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AWS Ground Station エージェントを利用したパブリックブロードキャスト衛星 (広帯域）

この例では、 ユーザーガイドの JPSS-1 - パブリックブロードキャスト衛星 (PBS) - 評価 セクションで行った分析を基にしています。

この例を完了するには、シナリオを想定する必要があります。HRD通信パスを広帯域デジタル中間周波数 (DigIF) としてキャプチャし、 を使用して Amazon EC2インスタンスで AWS Ground Station エージェントが受信したとおりに処理しますSDR。

通信パス

このセクションではステップ 2: データフロー通信パスを計画する、開始方法を示します。この例では、他の例で使用されていない AWS CloudFormation テンプレートの「マッピング」セクションに追加のセクションが必要になります。

まず、 AWS CloudFormation テンプレートでリージョン別の AWS Ground Station プレフィックスリストのマッピングセクションを設定します。これにより、Amazon EC2インスタンスのセキュリティグループがプレフィックスリストを簡単に参照できるようになります。プレフィックスリストの使用の詳細については、「」を参照してくださいVPC AWS Ground Station エージェントによる設定。

Mappings:
  PrefixListId:
    us-east-2:
      groundstation: pl-087f83ba4f34e3bea
    us-west-2:
      groundstation: pl-0cc36273da754ebdc
    us-east-1:
      groundstation: pl-0e5696d987d033653
    eu-central-1:
      groundstation: pl-03743f81267c0a85e
    sa-east-1:
      groundstation: pl-098248765e9effc20
    ap-northeast-2:
      groundstation: pl-059b3e0b02af70e4d
    ap-southeast-1:
      groundstation: pl-0d9b804fe014a6a99
    ap-southeast-2:
      groundstation: pl-08d24302b8c4d2b73
    me-south-1:
      groundstation: pl-02781422c4c792145
    eu-west-1:
      groundstation: pl-03fa6b266557b0d4f
    eu-north-1:
      groundstation: pl-033e44023025215c0
    af-south-1:
      groundstation: pl-0382d923a9d555425
  

パラメータセクションでは、次のパラメータを追加します。 AWS CloudFormation コンソールからスタックを作成するときに、これらの値を指定します。

Parameters:
  EC2Key:
    Description: The SSH key used to access the EC2 receiver instance. Choose any SSH key if you are not creating an EC2 receiver instance. For instructions on how to create an SSH key see https://docs.aws.amazon.com/AWSEC2/latest/UserGuide/create-key-pairs.html
    Type: AWS::EC2::KeyPair::KeyName
    ConstraintDescription: must be the name of an existing EC2 KeyPair.

  AZ: 
    Description: "The AvailabilityZone that the resources of this stack will be created in. (e.g. us-east-2a)"
    Type: AWS::EC2::AvailabilityZone::Name

  ReceiverAMI:
    Description: The Ground Station Agent AMI ID you want to use. Please note that AMIs are region specific. For instructions on how to retrieve an AMI see https://docs.aws.amazon.com/ground-station/latest/ug/dataflows.ec2-configuration.html#dataflows.ec2-configuration.amis
    Type: AWS::EC2::Image::Id

残りのテンプレートスニペットは、テンプレートのリソースセクションに属します AWS CloudFormation 。

Resources:
  # Resources that you would like to create should be placed within the Resources section.

Amazon EC2インスタンスに単一の通信パスを配信するシナリオを考えると、単一の同期配信パスがあることがわかります。同期データ配信 セクションごとに、 AWS Ground Station エージェントで Amazon EC2インスタンスをセットアップして設定し、1 つ以上のデータフローエンドポイントグループを作成する必要があります。まず、 AWS Ground Station エージェントの Amazon VPC を設定します。

  ReceiverVPC:
    Type: AWS::EC2::VPC
    Properties:
      EnableDnsSupport: 'true'
      EnableDnsHostnames: 'true'
      CidrBlock: 10.0.0.0/16
      Tags:
      - Key: "Name"
        Value: "AWS Ground Station Example - PBS to AWS Ground Station Agent VPC"
      - Key: "Description"
        Value: "VPC for EC2 instance receiving AWS Ground Station data"

  PublicSubnet:
    Type: AWS::EC2::Subnet
    Properties:
      VpcId: !Ref ReceiverVPC
      MapPublicIpOnLaunch: 'true'
      AvailabilityZone: !Ref AZ
      CidrBlock: 10.0.0.0/20
      Tags:
      - Key: "Name"
        Value: "AWS Ground Station Example - PBS to AWS Ground Station Agent Public Subnet"
      - Key: "Description"
        Value: "Subnet for EC2 instance receiving AWS Ground Station data"

  RouteTable:
    Type: AWS::EC2::RouteTable
    Properties:
      VpcId: !Ref ReceiverVPC
      Tags:
        - Key: Name
          Value: AWS Ground Station Example - RouteTable
  
  RouteTableAssociation:
    Type: AWS::EC2::SubnetRouteTableAssociation
    Properties:
      RouteTableId: !Ref RouteTable
      SubnetId: !Ref PublicSubnet

  Route:
    Type: AWS::EC2::Route
    DependsOn: InternetGateway
    Properties:
      RouteTableId: !Ref RouteTable
      DestinationCidrBlock: '0.0.0.0/0'
      GatewayId: !Ref InternetGateway
  
  InternetGateway:
    Type: AWS::EC2::InternetGateway
    Properties:
      Tags:
        - Key: Name
          Value: AWS Ground Station Example - Internet Gateway
    
  GatewayAttachment:
    Type: AWS::EC2::VPCGatewayAttachment
    Properties:
      VpcId: !Ref ReceiverVPC
      InternetGatewayId: !Ref InternetGateway

次に、レシーバー Amazon EC2インスタンスを設定します。

  # The placement group in which your EC2 instance is placed.
  ClusterPlacementGroup:
    Type: AWS::EC2::PlacementGroup
    Properties:
      Strategy: cluster

  # This is required for the EIP if the receiver EC2 instance is in a private subnet.
  # This ENI must exist in a public subnet, be attached to the receiver and be associated with the EIP.
  ReceiverInstanceNetworkInterface:
    Type: AWS::EC2::NetworkInterface
    Properties:
      Description: Floating network interface
      GroupSet:
        - !Ref InstanceSecurityGroup
      SubnetId: !Ref PublicSubnet

  # An EIP providing a fixed IP address for AWS Ground Station to connect to. Attach it to the receiver instance created in the stack.
  ReceiverInstanceElasticIp:
    Type: AWS::EC2::EIP
    Properties:
      Tags:
        - Key: Name
          Value: !Join [ "-" , [ "EIP" , !Ref "AWS::StackName" ] ]

  # Attach the ENI to the EC2 instance if using a separate public subnet.
  # Requires the receiver instance to be in a public subnet (SubnetId should be the id of a public subnet)
  ReceiverNetworkInterfaceAttachment:
    Type: AWS::EC2::NetworkInterfaceAttachment
    Properties:
      DeleteOnTermination: false
      DeviceIndex: 1
      InstanceId: !Ref ReceiverInstance
      NetworkInterfaceId: !Ref ReceiverInstanceNetworkInterface

  # Associate EIP with the ENI if using a separate public subnet for the ENI.
  ReceiverNetworkInterfaceElasticIpAssociation:
    Type: AWS::EC2::EIPAssociation
    Properties:
      AllocationId: !GetAtt [ReceiverInstanceElasticIp, AllocationId]
      NetworkInterfaceId: !Ref ReceiverInstanceNetworkInterface

  # The EC2 instance that will send/receive data to/from your satellite using AWS Ground Station.
  ReceiverInstance:
    Type: AWS::EC2::Instance
    DependsOn: PublicSubnet
    Properties:
      DisableApiTermination: false
      IamInstanceProfile: !Ref GeneralInstanceProfile
      ImageId: !Ref ReceiverAMI
      AvailabilityZone: !Ref AZ
      InstanceType: c5.24xlarge
      KeyName: !Ref EC2Key
      Monitoring: true
      PlacementGroupName: !Ref ClusterPlacementGroup
      SecurityGroupIds:
        - Ref: InstanceSecurityGroup
      SubnetId: !Ref PublicSubnet
      Tags:
        - Key: Name
          Value: !Join [ "-" , [ "Receiver" , !Ref "AWS::StackName" ] ]
      # agentCpuCores list in the AGENT_CONFIG below defines the cores that the AWS Ground Station Agent is allowed to run on. This list can be changed to suit your use-case, however if the agent isn't supplied with enough cores data loss may occur.
      UserData:
        Fn::Base64:
          Fn::Sub:
            - |
              #!/bin/bash
              yum -y update

              AGENT_CONFIG_PATH="/opt/aws/groundstation/etc/aws-gs-agent-config.json"
              cat << AGENT_CONFIG > "$AGENT_CONFIG_PATH"
              {
                "capabilities": [
                  "arn:aws:groundstation:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:dataflow-endpoint-group/${DataflowEndpointGroupId}"
                ],
                "device": {
                  "privateIps": [
                    "127.0.0.1"
                  ],
                  "publicIps": [
                    "${EIP}"
                  ],
                  "agentCpuCores": [
                    24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92
                  ]
                }
              }
              AGENT_CONFIG

              systemctl start aws-groundstation-agent
              systemctl enable aws-groundstation-agent

              # <Tuning Section Start>
              # Visit the AWS Ground Station Agent Documentation in the User Guide for more details and guidance updates

              # Set IRQ affinity with list of CPU cores and Receive Side Scaling mask
              # Core list should be the first two cores (and hyperthreads) on each socket
              # Mask set to everything currently
              # https://github.com/torvalds/linux/blob/v4.11/Documentation/networking/scaling.txt#L80-L96
              echo "@reboot sudo /opt/aws/groundstation/bin/set_irq_affinity.sh '0 1 48 49' 'ffffffff,ffffffff,ffffffff' >>/var/log/user-data.log 2>&1" >>/var/spool/cron/root

              # Reserving the port range defined in the GS agent ingress address in the Dataflow Endpoint Group so the kernel doesn't steal any of them from the GS agent. These ports are the ports that the GS agent will ingress data
              # across, so if the kernel steals one it could cause problems ingressing data onto the instance.
              echo net.ipv4.ip_local_reserved_ports="42000-50000" >> /etc/sysctl.conf

              # </Tuning Section End>

              # We have to reboot for linux kernel settings to apply
              shutdown -r now

            - DataflowEndpointGroupId: !Ref DataflowEndpointGroup
              EIP: !Ref ReceiverInstanceElasticIp

  # The AWS Ground Station Dataflow Endpoint Group that defines the endpoints that AWS Ground
  # Station will use to send/receive data to/from your satellite.
  DataflowEndpointGroup:
    Type: AWS::GroundStation::DataflowEndpointGroup
    Properties:
      ContactPostPassDurationSeconds: 180
      ContactPrePassDurationSeconds: 120
      EndpointDetails:
        - AwsGroundStationAgentEndpoint:
            Name: !Join [ "-" , [ !Ref "AWS::StackName" , "Downlink" ] ] # needs to match DataflowEndpointConfig name
            EgressAddress:
              SocketAddress:
                Name: 127.0.0.1
                Port: 55000
            IngressAddress:
              SocketAddress:
                Name: !Ref ReceiverInstanceElasticIp
                PortRange:
                  Minimum: 42000
                  Maximum: 55000
  

また、 がアカウントに Elastic Network Interface (ENI) を作成 AWS Ground Station できるようにする適切なポリシー、ロール、プロファイルも必要です。

  # The security group for your EC2 instance.
  InstanceSecurityGroup:
    Type: AWS::EC2::SecurityGroup
    Properties:
      GroupDescription: AWS Ground Station receiver instance security group.
      VpcId: !Ref ReceiverVPC
      SecurityGroupEgress:
        - CidrIp: 0.0.0.0/0
          Description: Allow all outbound traffic by default
          IpProtocol: "-1"
      SecurityGroupIngress:
        # To allow SSH access to the instance, add another rule allowing tcp port 22 from your CidrIp
        - IpProtocol: udp
          Description: Allow AWS Ground Station Incoming Dataflows
          ToPort: 50000
          FromPort: 42000
          SourcePrefixListId:
            Fn::FindInMap:
              - PrefixListId
              - Ref: AWS::Region
              - groundstation

   # The EC2 instance assumes this role.
  InstanceRole:
    Type: AWS::IAM::Role
    Properties:
      AssumeRolePolicyDocument:
        Version: "2012-10-17"
        Statement:
          - Effect: "Allow"
            Principal:
              Service:
                - "ec2.amazonaws.com"
            Action:
              - "sts:AssumeRole"
      Path: "/"
      ManagedPolicyArns:
        - arn:aws:iam::aws:policy/AmazonS3ReadOnlyAccess
        - arn:aws:iam::aws:policy/service-role/AmazonEC2ContainerServiceforEC2Role
        - arn:aws:iam::aws:policy/CloudWatchAgentServerPolicy
        - arn:aws:iam::aws:policy/service-role/AmazonEC2RoleforSSM
        - arn:aws:iam::aws:policy/AWSGroundStationAgentInstancePolicy
      Policies:
        - PolicyDocument:
            Statement:
              - Action:
                  - sts:AssumeRole
                Effect: Allow
                Resource: !GetAtt GroundStationKmsKeyRole.Arn
            Version: "2012-10-17"
          PolicyName: InstanceGroundStationApiAccessPolicy

  # The instance profile for your EC2 instance.
  GeneralInstanceProfile:
    Type: AWS::IAM::InstanceProfile
    Properties:
      Roles:
        - !Ref InstanceRole

  # The IAM role that AWS Ground Station will assume to access and use the KMS Key for data delivery
  GroundStationKmsKeyRole:
    Type: AWS::IAM::Role
    Properties:
      AssumeRolePolicyDocument:
        Statement:
          - Action: sts:AssumeRole
            Effect: Allow
            Principal:
              Service:
                - groundstation.amazonaws.com
            Condition:
              StringEquals:
                "aws:SourceAccount": !Ref AWS::AccountId
              ArnLike:
                "aws:SourceArn": !Sub "arn:${AWS::Partition}:groundstation:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:mission-profile/*"
          - Action: sts:AssumeRole
            Effect: Allow
            Principal:
              AWS: !Sub "arn:${AWS::Partition}:iam::${AWS::AccountId}:root"

  GroundStationKmsKeyAccessPolicy:
    Type: AWS::IAM::Policy
    Properties:
      PolicyDocument:
        Statement:
          - Action:
              - kms:Decrypt
            Effect: Allow
            Resource: !GetAtt GroundStationDataDeliveryKmsKey.Arn
      PolicyName: GroundStationKmsKeyAccessPolicy
      Roles:
        - Ref: GroundStationKmsKeyRole

  GroundStationDataDeliveryKmsKey:
    Type: AWS::KMS::Key
    Properties:
      KeyPolicy:
        Statement:
          - Action:
              - kms:CreateAlias
              - kms:Describe*
              - kms:Enable*
              - kms:List*
              - kms:Put*
              - kms:Update*
              - kms:Revoke*
              - kms:Disable*
              - kms:Get*
              - kms:Delete*
              - kms:ScheduleKeyDeletion
              - kms:CancelKeyDeletion
              - kms:GenerateDataKey
              - kms:TagResource
              - kms:UntagResource
            Effect: Allow
            Principal:
              AWS: !Sub "arn:${AWS::Partition}:iam::${AWS::AccountId}:root"
            Resource: "*"
          - Action:
              - kms:Decrypt
              - kms:GenerateDataKeyWithoutPlaintext
            Effect: Allow
            Principal:
              AWS: !GetAtt GroundStationKmsKeyRole.Arn
            Resource: "*"
            Condition:
              StringEquals:
                "kms:EncryptionContext:sourceAccount": !Ref AWS::AccountId
              ArnLike:
                "kms:EncryptionContext:sourceArn": !Sub "arn:${AWS::Partition}:groundstation:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:mission-profile/*"
          - Action:
              - kms:CreateGrant
            Effect: Allow
            Principal:
              AWS: !Sub "arn:${AWS::Partition}:iam::${AWS::AccountId}:root"
            Resource: "*"
            Condition:
              ForAllValues:StringEquals:
                "kms:GrantOperations":
                  - Decrypt
                  - GenerateDataKeyWithoutPlaintext
                "kms:EncryptionContextKeys":
                  - sourceArn
                  - sourceAccount
              ArnLike:
                "kms:EncryptionContext:sourceArn": !Sub "arn:${AWS::Partition}:groundstation:${AWS::Region}:${AWS::AccountId}:mission-profile/*"
              StringEquals:
                "kms:EncryptionContext:sourceAccount": !Ref AWS::AccountId
        Version: "2012-10-17"
      EnableKeyRotation: true
  

AWS Ground Station 設定

このセクションではステップ 3: 設定を作成する、開始方法を示します。

自動トラックの使用設定を行うには、追跡設定が必要です。自動トラックPREFERREDとして選択すると信号品質が向上しますが、JPSS-1 エフェメリス品質が十分であるため、信号品質を満たす必要はありません。

  TrackingConfig:
    Type: AWS::GroundStation::Config
    Properties:
      Name: "JPSS Tracking Config"
      ConfigData:
        TrackingConfig:
          Autotrack: "PREFERRED"
  

通信パスに基づいて、衛星部分を表すアンテナダウンリンク設定と、エンドポイントの詳細を定義するデータフローエンドポイントグループを参照するデータフローエンドポイント設定を定義する必要があります。

  # The AWS Ground Station Antenna Downlink Config that defines the frequency spectrum used to
  # downlink data from your satellite.
  SnppJpssDownlinkDigIfAntennaConfig:
    Type: AWS::GroundStation::Config
    Properties:
      Name: "SNPP JPSS Downlink WBDigIF Antenna Config"
      ConfigData:
        AntennaDownlinkConfig:
          SpectrumConfig:
            Bandwidth:
              Units: "MHz"
              Value: 100
            CenterFrequency:
              Units: "MHz"
              Value: 7812
            Polarization: "RIGHT_HAND"

  # The AWS Ground Station Dataflow Endpoint Config that defines the endpoint used to downlink data
  # from your satellite.
  DownlinkDigIfEndpointConfig:
    Type: AWS::GroundStation::Config
    Properties:
      Name: "Aqua SNPP JPSS Terra Downlink DigIF Endpoint Config"
      ConfigData:
        DataflowEndpointConfig:
          DataflowEndpointName: !Join [ "-" , [ !Ref "AWS::StackName" , "Downlink" ] ]
          DataflowEndpointRegion: !Ref AWS::Region
  

AWS Ground Station ミッションプロファイル

このセクションではステップ 4: ミッションプロファイルを作成する、開始方法を示します。

設定が関連付けられているので、それらを使用してデータフローを構築できます。残りのパラメータにはデフォルトを使用します。

  # The AWS Ground Station Mission Profile that groups the above configurations to define how to
  # uplink and downlink data to your satellite.
  SnppJpssMissionProfile:
    Type: AWS::GroundStation::MissionProfile
    Properties:
      Name: !Sub 'JPSS WBDigIF gs-agent EC2 Delivery'
      ContactPrePassDurationSeconds: 120
      ContactPostPassDurationSeconds: 120
      MinimumViableContactDurationSeconds: 180
      TrackingConfigArn: !Ref TrackingConfig
      DataflowEdges:
        - Source: !Ref SnppJpssDownlinkDigIfAntennaConfig
          Destination: !Ref DownlinkDigIfEndpointConfig
      StreamsKmsKey:
        KmsKeyArn: !GetAtt GroundStationDataDeliveryKmsKey.Arn
      StreamsKmsRole: !GetAtt GroundStationKmsKeyRole.Arn
  

まとめる

上記のリソースを使用すると、オンボードされた のいずれかからの同期データ配信のために JPSS-1 コンタクトをスケジュールできるようになりました AWS Ground Station AWS Ground Station ロケーション。

以下は、このセクションで説明するすべてのリソースを で直接使用できる単一の AWS CloudFormation テンプレートにまとめた完全なテンプレートです AWS CloudFormation。

という名前の AWS CloudFormation テンプレートDirectBroadcastSatelliteWbDigIfEc2DataDelivery.ymlは、Aqua、、-1/SNPPJPSS-NOAA20、および Terra 衛星のデジタル中間周波数 (DigIF) データの受信をすぐに開始できるように設計されています。これには、Amazon EC2インスタンスと、 AWS Ground Station エージェントを使用して生の DigIF ダイレクトブロードキャストデータを受信するために必要な AWS CloudFormation リソースが含まれています。

Aqua、SNPP、JPSS-1/NOAA-20、Terra がアカウントにオンボーディングされていない場合は、「」を参照してくださいステップ 1: 衛星をオンボードする。

を使用してテンプレートをダウンロードするには AWS CLI、次のコマンドを使用します。

aws s3 cp s3://groundstation-cloudformation-templates-us-west-2/agent/ec2_delivery/DirectBroadcastSatelliteWbDigIfEc2DataDelivery.yml .

ブラウザで以下に移動することで、コンソールURLでテンプレートを表示およびダウンロードできます。

https://s3.console.aws.amazon.com/s3/object/groundstation-cloudformation-templates-us-west-2/agent/ec2_delivery/DirectBroadcastSatelliteWbDigIfEc2DataDelivery.yml

次のリンク AWS CloudFormation を使用して、 でテンプレートを直接指定できます。

https://groundstation-cloudformation-templates-us-west-2.s3.us-west-2.amazonaws.com/agent/ec2_delivery/DirectBroadcastSatelliteWbDigIfEc2DataDelivery.yml

テンプレートではどのような追加リソースが定義されていますか？

DirectBroadcastSatelliteWbDigIfEc2DataDelivery テンプレートには、以下の追加リソースが含まれています。

このテンプレートでは衛星の値とパラメータが入力済みです。これらのパラメータを使用すると、これらの衛星で AWS Ground Station すぐに を簡単に使用できます。このテンプレートを使用する AWS Ground Station ときに を使用するには、独自の値を設定する必要はありません。ただし、値をカスタマイズして、ユースケースに合わせてテンプレートを使用することもできます。

データはどこで受信できますか?

データフローエンドポイントグループは、テンプレートで作成されるレシーバーインスタンスのネットワークインターフェイスを使用するように設定されます。レシーバーインスタンスは AWS Ground Station エージェントを使用して、データフローエンドポイントで定義されたポート AWS Ground Station で からデータストリームを受信します。データフローエンドポイントグループの設定の詳細については、 AWS::GroundStation::DataflowEndpoint「グループ」を参照してください。エージェントの詳細については、 AWS Ground Station AWS Ground Station 「 エージェントとは」を参照してください。