. Идеальный выход — захватить с собой спутниковую станцию VSAT — сразу получаем и телефонную связь, и канал передачи данных от 64 кбит/с. Но даже в минимальной комплектации (о цене — ни слова!) это около 200 кг груза. А если учесть время и усилия на ее развертывание... Необходимо что-то портативное.

Inmarsat. Портативное оборудование, рассчитанное на жесткие климатические условия. Спутниковый терминал совмещает в себе телефон и интерфейс передачи данных. Кажется, то что надо.

ГУП «Морсвязьспутник» предоставляет нам терминал стандарта Mini-M в маленькой сумочке, как для ноутбука, и сто минут эфира — абсолютно бесплатно. Но сразу возникает другая проблема — скорость передачи данных через этот терминал всего 2400 бит/с. Более же скоростной терминал стандарта Inmarsat-B в Москве редкость: его надо было заказывать заранее с учетом времени на доставку и таможню, аренда таких терминалов не практикуется. Тем более что «чемодан» с Inmarsat-B не идет ни в какое сравнение с терминалом нового стандарта Inmarsat-М4, который и легче, и дешевле, и быстрее (33 600 бит/с, расширяемые до 64 кбит/с), но... он пока «на подходе» — есть только анонсы о начале эксплуатации M4 в первом квартале 2000 г. А нам надо — сейчас.

Зоны радиовидимости системы «Гонец»
Для работы через Inmarsat с Чукотки надо прицелиться антенной на юг и поймать висящий над экватором тихоокеанский спутник. Поток данных приземляется на береговой станции Inmarsat в Австралии, голос распаковывается и уходит в наземную телефонную сеть. Для подключения к Internet задействован местный австралийский провайдер Telstra, узел BigPond (www.bigpond.com).

Приходится расстаться с мечтой о видеоконференции и задуматься о том, что же можно вместить в поток 2400 бит/с.

Поиск дополнительных средств связи приводит нас к российской спутниковой системе связи «Гонец». В настоящее время в опытной эксплуатации находится система «Гонец-Д1», состоящая из шести спутников и двух наземных станций. Терминал, подключаемый к ПК, обеспечивает передачу почтовых сообщений (файлов) между терминалами системы и в Internet. Скорость передачи между спутником и терминалом — 2400 бит/с.

Пока развернут лишь фрагмент системы. Для нас это означает, что в конкретный момент спутника над нами может и не оказаться — КА размещены на низких наклонных орбитах. Расчет показал, что в новогоднюю ночь над Беринговым проливом будет пролетать 3—5 спутников в час, но ожидается и «период молчания», когда ни один спутник не виден.

Связь организована следующим образом: пролетающий над нашим терминалом «Гонец» «забирает» на свой борт сообщения суммарным размером до 12,5 Кбайт (такой ресурс был нам выделен на каждом из КА) и улетает с ними. По назначению, т. е. в Internet-шлюз центра управления системой (ЦУС) «Гонец», сообщение может попасть не сразу — смотря в какую сторону (от России или к ней) летит спутник, максимальное время доставки — 70 минут.

Компьютеры

Мы решили не брать с собой специальные пылевлагозащищенные ноутбуки, рассчитанные на работу на морозе. Не знаю, как они (компьютеры) могут работать при -35оС, а я вряд ли был бы в состоянии адекватно воспользоваться ноутбуком. Поскольку палатки мы собирались нагреть до температуры около нуля, верилось, что обычные модели вполне справятся. (Заранее скажу — мы не ошиблись.) И московское представительство Acer предоставило нам два легких ноутбука Acer TravelMate 330 с предустановленной ОС Windows 98.

Два компьютера — уже сеть

Ну не тянуть же провода между палатками? И мы решаем организовать радиосеть. Как показали последующие события, это было мудро. Даже с помощью встроенной в PC-карту антенны мы работали через несколько стен в общежитии в бухте Провидения. А на острове Ратманова при минусовой температуре смогли сыграть в Quake по радиосети, не говоря уже о передаче фотографий. PC-карты WaveLAN IEEE 802.11 Turbo производства Lucent Technologies любезно предоставлены нам компанией CompTek.

Электропитание

Хотя и терминалы Inmarsat, и ноутбуки имеют штатные аккумуляторы, их емкость на морозе существенно ниже обычной. К тому же для ночной киносъемки необходимо питать софит. Решено — везем с собой «портативную электростанцию» — бензиновый движок, вес — 30 кг.

И зачем я набрал вас целую кучу?

Главный вопрос — что со всем этим оборудованием делать при таких скоростях связи? Для плохонького видеовещания нужна скорость передачи как минимум 20 кбит/с. Значит, об этом надо забыть. Тогда остается организовать Web-сервер с фотографиями и репортажами с места событий. Но ведь на скорости 2400 кбит/с не очень-то сайт поредактируешь, особенно при цене минуты в три доллара в сети Inmarsat (а если не уложимся в 100 минут?). Что касается «Гонца», то это исключительно почтовая система.

С учетом всех этих обстоятельств было реализовано следующее решение. Создан специальный Web-сервер экспедиции 2000.osp.ru. В нем наряду с общей информацией об экспедиции были предусмотрены разделы, обновляемые с места событий: «Дневник экспедиции» и «Фотоальбом». Кроме того, на его странице принимаются вопросы участникам экспедиции, доставку которых по электронной почте поручили системе «Гонец».

Подготовленные на месте экспедиции материалы верстаются в виде фрагментов Web-страниц и пересылаются в Москву тоже по электронной почте. Но не Web-мастеру (все-таки праздник, Новый год), а специальному почтовому роботу, который будет выкладывать эти страницы на Web-сервер. И такой робот был в сжатые сроки написан Web-мастером «Открытых систем» Александром Бекетовым.

Сценарий подготовки материалов на острове Ратманова таков. Фотограф снимает все цифровым фотоаппаратом Nikon COOLPIX 700. Изображения считываются в ноутбук через COM-порт, там обрабатываются для публикации на Web-сервере — корректируются цвета, кадрируются, уменьшаются с исходных 1600х1200 до приемлемого на Web размера. Затем фотографии по радиосети передаются на «коммуникационный» ноутбук (на нем пишутся тексты), на котором выполняется верстка страниц. Этот ПК отправляет готовые страницы по почте — хоть через «Гонец», хоть через инмарсатовский Internet.

Место встречи изменить нельзя

Экспедиция из 18 человек стартовала из Москвы 27 декабря.

Хронология событий:

  • 27 декабря — перелет Москва — Анадырь;
  • 28 декабря — Анадырь — бухта Провидения;
  • 29—30 декабря мы адаптировались в бухте Провидения;
  • 31 декабря в полдень вертолет доставил нас на остров Ратманова;
  • 1 января в полдень мы вылетели обратно;
  • 4—5 января — перелет бухта Провидения — Анадырь — Москва.

Тех читателей, кого интересуют «нетехнические» подробности экспедиции, я адресую к статьям в Computerworld ( «Мишки на сервере» в № 48 за 1999 г. и «Край, куда не летают президенты» в № 1 за 2000 г.) и к сайту 2000.osp.ru.

Бухта Провидения в Internet?е есть

После короткого перелета из Анадыря мы оказались в бухте Провидения. Маленький городок, знакомые пятиэтажки. Часть домов «заморожена» и покинута жителями. Заходим на почту. И первое, что видим, — объявление о возможности отправить электронную почту. Радостное изумление в наших рядах.

Коммуникационный центр экспедиции — ноутбук TravelMate 331T. Из-за клавиатуры выступает встроенная антенна PC-карты WaveLAN

Оказывается, Провиденский районный узел электросвязи — местный Internet-провайдер. Идем знакомиться. Начальник узла связи Герман Назаров и инженер Олег Будзинский показывают нам свое хозяйство. Все оборудование провайдера — компьютер под Slackware Linux и три модема. Два принимают звонки пользователей, а третий (Motorola 14.4) по радиорелейной аналоговой линии обеспечивает подключение к «вышестоящему» провайдеру в Анадыре. Все собрано на чистом энтузиазме при минимальных затратах, но работает хорошо.

У Internet-узла около 20 пользователей, среди них и организации, и частные лица. В основном востребована почта, в некоторых семьях дети учатся на Аляске и e-mail — это самый дешевый способ связи. Доступ в Internet стоит 1 руб. 50 коп. за килобайт, а, к примеру, телефонный звонок в Москву — 15 руб. в минуту.

Свой первый репортаж с Чукотки мы отправляем из здания узла связи с помощью Outlook. Кто бы мог подумать?..

Inmarsat и на Чукотке Inmarsat

Терминал Mini-М предельно прост в работе. Снимаем телефонную трубку, набираем «00» — префикс выхода в телефонную сеть. Дальше — код страны, код города, номер, в конце — #. И вот мы и дома. Но вначале надо нацелить антенну на спутник, висящий над экватором. От Чукотки экватор на юге, и в этом, как оказалось, скрыта маленькая проблема. Все здания, в которых нам довелось побывать на Чукотке, ориентированы примерно с севера на юг и смотрят на юг торцом. Нам с трудом удавалось найти окно, через которое можно было бы прицелиться антенной на юг.

Но это проблема не техническая. И на острове Ратманова, в палатке, этой проблемы не было. По компасу нашли южную сторону палатки и там разместили терминал и все компьютерное оборудование. Спутник был обнаружен сразу же, качество приема довольно высокое — пять черточек на LCD-дисплее терминала.

С выходом в Internet через Inmarsat все обстоит просто. Последовательный порт терминала соединяется с портом ноутбука стандартным девятиштырьковым кабелем. «С точки зрения» компьютера, терминал — это стандартный модем со скоростью передачи 9,6 кбит/с, понимающий АТ-команды. Вместе с терминалом мы получили в «Морсвязьспутнике» регистрационное имя и пароль для PPP-соединения с провайдером BigPond — подразделением крупнейшего австралийского поставщика услуг Telstra. Имя служит и адресом электронной почты — satcom761319672@bigpond.com. Жить с таким адресом трудно, но мы потерпим.

Для соединения используется специальный «спутниковый» номер телефона — 28, соединение устанавливается очень быстро, но скорость в линии только 2400 бит/с. И выше быть не может, это ограничение нашего терминала. Никаких скриптов для соединения не используется, только стандартные настройки dialup PPP в Windows.

Почему провайдер австралийский? Спутник висит на геостационарной орбите над экватором, примерно над Австралией. В Австралии расположена земная станция «Морсвязьспутника», имеющая в системе Inmarsat адрес 015.

В новогоднюю чукотскую полночь в палатке на острове Ратманова при -350С снаружи и -20С внутри мы вышли в Internet, передали на сервер новогодние фотографии и наши пожелания. И посмотрели на Web-сервер «Открытых систем» с анонсом нашей экспедиции. И позвонили родным и на телевидение. И нас охватило чувство единения с цивилизацией.

Потом Новый год начал свой путь по планете и с каждой минутой все труднее было дозвониться до друзей — в трубке звучал сигнал «занято». Оказались перегружены наземные линии связи, это было видно по индикации терминала Inmarsat. Случайно «проскочил» звонок утром 1 января, когда в Москве только встретили Новый год. И дальше опять занято. Эта была единственная «Проблема 2000», с которой мы столкнулись. Но совсем не та компьютерная, которой пугали человечество. Заняты были наземные телефонные линии, а доступ в Internet через Inmarsat работал как часы.

Это я, почтальон Гонец

Российская низкоорбитальная спутниковая система «Гонец» в настоящее время состоит только из шести КА и двух региональных станций — в Москве и Красноярске. Фактически мы пользовались прототипом будущей системы «Гонец», системой «Гонец-Д1».

Вид экрана ПК при работе в системе «Гонец»

Спутники, пролетающие над Чукоткой, «не видят» ее региональную станцию — она еще не развернута. В такой ситуации абонентский терминал работает в так называемом «персональном» режиме, в отличие от «группового», когда наземная станция целиком управляет процессом передачи данных. При полностью развернутой системе «персональный» режим будет использоваться ограниченно.

Существующее сегодня абонентское ПО персонального режима имеет некоторые ограничения, в частности шлюз в Internet не поддерживает автоматическую отправку двоичных файлов — это пришлось делать через оператора. В спутниковом сегменте данные транспортируются как двоичный файл (т. е. в синхронном режиме передается последовательность бит), но в абонентском ПО соответствующая функция пока не реализована.

Однако, как заверили меня в ЗАО «Гонец», схема эта временная. Вскоре необходимое ПО будет разработано и пользователи СПСС «Гонец» получат возможность полноценного автоматического обмена почтой с Internet.

За исключением вышеописанного «неудобства роста», космическая система «Гонец» зарекомендовала себя хорошо. Всенаправленная антенна собирается буквально за минуту — достаточно ввинтить штыри в основу. Получившийся «ежик» хорошо работал и в «городе», будучи вывешенным в форточку общежития в бухте Провидения, и на острове Ратманова, где антенна была просто воткнута в снег рядом с палаткой.

Терминал системы подключается к компьютеру через COM-порт. С помощью специальной программы можно отправить «телеграмму» на любой другой терминал системы — каждый из них имеет свой номер.

Мы посылали в ЦУС сформированный по определенным правилам zip-файл с фотографиями и текстами, дежурный оператор центра отправлял этот файл через Internet нашему почтовому роботу, а тот распаковывал и публиковал на сервере. Сообщения с Web-сервера добирались до нас тоже через систему «Гонец». За 12 часов нам удалось передать через «Гонец» около 130 Кбайт, при том что были периоды, когда спутники над нами не летали около часа.

Система «Гонец» показала себя надежной и нетребовательной, а необходимое развитие ПО сделает ее более удобной в использовании.

«Проблема 2000»

Это самая короткая часть статьи. Не было у нас ее, «Проблемы 2000».

В следующий раз

Подбор оборудования и создание информационной системы — задача не только техническая. Изначально экспедиция ориентировалась на помощь спонсоров, в том числе компьютерных и телекоммуникационных компаний. При миллионнодолларовом бюджете и солидном запасе времени принимались бы другие решения, строилась бы более мощная информационная система. Но с деньгами-то всякий сумеет. Мы же построили работающую в экстремальных условиях информационную систему с минимальным бюджетом. И она работала как надо.

В следующий раз можно будет устроить и видеоконференцию, и видеовещание, и прямой эфир. Вот только подготовку надо будет начинать за год.

Да, кстати, когда там наступает следущее тысячелетие?

ОБ АВТОРЕ

Михаил Постовский — независимый автор. С ним можно связаться по адресу: mpost@writeme.com.

«Линия перемены даты — условная линия на поверхности земного шара, разграничивающая места, имеющие в один и тот же момент времени календарные даты, разнящиеся на одни сутки; проходит в большей своей части по 180-му меридиану. В местах, расположенных непосредственно по обе стороны от линии перемены даты, часы и минуты совпадают, а календарные даты разнятся на одни сутки.»

«Кирилл и Мефодий», 1998—1999, Универсальная энциклопедия

Карта часовых поясов

Inmarsat

Спутниковый терминал Mini-M работает прямо на льду от встроенной батареи. Температура воздуха -30o

Межправительственная организация Inmarsat с 1982 г. обеспечивает мобильной спутниковой связью морские и воздушные суда, а также всех, кому это необходимо. Спутники одноименной системы связи — геостационарные.

В России услуги Inmarsat предоставляет ГУП «Морсвязь-спутник», используя для связи с системой свои береговые станции (код 015).

Переносной телефон Mini-M размером с портативный ПК (A4) оснащен плоской антенной с фазированной решеткой, вмонтированной в крышку. Вес вместе с батареей — 2,2 кг. Обеспечивает телефонную связь (компрессия голоса 4800 бит/c), передачу факсимильных сообщений (2400 бит/с), обмен данными (2400 бит/с) и доступ в Internet.

Географическая справка

Чукотский автономный округ занимает Чукотский полуостров и прилегающую часть материка Евразия, включая острова Врангеля, Ратманова и др., омывается Восточно-Сибирским, Чукотским и Беринговым морями. Климат резко континентальный; средняя температура января от -15 до -390С, средняя температура июля (что для нас было не слишком интересно) от +5 до +100С, количество осадков от 200 до 500 мм в год. На территории округа распространены горно-тундровые почвы. Растительность тундровая.

Остров Ратманова в декабре — голая каменистая заснеженная пустыня площадью около 10 кв. км. Температура воздуха -35оС. Световой день длится около 6 часов — полярная ночь. На острове расположена погранзастава.

Транспортная связь с островом — воздух: еженедельный рейс Москва — Анадырь самолетом ИЛ-62 из Домодедова, время в полете 9 часов; еженедельный рейс Анадырь — бухта Провидения самолетом АН-24, время в полете 90 минут. Далее регулярного сообщения нет, на маршруте бухта Провидения — остров Ратманова можно воспользоваться вертолетом МИ-8, который нужно заказать заранее, время полета — 90 минут.

«Гонец»

Российская низкоорбитальная спутниковая система связи «Гонец» создается в рамках Федеральной космической программы, под руководством Российского космического агентства.

После полного развертывания (48 КА) спутниковая система «Гонец» позволит осуществлять прием и передачу сообщений со скоростью 9600 бит/с из самого отдаленного уголка земного шара, обеспечивая персональную связь между любой парой абонентов. Малогабаритный терминал можно установить на автомобиле, поезде, морском и речном судне или непосредственно на рабочем столе пользователя. Он не требует квалифицированного обслуживания и может быть подготовлен к работе всего за несколько минут. Терминал оснащен малогабаритной ненаправленной разборной штыревой антенной, которая работает в любых условиях.

Беспроводной сетевой адаптер WaveLAN IEEE 802.11

Основу серии устройств, в которых был реализован стандарт IEEE 802.11, составляет PCMCIA-карта. Она работает на частоте 2,4 ГГц и обеспечивает пропускную способность 2 Мбит/с. Для кодирования передаваемой информации используется метод расширения спектра. Рабочая полоса частот и скорость работы настраиваются программно.

Acer TravelMate 330

Основные параметры:

  • процессор Intel Pentium II для мобильных ПК, кэш-память второго уровня объемом 256 Kбайт, работающая на внутренней частоте CPU;
  • ультракомпактность — вес всего 1,8 кг, толщина — 23,5 мм;
  • корпус компьютера выполнен из материалов нового поколения, которые обеспечивают повышенную прочность и легкость;
  • 12,1-дюймовый дисплей TFT;
  • поддерживается режим 800 x 600 точек с отображением 16,7 млн цветов;
  • графический 3D-ускоритель с 2,5 Мбайт видеопамяти, AGP 2x;
  • 64 Mбайт ОЗУ типа SDRAM, расширяемая до 256 Mбайт;
  • аудиоадаптер с поддержкой 3D-эффектов на шине PCI;
  • внешний блок накопителей, в котором объединены CD-ROM-дисковод с 24-кратной скоростью или DVD-ROM-дисковод, а также дисковод для флоппи-дисков. Подключается через интерфейс EasyLink;
  • блок ионно-литиевых батарей, обеспечивающий свыше 3 ч автономной работы;
  • полный набор портов ввода-вывода, включающий USB-порт, инфракрасный FIR-порт, один разъем PC-Card, факс-модем V.90.

В экспедиции использовались следующие модели:

TravelMate 331T — Intel Pentium(r) II 333 МГц, 4,8 Гбайт HDD;

TravelMate 332T — Intel Pentium(r) II 366 МГц, 6,4 Гбайт HDD.

Историческая телеграмма

Остров Ратманова в Беринговом проливе, 1 января 2000 года, местное время 00:45, в Москве сейчас на 9 часов меньше — 1999 год.

Если вам это интересно, то двухтысячный год уже наступил.

У вас еще 1999-й, и вы строгаете салатики, а мы уже в 2000-м едим шампанское ложками. Вы смотрите в телевизор, а мы — в небо на северное сияние. На улице -30оС, а в палатке жара (-2оС). Работают спутниковые телефоны и терминалы, компьютеры, фотоаппараты и видеокамеры. Есть связь и Internet. Мир от нас не оторван.

Серьезный аналитик должен был бы отметить, что не было у нас таких приложений и оборудования, которые могли бы оказаться не готовы к 2000-му году. Я с ним соглашусь. А про себя подумаю — просто на острове Ратманова никогда не было программистов.