האינטרנט עולה לחלל

האינטרנט עולה לחלל
 מאת: צבי שחם, 10.12.13, 21:30
 
הכותרת נראית לכם הזויה ודמיונית? ייתכן, אבל הפרויקט המדובר הוא אמיתי לחלוטין. האינטרנט אכן פועל בחלל.
 
לאחר שכבש ללא עוררין את התקשורת על פני כדור הארץ, משימתו הבאה של האינטרנט היא לכבוש גם את התקשורת בחלל החיצוני ובעולמות הרחוקים של הכוכבים. לצורך כך הוקמה בתוך ארגון האינטרנט העולמי Internet Society (ISOC) קבוצת מחקר הנקראת  InterPlanetary Internet Special , Interest Group (IPNSIG)  שמנסה לפתח ולקדם טכנולוגיות תקשורת אפקטיביות למרחקים בין-פלנטאריים, כלומר בין הארץ וגרמי השמים (ראה כאן את האתר של הקבוצה).

בראש קבוצת המחקר עומד Vint Cerf (המכונה גם ה"אבא" של האינטרנט), האיש שהיה שותף ליצירת פרוטוקולי TCP/IP ולהקמת האינטרנט (ואשר ביקר לאחרונה בארץ).
 
כאמור, האינטרנט הוא כבר מזמן רשת התקשורת הדומיננטית בעולמנו, שמחברת מיליוני אנשים, מחשבים, טלפונים, טלוויזיות ולמעשה כל אלמנט שנרצה. הדבר נעשה ע"י שימוש במערכת הומוגנית של פרוטוקולי תקשורת הידועים בשם TCP/IP protocol suite, שמותקנת ומורצת בכל אחד מאותם אלמנטים. תקשורת האינטרנט מבוססת ברובה על נתיבים קוויים (בעיקר סיבים אופטיים), שמקושרים באופן קבוע מקצה-לקצה, בעלי השהיות נמוכות יחסית, אחוזי שגיאה נמוכים וקצבים גבוהים וסימטריים. יש כמובן גם נתיבים אלחוטיים, כמו נקודות WiFi או קישורי לוויינים, אך הם אינם מהווים את ליבת האינטרנט.
 
כידוע לכולנו, תקשורת האינטרנט היא מסוג "מיתוג מנות" (Packet switching), שבה כל מנה נעה באופן עצמאי ממקור ליעד ומנותבת בדרכה ע"י מספר נתבים. אם אחד הנתיבים (links) בדרך אינו פעיל, הנתב יכול לשנות את מסלול המנה ולהפנות אותה לנתיב אחר. המנות של אותה הודעה יכולות להגיע ליעד במסלולים שונים ולפי סדר אחר, אך לבסוף הן מצטרפות להודעה השלמה ע"י שכבת הטרנספורט.
 
לעומת זאת, תקשורת בחלל הינה שונה לחלוטין ובעייתית מכמה בחינות: זמן השהייה מאד גדול ובלתי יציב (משתנה), קווי ראיה הקיימים לסירוגין או מוסתרים בגלל התנועה הסיבובית של גרמי השמיים, קצבי עבודה לא סימטריים, רעשים חזקים הגורמים לשגיאות רבות ועוד. לכן, יש צורך לפתח טכנולוגיות אחרות כדי להתמודד עם אתגרים אלה.
 
השיטה שנבחרה היא Delay- and Disruption-Tolerant Network (DTN). שיטה זאת פותחה במקורה לטובת התקשורת החללית. אולם, למעשה, היא יכולה להתאים גם לכל סביבה בה יש עבודה בסביבה רועשת ולא יציבה כמו: צבא, שירותים עירוניים, סונאר (תקשורת תת-ימית), ועוד. איור 1 מתאר את עקרון תקשורת DTN בסביבה חללית. האיור לקוח מתוך חוברת, שפורסמה ע"י קבוצת העבודה ונתון כאן.
 
הקווים האדומים בין גרמי השמיים הם קווי תקשורת אלחוטיים בשיטת DTN, בניגוד לקווי התקשורת על פני כדור הארץ, שהם ברובם נייחים.
 
בניגוד לתקשורת מיתוג המנות של האינטרנט, ה-DTN פועל בשיטת "מיתוג חבילות" -  .Store-and-forward message switching זוהי שיטה מאד ישנה, שבה ההודעה (כולה או חלקה) נעה ממקום אחסון אחד למשנהו, עד להגעה ליעד הסופי – בדיוק כמו המסלול העובר מכתב דואר או דוא"ל. ראה איור 2.
 
 ההודעה מתעכבת בכל צומת עד שמתפנה מסלול טוב המוביל לצומת הבאה, ואז היא משודרת בשלמותה, יחד עם הודעות אחרות, שהצטברו בינתיים. זה יכול לקרות כעבור כמה דקות, ימים או אף יותר, בהתאם לנסיבות החלליות.
 
איור 3 משווה את פרוטוקולי DTN לפרוטוקולי TCP/IP המוכרים לנו. בכל צומת DTN ההודעות נשמרות למשך זמן לא ידוע, וכשמתאפשר, כל ההודעות משודרות לצומת הבא, שגם בו מתקיים אותו התהליך. איור זה נלקח מתוך חוברת הסבר מפורטת יותר.
 

 
ומה ההמשך?  
יש להניח, שבחלל הבין כוכבי יפעל ספק אינטרנט IPN ISP, שיקים ויתחזק רשת תקשורת חללית, שתקשר בין כל הכוכבים הרלוונטיים. רוצים לשלוח דוא"ל לחבר הנמצא על המאדים? אין בעיה, זה יהיה פשוט כמו לשלוח דוא"ל בארץ, רק הכתובת תהיה שונה, לדוגמה: zvi.shacham@mars.net. אל תנסו, אני עוד לא שם...
 
כפי שאמרנו, האינטרנט בדרך לכיבוש החלל, וטרם אמר את המילה האחרונה.
  
מאת: צבי שחם, M.Sc., דצמבר 2013.
מרצה ויועץ, מחבר הספר תקשורת בעידן ה-IP 
zvi.shacham@gmail.com
www.zvish.com