为了实现行星间的信息传输,一种通用信息交换网络星际因特网(Interplanetary Internet Network,IPN)被提出,并作为空间主干网提供行星间的互联互通。目前,IPN只是提出一个框架,具有传输延时大、传输损耗大、断续通信、信道误码率高等缺陷,采用Internet的TCP/IP技术是不能满足星际间的传输需求。
将自组织网络应用在星际主干网络中,称为星际自组织网络(Interplanetary Self-organization Network,IPSN),如图1.4所示。空间实体被部署在不同的行星轨道上,传输距离在两个行星之间的最长和最远距离之间,如火星和地球之间的距离在5500万千米到4亿千米之间。行星之间的超远距离,使得传输延时单位在分钟,甚至小时。由于空间实体被部署在不同的行星附近,因此星际自组织网络的密度非常稀疏。地球与其他行星之间的光时也是随着时间变化的,大约一年时间能够偏移1秒到270毫秒不等,提供准确的同步支持在星际自组织网络很重要。高速移动性、较大的覆盖面积导致链路的状态较大,信号传播模型和天线的结构是物理层关注的焦点,因此MAC层设计是一个显著挑战,而目前的IEEE802.11协议的物理层和链路层也不适用长距离的通信传输,如基于全方向的天线和信道模式。星际间的长时间链路需要保存一些信息:拓扑管理,路径计算,异构网络管理,因此星际自组织网络的实体具有较强的存储、计算等能力。
图1.4 星际自组织网络(www.xing528.com)
如表1.2所示,给出四种不同空间自组织网络的对比,星内自组织网络与地面自组织网络较为相似,但是具有异构性,而星际自组织网络与地面网络的差距最大,星地互联自组织网络具有不同的层次结构,星间自组织网络覆盖面积比地面自组织网络大。
表1.2 空间自组织网络的比较
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