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  DSN目前包含三個深空通訊設施,以約120度的間隔圍繞著地球。<ref name="NF-151/7-87"></ref>分別為: 每個設施皆位於半山腰、碗狀地形,以幫助阻擋無線電波干擾。 考慮到地球的自轉,三座設施的地點以約120度的間距為繞著地球,目的是為了當地球自轉時,一座設施轉到背對著目標的一側,而無法進行觀測,但同時另一座設施便轉到了可進行觀測的一側,如此DSN便能24小時持續觀測目標。  NASA倚賴DSN以進行太陽系內的科學調查:可以雙向溝通,地面基地可以引導並控制各種NASA的太空探測器,讓這些探測器可以傳回他們所收集的照片和資料資料。所有DSN天線皆具備高增益、附帶拋物面反射器的天線。這些天線盒資料傳送系統,使其能夠:

  三座DSN設施的天線都直接連結到加州帕薩迪納噴射推進實驗室內部的深空控制中心(也稱為深空網路操作控制中心)。  在早期,控制中心內並沒有所謂的永久設施,只有一個臨時搭建的,以好幾張桌子與和電話拼裝在一個大房間電腦旁邊,以用來計算軌道。1961年七月,NASA開始建造永久設施:太空飛行操作設施(SFOF)。 該設施於1964年十月建造完成,並於1964年5月14日啟用。 一開始共有31座主控臺,100個閉路電視攝像機和200多臺顯示器,用以支援遊騎兵6號到9號,以及水手4號任務。  目前,控制中心的工作人員在SFOF內監測並主導行動,並監側探測器的通訊品質,並掌管資料以提供給提供給通訊網路的使用者。此外,DSN的各個設施和操作中心,設有地面通訊設施,將三座設施的資料傳送給JPL的控制中心,再傳給世界各國的太空飛行控制中心以及科學家們。

  噴氣推進實驗室在1958年1月就與美國軍方的合同建立了深空網路的雛形。當時在尼日利亞、新加坡以及加州部署了輕型的無線電追蹤裝置來接收遙感勘測訊號以及描繪當時軍方發射的探測者1號(第一顆發射成功的美國衛星)的軌道。國家航空航天局於1958年10月1日正式成立,來將當時由美國海陸空三軍分散發展的各種太空探索計劃整合入單一的一個民間組織。  在1958年12月3日,噴氣推進實驗室從軍方轉入國家航空航天局並且被要求執行使用可自動操作的太空船的月球和星際探索計劃的設計和實施。不久之後,國家航空航天局就提出了深空網路的概念,建立一個單獨管理和運作的無線通訊設施來服務所有的深空任務,而不是針對每一個太空任務來開發專門的空間通訊網路。針對所有的使用者,深空網路有責任來進行獨立的研究,開發和支援工作。在這樣的概念支援下,深空網路成為世界上在低噪接收器、追蹤、遙感及指令系統、數字訊號處理以及深空導航領域的領導者。

  追蹤太空深處的探測器相當不同於追蹤低地球軌道上的探測器。深空飛行任務通常可見於大部分地球表面,並且可持續很長一段時間,因此只需要很少觀測站便可達成長時間追蹤的目的(DSN只有三個主要觀測站)。然而,由於這些探測器距離地球相當遙遠,這些觀測站則需要巨大的天線、非常靈敏的接收器,以及強大的訊號發射器,才能與探測器聯絡。  深空有數種不同的定義。根據一份1975年NASA的報告,DSN是設計來與「距離地球16000公里以上到太陽系中最遠的行星之間」 建立通訊。JPL宣告,當一探測船位於距離地球30,000公里以上的高度,該探測船便總是位於至少一個觀測站的視野之內。  國際電信聯盟保留了數個頻段,提供給深空網路及近地空間作通訊使用,他們定義:「深空」是指距離地球兩百萬公里以上的空間。這個定義代表著月球任務,以及地球-太陽拉格朗日點的L 和L,都被認為是近地空間,不能使用國際電聯的深空保留頻段。其他的拉格朗日點則不受到這條規則限制。

  使用深空網路的NASA任務:  其他相關條目:
美國太空總署深太空網路(英語:Deep Space Network)是NASA設定的一個用以聯絡太空船的全球網路設施,位於美國(加洲)、西班牙(馬德里)和澳大利亞(堪培拉),用以為美國太空總署的行星際航行太空船提供通訊,也被用來執行射電天文學和雷達天文學對於太陽系和宇宙的觀測,並對地球軌道上的人造衛星提供支援,是NASA噴射推進實驗室 (JPL)的一部分。歐洲、俄羅斯、中國、印度和日本也有類似的網路。