Routerek a világűrben

A különleges, kifejezetten az ottani szélsőséges körülmények között is dolgozni tudó hardverek tavaly novemberben az Intelsat 14 műhold fedélzetén jutottak a világűrbe.

A programról eddig nem sok információ szivárgott ki, ami nem véletlen, hiszen részt vesznek benne a titkaikra ügyelni szerető amerikai fegyveres erők is. Voltak ugyan tudósítások az Intelsat 14 felbocsátásáról, de a fedélzetén található néhány készülék csak most vált ismertté. Az egyik újdonságot a világűrben működő hardverek tekintetében mindenképpen a fedélzeti routerek jelentik. Amennyiben az eszközök sikeresen veszik az akadályokat, akkor hamarosan további társaik is követhetik őket és megvalósulhat az intergalaktikus számítógépes hálózat (Intergalactic Computer Network).

Egykor J. C. R. Licklider nevezte így humorosan a saját munkacsoportját, amit 1963-ban alapított az ARPA amerikai katonai kutatóintézet megbízásából. A feladat közel sem volt egyszerű: a szakembereknek el kellett érniük, hogy a különböző számítógépeket hálózatba lehessen kötni egymással.

Az Intelsat 14 fedélzetén található routerek ennek több évtizedes fejlesztések eredményei. A készülékeket a Pentagon Defense Joint Capability Technology Demonstration programjához tartozó IRIS-projekt keretében fejlesztették ki. Az IRIS-ben részt vesz az amerikai fegyveres erők mellett az Intelsat, a Loral Space és a Cisco is.
A kutatók úgy döntöttek, hogy az első világűr-kompatibilis routerek nem a TCP/IP-protokollt támogatják majd, hanem a NASA által kifejlesztett, a zavarokra jóval érzéketlenebb Disruption-Tolerant-Networking-Protokoll (DTN) és az IP kombinációját. A TCP-től eltérően a DTN sokkal rugalmasabb adattovábbítást tesz lehetővé. Ha a vezeték nélküli kapcsolat megszakad, az adatcsomagok nem vesznek el, hanem addig tárolódnak az egyes műholdakon, amíg a címzett rendszer újra elérhető.


A rugalmas adatátvitel mellett a szakembereknek arra is ügyelniük kellett, hogy a routerek akkor is működjenek, ha napkitörések vannak vagy ha a műhold helyzetváltoztatásra kényszerül. A napkitöréseket követő ionizált sugárzás annyira erős, hogy miután 120 kilométeres magasságban elérte a földi ionoszférát, képes akár napokra megbénítani a bolygónkon minden rövidhullámú adást. A mai korszerű processzorok szintén nem viselik el ez a fajta sugárzást, a szabadon repülő protonok szabályosan lyukakat üthetnek a chipek szilíciumrétegében, ami fatális bithibákhoz vezethet.

Pont a zökkenőmentes működés biztosítására került két Power-PC alapú router az Intelsat 14 fedélzetére. Ha az egyik valamilyen okból meghibásodik, a másik még mindig folytathatja a munkát. Az adatátviteli sebesség 100 Mbit/s, ami ugyan nem tűnik soknak, de a világűrben ez rekordértéknek számít. A routerek három földi állomással is közvetlen összeköttetésben vannak.

A Personality Mezzanine nevű alaprendszert a SEAKR amerikai vállalat szállítja és 16 gigabájt flashmemóriát tartalmaz, valamint ez felügyeli a hardveres videofeldolgozó egységet, a rádiót és a kamerakapcsolatokat. Emellett fontos részei a rendszernek az átprogramozható FPGA-chipek, amelyek képesek "önmaguktól kijavítani" a bithibákat azáltal, hogy az adatokat egy második szektorba továbbítják. Az IRIS-projekt keretében megalkotott eszközök többsége átprogramozható, ennek köszönhetően jelentősen megnövelhető a fedélzeti rendszer élettartama. Licklider vicces elnevezése tehát lassan megvalósulhat.

Gyakorlatilag ugyanazok a kutatók alkották az Intergalactic Computing Network csoportot, akik 1969-ben a későbbi ARPANET első számítógépeit is összekötötték egymással. Nem véletlen az sem, hogy a NASA a DTN-t már interplanetáris routingprotokollnak nevezi. Vint Cerf tavaly novemberben egyébként azzal az ötlettel állt elő, hogy a bolygóközi kommunikációra kifejlesztett DTN protokoll nemcsak a Földön kívüli térben válthatja le az interneten szinte mindenhol használt TCP protokollt, de a mobilinternet szegmensében is, ahol már most szükség lenne egy hatékonyabb megoldásra.