'互聯網在月球上邁出的“第一步”'

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互聯網在月球上邁出的“第一步”

在人類登月曆史上,50年前在登上月球,尼爾阿姆斯特造就了人類的一小步,人類的一次巨大飛躍的傳奇,而在最近又要創建另一個奇蹟,就是在太空使用互聯網。其實自從太空飛行開始以來,大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜,並且通常不會與其他設備共享信號。

但是,如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系,這個目標本身就是一個激烈辯論的話題:我們將需要一個太空互聯網來支持航天人口的巨大數據需求。即使太空仍然主要是通過機器的來實現操作,但是聯網設備需要具有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量信息。

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互聯網在月球上邁出的“第一步”

在人類登月曆史上,50年前在登上月球,尼爾阿姆斯特造就了人類的一小步,人類的一次巨大飛躍的傳奇,而在最近又要創建另一個奇蹟,就是在太空使用互聯網。其實自從太空飛行開始以來,大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜,並且通常不會與其他設備共享信號。

但是,如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系,這個目標本身就是一個激烈辯論的話題:我們將需要一個太空互聯網來支持航天人口的巨大數據需求。即使太空仍然主要是通過機器的來實現操作,但是聯網設備需要具有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量信息。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

其實,在房間中使用過WiFi並且感受過網速慢的人,可能會對在外太空建立功能性互聯網的想法持懷疑態度因為一個簡單的房間都無法解決別說外太空了。但自20世紀90年代以來,美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網絡(DTN)的東西,它可以將太空系統中的航天器,流動站和著陸器連接到地球。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通信建築師大衛·以色列曾表示過DTN協議為太陽能系統做了互聯網協議為地球做的事情。互聯網協議允許我們在一開始就採用現有的電話線,並一起啟動網絡系統。DTN將為太空設備提供相同的網絡優勢。

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互聯網在月球上邁出的“第一步”

在人類登月曆史上,50年前在登上月球,尼爾阿姆斯特造就了人類的一小步,人類的一次巨大飛躍的傳奇,而在最近又要創建另一個奇蹟,就是在太空使用互聯網。其實自從太空飛行開始以來,大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜,並且通常不會與其他設備共享信號。

但是,如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系,這個目標本身就是一個激烈辯論的話題:我們將需要一個太空互聯網來支持航天人口的巨大數據需求。即使太空仍然主要是通過機器的來實現操作,但是聯網設備需要具有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量信息。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

其實,在房間中使用過WiFi並且感受過網速慢的人,可能會對在外太空建立功能性互聯網的想法持懷疑態度因為一個簡單的房間都無法解決別說外太空了。但自20世紀90年代以來,美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網絡(DTN)的東西,它可以將太空系統中的航天器,流動站和著陸器連接到地球。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通信建築師大衛·以色列曾表示過DTN協議為太陽能系統做了互聯網協議為地球做的事情。互聯網協議允許我們在一開始就採用現有的電話線,並一起啟動網絡系統。DTN將為太空設備提供相同的網絡優勢。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

在太空建立互聯網的項目與建立巨大衛星互聯網星座有關,但不同。SpaceX,OneWeb,波音和許多其他商業實體正在競相發射互聯網星座,這可能導致在未來十年內在低地球軌道上部署數千個新航天器。

在大多數情況下,衛星互聯網星座將專注於提高地球上人員和設備的寬帶速度,效率和可用性地面互聯網。相比之下,DTN會將物聯網擴展到深空和其他星球,從而徹底改變人類與航天器的互動方式。實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱:延遲和中斷。

由於近乎瞬時的連接,地球上的互聯網流量激增,但這種奢侈在外太空是不可能的。光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘,而它需要幾小時才能到達外太陽系,所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷,從而切斷網絡中節點之間的通信。

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互聯網在月球上邁出的“第一步”

在人類登月曆史上,50年前在登上月球,尼爾阿姆斯特造就了人類的一小步,人類的一次巨大飛躍的傳奇,而在最近又要創建另一個奇蹟,就是在太空使用互聯網。其實自從太空飛行開始以來,大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜,並且通常不會與其他設備共享信號。

但是,如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系,這個目標本身就是一個激烈辯論的話題:我們將需要一個太空互聯網來支持航天人口的巨大數據需求。即使太空仍然主要是通過機器的來實現操作,但是聯網設備需要具有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量信息。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

其實,在房間中使用過WiFi並且感受過網速慢的人,可能會對在外太空建立功能性互聯網的想法持懷疑態度因為一個簡單的房間都無法解決別說外太空了。但自20世紀90年代以來,美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網絡(DTN)的東西,它可以將太空系統中的航天器,流動站和著陸器連接到地球。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通信建築師大衛·以色列曾表示過DTN協議為太陽能系統做了互聯網協議為地球做的事情。互聯網協議允許我們在一開始就採用現有的電話線,並一起啟動網絡系統。DTN將為太空設備提供相同的網絡優勢。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

在太空建立互聯網的項目與建立巨大衛星互聯網星座有關,但不同。SpaceX,OneWeb,波音和許多其他商業實體正在競相發射互聯網星座,這可能導致在未來十年內在低地球軌道上部署數千個新航天器。

在大多數情況下,衛星互聯網星座將專注於提高地球上人員和設備的寬帶速度,效率和可用性地面互聯網。相比之下,DTN會將物聯網擴展到深空和其他星球,從而徹底改變人類與航天器的互動方式。實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱:延遲和中斷。

由於近乎瞬時的連接,地球上的互聯網流量激增,但這種奢侈在外太空是不可能的。光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘,而它需要幾小時才能到達外太陽系,所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷,從而切斷網絡中節點之間的通信。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

大約20年前,美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的研究人員與互聯網先驅Vint Cerf合作克服了這些挑戰。JPL的空間通信網絡架構師J. Leigh Torgerson自成立以來就一直在這個團隊工作。很快意識到標準互聯網協議不適合星際使用,因為互聯網協議假設“很多'聊天'互動”只有幾毫秒的雙向延遲,並且“沒有能力存儲數據。為了解決這個問題,DTN團隊開發了“捆綁協議”,這是一個自動在節點上存儲數據的系統,直到網絡鏈中的下一個鏈路牢固建立。

由於DTN專為延遲和中斷而設計,因此在地球上經常遇到鏈路中斷的環境中也很有用。DTN已經被用於分佈式地震傳感器網絡,跟蹤和監測野生動物(具有DTN的跟蹤項圈),湖泊水質監測以及許多有趣的地面應用,正如目前設想的那樣,DTN將把地球上的互聯網協議也許最終將其他行星連接到整個太陽系的設備。換句話說,捆綁協議不是傳統互聯網套件的替代品,而是鏈接它們的基於空間的覆蓋。

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互聯網在月球上邁出的“第一步”

在人類登月曆史上,50年前在登上月球,尼爾阿姆斯特造就了人類的一小步,人類的一次巨大飛躍的傳奇,而在最近又要創建另一個奇蹟,就是在太空使用互聯網。其實自從太空飛行開始以來,大多數航天器通過向對方和地面站發送無線電信號進行通信。信息流通常是從航天器到地球的單向傾斜,並且通常不會與其他設備共享信號。

但是,如果人類希望將我們的文明更深入地擴展到太陽系,這個目標本身就是一個激烈辯論的話題:我們將需要一個太空互聯網來支持航天人口的巨大數據需求。即使太空仍然主要是通過機器的來實現操作,但是聯網設備需要具有能力收集和分發與當今使用的無線電鏈路相關的大量信息。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

其實,在房間中使用過WiFi並且感受過網速慢的人,可能會對在外太空建立功能性互聯網的想法持懷疑態度因為一個簡單的房間都無法解決別說外太空了。但自20世紀90年代以來,美國宇航局的研究人員一直在開發一種叫做延遲/容忍中斷網絡(DTN)的東西,它可以將太空系統中的航天器,流動站和著陸器連接到地球。

美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空通信建築師大衛·以色列曾表示過DTN協議為太陽能系統做了互聯網協議為地球做的事情。互聯網協議允許我們在一開始就採用現有的電話線,並一起啟動網絡系統。DTN將為太空設備提供相同的網絡優勢。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

在太空建立互聯網的項目與建立巨大衛星互聯網星座有關,但不同。SpaceX,OneWeb,波音和許多其他商業實體正在競相發射互聯網星座,這可能導致在未來十年內在低地球軌道上部署數千個新航天器。

在大多數情況下,衛星互聯網星座將專注於提高地球上人員和設備的寬帶速度,效率和可用性地面互聯網。相比之下,DTN會將物聯網擴展到深空和其他星球,從而徹底改變人類與航天器的互動方式。實現這一目標的最大挑戰就是DTN的名稱:延遲和中斷。

由於近乎瞬時的連接,地球上的互聯網流量激增,但這種奢侈在外太空是不可能的。光在地球和火星之間傳播需要幾分鐘,而它需要幾小時才能到達外太陽系,所以DTN必須考慮到大的時間間隙。它還必須能夠抵抗由行星體和其他空間現象引起的中斷,從而切斷網絡中節點之間的通信。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

大約20年前,美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)的研究人員與互聯網先驅Vint Cerf合作克服了這些挑戰。JPL的空間通信網絡架構師J. Leigh Torgerson自成立以來就一直在這個團隊工作。很快意識到標準互聯網協議不適合星際使用,因為互聯網協議假設“很多'聊天'互動”只有幾毫秒的雙向延遲,並且“沒有能力存儲數據。為了解決這個問題,DTN團隊開發了“捆綁協議”,這是一個自動在節點上存儲數據的系統,直到網絡鏈中的下一個鏈路牢固建立。

由於DTN專為延遲和中斷而設計,因此在地球上經常遇到鏈路中斷的環境中也很有用。DTN已經被用於分佈式地震傳感器網絡,跟蹤和監測野生動物(具有DTN的跟蹤項圈),湖泊水質監測以及許多有趣的地面應用,正如目前設想的那樣,DTN將把地球上的互聯網協議也許最終將其他行星連接到整個太陽系的設備。換句話說,捆綁協議不是傳統互聯網套件的替代品,而是鏈接它們的基於空間的覆蓋。

互聯網在月球上邁出的“第一步”

這提高了空間互聯網基礎設施可能沿著與地面互聯網類似的線路發展的可能性,地面互聯網由非專有協議支持,但也適用於商業服務提供商。公共和私人開發商之間的相互作用迎來了數字時代,但它也帶來了數字鴻溝和對網絡中立性的擔憂。在這個階段,太空互聯網還不夠成熟,可以成為各種不公平現象的載體,但這是開發人員為未來考慮的問題。

未來如果太空網絡成功,我們將進入一個與早期互聯網時代非常相似的時代。目前還沒有一個龐大的商業市場,或許未來需要制定基本的產品,但是要努力建立同樣的開放式架構。除了建立非專有基礎設施外,空間數據系統諮詢委員會(CCSDS)等監管機構必須預見到行星際互聯網的網絡安全風險。加密對於DTN來說是一個特別重要的功能,可以防止黑客複製或更改將存儲在各個節點上的信息包。DTN從一開始就被設計為徹底解決網絡安全問題,並且網絡的安全協議CCSDS標準化,並且也正在被互聯網標準化。

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