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Jun 25, 2023

Lánzate a aplicaciones satelitales con Microsoft Azure

Por Simon Bisson, columnista de InfoWorld | La transición de Microsoft Azure a una plataforma basada en Kubernetes le ha dado una capacidad interesante que poco a poco está empezando a convertirse en una opción competitiva.

Por Simon Bisson, columnista de InfoWorld |

La transición de Microsoft Azure a una plataforma basada en Kubernetes le ha dado una capacidad interesante que poco a poco está empezando a convertirse en una ventaja competitiva: Azure ahora es portátil.

Ya estamos viendo algunos aspectos de esa portabilidad en las soluciones perimetrales de Azure, basadas en Azure Arc y Azure Stack, y en las capacidades para llevar Azure Cognitive Services en contenedores al hardware perimetral y ejecutar funciones sin servidor fuera de la nube. Una nube portátil ofrece una gran flexibilidad, con modelos de desarrollo nativos de la nube que escalan desde computadoras Raspberry Pi de placa única hasta sistemas distribuidos globales que se ejecutan en múltiples geografías.

Al mismo tiempo, la nube portátil y escalable le permite utilizar las mismas API y SDK donde quiera que los desee. No es completamente una solución de “escribir una vez, ejecutar en cualquier lugar”, pero tiene un entorno escalable, flexible y componible que se puede administrar utilizando herramientas familiares de orquestación devops en toda la pila.

Ahora Microsoft está llevando Azure al espacio. Azure Space es el contenedor de una variedad de herramientas y tecnologías diferentes, desde estaciones terrestres satelitales portátiles hasta Azure Orbital Space, una plataforma de desarrollo para aplicaciones espaciales. Para aquellos de nosotros que escribimos código, lo más interesante es Azure Orbital Space. Casi un año después de anunciarlo, Microsoft mantiene su SDK Orbital Space en secreto; El SDK para crear aplicaciones independientes de los satélites está disponible únicamente a través de una vista previa privada.

Sin embargo, podemos hacernos una buena idea de lo que ofrece a partir de la documentación pública disponible y los repositorios de GitHub. Lo que está claro es que, como se esperaba, se basa en el mismo conjunto de tecnologías Azure que Microsoft está utilizando para su plataforma perimetral, tratando a los satélites simplemente como otro host perimetral. Eso significa que debería ser muy fácil tomar cualquier código existente de Azure Edge y enviarlo al espacio.

Las aplicaciones se ejecutan en una plataforma virtualizada que proporciona interfaces comunes para comunicaciones, datos y sensores, con aplicaciones creadas en Visual Studio Code que utilizan canales de CI/CD y marcos de prueba familiares. Una vez que se crea una aplicación, se puede cargar en hardware en órbita que admita contenedores y Dapr, el tiempo de ejecución de aplicaciones distribuidas de código abierto. Este enfoque respalda el desarrollo y el intercambio de plantillas para aplicaciones espaciales comunes, así como la capacidad de realizar más procesamiento de datos en un satélite.

Por ejemplo, un satélite de observación de la Tierra podría utilizar modelos de visión por computadora alojados en contenedores para identificar, por ejemplo, incendios forestales en las imágenes que captura. Al identificar las ubicaciones de los incendios en órbita, el satélite podría enviar solo las imágenes y los datos de ubicación relevantes al suelo, en lugar de consumir un ancho de banda limitado para enviar todos los datos de las imágenes a una estación terrestre para su procesamiento. Con las herramientas de inteligencia artificial y las capacidades de vanguardia de Azure en el corazón del programa AI for Earth de Microsoft, las aplicaciones y herramientas de recursos terrestres existentes podrían ubicarse donde se necesiten a un costo mínimo, brindando a los países en desarrollo acceso a datos valiosos.

La inteligencia a bordo basada en estos enfoques ahora está impulsando una nueva generación de hardware satelital, en algún lugar entre los cubesats de bajo costo con sensores relativamente simples y una dependencia de análisis terrestres, y las plataformas más grandes de imágenes de recursos terrestres operadas por el gobierno. Aquí está trabajando con hardware diseñado para computación in situ, una plataforma de tamaño mediano con sensores de mayor resolución. Puede considerarlo como un centro de datos perimetral en el espacio.

Otro aspecto útil del SDK de Azure Orbital Space es que simplifica la actualización del software espacial según sea necesario. El uso de Dapr como destino de implementación garantiza que el código aborde un conjunto conocido de API y, debido a que Dapr se ejecuta como un contenedor complementario, el contenedor de su aplicación se convierte en su unidad de implementación y consume componentes de Dapr según sea necesario. El código se puede crear y probar en la Tierra, utilizando un conjunto local de servicios satelitales virtualizados, lo que permite validar el código con las API antes de cargarlo en el host contenedor de su satélite.

Hay una gran ventaja de ejecutar computación en el espacio: reducir el costo de las comunicaciones. A pesar de la ubicuidad de las comunicaciones espaciales, siguen siendo una parte importante de sus gastos operativos. Microsoft describe el SDK de Azure Orbital Space como una "estructura informática" que permite que las aplicaciones se ejecuten en tierra y en el espacio, con el objetivo de proporcionar una red más resistente. Ese es uno de los beneficios de construir sobre una plataforma nativa de la nube, ya que está diseñada para escalar tanto hacia arriba como hacia afuera.

Naturalmente, para manejar tareas de procesamiento más complejas, puede incorporar sus datos satelitales a la plataforma de datos Azure existente y trabajar con herramientas GIS geoespaciales y de terceros, así como con las herramientas de análisis de big data de Azure en Microsoft Fabric. Azure Orbital Analytics proporciona un conjunto de canales de procesamiento de datos predefinidos, así como soporte para entregar datos a herramientas empresariales comunes, incluida Power Platform.

Las herramientas de Azure Orbital también incluyen formas de integrar datos descargados con sistemas GIS, utilizando herramientas como Azure Maps para agregar la capa geográfica adecuada a sus datos. Al utilizar Microsoft Fabric para transformar datos, podrá tomar imágenes procesadas por aplicaciones satelitales y exportarlas a formatos GIS estándar para usarlas en servicios de emergencia o aplicaciones de ayuda existentes, lo que le permitirá entregar datos de recursos y observación de la Tierra donde sea necesario. , cuando sea necesario.

Otro aspecto interesante de la plataforma Azure Space de Microsoft es su enfoque en las comunicaciones. Además de las asociaciones con varios proveedores de conectividad y estaciones terrestres, con el objetivo de integrar las comunicaciones por satélite en la oferta de redes privadas 5G de Microsoft, Azure Space ofrece herramientas para desarrollar sus propias aplicaciones de radio definidas por software.

Basándose en herramientas de código abierto conocidas como Fosphor y GNU Radio, la máquina virtual para desarrolladores de radio de software Azure basada en Ubuntu le brinda las herramientas necesarias para crear una radio definida por software que pueda integrarse con los servicios de Azure como parte de un flujo de radio, incluido el soporte. para entregar datos de RF a Azure Event Hubs. Con estas herramientas, puede controlar el hardware de radio desde la nube e integrar aplicaciones de Azure directamente para descargar datos desde aplicaciones satelitales.

La VM desarrolladora de software de radio adopta el mismo enfoque que el resto de la oferta de Azure Space, que trata todos los aspectos de las operaciones satelitales como un servicio de programación nativo de la nube. A medida que Microsoft continúa experimentando para hacer que los dispositivos Linux formen parte del entorno Kubernetes, es posible imaginar que el futuro hardware de radio definido por software sea administrado por aplicaciones de radio en contenedores, tanto en tierra como en órbita.

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Autor del blog Enterprise Microsoft de InfoWorld, Simon Bisson ha trabajado en investigación académica y de telecomunicaciones, ha sido director de tecnología de una startup, ha dirigido la parte técnica de UK Online y ha realizado consultoría y estrategia tecnológica.

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