將網絡建到太空
科技視野
作者：劉露
被譽為“互聯網之父”的溫頓·瑟夫曾預想互聯網未來的發展空間將是整個宇宙，甚至可以在火星上瀏覽互聯網。當時，許多人都覺得他這個想法過於超前。然而，在瑟夫的言論發布後不久，太空互聯網就開始慢慢出現了。2010年底，思科公司研製出了太空互聯網路由器。在不利用任何地麵基站的情況下，思科完成了業界首次太空網絡電話通話，讓互聯網走出了地球。我們千萬不要小看這個“不落地”的研發成功，思科在互聯網進入太空走出的這一小步，未來也許將帶來全世界互聯網使用環境的整體改變。
據思科公司相關人士介紹，使用太空互聯網路由器帶來的好處包括：可以在太空中的衛星之間指定IP數據包的路由，工作原理類似地麵上的互聯網，這樣可以減少數據傳輸的延遲，節省衛星通信帶寬，提供更高的網絡靈活性。
在此之前，如果要通過多顆衛星進行衛星通信，需要由不同的衛星進行轉發，每一次轉發都需要傳回到地麵站。因為衛星無法智能判斷數據路徑，這樣，每一次路由選擇都需要把數據包傳回地球，再由地麵站選擇下一個“接力”的衛星，在此過程中，數據傳輸的延遲大大增加，效率也很低。
未來，安裝在衛星上的太空互聯網路由器將會決定下一個直接傳輸的衛星，從而無需地麵人員幹預。按照這一設計，美國的“太空互聯網路由”計劃可以歸避地麵光纖網絡帶來的諸多問題，從而有效地保證互聯網的無縫聯通，這是下一代太空通信技術重點發展的方向之一。
當然，太空互聯網路由器並不是把現有的路由器安裝在衛星上那麼簡單。現在，我們地球上的網絡使用的是TCP/IP 協議，它對延時和中斷的忍受程度較低。這對地球上數千千米距離的通信來說不是大問題，但星球之間動輒就有幾十萬千米，信息從一點到另一點所需的時間會延長許多，而且當探測器飛行到某顆行星背後或發生太陽風暴時，通信網絡就會產生中斷。
對星際網絡來說，最重要的就是一種能夠克服長時間延時和中斷問題的新網絡協議。在這裏，思科采用的是一種名為“容斷網”的新型網絡技術。它發送信息的方式與目前世界通用的互聯網傳輸控製協議不同，並不是以“連續的、端對端的”連接為基礎。在“容斷網”的傳輸中，假如通往目的地的路徑一時無法找到，數據包也不會丟失，每個網絡節點會暫為保管這個數據包，直到與另一個節點安全“交接”，就像在籃球場上傳球一樣，沒有好的出手時機，隊員會一直控球。因此它能應付頻繁的、不可預測的通信延遲、中斷、節點改變等狀況。這一工作原理恰好適用於太空通信。