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GB/T 39345-2020

基本信息

标准号: GB/T 39345-2020

中文名称:空间数据与信息传输系统 高级在轨系统空间数据链路协议

标准类别:国家标准(GB)

英文名称:Space data and information transfer systems—AOS(advanced orbiting systems) space data link protocol

标准状态:现行

发布日期:2020-11-19

实施日期:2021-06-01

出版语种:简体中文

下载格式:.pdf .zip

下载大小:9867736

相关标签: 空间数据 信息 传输 系统 高级 空间 协议

标准分类号

标准ICS号:航空器和航天器工程>>49.140航天系统和操作装置

中标分类号:航空、航天>>航天器及其附件>>V75航天器遥测遥感系统

关联标准

采标情况:ISO 22666:2016

出版信息

出版社:中国标准出版社

页数:52页

标准价格:81.0

出版日期:2020-11-01

相关单位信息

起草人:王向晖、张红军、王维嘉、余晟、潘莉、雷勇、张宏宇、王文平、李瑞军、郭嘉、毛亮、朱斌、齐征、杨克元

起草单位:北京空间飞行器总体设计部、南安市中机标准化研究院有限公司、中国航天标准化研究所、西安空间无线电技术研究所

归口单位:全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC 425)

提出单位:全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC 425)

发布部门:国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会

标准简介

本标准规定了高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的业务、数据单元格式、协议流程、管理参数和支持空间数据链路安全的协议规定。 本标准适用于采用高级在轨系统空间数据链路协议的航天器空-地和空-空通信的数据链路层数据传输业务。


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标准内容

ICS49.140
中华人民共和国国家标准
GB/T39345—2020
空间数据与信息传输系统
高级在轨系统空间数据链路协议Space data and information transfer systems-AOs(advanced orbiting systems)space data link protocol(ISO22666:2016.MOD)
2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
协议概述
相关概念
业务概述
功能概述
业务数据单元
虚拟信道包(VCP)业务
位流业务
虚拟信道访问(VCA)业务
虚拟信道操作控制域(VC_OCF)业务虚拟信道顿(VCF)业务
主信道慎(MCF)业务
插入业务
数据单元格式
位序号的约定
AOS传送顿
传送顿主导头
传送顿插入域
传送顿数据域
操作控制域
顿差错控制域
协议流程
发送端协议流程
接收端协议流程
管理参数
物理信道管理参数
主信道管理参数
虚拟信道管理参数
包传输管理参数
GB/T39345—2020
GB/T39345-2020
10支持空间数据链路安全的协议规定10.1
SDLS协议格式规定
数据链路安全协议流程
数据链路安全业务的管理
附录A(资料性附录)本标准与ISO22666:2016相比的结构变化情况附录B(资料性附录)本标准与ISO22666:2016相比的技术性差异及原因图1
AOS空间数据链路协议与OSI分层关系信道之间的关系
异步业务模型
同步业务模型
发送端协议实体的内部组成
接收端协议实体的内部组成
AOS空间数据链路协议信道树
位序号的约定
AOS传送顿组成结构
传送顿主导头
MPDU格式
BPDU格式
顿差错控制编码逻辑图
顿差错控制译码逻辑图·
包处理功能抽象模型
位流处理功能抽象模型
虚拟信道生成功能抽象模型
虚拟信道多路复用功能抽象模型主信道多路复用功能抽象模型
所有顿生成功能抽象模型
所有顿接收功能抽象模型
主信道解复用功能抽象模型
虚拟信道解复用功能抽象模型
虚拟信道接收功能抽象模型
位流提取功能抽象模型.
包提取功能抽象模型
不带SDLS的与带SDLS的顿比较
AOS空间数据链路协议提供的业务物理信道管理参数
主信道管理参数
虚拟信道管理参数
包传输管理参数
本标准与ISO22666:2016的章条编号对照情况本标准与ISO22666:2016的技术性差异及其原因35
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T39345—2020
本标准使用重新起草法修改采用了ISO22666:2016《空间数据与信息传输系统高级在轨系统空间数据链路协议》。
本标准与ISO22666:2016相比在结构上有较多调整,附录A中列出了本标准与ISO22666:2016的章条编号对照一览表。
本标准与ISO22666:2016相比存在技术性差异,这些差异涉及的条款已通在其外侧页边空白位置的垂直单线(」)进行了标示,附录B中给出了相应技术性差异及其原因一览表。本标准还做了下列编辑性修改:—删除了ISO22666:2016中第1章文档结构、参考文献等部分内容;—将ISO22666:2016中附录A\缩略语”改为了正文第4章;删除了ISO22666:2016的资料性附录B“参考文献”本标准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。本标准起草单位:北京空间飞行器总体设计部、南安市中机标准化研究院有限公司、中国航天标准化研究所、西安空间无线电技术研究所。本标准主要起草人:王向晖、张红军、王维嘉、余晟、潘莉、雷勇、张宏宇、王文平、李瑞军、郭嘉、毛亮、朱斌、齐征、杨克元。
1范围
空间数据与信息传输系统
高级在轨系统空间数据链路协议GB/T39345—2020
本标准规定了高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的业务、数据单元格式、协议流程、管理参数和支持空间数据链路安全的协议规定。本标准适用于采用高级在轨系统空间数据链路协议的航天器空一地和空一空通信的数据链路层数据传输业务。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T2900.54电工术语无线电通信:发射机、接收机、网络和运行(GB/T2900.54—2002,IEC60050-713:1998.IDT)
ISO10537:2016空间数据与信息传输系统封装业务(SpacedataandinformationtransfersystemsEncapsulationservice)
ISO22646:2005空间数据与信息传输系统空间包协议(SpacedataandinformationtransfersystemsSpacepacketprotocol)
3术语和定义
GB/T2900.54界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
定界delimited
数据具有已知且有限长度的特性。3.2
任务阶段missionphase
航天任务的一个时间段,在此期间具有特定目标的任务过程。3.3
空间链路
spacelink
航天器与相应的地面系统或两个航天器之间的通信链路。注:一个空间链路包含一个或多个单向或双向物理信道,缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AOS:高级在轨系统(advancedorbitingsystem);BPDU:位流协议数据单元(bitstreamprotocoldataunit);GB/T39345—2020
CcSDS:空间数据系统咨询委员会(consultativecommitteeforspacedatasystem);CRC:循环穴余校验(cyclicredundancycheck);GVCID:全局虚拟信道标识(globalvirtualchannelidentifier);IN_SDU:插人业务数据单元(insertservicedataunit));MAC:消息认证码(messageauthenticationcode);MC:主信道(masterchannel);MCF:主信道顿(masterchannelframe);MCID:主信道标识(masterchannelidentifier):M_PDU:多路复用协议数据单元(multiplexingprotocoldataunit);OCF:操作控制域(operationalcontrolfield);OCF_SDU:操作控制域业务数据单元(operationalcontrolfieldservicedataunit);OSI开放系统互联(opensystemsinterconnection);PDU:协议数据单元(protocoldataunit);PVN:包版本号(packetversionnumber);RS:里德-所罗门(reed-solomon);SAP:业务访间点(serviceaccesspoint);SCID:航天器标识(spacecraftidentifier);SDLS:空间数据链路安全(spacedatalinksecurity);SDU:业务数据单元(servicedataunit);TFVN:传送帧版本号(transferframeversionnumber):VC:虚拟信道(virtualchannel);VCA:虚拟信道访问(virtualchannelaccess);VCA_SDU:虚拟信道访问业务数据单元(virtualchannelaccessservicedataunit);VCF:虚拟信道慎(virtualchannelframe);VCID:虚拟信道标识(virtualchannelidentifier);VCP:虚拟信道包(virtualchannelpacket);VCOCF:虚拟信道操作控制域(virtualchanneloperationalcontrolfield)5
协议概述
相关概念
5.1.1结构
AOS空间数据链路协议是数据链路层协议,为满足航天任务中航天器与地球站或航天器之间通信链路(合称为空间链路)各种类型和特性空间应用数据高效传输需求而设计。2
OSI分层
网络及上层
数据链路层
物理层
CCSDS分层
网络及上层
数据链路协议子层
同步和信道编码子层
物理层
GB/T39345—2020
CCSDS协议
网络及上层
AOS空间数据链路协议
空间数据链路安全协议
遥测同步和信道编码
物理层
图1AOS空间数据链路协议与OSI分层关系图1说明了AOS空间数据链路协议和OSI参考模型之间的关系。参考CCSDS空间链路协议,定义了数据链路层的两个子层。AOS空间数据链路协议与数据链路协议子层相关,提供使用固定长度协议数据单元(即AOS传送顿)传输各种数据的功能。数据链路协议子层还提供可选择的空间数据链路层安全协议。同步和信道编码子层提供传送顿在空间链路传输所需要的其他功能,包括传送顿的定界/同步、纠错编码/译码(可选)、位转换生成/去除(可选)。5.1.2协议特征
AOS空间数据链路协议为用户提供了多种用于在空间链路上传输数据单元的传输业务。为便于在信号较弱、存在噪声的空间链路上实现简单、可靠和健壮的同步,AOS空间数据链路协议使用固定长度协议数据单元,其长度由任务确定,在特定任务阶段的特定物理信道(指在空间链路上单方向传输的数据位流)上保持不变。AOS空间数据链路协议的协议数据单元称为AOS传送顿(在本标准中,除特别声明,名词“传送顿和\顿”均指AOS传送顿)。每个传送顿包含1个传送顿主导头来提供协议控制信息和1个固定长度数据域来承载更高层业务数据单元。AOS空间数据链路协议的一个关键特征是虚拟信道”的概念。虚拟信道允许一个物理信道被多个高层数据流共享,每个数据流可以有不同的业务需求。因此一个物理信道可以被划分成多个独立的逻辑数据信道,每个逻辑通道为一个“虚拟信道”。每个在物理信道上传送的传送顿都属于该物理信道的一个虚拟信道。
5.1.3空间数据链路安全协议
数据链路协议子层包括可选的空间数据链路安全(SDLS)协议,可为AOS传送顿提供安全保护,例如加密和认证。
SDLS协议的引人不会改变不支持SDLS协议的AOS空间数据链路协议的任何要求。不同虚拟信道间的安全协议可以不同。例如,一些虚拟信道可以选用安全保护,另外一些虚拟信道可以不选用,每个虚拟信道间采用的安全保护类别也可不同。5.1.4导址
传送顿的头有三个标识符区域:传送顿版本号(TFVN)、航天器标识(SCID)和虚拟信道标识(VCID)。TFVN和SCID合起来被称为主信道标识(MCID),MCID和VCID合起来被称为全局虚拟信道标识(GVCID),即:
GB/T39345—2020
MCID=TFVN+SCID
GVCID=MCID+VCID=TFVN+SCID+VCID在一个物理信道上传输的虚拟信道由GVCID进行识别,因此一个虚拟信道由具有相同GVCID的多个传送顺组成
在一个物理信道上的具有相同MCID的所有传送顿组成一个主信道。一个主信道包含一个或多个虚拟信道。一般情况下,一个物理信道只传输包含一个MCID的传送顿,此时主信道和物理信道相同。但是,一个物理信道可以传送具有多个MCID的传送顺。在这种情况下,一个物理信道包含多个主信道。物理信道由物理信道名称进行标识,由型号任务确定,不包含在传送顿的顿头中。上述各类信道之间的关系如图2所示。
虚拟信道:由GVCID标识
主信道:由MCID标识
物理信道:由物理信道名称标识图2信道之间的关系
5.1.5协议描述
本标准从以下几个方面描述AOS空间数据链路协议:a)提供给使用者的业务;
b)协议数据单元;
c)该协议执行的流程。
本标准以原语的形式给出业务的定义,给出协议实体和业务用户之间进行数据信息和控制信息逻辑交换的抽象模型。业务原语的定义独立于具体实现方法。流程规范定义了同级实体之间传输信息而由协议实体执行的流程。流程的定义独立于具体的实现方法和技术。
本标准也指定了信道编码子层和物理层提供的底层业务需求。5.2业务概述
业务特征
AOS空间数据链路协议为用户提供了数据传输业务。协议实体为用户提供业务访问点(SAP),每个业务用户用SAP地址标识。
所有业务的共性特征如下:
单向:连接的一端可通过空间链路发送数据,但是不能接收数据:而另外一端则只能接收数据,不能发送;
不确认接收:发送端不会从数据接收端接收确认信息;b)
不保证完整性:业务不保证完整性,但是某业务可对交付给接收端用户的数据单元序列中去失部分进行标记;
保序:在通过空间链路传送过程中,发送端用户提交的数据单元可能会有丢失或重复,但其顺序保持不变。
5.2.2业务属性
5.2.2.1概述
GB/T39345—2020
根据用户提供业务数据单元与在空间链路上传输协议数据单元的时序关系:AOS空间数据链路协议的业务属性包括:
a)异步;
b)同步;
c)周期性。
下列模型用于阐明业务特征,而不是对航天器或地面系统具体设计的指导或约束,5.2.2.2异步
异步业务模型如图3所示。在这类业务中,业务用户提供业务数据单元的传送时刻与业务提供方生成的传送顿发送时刻之间没有时间关系。用户可以在需要的时刻请求数据传送,但业务提供方可对数据产生速率进行限制。在该类业务中,每个发送端用户的业务数据单元都放进一个队列,队列中的内容按照进人队列的顺序发送给接收端用户。尽管传送差错可能会导致一些数据单元无法传送给接收用户,但业务提供方仅将发送端用户提供的所有数据单元传送一次。数据传送的时机由业务提供方按照任务的规则确定,但也会取决于传送时刻的通信容量。该类业务的主要特征是所有发送端用户的业务数据单元都会被传送,且只被传送一次发送端用户
5.2.2.3同步
业务提供方
从发送端向接收端传送
3异步业务模型
接收端用户
同步业务模型如图4所示。在这类业务中,业务数据单元的传送与下列任一事件同步:a)虚拟信道传送顿的发送;
b)主信道传送顿的发送;
e)物理信道所有传送顿的发送。业务数据单元的传送时机可以是周期的或非周期的在该业务中,发送端用户发送的每个业务数据单元被放入只能容纳一个业务数据单元的缓冲区中缓冲区内容会在传送顺传送时发送给接收端用户。传送顿的传送时机由业务提供方依据任务的规则确定,通常用户也知晓该规则。该业务本质上为时分复用,其主要特征是数据的传送时机由传送机制驱动,而不是由用户业务请求驱动。因此,用户的某个业务数据单元可能被发送一次、多次(如果缓冲区内还没有新值),或根本没有传送(如果业务提供方还未来得及发送该业务数据单元,其内容就已经被第二个业务数据单元所覆盖)。
GB/T39345—2020
5.2.2.4周期性
发送端用户
缓冲区
缓冲区中的内容
每传送顿传输1次
业务提供方
从发送端缓冲区向接收端传送
同步业务模型
接收端用户
周期性业务是同步业务的一个特例,其业务数据单元以固定速率传送。在以下两种情况下,同步业务为周期性业务:
如果该业务属于某个虚拟信道(或主信道),并且该虚拟信道(或主信道)以固定速率产生传a)
送顿;
b)如果该业务属于一个主信道,并且其物理信道只有一个主信道。周期性业务在业务接口处规定了最大延迟和抖动。对于周期性业务,如果业务用户提供业务数据单元的速率和业务提供方发送这些业务数据单元的速率相同,那么所有业务数据单元只发送一次。5.2.3
业务说明
5.2.3.1概述
AOS空间数据链路协议提供了七种业务,其中五种业务(VCP业务、位流业务,VCA业务、VCOCF业务和VCF业务)用于虚拟信道:MCF业务用于主信道,插入业务用于物理信道上的所有传送顿,见表1。其中SDLS协议为可选项,能够为部分业务传输的SDU提供安全保护,安全保护形式包括:
加密:为数据内容提供加密服务:认证:确认数据的来源及完整性。表1AOS空间数据链路协议提供的业务业务名称
VCP业务
位流业务
业务属性
异步或周期性
业务数据
位流数据
SAP地址
GVCID+PVN
SDLS安下载标准就来标准下载网
全特性
业务描述
虚拟信道包(VCP)业务在空间链路传输长度可变、定界,按字节排列的包序列的业务,单向、异步、保序,但不保证完整性
位流业务(BitstreamService)在空间链路传输位流的业务,单向、异步或周期性、保序,但不保证完整性
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