美国宇航局在究竟在2022年之前探索了什么技术,特别是支持未来的空间通信和导航。该机构最近发布了一个请求信息(RFI)开始计划这样的新架构。
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美国宇航局的RFI包括一些关于它希望这个新网络支持的东西的一些非常广泛的斯托克。例如,它所说:“它还要考虑未来的科学任务,大大提高了能够大量数据捕获的传感器的敏感性以及未来的月亮和火星的特派团,其中表面活动需要支持通信。成本价值主张未来的架构必须是其设计的一个组成部分。
未来的体系结构必须灵活,以满足运营投资(例如降低成本)和开发之间动态变化的需求。该建筑必须是负担得起的,并且在一个平坦或减少预算的环境中是可持续的。该体系结构必须具有可扩展性,以满足传统(如更高的数据速率或超精确的轨道确定任务)和非传统市场(如人类深空任务)的新需求。
由此产生的架构应考虑到安全的需求,并保护这些国家资产和不受系统违规的不受保护。响应者应该对2022年的用户需求和数据卷进行假设,并超出基于代表性的科学任务和扩展的时间框架。美国宇航局说,这些目标不应限制对非传统概念,模型和/或设计的考虑。
RFI来自NASA的戈达德太空飞行中心(GSFC),它处理了地球附近的空间飞行任务的通信和导航服务。这包括用于支持具有通信服务的特派团的空间通信和导航(扫描)程序,该通信服务可以包括将数据和/或命令传送到备件和/或未焊接的空间车辆;美国国家航空航空航天局的传输信号从传输信号中获取来自传输信号的信息。
GSFC还管理空间网络,包括跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)和相关地站。TDRSS客户包括低地地球轨道科学卫星,国际空间站(ISS)及其维修车队,科学飞机和气球和消耗车辆。SN由七个TDRS地球同步卫星和相关地面系统组成的星座。虽然扫描程序在该十年结束时在推出三代新的第三代TDRSS卫星的过程中,但剩余的轨道卫星正在老化,预计将在未来十年左右的退休。这些卫星大部分都超过了他们的设计生活。NASA说,随着2020年初的,在2020年代初期,预计将于2020年代初期下降到总体特派团需求下降,因此需要开始计划未来的沟通架构是最重要的。
美国国家航空航天局(NASA)还在酝酿其他未来的网络系统。例如,去年十一月它与欧洲航天局合作,成功地测试了一个“行星际互联网”的实验版本,以控制德国的德国地上的机器人。
该测试采用NASA的中断容忍网络(DTN)协议来在ISS和机器人之间传输消息。DTN技术旨在允许在NASA的另一个行星上的太空车辆和栖息地或基础设施之间的互联网通信。
从NASA:“DTN套件的核心是捆绑协议(BP),它大致相当于作为地球上互联网的核心的Internet协议(IP)。虽然IP假定连续端到端用户和远程空间系统之间存在数据路径,DTN用于断开连接和错误。在DTN中,数据通过网络移动“逐跳”。等待下一个链接已连接,捆绑暂时存储和然后链接可用时转发到下一个节点。
低延迟,与低位错误速率(BER)耦合,允许TCP可靠地传输和接收遍历地面互联网的消息的确认。具有间歇连接的高延迟,高BER链路的最佳示例之一是空间通信。单向旅行时间,以光的速度,从地球到月球发生延迟1.7秒;虽然单向旅行时间到火星会产生8分钟的最低延迟。由于太阳辐射,BER增加了行星际链路潜伏期的问题。另外,天体处于恒定运动,这可以阻挡在发射和接收天线之间的所需的视线,从而实现最佳仅间歇地连接的链接。间歇链路连接也是普遍的普遍存在。“
NASA说DTN在两个环境中运行:低传播延迟和高传播延迟。“在近行星或行星表面环境中可能发生的低传播环境中,DTN束代理可以利用底层互联网协议,该互联网协议实时协商连接。在高传播延迟环境,如深空,DTN束代理必须使用其他方法,例如某种形式的调度,以启用两个代理之间的连接。收敛层协议提供用于在各种通信路径上传输捆绑的标准方法。捆绑代理发现协议是等效的动态路由协议IP网络。迄今为止,已经管理了DTN代理的束代理的位置,类似于IP网络中的静态路由。
目前正在研究DTN的研究环境中进行了许多应用程序,包括:传感器网络,移动设备,数据骡子的使用,军事通信涉及压力断开和中断的网络以及基于空间的存储和前进网络。NASA说,有目前的工作要将DTN架构扩展到智能手机的移动广告网络网络。
据美国宇航局称,DTN技术仍在积极发展。除了网络安全外,DTN活动的研究目标将专注于测试和不断发展的重要网络服务,包括命名和寻址,时间同步,路由,网络管理和服务类。
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