本文件规定了航天器SpaceFibre总线通信协议的业务、数据格式、物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、管理信息库和可靠性设计。 本文件适用于航天器内的SpaceFibre总线及其相关设备的研制与使用。

ICS49.140
CCSV75
中华人民共和国国家标准
GB/T43670—2024
空间数据与信息传输系统
航天器SpaceFibre总线通信协议SpacedataandinformationtransfersystemsSpaceFibre data bus communication protocol on spacecraft2024-03-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-07-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
协议栈
拓扑结构
业务定义
业务说明
网络层业务
数据链路层业务
物理层业务
管理信息库业务
格式定义
8B/10B编解码方式
控制字
顿格式
数据包格式
控制字与顿优先级
K码汇总表.
7.8控制字符号汇总表
物理层协议·
物理层功能
串行化
数据链路层协议
信道子层协议
多信道子层协议·
链路控制子层协议·
10网络层协议
网络层功能
SpaceFibre网络
虚拟网络
发送数据包
接收数据包
路由交换机
GB/T43670—2024
GB/T43670—2024
数据包寻址
组自适应路由
数据包多播.
广播消息
SpaceFibre节点·
SpaceFibre单元
管理信息库
管理信息库功能
网络管理
配置参数
状态参数
12可靠性设计
服务质量保证机制
FDIR机制
附录A（资料性）
SpaceFibre总线物理层设计参考附录B（规范性）
附录C（资料性）
参考文献·
SpaceFibre总线通信协议业务接口SpaceFibre总线通信协议CRC校验码计算图1SpaceFibre总线协议栈示意图SpaceFibre总线最简网络示意图图2
SpaceFibre总线复杂网络示意图8B/10B编码符号的D/K字符表示法示意图数据包末尾的填充字符
数据包开头和结尾的填充字符
单信道数据顿结构
空闲顿结构
广播顿结构
SpaceFibre数据包格式
物理层接口
单信道链路的信道子层接口
多信道与信道子层的连接接口
信道初始化状态机
接收同步状态机·
多信道子层接口
两端信道数量不同的多信道链路多信道链路上的字构成行
在多信道链路上展开数据
多信道链路中使用PAD控制字补齐多信道链路的行对齐
对齐状态机
包含单向信道的多信道链路
链路控制子层接口
加扰/解扰器
个短数据的加扰示例·
空闲帧加扰效果
16位CRC计算中的位排序示意
8位CRC计算中的位排序示意..
接收错误状态机
数据字识别状态机
链路复位状态机
网络层接口关系
SpaceFibre网络构成
虚拟网络的关系
SpaceFibre路由交换机的组成
SpaceFibre节点组件和节点例化SpaceFibre单元的组件和例化
电物理层单方向结构示意
串行输出信号
串行输出测试电路
串行眼图模板
串行输人信号
飞行电缆组件单个信道示意图.·飞行连接器转接保护器
EGSE电缆组件单个信道连接示意EGSE至飞行适配器电缆组件示意图A.10
单向光纤物理层结构组成
采用有源光纤的单向光纤物理层结构组成1Gbit/s～5Gbit/s发送器的电-光眼图模板1Gbit/s～10Gbit/s发射器的电-光眼图模板·包含一个信道的飞行光缆组件
包含多个信道的飞行光缆组件
非对称链路的飞行光缆组件
飞行用有源光缆组件
数据顿的CRC校验码计算示例
广播帧和FCT的CRC校验码计算示例5B/6B编码表（8bit数据的低5位编码）3B/4B编码表（8bit数据的高3位编码）信道控制字
多信道控制字
数据控制字
流控制字
错误恢复控制字
接收错误指示控制字
SpaceFibre标准字符
GB/T43670—2024
GB/T43670—2024
填充控制字符
K码汇总表
控制字符号汇总表
不同QoS类型的优先权值
路由交换机地址
SpaceFibre配置参数·
SpaceFibre状态参数.
控制字符号汇总表
1Gbit/s～3.125Gbit/s串行眼图模板间距3.125Gbit/s~6.25Gbit/s串行眼图模板间距1Gbit/s～3.125Gbit/s的驱动器和接收器特性表A.5
3.125Gbit/s～6.25Gbit/s的驱动器和接收器特性飞行电缆组件连接器触点终端连接关系·飞行连接器转接保护器连接器触点端接EGSE电缆组件连接器触点终端连接关系EGSE至飞行适配器电缆组件连接器触点终端连接关系1Gbit/s~5Gbit/s发射器的电-光特性1Gbit/s10Gbit/s发射器的电-光特性表A.12
1Gbit/s5Gbit/s接收器的电-光特性1Gbit/s~10Gbit/s接收器的电-光特性飞行光缆组件中每条SpaceFibre信道的连接器触点连接关系飞行有源光缆组件连接器中每条SpaceFibre信道的信号飞行有源光缆组件中每条SpaceFibre信道的连接器触点连接关系24
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
GB/T43670—2024
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会（SAC/TC425)提出并归口。本文件起草单位：北京空间飞行器总体设计部、中国空间技术研究院、北京微电子技术研究所、中国航天标准化研究所、厦门洋池科技研究院有限公司、国网思极位置服务有限公司、浙江汇隆晶片技术有限公司。
本文件主要起草人：牛跃华、汪路元、许志宏、李欣、刘伟伟、庞亚龙、赵文彦、郭鹤鹤、詹盼盼田苗苗、吴伟、李珂、王文平、飞海东、许冬彦、王丹、冯国平、蒋帅、张溢、郭佳鑫、许捷立、赵光、辜批林V
1范围
空间数据与信息传输系统
航天器SpaceFibre总线通信协议GB/T43670—2024
本文件规定了航天器SpaceFibre总线通信协议的业务、数据格式、物理层协议、数据链路层协议网络层协议、管理信息库和可靠性设计。本文件适用于航天器内的SpaceFibre总线及其相关设备的研制与使用。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T42041
术语和定义
航天术语空间数据与信息传输
GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
直activelane
活动信道
处于激活状态的单向信道或双向信道3.2
客asymmetriclink
非对称链路
包含多条信道的链路中，有一条或多条信道为单向信道的链路3.3
availablebandwidth
可用带宽
从上次更新带宽信用至当前的时段内，链路中所有虚拟信道所发送的数据字以及控制字的数量。3.4
带宽利用率
bandwidth utilisation
分配给某虚拟信道的带宽在最近时段内已使用的比例。注：当虚拟信道的带宽信用达到上限阅值或下限阈值时，短时无需进行带宽利用率测算。3.5
bi-directional lane
双向信道
在链路上进行双向信息传输的活动信道。3.6此内容来自标准下载网
广播消息
broadcastmessage
发送给网络上每个节点的8字节应用数据，以及表示应用数据含义的8位广播类型标识。1
GB/T43670—2024
广播顿broadcastframe
在广播消息前后分别加上广播开始（SBF)和广播顿结束（EBF），对广播消息进行封装后的顿。3.8
D-code
在使用的8B/10B编码传输方案中，将8位数据字符首先用9位编码值进行表示，其中包含1位设置为0的D/K标志位和8位数据字符的一种编码。3.9
K-code
在使用的8B/10B编码传输方案中，将8位控制字符首先用9位编码值进行表示，其中包含1位设置为1的D/K标志位和8位控制字符，且8位控制字符只能为12种有效取值之一的一种编码，3.10
逗号码
SpaceFibre链路中采用的一种特殊专用控制符号。注：取值为K28.5或K28.7。
控制字
controlword
用来进行SpaceFibre协议控制的字符。注：控制字包含逗号码，以及由K码后跟随3个数据字符或填充字符组成的广播顿结束（EBF)、数据顿结束(EDF）、流控制令牌（FCT)、接收错误控制字（RXERR)等。3.12
disparity
游程值
码流中“1”与“0”个数之差。3.13
直currentrunningdisparity
当前运行游程值
串码流从开始到当前传输过程中所积累的游程值注：码流中1比0的个数多时游程值为正，反之为负。3.14
数据字dataword
由4个SpaceFibre标准字符或填充字符组成的字。3.15
数据段
datasegment
个或多个数据包中最多N×64个连续数据字构成的分组。注：N是小于或等于“最大数据发送信道数”控制参数的整数。3.16
Fendofpacketmarker
包结束符
表示数据包结束的标准字符。
end-point
网络与主控系统之间提供接入网络的一路接口。3.18
Fend-pointerror end of packet marker错误包结束符
表示发生错误的数据包结束的标准字符。2
流控制令牌flowcontroltoken
用于管理链路上可交换MX64个数据字的数据流控制字。注：其中M是1到8之间的整数
hotredundantlane
热备份信道
GB/T43670—2024
当前未发送数据，但已处于活动状态，可随时替换故障的数据发送使能置位的信道3.21
无效符号
invalid symbol
不在SpaceFibre通信协议的8B/10B解码表中的符号，即不在D码或K码的有效符号范围内的异常符号。
直lane
在两个设备之间运行SpaceFibre通信协议的-条物理连接注：信道能够通过电缆介质或光纤介质实现，能够为双向传输或单向传输、3.23
线路驱动器
Flinedriver
通过一种特定传输介质驱动信号的电路单元。3.24
线路接收器
linereceiver
通过一种特定传输介质接收发来的信号的电路单元。3.25
各link
位于两个SpaceFibre端口之间用于在两个端口之间传输数据包和广播消息的双向连接注：一条链路包含一个或多个信道。3.26
linkbandwidth
链路带宽
1s内能够通过SpaceFibre链路发送的数据字和控制字的数量。3.27
链路复位
linkreset
用于复位SpaceFibre链路的链路控制子层及其以下各层的控制信号。3.28
路径地址
pathaddress
位于数据包起始部分的一个或多个数据字符组成的序列，用于定义数据包跨SpaceFibre网络从源端到目的端的路由。
逻辑地址
logicaladdress
位于数据包头部特定位置，用于标识数据包目的地址的数据字符。3.30
管理参数
management parameter
管理SpaceFibre节点或路由交换机工作模式的配置参数、控制参数或状态值。3.31
客multi-lanelink
多信道链路
包含两个或两个以上信道的SpaceFibre链路3
GB/T43670—2024
归一化预期带宽normalisedexpectedbandwidth一个虚拟信道在整个链路带宽中预计使用的带宽比例。3.33
接收行
Freceivingrow
多信道链路中在近乎相同的时间内从并行的所有数据接收信道收到的一组数据字。注：相同的时间指在一个信道上接收一个字所用的时间，即小于或等于40个比特周期。3.34
发送行
sendingrow
多信道链路中在近乎相同的时间内通过并行的所有数据发送信道发送的一组数据字。注：相同的时间指在一个信道上发送一个字所用的时间。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
BER：比特误码率（BitErrorRate）CDR：时钟数据恢复（ClockDataRecovery）CML：电流模式逻辑（CurrentModeLogic）CRC：循环穴余校验（CyclicRedundancyCheck）DMA：直接存储器访问（DirectMemoryAccess）EGSE：电子地面支持设备（ElectronicGroundSupportEquipment）ER：消光比（ExtinctionRatio）FDIR：故障检测、隔离与恢复（FaultDetection，IsolationandRecovery）FIFO：先人先出型缓存（FirstInFirstOut）LFSR：线性反馈移位寄存器（LinearFeedbackShiftRegister）LoS：信号丢失指示（LossofSignalIndication）OMA：光调制幅度（OpticalModulationAmplitude）PD：光电探测器（PhotoDetector）PRBS：伪随机比特序列（Pseudo-randomBitSequence)QoS：服务质量（QualityofService）RMAP：远程存储器访问（RemoteMemoryAccessProtocol）UI：单位间隔（UnitInterval）UML：通用建模语言（UniversalModellingLanguage）VCSEL：垂直腔面发射激光器（VerticalCavitySurfaceEmittingLaser）VML：电压模式逻辑（VoltageModeLogic）5总则
5.1协议栈
SpaceFibre总线是一种面向航天应用而设计的万兆级以上超高速数据链路和网络。SpaceFibre总线的完整协议栈由物理层、数据链路层、网络层及管理信息库组成，其中数据链路层分为信道子层、多信道子层和链路控制子层，多信道子层为可选层。SpaceFibre总线协议栈如图1所示。4
注1：
注2：
注3：-
数据包
标准字符和
填充字符
物理层
代表主要并行数据流。
一代表串行数据或控制/状态流。代表配置与管理信息。
用户应用
网络层
数据包
标准字符和
填充字符
链路控制子层
数据和
控制字
数据和
控制字
多信道子层
数据和
控制字
数据和
控制字
信道子层
接收10位
并行数据
物理层
物理层
图1SpaceFibre总线协议栈示意图各协议层包含下列内容。
GB/T43670—2024
网络层主要负责将应用信息通过SpaceFibre网络传输。它提供两类业务：数据包传输业务和a）
广播消息业务。数据包传输业务通过SpaceFibre网络传输SpaceFibre数据包，其格式与路由方式和SpaceWire一致。SpaceFibre同时支持路径寻址与逻辑寻址。广播消息业务负责向网络中的所有节点广播8字节的短消息。这些消息可以携带时间信息以及同步信号：用于指示多种网络事件的发生。
链路控制子层主要负责提供QoS以及管理SpaceFibre链路上的信息流，采用1个或多个具备b）
独立流控制的虚拟信道，将需要通过链路传输的信息组成顿以支持QoS与可选的数据加扰以降低电磁辐射。链路控制子层还负责错误恢复，支持重新发送链路远端检测到出错的或丢失的帧/控制字。SpaceFibre对瞬态错误有着很强的恢复能力c）
多信道子层负责并行处理多条SpaceFibre信道以提供更高的数据吞叶量。当一个信道发生错误时，多信道子层支持降级工作，自动将流量分配到仍正常工作的信道上。一个SpaceFibre链路是逻辑上的数据链路，可由一条或多条物理信道组成。SpaceFibre链路中是否使用多信道是可选的。
信道子层负责建立信道上的通信连接，将数据与控制字编码为符号，通过信道发送或接收符号，将收到的符号解码为数据或控制字，当信道发生错误时重新建立信道上的通信连接。采用8B/10B编码，提供直流平衡信号，可采用交流耦合提供电气隔离。在物理层中，发送端负责将8B/10B符号串行化后发送到物理介质中去。接收端负责从介质e）
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