Космический интернет с космической скоростью
(15:51) 24.01.2010
Космические межпланетные аппараты уже самого ближайшего будущего должны получить возможность отправлять и принимать данные на скорости, достаточной для того, чтобы в реальном времени просматривать видео. Сегодняшние корабли и спускаемые аппараты передают на Землю данные со скоростью, сравнимой со скоростью интернет-соединения по телефонной линии, поэтому прием видеозаписей, полученных, к примеру марсианскими аппаратами занимает зачастую несколько десятков часов.
В НАСА говорят, что ведут соответствующие разработки при поддержке нескольких телекоммуникационных компаний. Ожидается, что космические системы связи нового поколения заработают уже через 5-6 лет. Первыми аппаратами, которые будут оснащены поддержкой систем космической широкополосной связи, станут марсианские и лунные аппараты, которым предстоит отправиться уже после 2014 года.
Инженеры НАСА утверждают, что новые аппараты смогут передавать данные почти в 50 раз быстрее, чем существующие. Последнее поколение аппаратов оснащено системами космической связи, способной работать на скорости в 5-6 мегабит в секунду. Однако новые системы передачи данных позволят открывать каналы связи с полосой пропускания в 500-600 мегабит в секунду. Одновременно с установкой таких космических систем связи можно будет устанавливать на спутники и спускаемые аппараты значительно больше полезной научной нагрузки и систем связи, требующих значительных объемов данных.
"Новые телекоммуникационные технологии позволят в реальном времени получать с других планет видео в качестве HD. Говоря понятным языкам, нынешние аппараты даже не всегда могут за короткий промежуток времени передать mp3-файл", - говорит Бадри Юнс, помощник директора отдела систем связи и коммуникаций НАСА. По его словам, необходимость обновления систем связи в космической отрасли назрела уже давно, так как практически все системы спутников за последние пару лет получили массу нового, на фоне этого развитие связи застряло где-то в середине 90-х годов.
Специалист рассказывает, что в космическом агентстве сейчас ведутся разработки трех взаимодополняющих космических систем связи - Space Network, Near-earth Network и Deep Space Network. Юнс говорит, что использование высокоскоростных технологий, это не только требование времени, но и реальная экономия на себестоимости некоторых космических операций. Представитель НАСА говорит, что если бы все работающие в данный момент космические аппараты ведомства оснастить широкополосной связью, то ежегодный бюджет НАСА можно было бы сократить почти на 400 млн долларов.
"В прошлом НАСА использовало новые системы связи для каждого из аппаратов. Со временем стало очевидно, что такой подход больше не актуален. Каждая космическая миссия играет по своим правилам, это неправильно и очень затратно", - говорит Юнс.
В НАСА говорят, что все три создаваемых космических технологии связи должны на практике заработать не позже 2018 года, тогда же они будут интегрированы друг с другом, чтобы посредством одной технологии, можно было передать информацию с другой.
В 2008 году инженеры НАСА провели первое практическое тестирование новой космической системы коммуникаций, базирующейся на интернет-модели. Неофициально новая система уже получила название "межпланетного интернета". Как сообщили в пресс-службе космического ведомства, специалисты Лаборатории реактивного движения в Калифорнии при помощи специального программного обеспечения провели сеанс связи и передали более десятка фотографий с космического аппарата НАСА, находящегося на расстоянии около 37 млн километров.
В основе "межпланетного интернета" лежит новая технология DTN - Disruption-Tolerant Networking, а от привычного в условиях земного интернета протокола TCP/IP было решено отказаться по техническим соображениям. "Это первый шаг в создании полностью новой системы космической связи, своего рода межпланетного интернета", - говорит Эдриан Хук, специалист по техническим сетевым стандартам в штаб-квартире НАСА в Вашингтоне.
В космическом ведомстве говорят, что в сотрудничестве с вице-президентом Google Винтом Серфом разрабатывали космический протокол передачи данных почти 10 лет. Напомним, что именно Винт Серф в свое время стоял у истоков обычного протокола TCP/IP. По словам Серфа, космический протокол связи устроен иначе, нежели его земной аналог.
Основная проблема, с которой пришлось столкнуться разработчикам заключается в задержках с передачей данных, а также с потерей и затуханием сигнала, передаваемого на десятки или даже сотни миллионов километров. При этом, межпланетный интернет должен действовать даже более надежно, чем земной, так как от его надежности зачастую может зависеть жизнь космонавтов или существование космического корабля.
Серф говорит, что даже когда сигнал передается между Землей и Марсом, задержка при получении данных в зависимости от положения планет по отношению друг к другу может составлять от 20 минут до 3,5 часов.
Для того, чтобы хоть как-то претворить в жизнь идею межпланетного интернета, в протоколе DTN решено отказаться от основополагающего принципа TCP/IP - подтверждения получения сигнала. Если в земных условиях передающий узел отвечает на запрос принимающего только после того, как сам установит с ним связь, то в космосе такая технология означает чрезвычайно длинные сеансы связи и "пинги", которые будут измеряться часами.
Вместе этого в DTN реализован принцип "сохрани и передай", то есть узлы хранят информацию о точках, с которыми сами недавно связывались и в случае поступления информации узел вначале ищет сведения об источнике назначения в своих данных, а затем передает сведения по назначению. Отдаленно это технологию можно сравнить с игрой в футбол, когда один футболист передает мяч другому, тот следующему и так до тех пор, пока мяч не попадет в ворота (то есть в точку назначения). При этом начального футболиста вовсе не волнует по какой именно траектории будет двигаться мяч и ему самому не нужно бить по воротам, чтобы забить гол.
"В космосе оборудованию и администраторам самим придется создавать связи с близлежащими узлами и генерировать команды для ретрансляции", - говорит Лейт Тогерсон, менеджер проекта DTN Experiment Operations Center. Он отметил, что в будущем планируется стандартизировать DTN, чтобы оборудование само брало на себя большую часть работ, но от некоторых особенностей "космического интернета" не получится избавиться в любом случае.
http://cybersecurity.ru/space/86108.html?page=all
