摘要
- TDRS-1轨道倾角的变化让它能够看到两极,SPTR据此建立了Amundsen–Scott South Pole Station至新墨西哥州White Sands Complex的定时链路。
- 1.024 Mb/s的S波段双向IP服务与初期2至10 Mb/s的Ku波段文件传输各司其职;50 Mb/s是射频链路的远期设计容量。
南极点并非没有通信手段,难题在于把数据带回来。此前的南极点卫星数据链路(SPSDL)利用极轨卫星,将科研文件从Amundsen–Scott South Pole Station转送至McMurdo Station,再从那里继续传往美国。卫星与地面天线同时可见的窗口很短:NASA在1991年的评估称,通常只有约10至15分钟。NASA后来的回顾说,这套系统能把少量测绘数据送到McMurdo Station,但要回传美国几乎不可能。瓶颈是路由,尤其是最后一段,而不是南极点没有科研或计算设备。
转机来自一个不寻常的条件。NASA的中继卫星TDRS-1已经老化,轨道倾角也在变化。这让它可以同时看到南北两极。National Science Foundation (NSF)与NASA戈达德团队把它改造成服务地面站点的中继:Amundsen–Scott South Pole Station架设固定天线,经TDRS-1连接到新墨西哥州White Sands Complex。NASA的安装记录记载,设备于1997年12月装好。NASA后来的回顾把首个信号定在12月12日,并称系统于1998年1月9日正式投入运行。
SPTR不是一根具有单一速率的管道。NASA在1999年发布的技术简报描述了一条1.024 Mb/s的S波段双向IP服务。卫星进入可视范围时,南极点与White Sands Complex的路由器可以交互。另一条Ku波段链路则把文件从南极点送到White Sands Complex。当时的项目运行评审给出的初期文件传输速率为2至10 Mb/s;50 Mb/s是射频链路最终设计容量,并非用户一开始就能获得的速率。
文件传输像一个投递箱。研究人员先把文件放入Amundsen–Scott South Pole Station的文件服务器目录。每天的TDRSS通信窗口内,SPTR再把这个目录复制到White Sands Complex文件服务器。之后,研究人员通过FTP从White Sands Complex取回副本;那里的服务器连着互联网,全天都能访问。全天可访问的是地面文件服务器,不是卫星始终可见。两个服务器加上一个时刻表,让间歇性的空间链路成为可用的科研流程。
运行方案也明确列出了边界。网络控制中心按可视时段编制月度计划。SPTR的调度优先级低于在轨航天器的支持任务;团队会尽量每天安排一段连续窗口,却无法让南极点在共享中继网中拥有最高优先级。文件由用户自行管理,站点运行也不依赖实时语音。研究人员由此可以远程监测实验,并回传更多数据,但南极的隔绝并没有消失,持续宽带也没有出现。
这一段历史的变化,是获得了一条更有组织的数据回程,而不是某颗卫星把互联网带到了原本没有网络的大陆。科研站早已存在,新的则是一条更好安排的出口路径。它依赖暂时有利的轨道几何、NASA运营的中继和White Sands Complex设施、NSF提出的科研需求,以及能够按时刻表安排工作的研究人员。后来的用途,包括1999年的远程医疗,说明这条路径后来有多重要;但不能把后来的应用能力倒算成初始系统的性能。原始SPTR设备最终于2009年被替换,并改称SPTR-2。
来源
- NASA,SPTR安装记录
- NASA,中继系统二十年回顾
- David J. Israel,Satellite Radio Relay Internet Link for the South Pole,NASA技术简报,1999年6月
- NASA戈达德中心,SPTR Project Status Review,1997年
- NASA,Antarctic Telecommunications,1991年
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