Internationale Raumstation ISS

Signale im Weltall

Nirgendwo sind die Anforderungen höher als in der Raumfahrt. Besonders der Kommunikationstechnik kommt hier eine lebenswichtige Rolle zu. So auch den Switches im Joint Station Local Area Network (JSL) an Bord der internationalen Raumstation ISS.

Feindliche Umgebung für Mensch und Material

Die Octopus-Switches von Belden an Bord der ISS sind Teil der Kommunikationssysteme im russischen und im amerikanischem (USOS) Segment der Raumstation. Im amerikanischen Segment ist der Octopus im Tranquility-Modul (Node 3) installiert, das gegenüber der dortigen Luftschleuse liegt. Dies beherbergt auch die Cupola, das große segmentierte Fenster, das man von vielen Fotos kennt. Der Octopus stellt mehrere Ethernet-Leitungen zwischen Tranquility-Modul und Cupola bereit, um die dortigen Aktivitäten der Crew mit den Einrichtungen zu unterstützen. Die verschiedenen Daten werden durch drei virtuelle lokale Netze (VLANs) getrennt. Zurzeit transportiert der Switch die Daten über das gemeinsame LAN der Raumstation (JSL) für Angelegenheiten der Besatzung wie Prozessbeobachtung, IP-Telefonie und NetMeeting (private Arzt- und Familienkonferenzschaltungen). Künftig soll er auch dazu eingesetzt werden, HD-Videos aus der Cupola zur Bodenstation zu senden.

Robuste Netze im Weltraum

Unter Weltraumbedingen hat Zuverlässigkeit höchste Priorität. An Bord der ISS sind die Octopus erheblicher Strahlung ausgesetzt. Die Strahlung in einem unter Luftdruck stehenden ISS-Modul ist etwa 100 Mal höher als auf der Erde. 90 Prozent dieser Strahlung werden durch schnelle Protonen verursacht. Daher wurden viele Tests durchgeführt, in deren Verlauf verschiedene Teile der Octopus-Platine energiereichen Protonenstrahlen ausgesetzt wurden. Die strahlungsempfindlichsten Teile sind die hoch komplexen integrierten Schaltungen, d.h. der Switching Chip und ein CPLD (Complex Programmable Logic Device). Die Testergebnisse sowie die Erfahrungen aus der Octopus-Installation im russischen Teil der ISS führten 2011 zu der Entscheidung diese Switche auch im amerikanischen Teil zu installieren. Seither arbeiten die Switche einwandfrei. Die Lösung besteht aus:

• • Ethernet-Switches vom Typ Octopus 16M und 8M mit vibrationsfesten M12-Steckern
• • VLANs werden zur Trennung der unterschiedlichen Datenkategorien genutzt
• • Eingesetzt wird eine Sterntopologie
• • Die Verkabelung wird mittels feflonisolierter Kabel realisiert