Interplanetary Internet

Wie heise gerade berichtete, hat Vint Cerf, der maßgeblich an der Entwicklung des Transmission Control Protocol (TCP) beteiligt war, erneut vorgeschlagen, Raumsonden in Zukunft so auszurüsten, dass sie ein interplanetares Internet bilden. Demnach könnte, wenn erst einmal eine ausreichende Anzahl derartiger "Knoten" zur Verfügung stünden, die Kommunikation ähnlich wie im irdischen Internet ablaufen. Botschaften werden so lange zwischengespeichert, bis eine Empfangsbestätigung eingetroffen ist.

Quelle: http://www.heise.de/newsticker/meldung/97545

Zur Erinnerung: Die Hälfte aller Huygens-Daten von der Titanlandung ging aufgrund eines Kommunikationsfehlers verloren.

GG

Naja, Raumsonden im interplanetaren Raum mit der Infrastruktur des Internets zu vergleichen, halte ich noch für sehr gewagt. Jede Sonde ist eigentlich ordentlich mit sich selbst beschäftigt und kann die gesammelten Datenmenge oft nur stückchenweise zur Erde übertragen. Wenn dann noch ein anderer Datenstrom "durchgeleitet" werden soll, wird's wohl eher zappenduster. Außerdem benötigen Sonden im Allgemeinen High-Gain-Antennen für die Langstreckenkommunikation. Damit schauen die eigentlich nur in Richtung Erde, und nicht auch noch zu anderen Sonden in der "Nachbarschaft".

Bei Cassini-Huygens war es wohl eher ein menschlicher Fehler. Man hatte vergessen einen Kanal einzuschalten, wenn ich mich recht erinnere. Gegen den Menschen ist mal nie ganz gefeit .

Die Lösung des Problems heißt Optische Verbindungen. ESA und JAXA hatten ja bereits einige Erfolge in diesem Gebiet vorzuweisen, so war OICETS die erste Mission der es gelang eine solche Verbindung zwischen einem LEO Satelliten und einer festen als auch mobilen Bodenstation zu etablieren.
NASA wollte mit dem Mars Telecommunications Orbiter versuchen eine solche Verbindung zwischen Mars  und Erde herzustellen und damit über Millionen von Kilometer. Der Start war für das Jahr 2009 geplant, leider wurde die Mission gestrichen.
http://www.space.com/spacenews/businessmonday_041115.html

Je komplexer die Forschungsmissionen werden umso dringender wird aber eine solche Art der Kommunikation.

Bei Entfernungen von Hunderten Millionen Kilometern wird die Kommunikation via Laser aber bestimmt noch viel schwieriger. Immerhin gibt es ein paar Visionäre, die in die etwas entferntere Zukunft planen.

GG

Unter Mitwirkung von Vint Cerf, der zusammen mit Bob Kahn das Netzwerkprotokoll TCP/IP entwicket hat, arbeitet gerade an dem Interplanetary Internet-Projekt. Dieses soll einen Standard, genannt Delay- and Disruption-Tolerant Networking System(DTN),für den Netzwerkverbund im Weltraum entwickeln.

Ähnlich dem TCP/IP soll DTN, entwickelt unter Mitwirkung von JPL und MITRE Corporation, Übertragung jenseits der klassischen Punkt-zu-Punkt-Verbindung ermöglichen und dabei einen Standard schaffen um möglichst viele Weltraumfahrzeuge zu einem Backbone dieses Netzes zu machen.

Dabei wird das  Signal im wesentlichen nicht mehr ausschließlich direkt zur Erde geschickt, sondern kann auf einem beliebigen Weltraumfahrzeug, das den Standard implementiert und sich zwischen Sender und Empfänger befindet  "geparkt" werden, bis eine Möglichkeit zum Weitertransport/Empfang ergibt.

Erste Tests sollen 2009 auf der ISS gemacht werden. Deep Impact/EPOXI, bereits nach einem Softwareupdate fähig für die Nutzung des Standards, soll ebenfalls zu weiteren Tests genutzt werden.

Interview mit Vint Cerf: Technology Review - "Einfach neue Software hochladen"

Aktualisierungsbeitrag, nach Zusammenfassung der Threads

Die NASA hat das DTN-System (Siehe Antwort #4) nun erstmals erfolgreich getestet. Weitere Tests folgen im nächsten Jahr. Im Sommer soll dann auch die ISS ins interplanetare Internet eingebunden werden.

Mehr:
http://www.nasa.gov/home/hqnews/2008/nov/HQ_08-298_Deep_space_internet.html

Naja, Raumsonden im interplanetaren Raum mit der Infrastruktur des Internets zu vergleichen, halte ich noch für sehr gewagt. Jede Sonde ist eigentlich ordentlich mit sich selbst beschäftigt und kann die gesammelten Datenmenge oft nur stückchenweise zur Erde übertragen. Wenn dann noch ein anderer Datenstrom "durchgeleitet" werden soll, wird's wohl eher zappenduster.

Hallo,

also ich finde schon, dass das sehr gut vergleichbar ist. So hat das Internet doch auch angefangen. Da haben ein paar wissenschaftlich genutzte Server mit eigentlich viel zu geringer Bandbreite irgendwelche Daten über 5 Ecken ans Ziel gebracht. Und die waren teilweise auch noch mit was anderem beschäftigt...

Ich denke, sowas ist die Zukunft. Wenn sich das erstmal besser organisiert, weil der Nutzungsumfang größer wird (wie beim Internet auch), dann wird es irgendwann spezialisierte und extra positionierte Relay-Stationen im Orbit um die Sonne geben, die die Daten weiterleiten. Und dann sind auch Probleme mit Kommunikationslücken wegen Sonnen-Bedeckungen o.Ä. endlich passé.

Gruß,
Jan

Und es wird eben genau nicht TCP/IP verwendet. Das ist ja das Interessante. Wegen der verschiedentlich nur stückchenweise möglichen Datenübertragung ists ja "Delay- and Disruption-Tolerant", tolerant gegenüber Verzögerungen und Störungen.

Prozessorleistung plus Speicherplatz sollte bei neuer Flughardware kein einschränkender Faktor sein. Dann mal zwischendurch noch irgendwelche Datenpakte zu empfangen, nötigenfalls zwischenzuspeichern und dann weiterzuschieben sollte imho möglich sein. Ok, zur Zeit fliegt da draußen noch sehr viel Heritage-Hardware.. .

Ein "Space-Internet" wird sicher keine Echtzeitübertragungen leisten, aber Daten sehr zuverlässig von A nach B transportieren können.

Der Begriff Internet ist sehr mit dem TCP/Ip-Protokoll verheiratet, vielleicht sollte man im Kontext des DTN nicht von Internet sprechen.

Gruß   Thomas

Was mich in dem Zusammenhang aber mal interessieren würde: Auf diesen Entfernungen wird ja vermutlich hauptsächlich mit Richtfunk gearbeitet, oder? D.h. dass die Antennen für die jeweilige Übertragung also entsprechend ausgerichtet werden müssen. Dazu muss dann aber doch theoretisch jeder Knoten "wissen", wo, bzw. in welcher Richtung sich ein anderer Knoten gerade befindet. Gleiches Problem beim Empfang: Kann man auf diese Entfernungen so einfach jedezeit in alle Richtungen "horchen"?

Jan

Man könnte es in Anlehnung an Internet auch Extranet nennen.  Das klingt etwas nach "exterristisch" und Internet.

Selbes Thema auch bei orf.at ("NASA testet interplanetares Netzwerk"):

http://futurezone.orf.at/stories/1500197/

Grüsse

Wilhelm

Also ich finde daran jetzt nichts soooo weltbewegendes.
Standardisierte Kommunikationsprotokolle (vor allem Store & Foreward Technologien) sind eigentlich Pflicht ...

Ungleich komplizierter ist es sie politisch ins Spiel zu bringen, nur wenn JEDER sie vewendet hats Vorteile. Aber nur zu, Standardisierung hat auf jeden Fall Vorteile.

Ich seh eher ein Problem dabei z.B. eine Rosetta Sonde als Kommunikationsknoten verwenden zu wollen. Die hat einen genau ausgeklügelten Energiehaushalt mit Beobachtungszeiten und Funkzeiten mit Richtfunkantennen die mit den spärlichen Empfangszeiten der großen Erdempfangsschüsseln genau verzahnt ist.

Bei weiter entfernten Sonden sind das sowieso eigentlich nur Richtfunkverbindungen, also wohin sollen die horchen ?

Sinn sehe ich dort wo 3 Sonden den Mars umkreisen, und gerade ein MSL ähnliches Gefährt landen will, da will man alle Daten aufnehmen und ja nichts velieren. Aber da gehts doch um kompatible Frequenzen, Modulationen, Fehlerkorrekturalgorithmen und Bahnpositionen.

DTN is ein geiler Name für etwas was eigentlich normal sein sollte. Eine Sonde als Relay zu verwenden wenn sie nix zu tun hat is natürlich gut.

Weiter in die Zukunft gedacht macht das auch wiederum Sinn, dann gibts Komunikationsrelays von Providern, Stückpreis so um ein paar Hundert Millionen Euro, Flat Rate wirds dann allerdings nicht spielen.    Dafür gibts dann eine Firma die zertifiziert Satelliten/Sonden als "DTN kompatible" oder "DTN inside" mit hübschen Aufkleber und kassiert dafür.  

LG, Cebu

...Dafür gibts dann eine Firma die zertifiziert Satelliten/Sonden als "DTN kompatible" oder "DTN inside" mit hübschen Aufkleber und kassiert dafür.   LG, Cebu

 

Cebulonicus hat recht. Eine Art Netzwerk gab es schon länger. Die meisten Rover kommunizieren über einen Relay-Satelliten. Oft war das MRO.
Sinnvoll ist das nur für eine bessere Verbindung für bemannte Missionen oder um mehr Daten übertragen zu können.

Hier geht es doch nicht darum, dass man per Relay kommuniziert hat, sondern um die zu Grunde liegende Netzinfrastruktur und -technik. So wie ich es verstehe, könnte daraus später auch resultieren, dass Informationspakete über unterschiedliche Wege zum Ziel gelangen, und nicht nur über eine ausgezeichnete Route, wie im Internet auch.
So etwas gibt es im Orbit noch nicht ...

Gleichzeitig würden sich Flexibilität und Robustheit erhöhen, falls eine Verbindungsstrecke ausfiele.

richtig.

allerdings:
Im Internet gibts Broadcast, Multicast und Unicast Datenpakete.  :-?

Multicast:
Jedes Paket für unsere geliebten Streaming Videos sind vom Typ multicast. D.h. ein Verteiler (meist Switche Level 3) wissen wohin was gesendet werden soll und verteilen das, damit nicht jeder User alle streaming Pakete aller Nutzer im Internet bekommt. Meldet sich der Benutzer ab, wird auch diese Datenpacketbestellung storniert.
geht was verloren so isses weg, nachfordern kann man Pakete über andere Protokolle. :-/

Unicast:
Meist für 1:1 Verbindungen zwischen zwei Knoten verwendet, bidirectional, Session orientiert. Hier wird eine zuverlässige Verbindung aufgebaut.  8-) Datenpakete die verloren gehen, werden durch das Protokoll selbst eingefordert. Deswegen sind die sogenannten Netzwerktimeouts auch so lange wenn man einen Laptop hochfährt der nicht am Netz hängt und der verzweifelt seine verbundenen Netzlaufwerke sucht.

Broadcast:
Böse Geschichte: ein Sender spuckts aus, an ALLE (!) wer zuhorcht kann es empfangen, wer nicht - eben nicht.   Darauf beruhen UPnP Protokolle die dafür sorgen das der Drucker im Büro am Gang sich selbst meldet und fast automatisch im Explorer auftaucht.

(Wissende mögen mir verzeihen dass obige Darstellung vereinfacht ist  , aber zur Erklärung reichts)

Im Weltall gibts prinzipiell andere Anforderungen. Sich darüber Gedanken zu machen ist wichtig und richtig. Ob diese drei prinzipiellen Übertragungsmöglichkeiten so zur Anwendung kommen können (Beachte Richtfunkstrecken, Bahnpositionen, etc.) stelle ich mal so in den Raum. Ein Vergleich mit unserem terrestrischen Internet hinkt gewaltig aber ich gebe zu: liegt nahe  

p.s.: Streaming Videos werden unicast über RTP_Protokoll (RealtimeTransferProtokoll) versendet, es kann tatsächlich vorkommen, dass Datenpakete über verschiedene Wege zum Empfänger gelangen und dann zeitlich versetzt. Also quasi die Bilder durcheinander. Das ist der Grund warum die Internetvideoplayer so lange zwischenpuffern um alles sicher zu ordnen.  

war das eigentlich OT ?

Cebu, der da nicht ganz unwissend ist.

RAM,CPU,Storage sollten heutzutage wenig Masse asusmachen. Ein großer Vorteil denke ich wäre eine effizientere Bandbreitenausnutzung.

RAM,CPU,Storage sollten heutzutage wenig Masse asusmachen. Ein großer Vorteil denke ich wäre eine effizientere Bandbreitenausnutzung.

Hi!

Bei dem meisten Missionen ist die Technik veraltet. Bei Herschel z.B. wird die Technik aus dem Jahr 2000 verwendet.
Deshalb ist es eben wichtig, die Daten möglichst gut und effizient zu komprimieren. Auf der TU Wien wurde z.B. die Software für Herschel programmiert.

in sachen Netzwerk Satkomunikation sollte man auch das unermütliche streben irdischer Funkamateure eerwähnen die mit iren AMSAT und OSCAR's auf privater basis viel ereicht haben.

in sachen Netzwerk Satkomunikation sollte man auch das unermütliche streben irdischer Funkamateure eerwähnen die mit iren AMSAT und OSCAR's auf privater basis viel ereicht haben.

Hi!

So weit ich weiß haben es Amateure geschafft, kurze Zeit mit der MIR in Kontakt zu treten. Dürfen sie das eigentlich? Wenn nein, warum sind dann die Kanäle nicht verschlüsselt?

Hi!

So weit ich weiß haben es Amateure geschafft, kurze Zeit mit der MIR in Kontakt zu treten. Dürfen sie das eigentlich? Wenn nein, warum sind dann die Kanäle nicht verschlüsselt?

Natürlich dürfen Funkamateure das, aber nur auf den Frequenzen die ihnen per Genehmigung (Lizenz) von den Behörden erlaubt wurden.  

Man mag es kaum glauben, aber bereits im November 1988, also mit der dritten russischen Crew auf der MIR, wurde dort eine Amateurfunkstation errichtet!! Also alles vollkommen legal...

Wie der Name schon sagt, arbeitete diese Funkeinrichtung offiziell auf Amateurfunk-Frequenzen und auch nur im Sinne der Vorschriften.. also nicht-kommerzielle Nutzung, keine Inhalte die dem Amateurfunk widersprechen.

Es gab 2 entscheidende Gründe, warum sich die sowjetischen Behörden damals dafür entschieden haben eine Amateurfunkstation in der MIR aufzubauen.

Erster und wichtigster Punkt: Sollte die normale Kommunikation mit der Bodenstation ausfallen, gibt es immer noch ein Notfunkgerät. Weltweit gibt es unzählige Funkamateure, die praktisch rund um die Ohr, an jedem Ort der Welt zur Verfügung stünden um im Notfall wichtige Informationen weitergeben zu können.  

Zweitens: Man wollte den Kosmonauten eine Alternative bieten, um z.B. in Ihrer Freizeit den Kontakt zur Erde nicht zu verlieren und mit Funkamateuren zu plaudern.  Tatsächlich wurde dies sehr intensiv genutzt und es wurden sogar feste Freundschaften später geschlossen und es gab teilweise sogar eine sehr große Fangemeinschaft.

Vladimir Titov (U1MIR), Musa Maraov (U2MIR) und Valery Polyakov (U3MIR) waren 1988 die ersten Kosmonauten, die in Starcity ein entsprechendes Amateurfunktraining bekamen, dabei auch ihre Amateurfunklizenz gemacht haben und später viele Verbindungen mit Funkamateuren in aller Welt getätigt haben.  Mehr als 40 Kosmonauten haben dies später genauso gemacht. Auch heute noch werden die Kosmonauten und Astronauten in StarCity trainiert, um die Amateurfunkeinrichtungen der ISS nutzen zu können.

Während früher wirklich jeder Funkamateur die Gelegenheit hatte einmal mit den Kosmonauten/Astronauten auf der MIR oder ISS zu reden, wurde das Thema "Amateurfunk auf der ISS" inzwischen von den Raumfahrtorganisationen instrumentalisiert und hauptsächlich für Kontakte mit Schulen genutzt. Damit sollen Schüler und Studenten bereits möglichst früh an die Themen Raumfahrt, Wissenschaft und natürlich auch Amateurfunk gebracht werden.
Hin und wieder gehen die Raumfahrer aber auch mal neben den offiziellen Terminen ans Funkgerät.

Als Anekdote noch:  Als damals die UDSSR zusammenbrach und es zum Putsch kam, war für einige Tage der Amateurfunk sogar die einzige Informationsquelle für die Kosmomauten. Auf den offiziellen Kanälen war nur Schweigen und die Kosmonauten machten sich ernsthaft sorgen. Funkamateure besonders in Australien und anderswo informierten sie daher ausführlich über die Tumulte und den Stand der Dinge, natürlich machten sich die Kosmonauten ersthafte Sorgen, ob man sie nicht da oben einfach vergessen würde.  Hier war der Amateurfunk, natürlich ungeplant, eine sehr wichtige Lebensader...

So, dass war jetzt vielleicht etwas Off-Topic..  deswegen noch dies:

Aber ich will nicht vergessen zu erwähnen, dass auf der damaligen MIR schon AX.25 Protokolle der Funkamateure für digitalen Datenübertragung und Mailbox-Betrieb (Packet Radio Store&Forward) eingesetzt wurden.  Auch das damalige MIR-Telemetriesystem (50 baud oder so, hauptsächlich für medizinische Daten) wurde gegen einen sogenannten TNC (Terminal Node Controller) mit 1200 Baud ausgetauscht..  ich bin daran nicht uschuldig    8-)

Gruß Peter,
der hier schon länger mitliest und sich endlich registriert hat..

Herzlich Willkommen Peter! Ein toller Einstand Dein Beitrag  

Hallo,

ich verstehe diesen ganzen "Hype" um das sogenannte Interplanetary Internet nicht wirklich.

Die Vorstellung wir schicken irgendwelche Datenblöcke in den interplanetaren Raum, hoffen das ein Satellit in der Nähe von Jupiter oder Saturn, diese dann per Store&Forward zu einem Satelliten im Mars-Orbit weiterleitet ist absurd. Der technische Aufwand dafür steht in keinem Verhältnis zum möglichen Nutzen.

Geht es um ein "Netzwerk" auf dem Mars, mit Relais-Satelliten im Mars Orbit, hört sich das vielleicht schon etwas anders an. Tatsächlich hat man ja bereits mehrere im Mars-Orbit befindliche Satelliten dafür genutzt (Mars Express, MRO, usw.).  So wurden ja alle Daten der Phönix-Sonde auschließlich per Relais-Satellit zur Erde gesendet. Ebenso die anderen beiden Mars Rover, die allerdings auch noch einen direkten Link zur Erde mit niedriger Datenrate haben.
Phönix sollte ursprünglich auch einen Transceiver für direkte Kommunikation mit der Erde bekommen, auf diese Nutzlast wurde dann aber aus Gewichtsgründen (und auch wegen der erforderlichen elektrischen Leistung) zugunsten von wissenschaftlichen Experimenten verzichtet.  Ohne die Relais-Satelliten im Mars-Orbit, hätte man diese Mission nicht durchführen können.
Verwendet wurde hierbei das CCSDS Proximity-1 Protokoll, siehe auch http://www.marstoday.com/news/viewpr.html?pid=19163

Funkamateure haben bereits sehr früh Store&Forward Protokolle für Satelliten in der Erdumlaufbahn entwickelt. 1988 wurde mit mit dem DCE auf UoSAT-2 (Digital Communications Experiment) diese Technik erstmals mit der Unterstützung der Funkamateure erprobt. Ich selbst war als DCE-Bodenstation beteiligt und habe auch an der Entwicklung des darauf aufbauenden PACSAT-Protokolls mitgewirkt. Später folgten dann weitere sogenannte PACSAT's (store-and-forward packet radio satellites) der AMSAT und UoSAT (University of Surrey, SSTL).  Siehe auch http://www.dk3wn.info/sat/afu/sat_uo11.shtml und http://www.amsat.org/amsat-new/satellites/satInfo.php?satID=10&retURL=/satellites/status.php
UoSAT OSCAR-11 war übrigens mit 22 Jahren einer der ältesten noch funktionierenden Satelliten!

Heute sind diese PACSAT-Satelliten nicht mehr so verbreitet, da der Zugang zum Internet in den letzten Jahren selbst in abgelegene Gebieten immer besser möglich ist.  Funkamateure nutzten diese PACSATs vor Jahren mittels automatischer Gateways, die Informationen, Bulletins und eMails vom Store&Forward Satelliten in terrestrische Datennetze und Mailboxen eingespeist haben. Inzwischen wurden diese Gateways eingestellt und das Internet genutzt. Für humanitäre Zwecke gab es Satelliten auf eigenen Frequenzen, die teilweise auch von Hilfsorganisationen genutzt wurden.   Prinzipiell liessen sich solche Verfahren auch für automatische Stationen auf dem Mars einsetzen, welche dann ihre Daten mit den Satelliten im Orbit austauschen....


Ansonsten möchte ich noch diese Folien zur Entwicklung des interplanetaren Amateurfunks empfehlen, damit man mal einen Eindruck bekommt, über welche Signalstärken man da überhaupt redet.

http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=6852

Ebenso noch dieses vielleicht:
http://www.amsat-dl.org/pic/gallery2/main.php?g2_itemId=7531


Also alles eigentlich nicht wirklich neu..  und wenn man die ganze Vorgeschichte kennt, dann begreift man auch, dass die Entwicklung oder "Erfindung" eines interplanetaren Internets nicht wirklich auf eine Person zurück geht, sondern das dafür schon viele andere Leute die Grundsteine gelegt haben..    man sollte daher diese ganzen Meldungen zum Thema nicht überbewerten und jetzt grundlegend neue Entwicklungen erwarten..



Gruß
Peter

Hi!

Danke, Peter/Phobos!

Man kann mit den Astronauten der ISS auch via Internet kommunizieren. Vor kurzem zum Beispiel gab es die Möglichkeit, im Internet eine Frage zu stellen. Diese Fragen wurden dann 1 Mal pro Woche beantwortet.

PS: Willkommen im Forum