衛(wèi)星連接的革命 思科將把路由器送上太空
IS-14通信衛(wèi)星，計(jì)劃年底發(fā)射，將搭載思科試驗(yàn)性路由器
思科特制路由器為太空環(huán)境做了強(qiáng)化，已安裝在IS-14衛(wèi)星上
思科上周在舊金山召開的用戶會(huì)議上介紹了30個(gè)他們正在發(fā)展的新業(yè)務(wù)。與此同時(shí)，思科在會(huì)上表示，他們計(jì)劃在今年年底推出其中一個(gè)新業(yè)務(wù)。
作為互聯(lián)網(wǎng)路由器領(lǐng)軍企業(yè)，思科將進(jìn)軍一個(gè)新的領(lǐng)域，屆時(shí)他們將把一個(gè)路由器安裝在衛(wèi)星上送入地球靜止軌道。這將是思科在美國國防部推出的名為“太空互聯(lián)網(wǎng)路由”(IRIS)項(xiàng)目中取得的***重大進(jìn)展。IRIS項(xiàng)目最終將會(huì)讓電纜和光纖均無法到達(dá)的地區(qū)能夠以低廉的花費(fèi)和更加方便的方式接入高速互聯(lián)網(wǎng)。
思科IRIS項(xiàng)目總經(jīng)理Greg Pelton表示，衛(wèi)星將承載互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，并通過地面基站與互聯(lián)網(wǎng)相聯(lián)，盡管如此，它們實(shí)際上是一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)。地面基站先用特定頻率向衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，然后衛(wèi)星再將把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給其它預(yù)先確定的地面基站。服務(wù)提供商和政府部門等用戶需要租用特定頻率。
Pelton稱，衛(wèi)星連接屬于互聯(lián)網(wǎng)上不連續(xù)的點(diǎn)對點(diǎn)連接，這是因?yàn)樵谔罩袥]有路由器的緣故。如果通信衛(wèi)星有了路由器，那么通過不同的地面基站或衛(wèi)星，它們將可以接收IP數(shù)據(jù)包并將這些數(shù)據(jù)包發(fā)往多個(gè)地方，從而根據(jù)需要隨時(shí)建立新的連接。與挑選和租用一個(gè)特定連接相比，用戶只需要支付使用衛(wèi)星作為其物理構(gòu)架當(dāng)中的一部分的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)費(fèi)用。
衛(wèi)星顧問Mark Chartrand指出，太空路由還可以降低延時(shí)。Chartrand解釋稱，由于目前路由只能在地面進(jìn)行，因此數(shù)據(jù)包每次由一個(gè)衛(wèi)星傳輸?shù)搅硪粋€(gè)衛(wèi)星上時(shí)，都需要先發(fā)送至地面基站，然后再由地面基站轉(zhuǎn)發(fā)，每一次轉(zhuǎn)發(fā)都產(chǎn)生四分之一秒的延時(shí)。
Chartrand表示IRIS項(xiàng)目無疑將解決這一環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的延時(shí)問題。他稱：“這一方案將讓衛(wèi)星變得更加智能，而且可以避免轉(zhuǎn)發(fā)。”
目前諸如銥星等衛(wèi)星雖然能夠彼此間進(jìn)行通信，但是它們沒有使用通用標(biāo)準(zhǔn)的IP。實(shí)際上，目前衛(wèi)星技術(shù)很大程度上由昂貴的專利設(shè)備組成。
Pelton稱，兩個(gè)新近研發(fā)成果已經(jīng)為IP路由器進(jìn)入衛(wèi)星領(lǐng)域鋪平了道路，其中一個(gè)研發(fā)成果可大幅提升衛(wèi)星的交換容量，將其傳輸速率由每秒2Gb提升至150Gbps。這一提升得益于使衛(wèi)星接入ka波段的技術(shù)，以及被稱為“點(diǎn)波束”的新型天線技術(shù)。目前部分衛(wèi)星已擁有多個(gè)天線，每一個(gè)天線均可以聚焦一個(gè)特定的區(qū)域，這比使用一個(gè)天線覆蓋整個(gè)大陸相比先進(jìn)許多。Pelton介紹稱，這些“點(diǎn)波束”天線可以同時(shí)使用相同的頻率，這相當(dāng)于提升了同一頻率上的數(shù)據(jù)傳輸量。
Pelton稱，由于新形式文件的出現(xiàn)，特別是視頻文件的出現(xiàn)，使得用戶需要更高的性能，而這一容量可以滿足用戶的需求。
目前思科在太空中已經(jīng)有了一個(gè)IP路由器。大約在五年前，思科改進(jìn)了他們的一個(gè)移動(dòng)接入路由器(Mobile Access Routers)，并將這個(gè)路由器通過科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星送入了地球軌道。Pelton稱，思科利用這個(gè)路由器進(jìn)行了試驗(yàn)，不過這個(gè)路由器容量很低，并且無法獲得24小時(shí)工作的電力。
只有當(dāng)太空路由器被發(fā)射升空后，真實(shí)的測試才開始展開。目前該特制設(shè)備已經(jīng)被安裝在國際通信衛(wèi)星公司(Intelsat)的IS-14大型通信衛(wèi)星上。該衛(wèi)星計(jì)劃在今年年底被發(fā)射升空。思科稱，IS-14衛(wèi)星原定在今年***季度被發(fā)射升空，但是多方面原因?qū)е略诳夏岬虾教熘行牡陌l(fā)射日程安排被推遲。一旦IS-14衛(wèi)星進(jìn)入軌道，美國政府將對路由器展開為期三個(gè)月的測試工作，此后眾多運(yùn)營商和私營企業(yè)將對該路由器進(jìn)行為期一年的測試。
Pelton稱，太空路由器并不是由廉價(jià)和過時(shí)的組件建造而成，設(shè)備的每一個(gè)組件都可經(jīng)受大量射線的考驗(yàn)，預(yù)計(jì)使用壽命為15年，思科則是這一項(xiàng)目中的專用組件供應(yīng)商。盡管太空極為寒冷，但是路由器的散熱依然是一個(gè)非常棘手的問題。原因在于太空是一個(gè)真空環(huán)境，沒有空氣對流現(xiàn)象，因此路由器上的熱量無法被帶走。Pelton表示，路由器只能通過安裝與太空相連的散熱片來散熱。
與此同時(shí)，Pelton介紹稱，與其它的思科路由器一樣，IRIS路由器可以被遙控。由于路由器被發(fā)射升空后無法進(jìn)行維護(hù)，因此IRIS路由器安裝有備用設(shè)備。實(shí)際上，IRIS路由器上安裝了兩個(gè)路由器，其中一個(gè)作為備份，同時(shí)路由器上還安裝了兩個(gè)獨(dú)立的調(diào)制解調(diào)設(shè)備，以作為備份。整套設(shè)備的尺寸大約為24英寸×18英寸×18英寸。整個(gè)衛(wèi)星的尺寸相當(dāng)于一輛校車那么大，路由器與三組轉(zhuǎn)發(fā)器相連，每組由60余個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器組成。
思科相信一旦衛(wèi)星進(jìn)入太空，路由器的吞吐量將達(dá)到100Mbps。雖然這一吞吐量與地面路由器相比性能遜色不少，但是在太空中這卻是史無前例的。路由器采用了思科的全互聯(lián)網(wǎng)工作操作系統(tǒng)(IOS)軟件。為了傳輸加密信息，路由器上還安裝了IPSec(IP安全)協(xié)議套件。
對于太空路由器來說，電力供應(yīng)也是一個(gè)不小的問題。盡管這類衛(wèi)星通過自帶的太陽能板可以提供5000至7000瓦電力，但是路由器只能獲得其中的一小部分電力供應(yīng)。
思科的最終構(gòu)想是建立起一個(gè)由帶路由器的衛(wèi)星組成的大型網(wǎng)絡(luò)，在衛(wèi)星之間就可以進(jìn)行路由。Pelton稱：“一旦這一技術(shù)成熟，這將成為衛(wèi)星的主要任務(wù)。”盡管目前思科還沒有對太空路由器市場究竟有多大，以及將對IRIS投資多少進(jìn)行評估，但是Pelton稱全球衛(wèi)星市場每年大約為1250億美元，并且每年都保持著兩位數(shù)的增長勢頭。
此外，Chartrand稱，目前各方面都對這一技術(shù)非常感興趣，特別是美國軍方。因?yàn)槊绹姺叫枰趹?zhàn)區(qū)內(nèi)進(jìn)行低延時(shí)通信，而戰(zhàn)區(qū)究竟在何處誰都難以預(yù)料。根據(jù)思科的構(gòu)想，即使地面基站被摧毀，那么由衛(wèi)星組成的路由網(wǎng)絡(luò)仍然可以正常工作。
Chartrand指出，目前美國空軍正在大力推動(dòng)在2019年發(fā)射升空空軍自己的衛(wèi)星路由器計(jì)劃，美國空軍的這一舉措可以讓思科大賺一筆。***，Chartrand強(qiáng)調(diào)稱，目前只有當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入軌道完成測試后，外界才能知道思科的衛(wèi)星夢想究竟有多大的可行性。
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