SpaceX Starlink пакеттік маршруттауы қалай жұмыс істейді?

Спутниктік кластер SpaceX Starlink соңғы кездері барған сайын көбірек тақырыптарды басып жатыр, өйткені ол серіктерді керемет жылдамдықпен қосуды жалғастыруда. Жаңалықтардағы бұл жарықтандырудың көп бөлігі оның аспан бақылаушыларына қалай әсер ететініне және шалғай аудандардағы адамдарға қалай пайда әкелетініне бағытталған. Бірақ техникалық мәліметтер маңызды және блог Жақында Кейси Хэндмер Starlink қалай жұмыс істейтінінің маңызды аспектілерінің бірін талқылады - ол оның деректерімен не істейді?

Желі жаргонында деректер компьютерлер түсінетін бірліктер мен нөлдер жиыны болып табылатын «пакеттерге» квантталады. Starlink жағдайында бұл пакеттер жерүсті станциялары мен Жердің 9 бөлек орбиталарында орналастырылған бірқатар спутниктер арасында тасымалданады. Әрбір орбитада бірнеше спутник болады және әрбір жерсеріктің қамту аймағы оның солтүстігі мен оңтүстігіндегі жерсеріктермен қабаттасады. Шоқжұлдыз толық қалыптасқан кезде Жердегі әрбір метрді кем дегенде екі Starlink спутнигі жауып тұрады.

Спутниктердің болашақ нұсқалары бір-бірімен байланысу үшін лазерлерді пайдаланады. Бірақ әзірге олар басқа жерсеріктермен байланысу үшін жерүсті станцияларын пайдалануға мәжбүр болады. Сондықтан, спутниктер, жерүсті станциялары және соңғы пайдаланушы терминалдары арасында пакеттердің үлкен саны жіберіледі. Әрбір пакет үшін осындай шиыршық жолды сипаттайтын ақпарат бір жерде сақталуы керек. Бұл жер «метадеректер» деп аталады.

Метадеректер әдетте тасымалданатын нақты ақпаратты қамтымайтын деректер пакетінің бөліктерін белгілеу үшін пайдаланылады. Олар пакеттің ұзындығы, жөнелту нүктесі және баратын жері сияқты ақпаратты қамтиды. Мүмкін бұл деректер көптеген пакеттердің мазмұнынан құндырақ болуы мүмкін. Бұл мүдделі тарапқа кімнің кіммен байланысты екенін, олар қашан хабарласқанын және қанша ақпарат бөліскенін көруге мүмкіндік береді.

Осылайша, құпиялылық Интернеттің негізі болуға үміттенетін кез келген жүйе үшін орталық болып табылады. Бұл қауіпсіздік жүйесі көптеген ықтимал проблемаларды шешуі керек еді, соның ішінде спутниктердің өзі деректерді жазуы мүмкін немесе шабуылдаушы спутник пен жердегі станция арасындағы байланыс үшін пайдаланылатын сәулелерді ұстап алады. Шифрлау пакеттерді ұстап алу сияқты осы мәселелердің кейбірін шеше алады, бірақ басқаларын шешпейді, мысалы, FBI SpaceX-ті белгілі бір Starlink пайдаланушысынан трафикті тіркеуге мәжбүрлейді.

Кейси өз блогында пакетті маршруттау процесінің әрбір қадамында ең аз ақпарат беретін жүйені сипаттай отырып, мәселені басынан бастап талқылайды. Бұл жеңілдетілген жүйе спутник қозғалысы, спутниктің жоғалуы және басқа да ықтимал асқынулар сияқты нәрселерді есепке алуы керек еді, бірақ мәні бойынша ол жұмыс істей алады. Кейси ең болмағанда маршрутизатордың (немесе спутниктің) тек 2-3 бит ақпаратқа қол жеткізе алатынын есептеді, бұл пакетті жіберу және оның тұтастығын сақтау өте қарапайым.

Ол осы жеңілдетілген әдістемені көрсету үшін қолданатын мысал Лос-Анджелестен Нью-Йоркке баратын пакетті сипаттайды. Бірінші спутниктің «солтүстік-шығыс» пакетін жіберуі керек екенін көрсететін сәл ғана бар. Содан кейін оның бастапқы орнын анықтайтын деректер пакеттен жойылады және сол 2-3 биттік кеңістікте келесі спутниктің бағытын көрсететін жаңа ақпарат ашылады. Қабылдаушы спутник пакеттің оңтүстік-батыстан келгенін, пакеттің ұзақтығын, сонымен қатар пакетті солтүстік-шығысқа жіберу керек екенін біледі. Бұл жеңілдетілген бағыттылық соңғы спутник ақпаратты жерүсті станциясына жібермейінше сақталады, содан кейін ол пакетті Нью-Йорктегі соңғы пайдаланушыға жібере алады.

Бұл оңайлатылған мақсатты тәсілді «бұзушылық» жүйесі деп аталатын басқа енуге қарсы әдіспен біріктіруге болады. Кейси мысалында екі бөлек кілт бар – біреуі «уақыт» және екіншісі «кеңістік». Пакеттік метадеректерге қол жеткізу үшін де талап етілетін әрбір кілт өте қысқа уақыт ішінде жарамды болады және спутниктердің геофизикалық орналасуына және пакетті қабылдау уақытына байланысты үнемі жаңартылып отырады. Кілт болса да, егер біреу пакетті ұстап алса, кілт бір секунд ішінде аяқталады және пакет пайдасыз болады.

Жүйенің қалай жұмыс істейтіні туралы мәліметтерді Кейси блогында көруге болады. SpaceX мұндай шешімді жүзеге асыратынына кепілдік жоқ және Кейсидің өзі айтқандай: «Мен тек осы мәселемен жылдар бойы жұмыс істеген жоқпын». Бірақ ол ұсынатын шешім талғампаз және кез келген жаһандық өзара тәуелді ғарыш желісі үшін аумақпен бірге келуі мүмкін кейбір құпиялылық мәселелерін жоюы мүмкін. Кем дегенде, құпиялылық пен тиімділік мәселесін қалай шешуге болатынын талқылау Starlink-ке көбірек уақыт бөлуі мүмкін.

Айтпақшы, SpaceX бас директоры Илон Маск Еуропада Starlink спутниктік интернетін сынау шамамен 2021 жылдың ақпан-наурыз айларында басталатынын айтты, бұл туралы ол өзінің Twitter парақшасында хабарлады.

Weed Starlink-ті іске қосу үшін компания әр елде рұқсат алуы керек екенін атап өтті, өйткені мұндай мәселелерді реттеудің жалпы еуропалық тәжірибесі әлі жоқ.

Сондай-ақ оқыңыз:

• Илон Масктың SpaceX компаниясы Марста өзінің «құқықтық режимін» орнатқысы келеді
• SpaceX пайдаланады Starship кеңістікті қоқыстан тазарту үшін