空間數據與信息傳輸系統高級在軌系統空間數據鏈路協議國家市場監督管理總局國家標準化管理委員會IGB/T39345—2020 Ⅲ 12規范性引用文件 1 1 15協議概述 25.1相關概念 2 4 7 6.1概述 6.2業務數據單元 6.4位流業務 6.5虛擬信道訪問(VCA)業務 6.6虛擬信道操作控制域(VC_OCF)業務 6.8主信道幀(MCF)業務 6.9插入業務 7數據單元格式 7.1位序號的約定 7.2AOS傳送幀 7.3傳送幀主導頭 7.4傳送幀插入域 7.5傳送幀數據域 7.6操作控制域 7.7幀差錯控制域 8協議流程 258.1發送端協議流程 8.2接收端協議流程 299管理參數 9.1概述 9.2物理信道管理參數 9.3主信道管理參數 9.4虛擬信道管理參數 9.5包傳輸管理參數 Ⅱ 10.2SDLS協議格式規定 10.3數據鏈路安全協議流程 附錄A(資料性附錄)本標準與ISO22666:2016相比的結構變化情況 附錄B(資料性附錄)本標準與ISO22666:2016相比的技術性差異及原因 41 3圖2信道之間的關系 4 5圖4同步業務模型 6 8 9圖7AOS空間數據鏈路協議信道樹 9 圖10傳送幀主導頭 21圖12B_PDU格式 22圖13幀差錯控制編碼邏輯圖 24圖14幀差錯控制譯碼邏輯圖 25圖15包處理功能抽象模型 26圖16位流處理功能抽象模型 27圖18虛擬信道多路復用功能抽象模型 28 圖20所有幀生成功能抽象模型 29圖21所有幀接收功能抽象模型 圖22主信道解復用功能抽象模型 圖23虛擬信道解復用功能抽象模型 圖24虛擬信道接收功能抽象模型 圖25位流提取功能抽象模型 圖26包提取功能抽象模型 圖27不帶SDLS的幀與帶SDLS的幀比較 表1AOS空間數據鏈路協議提供的業務 6 表4虛擬信道管理參數 41Ⅲ本標準使用重新起草法修改采用了ISO22666:2016《空間數據與信息傳輸系統高級在軌系統空本標準與ISO22666:2016相比在結構上有較多調整，附錄A中列出了本標準與ISO22666:2016的垂直單線(|)進行了標示，附錄B中給出了相應技術性差異及其原因一覽表。下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引GB/T2900.54電工術語無線電通信：發射機、接收機、網絡和運行(GB/T2900.5IEC60050-713:1998,IDISO10537:2016空間數據與信息傳輸系統封裝業務(Spacedataandinformationtransfersys-tems—EncapsulationserviISO22646:2005空間數據與信息傳輸系統空間包協議(SpacedataandinformationtransferGB/T2900.54界定的以及下列術語和定義適用AOS:高級在軌系統(advancedorbitingsystem);B_PDU:位流協議數據單元(bitstreamprotocoldataunit);2VCF:虛擬信道幀(virtualcVCP:虛擬信道包(virtualchannelpacket);3和數據鏈路層圖1說明了AOS空間數據鏈路協議和OSI參考模型之間的關系。參考CCSDS空間鏈路協議，定議數據單元(即AOS傳送幀)傳輸各種數據的功能。數據鏈路協議子層還提供可選擇的空間數據鏈路AOS空間數據鏈路協議為用戶提供了多種用于在空間鏈路上傳輸數據單元的傳輸業務。為便于數據位流)上保持不變。AOS空間數據鏈路協議的協議數據單元稱為AOS傳送幀(在本標準中，除特信息和1個固定長度數據域來承載更高層業務數據單元。SDLS協議的引入不會改變不支持SDLS協議的AOS空間數據鏈路協議的任何要求。傳送幀的頭有三個標識符區域：傳送幀版本號(TFVN)、航天器標識(SCID)和虛擬信道標識(VCID)。TFVN和SCID合起來被稱為主信道標識(MCID),MCID和VCID合起來被稱為全局虛擬45發送端用戶發送端用戶6發送端用戶a)如果該業務屬于某個虛擬信道(或主信道),并且該虛擬信道(或主信道)以固定速率產生傳周期性業務在業務接口處規定了最大延遲和抖動。對于周期性業務，如OCF業務和VCF業務)用于虛擬信道，MCF業務用于主信道，插入業務用于物理信道上的所有傳送幀，見表1。其中SDLS協議為可選項，能夠為部分業務傳輸的SDU提供安全保護，安全保護形式1包有2有路傳輸位流的業務，單向、異步或周期性、保序，但不保證完整性73VCA業務有上傳輸固定長度、自定義格式SDU序列的業務，單向、異步或周期性、保序，但4同步或周期性無道傳送幀操作控制域內)的同步傳輸的業務，單向、保序，與虛擬信道傳送幀的5無向、異步或周期性、保序，但不保證完整性6MCF業務無輸由獨立協議實體產生的固定長度的AOS主信道傳送幀序列的業務，單向、7無插入業務(InsertServiced)對于未選用VCF業務的虛擬信道，該虛擬信道只能選用VCP業務、位流業務或VCA業務中用低層業務的AOS傳送幀序列中。AOS傳送幀具有固定長度，并且應以固定的速率在物理信道上8發送端和接收端協議實體的內部組織如圖5和圖6所示。圖5中位流位流數據流方向9數據流方向通過從圖5和圖6中提煉多路復用/解復用和整合/分解功能，圖7描述了各種數據單元之間的關_整合分解位流業務位流包務圖7AOS空間數據鏈路協議信道樹圖7中，多路復用按照由任務規定的算法將多個數據單元流(每個數據單元流具有不同的標識)復用產生一個數據單元數據流。整合按照協議規定的格式規則將多個數據單元(每個數據單元來自不同6.3.3.1VCP.request原語6.3.3.2VCP.indication原語VCP.indication由業務提供方傳遞給接收端VCP業務用戶，用來交付一個包。該原語通過BITSTREAM.request(BiBITSTREAM.indication(BBITSTREAM.indication由業務提供方傳遞給接收端位流業務用戶，用來交付位流數據。該原語在一個虛擬信道只有一個用戶能使用該業務，該用戶由虛擬信道的GVCID標識。不同用戶的業VCA業務原語使用的參數如下：a)VCA_SDU:VCA業務傳輸的SDU。b)GVCID:用于標識傳輸VCA_SDU的VC。在發送端，VCA業務用戶向業務提供方提交一個VCA.request,用來請求通過指定虛擬信道向接收端用戶傳輸一個VCA_SDU。該原語參數如下：在需要發送VCA_SDU時，發送端業務用戶將VCA.request提交給業務提供方，VCA.request后傳輸VCA_SDU。該原語用于在指定的空間鏈路虛擬信道上傳輸VCA_SDU。在接收端，業務提供方將VCA.indicVCA.indication由業務提供方傳遞給接收端VCA業務用戶，用來交付一個VCA_SDU。該原語通過GVCID標識虛擬信道訪問業務用戶。VC_OCF.indication(OC6.7.3.1VCF.request原語6.7.3.2VCF.indica6.8.3.2MCF.indicat過MCID識別MCF業務用戶。對Nbit數據的高低位遵守下述約定：第一個傳送的bit稱之為位0(b?),緊接的bit定義為位(可選)傳送幀尾(可選)(可選)(可選)2字節(可選)回放志1字節傳送幀主導頭的位16到位39為虛擬信道幀計數。該24位為1個順序二進制計數器(模a)域生成多項式按公式(1)計算。b)碼生成多項式按公式(2)計算。g(X)=(X+a?)(X+a?)(X+a?)(X+a?),GF(2?g(X)——RS碼的生成多項式；a——域GF(2?)選擇。RS(10,6)碼能夠校正兩個符號以內(包括兩個符號)的差錯，足以在信道誤碼率為1×10-5的隨機比特差錯信道上實現數據域丟失率小于1×10-7的性能。對于使用卷積編碼的信道，特別是卷積編碼進行了交織時，由于卷積譯碼器的突發差錯特性，在信道誤碼率為1×10-5時數據域丟失率降為入域剛好容納一個按字節排列的IN_SDU。如果物理信道選用插入業務傳輸7.5傳送幀數據域傳送幀數據域包含一個M_PDU,或一個B_PDU,或一個VCA_SDU,M_PDU、B_PDU、VCA_SDU和空閑數據不能混和在同一個虛擬信道中。例如：如果一個虛擬信道傳輸M_PDU,該虛擬信道的每個傳送幀都包含一個M_PDU。由任務確定一個特定虛擬信道傳輸M_PDU無間隔地緊接在傳送幀主導頭或傳送幀插入域(如果選用)之后。特定虛擬信道的M_包#k+1圖11M_PDU格式包(包括空閑包),會產生一個包域中僅包含空閑數據的M_PDU,相關規定如下：a)當沒有包可以傳輸時，特定虛擬信道則傳輸包域中僅包含空閑數據的M_PDU,一方面用來保持傳送幀的傳輸同步，一方面用來傳輸操作控制域(如果選用)中的數據；b)任何需要的時候都可產生包域中僅包含空閑數據的M_PDU(即使一個包被拆分到多個MPDU,在該包的傳輸過程中也可產生);c)數據域中僅包含空閑數據的M_PDU不能與7.5.1中定義的空閑數據傳送幀混淆；d)M_PDU包域中的空閑數據不能與空閑包混淆，空閑包的定義見ISO22646:2005。7.5.3位流協議數據單元(B_PDU)B_PDU無間隔地緊接在傳送幀主導頭或傳送幀插入域(如果選用)之后。特定虛擬信道的B_PDU長度由任務確定，與傳送幀數據域的固定長度嚴格匹配。B_PDU包括B_PDU頭(長度為2字節，必選)和B_PDU位流數據域(長度為整數字節，必選)兩部分，如圖12所示。B_PDU頭包括保留域(長度為2bit,必選)和位流數據指針(長度為14bit,必選)兩圖12B_PDU格式保留域位于B_PDU頭的位0和位1,置為“00”。位流數據指針位于B_PDU頭的位2到位15。若在一個B_PDU發送之前所收到的位流數據數量不夠，則應插入空閑數據。B_PDU位流數據域中各位的位置從0開始編號，遞增排序。位流數據指針標識B_PDU位流數據域中有效用戶數據最后一位的位置(即用戶數據與插入空閑數據之間的邊界),a)若位流數據域中沒有空閑數據(即B_PDU中僅包含有效用戶數據),則位流數據指針為“全b)若位流數據域中不包含有效用戶數數據(即B_PDU中僅包含空閑數據),則位流數據指針為“11111111111110”。7.5.3.4B_PDU位流數據域B_PDU位流數據域無間隔的緊接在B_PDU頭之后。位流數據域包含固定長度的用戶位流數據(可能以空閑數據結束，其位置由位流數據指針界定),或包含空閑數據(其長度固定，空閑特征由任務確定)。若在一個裝載B_PDU的虛擬信道傳送幀的發送時刻沒有位流數據可用，則生成一個數據域僅包含空閑數據的B_PDU,相關規定如下：a)當沒有位流數據可以傳輸時，特定虛擬信道傳輸數據域中僅包含空閑數據的B_PDU,一方面b)數據域中僅包含空閑數據的B_PDU不能與7.5.1中定義的空閑數據傳送幀混淆。同一虛擬信道上不同傳送幀操作控制域的位1取值可不同。幀差錯控制域無間隔地緊接在操作控制域(如果選用)或傳送幀數據域之后，長度為2字節。如果幀差錯控制域采用CRC技術。編碼過程輸入(n—16)bit(為傳送幀除幀差錯控制域以外部分，n為傳送幀長度),通過在末尾16位附加一個16bit的幀差錯控制域生成一個二進制系統碼塊(n,n—幀差錯控制編碼處理的表達式見公式(3)。公式(3)中所有的計算為模2計算。FECF=[X1?·M(X)+X(n-16)·L(X)]modG(X)…………M(X)——(n—16)bit信息位的二進制系數多項式，傳輸的第一位是M?) (5)FECF=P?·X15+P?·X1?+ +P14·X1+P15·X?…………(P?——傳輸的第一位(對應X的最高冪次);X”-16·L(X)在編碼之前移位寄存器初值應全為1。圖13所示為一個典型編碼生成器，對于每一P?P?P?P?P1?P?xP?P?P?x?P?P?x?P?S(X)=[X1?·C*(X)+X”·L(X)]modG(X)S(X)——綜合多項式，檢驗無錯為0,有錯為非0,傳輸的第一位是最高位S?(對應X最高冪次);接收塊C*(X)等于發送塊C(X)模2加上nbit校驗塊E(X),即C*(X)=C(X)+E(X),均以x2x3x?x?x?x2x3x?x?x?x?x?x0-圖14幀差錯控制譯碼邏輯圖發送端的協議流程見5.3.2,如圖5所示。能實例。包處理功能將包拼接在一起直到超過M_PDU最大長度來構造M_PDU。超過M_PDU最大長度的包都需要進行分割，將M_PDU填充滿，然后在相同虛擬信道上用剩余部分開始一個新的成一個連續包串。首導頭指針用來標識M_PDU包域中首個完整包的第間包協議定義(見ISO22646:2005)的空閑包，其最短長度為7字節(即長度為6字節的主導頭加長度為1字節的空閑數據);也可以是封裝業務(見ISO10537:2016)定義的空閑包，其最短長度為1字節(即長度為1字節的導頭)。包處理功能的抽象模型如圖15所示。包包虛擬信道的圖15包處理功能抽象模型任務確定)填充B_PDU的剩余部分。B_PDU頭中位流數據指針對有效位流數據結束和空閑數據開始之間的邊界進行標識。如果需要，位流處理功能可以產生一個空閑B_PDU,其位流數據指針為“11111111111110”。B_PDU的長度與虛擬信道(由GVCID標識)傳送幀數據域的長度相等。位流處理功能的抽象模型如圖16所示。能圖16位流處理功能抽象模型成傳送幀主導頭。每個虛擬信道單獨生成虛擬信道幀計數，并且置入主導頭。如果某個虛擬信道有理功能與VCA業務用戶中的一種。處理功能業務用戶B_PDUVCA_SDU傳送幀生成虛擬信道多路復用功能業務用戶虛擬信道生成功能包處理功能圖17虛擬信道生成功能抽象模型虛擬信道多路復用功能的抽象模型如圖18所示。VCFVCF空閑幀圖18虛擬信道多路復用功能抽象模型主信道多路復用功能抽象模型如圖19所示。MCF圖19主信道多路復用功能抽象模型若特定物理信道選用插入業務，則在該物理信道上傳輸的所有傳送幀都包含固定長度的插入域。IN_SDU應按照相同時間間隔等時產生，該時間間隔與物理信道上傳送幀的發送時間相關。所有幀生所有幀生成功能抽象模型如圖20所示。圖20所有幀生成功能抽象模型接收端協議處理流程見5.3.2,如圖6所示。所有幀接收功能用于從物理信道的傳送幀中提取IN_SDU,并完成幀差錯控制譯碼。每個物理信若選用了插入業務，則所有幀接收功能從輸入傳送幀流的插入域中提取IN_SDU(無論其GVCID所有幀接收功能的抽象模型如圖21所示。圖21所有幀接收功能抽象模型主信道解復用功能檢查輸入傳送幀流中的MCID,并且將其轉發至虛擬信道解復用功能，以及主信道解復用功能的抽象模型如圖22所示。MCFMC圖22主信道解復用功能抽象模型虛擬信道解復用功能檢查輸入傳送幀流中的VCID,并將其轉發至虛擬信道接收功能，以及VCF虛擬信道解復用功能的抽象模型如圖23所示。圖23虛擬信道解復用功能抽象模型位流提取功能或VCA業務用戶)。包包虛擬信道接收功能B_PDUVCA_SDU位流提取功能用于從虛擬信道接收功能接收到的固定長度的B_PDU中提取變長的位流數據。每個虛擬信道有一個位流提取功能實例。位流提取功能提取出來的位流數據交付給由GVCID標識的位位流提取功能的抽象模型如圖25所示。圖25位流提取功能抽象模型有一個包提取功能實例。每個M_PDU的首導頭指針與M_PDU內每個包的長度域一起提供包提取所如果M_PDU中最后一個包不完整，包提取功能從同一虛擬信道接收的下一個M_PDU的起始位包包說明字符串由任務命名，應準確表明該物理信道的作用由任務確定，單位為字節，特定任務階段，某物理信道上的2bit,取值為“01”表2(續)說明8bit,取值范圍為{0,1,…,255}由任務確定幀頭差錯控制選用參數字符串取值為選用/不選用字符串幀差錯控制域選用參數字符串取值為選用/不選用說明8bit,取值范圍為{0,1,…,255}取值范圍為{0,1,…,63},由任務確定取值63的VCID用于標識空閑數據傳送虛擬信道管理參數的定義見表4。管理參數說明8bit,取值范圍為{0,1,…,255}取值范圍為{0,1,…,63},數據從{M_PDU,B_PDU,VCA_SDU,空閑數據}中選擇一種字符串取值為選用/不選用包傳輸管理參數的定義見表5。取值范圍編碼為“111”)字符串(可選)傳送幀尾(可選)(可選)幀差錯控制域(可選)2字節(可選)(可選)傳送幀尾(可選)(可選)幀差錯控制域(可選)2字節圖27不帶SDLS的幀與帶SDLS的幀比較帶SDLS的傳送幀主導頭符合7.3.1的規定。帶SDLS和不帶SDLS的傳送幀主導頭相同。帶SDLS的傳送幀插入域符合7.4的規定。帶SDLS和不帶SDLS的傳送幀插入域相同。如果應用SDLS,安全頭無間隔地緊接在傳送幀插入域(如果選用插入域)或傳送幀主導頭之后。長度不大于64字節。在給定的任務中安全頭長度是固定的，采用SDLS協議后傳送幀的長度保持不a)符合7.5的規定；單元無間隔地緊接在安全頭之后。數據單元可以是M_PDU、B_PDU或VCA_SDU(c)帶SDLS的幀，傳送幀數據域包含整數個字節，且等于特定物理信道上的固定傳送幀長度1)傳送幀主導頭長度和安全頭長度；1)虛擬信道生成功能組幀；本標準與ISO22666:2016相比在結構上有表A.1本標準與ISO22666:2016的章條編號對照情況1234附錄A表A.1(續)95附錄A附錄B附錄B表B.1給出了本標準與ISO22666:2016本標準章原因1修改了國際標準1.1中的具體描述；鏈路協議的三個部分調整到國家標準的第1章中按照中文標準習慣描述本標準的主要內容及使用范圍刪除了國際標準1.2中說明其標準不包含的內容中文標準的習慣不需要單獨介紹本標準不包含的內容刪除了國際標準1.3中對CCSDS代理機構的國際標準1.3說明其對CCSDS代理機構的支持情況，本刪除了國際標準1.4對于其發展基本原理的國際標準1.4說明其發展的基本原理，本標準為采用國際標準，不需要說明國際標準的原理刪除了國際標準1.5中的文檔結構說明國際標準1.5為文檔結構，本標準的文檔結構在編制說明中已進行表述國際標準1.7列舉了其參考的文檔，本標準是采用該國際標準，不再需要說明該國際標準的參考文檔2差異的調整，調整的情況集中反映在第2章“規范性引用文件”中，具體調整如下：(IEC60050-713:1998,IDT)(見第3章);———增加引用了ISO22646:2005(見6.2.2、———增加引用了ISO10537:2016(見8.1.2)準編寫和版式要求3國際標準1.6列舉了其用