En pocas palabras, OTHERNET es un servicio en torno a una emisión broadcast digital de datos desde satélites geoestacionarios.
Dicho de otra forma OTHERNET (Originalmente OUTERNET) provee a pequeños dispositivos locales o hotspots de repositorios de datos metereológicos, noticias, Wikipedia, radio, mensajes y archivos que pueden ser compartidos en el segmento terrestre.
Inspirado en el proyecto RACHEL que permite montar una plataforma autónoma de contenidos y formación como punto de acceso wifi allí donde no hay internet. Syed Karim graduado en informática por la Universidad de Illinois, replanteó a lo grande este concepto. ¿Y si los RACHEL se actualizan desde el espacio? Así podrían desvincularse de las redes terrestres, y por ende, estar en cualquier parte del mundo donde al menos un panel solar pueda darle energía.
Y este concepto se materializó en 2015 en el proyecto Outernet desarrollando un dispositivo llamado Lantern que abogaba por el acceso a la libre información, la educación y noticias en cualquier parte del mundo independientemente de su localización, recursos o infraestructuras. Una primera aportación de la organización MDIF (Media Development Investment Fund) permitió construir un prototipo de receptor y un acuerdo con los operadores de los satélites Galaxy 19 y Hot Bird para la conectividad con estos dispositivos.
Y es aquí cuando Syed Karim decide crear la campaña de crowdfunding "Lantern: A Global Satellite Data Radio" en Indiegogo para conseguir los fondos y dar a conocer el producto. Con un presupuesto de 390K$ que acabó alcanzando los 573K$ ya tenía garantizada la viabilidad del proyecto. Fuí uno de los primeros participantes en esta primera ronda pero mi aportación se destinó a apadrinar un receptor (Lantern) para ser donado a un colegio en países africanos.
Privado entonces de tener un receptor, me apunté a una segunda ronda en la que había la posibilidad de tener un dispositivo DIY basado en un receptor de DVB-S2 (Geniatech Mygica HDStar) y una single board computer como la Raspberry Pi. Pero de nuevo me quedé con las ganas porque nunca me funcionó. El clásico problema de incompatibilidad de versiones y la falta de soporte, frustró el intento.
Por otra parte ya había pasado más de una año tras completarse la campaña en Indiegogo y el proyecto se replantea el segmento espacial. Que había pasado, de proyectar una constelación de micro-satélites propios en órbita baja (LEO) construidos por la empresa escocesa Clyde Space. A contratar un transpondedor de un satélite geoestacionario. Finalmente llegaron a un acuerdo con ViaSat para el uso de un beam que empezó con 20MB por día de uplink desde el satélite SkyTerra-1 en la banda L. Lo que garantizaba la recepción con antenas pequeñas.
En 2018 el proyecto se renombra a Othernet y transita por una serie de cambios de diseño de receptor y acuerdos con otros proveedores de satélites. Hasta que en 2020 el proyecto se consolida como una empresa M2M en Chicago (Illinois USA) con Syed Karim a la cabeza como CEO. Y define una solución más comercial y menos maker. Un modem-punto de acceso propio basado en arquitectura ARM con receptor de banda Ku y decodificación LoRa. Lo que da un ancho de banda de solo 20K baudios pero suficiente para el tipo de contenidos que se manejan y teniendo en cuenta que el receptor tiene su propio sistema de archivos que es el que el usuario consume. Respecto a la cobertura global actual. Esta alcanza dos continentes gracias a estos geoestacionarios:
- América del Norte que es proporcionado por el SES-2 en 87° Oeste
- Europa por el Astra 3B en 23.5° Este.
Y es a finales de 2020 cuando me reengancho al proyecto adquiriendo el receptor Dreamcatcher, reciclando una antena parabólica offset de 120 cm, poniendo todos mis conocimientos técnicos en marcha, y aprendiendo otros muchos con el objetivo de hacer mi primer contacto.
Viviendo en Europa me toca apuntar al Astra 3B. Para asegurarnos de la cobertura geográfica necesito saber el satélite y la banda que escucho: Ku. Con estos datos acudiremos a una aplicación que calcule el PIRE para nuestra localización como SatBeams.
El PIRE es la Potencia Isotrópica Radiada Equivalente. Simplificando mucho, este dato nos indica la potencia con la que llega la señal. Por tanto, cuanto más bajo sea este dato, más débil es la potencia de la señal en esa zona y como consecuencia, mayor diámetro de parabólica necesitaremos. En mi localización la recomendación es de una parábola de 60cm para el haz “Europe Wide”. Como yo estoy utilizando justo el doble, la recepción no debería ser un problema.
Aunque como hemos visto, captar la señal Othernet no me requiere un elemento receptor muy grande. He elegido una parábola mayor porque tengo interés en reutilizar la instalación para conexiones con otros satélites como el Es'hail 2 / QO-100 que necesitan más ganancia. Y por esta razón acepté de buen gusto la donación de una maltratada antena offset de 120cm que pude transportar gracias a mi ´clásico´.
Tocó despiezar, desoxidar, enderezar y pintar. Y como suele pasar, algo se rompió por el camino. Precisamente una de las piezas más criticas: el tornillo de ajuste de elevación. Así que pusimos en marcha una iniciativa maker local y gracias a mi amigo Toni Lupianez, tengo uno como nuevo.
| Problema-solución | Implementación |
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Una vez completado el kit de antena parabólica. El montaje no representa muchas dificultades y se puede completar en seis sencillos pasos.
- Una vez colocado el tope con dos tuercas laterales. Se ha podido fijar la abrazadera principal sobre el mástil con 4 tornillos de métrica 10 orientada longitudinalmente a la base a fin de proporcionar la máxima estabilidad.
- Este modelo tiene tres pasadores que fijan la base de la parábola que atraviesan una estilo que sirve de indicador de elevación sobre un limbo graduado.
- Seguidamente se fijan los pasadores en el otro extremo utilizando una platina que soportará el mecanismo de ajuste de elevación.
- Antes de colocar la parábola es necesario tener el LNB y el soporte fijado ya que facilitará su posterior montaje.
- Se fija la parábola con 6 tornillos de métrica 8.
- Y finalmente se hace el ajuste del punto focal donde deberá estar el LNB. Podemos ahorrarnos los cálculos utilizando esta página web: https://www.satsig.net/pointing/finding-dish-offset-angle.htm
Es fácil identificar oportunidades de mejora cuando se realiza la tarea de reconstruir algo. Hoy en día con la impresión 3D SLA en resina, se pueden crear piezas de alta resistencia y precisión. Así que con esta técnica he mejorado el soporte del LNB desde el punto de vista de:
- Más facilidad de apunte focal. Ampliando los puntos de desplazamiento y nuevos ángulos ajustables.
- Material dielectrico. Frente al soporte original de acero. El plástico evita apantallamiento y por lo tanto atenuación de la señal. Cierto es que las antenas ya tienen esta pieza de material plástico.
No ha sido difícil encontrar un buen diseño ya hecho gracias a que las medidas de los LNB son estándar. Así que M0UAW he podido adaptar un diseño que encaja perfectamente con la estructura de la antena.
Para orientar una antena parabólica hacia un satélite geoestacionario. Se necesitan 3 valores expresados en grados de ángulo:
- Azimut: ángulo horizontal respecto al Norte verdadero o geográfico en cuya vertical está el satélite posicionado.
- Elevación: ángulo vertical de la posición del satélite respecto a la línea del horizonte.
- Polarización: ángulo horario de captación de la señal respecto a la vertical.
Hay muchas aplicaciones y páginas web para calcular estos parámetros de ajuste. Recomiendo satlex muy útil para casos como este en el que no conocemos el ángulo de offset de la parábola.
En todo caso se pueden hacer los cálculos con dos fórmulas sencillas que nos serán útiles para orientar la antena:
- Angulo de offset (O)
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- Offset = secante ( diámetro menor / diámetro mayor )
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- sec(120/130) = 22,62°
- Angulo respecto a la horizontal (H)
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- H = 90 - ( E - O ) donde E es el ángulo de elevación: 39,48 en mi caso
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- 90-(39,48-22,62) = 73,14°
Utilizando la aplicación móvil Satellite Finder. Confirmamos los datos obtenidos anteriormente y nos permite hacer los ajustes utilizando directamente el compás y el inclinómetro de nuestro móvil que junto con la cámara, nos despejará la duda de obstáculos entre el satélite y nuestra ubicación.
| Ajuste elevación | Ajuste azimut |
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La web oficial sigue ofreciendo el Dreamcatcher v3.05 Data Radio Kit aunque informa que se va a deprecar por lo que su precio está rebajado a $49. Advierto que es una compra en USA por lo que al precio final habrá que sumarle gastos de envio de unos $30 y unas impredecibles tasas de aduana que deberían ser poco más que el 21% de IVA aplicable.
| Dreamcatcher v3.0 | LNB |
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| Procesador a 1 GHz ARM | LNB 13V/18V bias tee |
| 256 MB RAM | Entrada: 10,7-12,75GHz |
| Adaptador WiFi USB | L.O.:9,75/10.6GHz |
| Dos adaptadores microSD slots uno para contenidos | Ruido: 0,3dB (Typ.) |
| LEDs para recepción de paquetes, heartbeat, y alimentación | Ganancia: 60dB(Typ) |
| TCXO 2.5 PPM high precision | |
| Botón para resetear wifi en modo AP | |
| Tamaño 12 x 11.7 cm |
Finalmente ya tengo todo dispuesto y la antena con una orientación aproximada. El Dreamcatcher queda situado en la parte trasera de la base protegido por una caja estanca.
Si queremos que el dispositivo Dreamcatcher reciba mensajes de Othernet tendremos que cargar en una tarjeta micro-SSD la imagen del Skylark, que no es más que un Linux Debian adaptado a ARM con una aplicación adapta de RACHEL.
La última versión la podemos descargar de: https://archive.othernet.is/Dreamcatcher3%20Skylark/ Yo he utilizado la v5.8 de 04-Mar-2020 que está disponible en este repositorio junto con la guía de usuario donde se explican más detalladamente algunos pasos de la instalación y configuración.
Resumiendo, el dispositivo crea un punto de acceso wifi sin credenciales, en un principio, desde el que accederemos a una aplicación web en la URL 10.0.0.1. Una vez dentro, las opciones propias para una instalación en Europa están dentro de la configuración de Tuner en la pestaña de Satellite.
Finalmente si toda la instalación ha sido correcta. Desde el icono de Log Viewer en la pestaña de diagnósticos tendremos un checklist todo a OK tal cual así:
Llegado a este punto con todos los inconvenientes resueltos. Deberíamos empezaremos a recibir paquetes. Si la antena no está todo bien ajustada, puede que nos encontraremos paquetes inconvenientes. Hay un mínimo de PER (Packet Error Rate) para que el proceso linux que interpreta los paquetes de datos pueda transformarlo en ficheros válidos. Esto lo veremos en 'System messages' dentro del icono de 'Log Viewer'.
En cuanto un solo paquete sea recibido. En la ventana de configuración Tuner pestaña de 'Status' encontraremos unos indicadores de la calidad de esta recepción. Los criterios más generales para interpretarlos son cuatro:
- La relación Señal/Ruido (SNR) debe entrar en el rango de -14 dB a +10 dB en el mejor de los casos.
- El valor de Lock a 'yes'
- El RSSI indicador de potencia de señal (Received Signal Strength Indicator) fluctuará entre los valores de -60 y -100 dBm.
- Cuando tengamos perfectamente ajustada la recepción, deberíamos tener un 100% de paquetes válidos y alcanzar un ancho de banda de 10.000 baudios (bps).
Fiel al propio espíritu del proyecto he querido dar acceso libre a mi instalación. Y para que se pueda ver de primera mano qué tipo de mensajes se reciben, la aplicación de previsión metereológica o navegar por wikipedia. He abierto un acceso web público donde podrás entrar con la siguiente credencial:
- Usuario: gest
- Password: gest
- URL: http://domohome.ddns.jazztel.es:48150
Solo necesitas un navegador y podrás acceder a OTHERNET desde tu dispositivo consultando la información en tiempo real que tenga actualizada en ese momento mi Dreamcatcher.
- Wikipedia off-line. Tengo pocos contenidos sincronizados. La actualización es lenta.
- Tiempo metereológico mundial. Gracias a la descarga de ficheros de la US National Weather Service - NCEP (WMC). Podrás explorar para cualquier parte de planeta:
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- Nivel de presión a la altura del mar
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- Humedad relativa en superficie
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- Temperatura en superficie
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- Densidad de la nuvosidad
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- Precipitacion de lluvia
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- Velocidad el viento en la superficie
- Radio. A parte del stream de descarga de datos ('files') hay uno de 'radio' que permite cada cierto tiempo, escuchar online la emisión de VOA (Voice of America)
- Noticias. Podrás encontrar unos 20 canales en inglés, alemán, arabe, chino e indi. De agencias de ciencia, deportes, cultura y noticias del todo el mundo servidas por todos los canales internaciones de la BBC.
- Ficheros actualizados de tráfico satelital APRSAT
Tendremos todo preparado tras unas últimas tareas administrativas como la conexión a la red local, el cambio de password de administración y NAT de puertos para el acceso fuera de nuestra red.
El backoffice del sistema ofrece un mapa on-line de las estaciones activas en el mundo. Parece que somos 3 en España aunque el número varía a consecuencia de desconexiones de mantenimiento: https://status.othernet.is/
Como instalación experimental que es. Merece la pena hacer todo el cálculo de señal para hacer la validación con los datos medidos y conocer el márgen de mejora de redimiento.
