本文件规定了空间数据与信息传输系统的统一空间数据链路协议(USLP)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协议。本文件适用于采用统一空间数据链路协议的航天器到地面、地面到航天器和航天器之间通信的数据链路层数据传输业务。

ICS49.140
CCS 75
中华人民共和国国家标准
GB/T42040—2022
空间数据与信息传输系统
统一空间数据链路协议
Spacedata and information transfer systems-Unified space data link protocol2022-10-12发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-12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
业务数据单元·
多路访问点包业务
多路访问点访问业务
多路访问点字节流业务
主信道操作控制域业务
虚拟信道顿业务
主信道顿业务
插入业务。
通信操作规程管理业务
数据单元格式
位序号约定
统一空间数据链路协议传送顿
传送顿主导头
传送顿插入域
传送帧数据域·
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…
9管理参数
总则·
物理信道管理参数
主信道管理参数
虚拟信道管理参数
MAP信道管理参数
GB/T42040—2022
GB/T42040—2022
包传输管理参数：
10空间数据链路安全协议
通用要求
10.2空间数据链路安全协议格式10.3空间数据链路安全协议流程10.4带空间数据链路安全的管理参数10.5空间数据链路安全业务的管理附录A（规范性）截短传送顿协议数据单元附录B（资料性）仅空闲数据传送顿随机化实现方式附录C（规范性）CRC-16顿差错控制域编码过程图1USLP协议与OSI参考模型之间的分层关系图2
各类信道之间的关系
异步业务模型
同步业务模型·
发送端协议实体的内部组织及流程接收端协议实体的内部组织及流程USLP协议信道树
位序号的约定
USLP传送帧组成结构
完整传送顿主导头格式
传送帧数据域（TFDF）
传送帧数据域（TFDF)导头的格式固定长度TFDF的MAPP处理功能抽象模型可变长度TFDF的MAPP处理功能抽象模型固定长度TFDF的MAPA_SDU生成功能抽象模型可变长度TFDF的MAPA_SDU生成功能抽象模型MAP字节流处理功能抽象模型
MAP多路复用功能抽象模型
虚拟信道生成功
J能抽象模型
虚拟信道复用功能抽象模型
主信道生成功能的抽象模型·
主信道复用功能的抽象模型·
全顿生成功能的抽象模型
全顿接收功能的抽象模型
主信道解复用功能的抽象模型
主信道接收功能抽象模型
虚拟信道解复用功能的抽象模型虚拟信道接收功能的抽象模型：MAP解复用功能的抽象模型
MAP字节流提取功能的抽象模型
固定长度TFDF的MAPA_SDU提取功能的抽象模型49
可变长度TFDF的MAPA_SDU提取功能的抽象模型固定长度TFDF的MAPP提取功能的抽象模型可变长度TFDF的MAPP提取功能的抽象模型不带SDLS的帧与带SDLS的传送顿结构比较不带SDLS的USLP截短传送顿
带SDLS的USLP截短传送顿
截短传送顿主导头
OID数据生成逻辑框图（Fibonacci形式）OID数据生成逻辑框图（Galois形式）16位顿差错控制编码逻辑图
16位顿差错控制译码逻辑图
USLP协议提供的业务
旁路/序列控制标志和协议控制命令标志的组合释义对VCF计数长度的说明：
TFDZ构造规则
物理信道管理参数及其说明
主信道管理参数及其说明
虚拟信道管理参数及其说明
MAP信道管理参数及其说明
包传输管理参数及其说明
支持SDLS所增加的虚拟信道管理参数及其说明GB/T42040—2022
GB/T42040—2022
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
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、清华大学、中国航天标准化研究所、北京跟踪与通信技术研究所、西安电子科技大学、北京邮电大学、北京遥感设备研究所、华测检测认证集团股份有限公司、广州经纬标准技术服务有限公司、中山博威检测技术有限公司、广东瑞洲科技有限公司。本文件主要起草人：何熊文、李炯卉、李文娟、徐明伟、朱舜杰、周玉霞、黄磊、董方、高舰、贾卫松、李红艳、顾仁涛、方越、田林、黄克武、任亮、詹盼盼、余欢、刘超、杨逸轩、李晓光、阎冬、张伟、蒋清富、袁鑫、金锋、谭仲珂、杜志尧、郭瑞洲。V
1范围
空间数据与信息传输系统
统一空间数据链路协议
GB/T42040—2022
本文件规定了空间数据与信息传输系统的统一空间数据链路协议（USLP）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协议。本文件适用于采用统一空间数据链路协议的航天器到地面、地面到航天器和航天器之间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/T2900.54
电工术语无线电通信：发射机、接收机、网络和运行GB/T39344一2020空间数据与信息传输系统通信操作规程-1GB/T39348—2020
空间数据与信息传输系统遥测同步与信道编码GB/T39349—2020空间数据与信息传输系统遥控同步与信道编码GB/T39353—2020空间数据与信息传输系统GB/T42041
术语和定义
航天术语空间数据与信息传输
邻近空间链路协议同步与编码子层GB/T2900.54、GB/T42041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
设missionphase
任务阶段
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。注：两个连续任务阶段的转换可能会引起通信业务的中断。3.3
各spacelink
空间链路
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的物理信道。4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
GB/T42040—2022
ARQ：自动重传队列（AutomaticRepeatQueuing）；CCSDS：空间数据系统咨询委员会（CommitteeforSpaceDataSystems）；CLCW：通信链路控制字（CommunicationsLinkControlWord)；COP：通信操作规程（CommunicationsOperationProcedure）；COP-1：通信操作规程1(CommunicationsOperationProcedure1)；COP-P：邻近通信操作规程（CommunicationsOperationProcedure-Proximity）；CRC：循环余校验（CyclicRedundancyCheck）；FARM：顿接受和报告机制（FrameAcceptanceandReportingMechanism）；FARM-P：顿接受和报告机制-邻近链路（FrameAcceptanceandReportingMechanism-Proximty）；FECF：顿差错控制域（FrameErrorControlField)；FHP：首导头指针（FirstHeaderPointer)；FOP：顿操作规程（FrameOperationProcedure)；FOP-P：操作规程-邻近链路（FrameOperationProcedure-Proximity）；FSR：顿安全报告（FrameSecurityReport）；GMAP：全局多路访问点（GlobalMultiplexerAccessPoint）；GMAPID：全局多路访问点标识（GlobalMultiplexerAccessPointIdentifier）；GVCID：全局虚拟信道标识（GlobalVirtualChannelIdentifier）；IN_SDU：插人业务数据单元（InsertServiceDataUnit）；LDPC：低密度奇偶校验（LowDensityParityCheck）；MAP：多路访问点（MultiplexerAccessPoint)；MAPA：多路访问点访问（MultiplexerAccessPointAccess）；MAPA_SDU：多路访问点访问业务数据单元（MultiplexerAccessPointAccessServiceDataUnit)；MAPID：多路访问点标识（MultiplexerAccessPointIdentifier）；MAPP：多路访问点包（MultiplexerAccessPointPacket)；MC_OCF：主信道操作控制域（MasterChannelOperationalControlField)；MCF：主信道（MasterChannelFrame)；MCID：主信道标识（MasterChannelIdentifier）；MSB：最高有效位（MostSignificantBit）；OCF：操作控制域（OperationalControlField)；OCF_SDU：操作控制域业务数据单元（OperationalControlFieldServiceDataUnit）；OID：仅空闲数据（OnlyIdleData）；OSI：开放系统互联（OpenSystemsInterconnection）；PDU：协议数据单元（ProtocolDataUnit)；PLCW：邻近链路控制字（ProximityLinkControlWord)；PVN：包版本号（PacketVersionNumber）；QoS：服务质量（QualityofService）；SAP：业务访问点（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）；SPDU：管理协议数据单元（SupervisoryProtocolDataUnit）；TFDF：传送顿数据域（TransferFrameDataField)；TFDZ：传送顿数据区（TransferFrameDataZone）；2
TFVN：传送顿版本号（TransferFrameVersionNumber）；UPID：统一空间数据链路协议协议标识（USLPProtocolIdentifier)；USLP：统一空间数据链路协议（UnifiedSpaceDataLinkProtocol)；VCF：虚拟信道顿（VirtualChannelFrame)；VCID：虚拟信道标识（VirtualChannelIdentifier）；VCP：虚拟信道包（VirtualChannelPacket）。5协议概述
相关概念
协议架构
GB/T42040—2022
USLP协议是数据链路层协议，为满足航天任务中空间链路上各种类型和特性的空间应用数据高效传输需求而设计。
USLP协议与OSI参考模型之间的分层关系如图1所示。参考CCSDS空间链路协议，定义了数据链路层的两个子层。USLP协议位于数据链路协议子层，提供使用可变长度或固定长度的协议数据单元（即USLP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）。OS1分层
网络及上层
数据链路层
物理层
5.1.2协议特征
传送顿
CCSDS分层
网络及上层
数据链路协议子层
同步和信道编码了层
物理层
CCSDS协议
网络及上层
T.SLP空间数据链路协议
空间数据链路安全协议
同步和信道编码相关标准
物理层
图1USLP协议与OSI参考模型之间的分层关系USLP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。USLP的协议数据单元称为USLP传送顿（在本文件中，除特别声明，\传送顿”和“顿”均指USLP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个可变长度或固定长度的TFDF来承载更高层SDU。5.1.2.2
虚拟信道
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，个物理信道可以被划分为多个独立的逻辑通道，每个逻辑通道为一个“虚拟信道”。每个在物理信道上3
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传送的传送顿都属于该物理信道的一个虚拟信道5.1.2.3多路复用接入点
USLP协议允许不同来源的SDU使用MAP在一个虚拟信道中复接。通过分配MAPID，到达发送端SAP的SDU可传输到接收端具有相应MAPID的SAP。每个SAP都与应用特定的协议相关联。5.1.2.4附加特性
USLP协议的最大顿长为65536字节。针对高速任务，可减少顿处理的操作过程。在传送顿主导头中提供了一个长度可配置的序列计数器，以适应传送顿长的变化。USLP协议最多支持65536个航天器标识。5.1.2.5高效数据传输
USLP协议执行SDU的分割与整合以及SDU的传输控制。当USLP长顿的误率高于任务要求时，一般需要将长的SDU分解成相对较小的片段。在这种情况下，每一个片段因传输误码而失效的概率比整个SDU连续发送时的失效概率要低。当检验到差错时，只需要重新传输某些小片段的数据，从而提高系统的吞吐效率。对于非常小的SDU，可以将这些小单元整合成较大的片段，从而更有效地传输SDU。
空间链路中SDU的传输可由COP控制，通过执行必要的重传，以保证SDU交付时按顺序、无丢失、无重复。
5.1.3通信操作规程
空间链路中SDU的传输可选由COP控制。COP是指近地和深空应用中使用的COP-1和邻近空间数据链路协议中使用的COP-P。USLP与COP-1、COP-P都可以配合使用，因此，在USLP协议中可使用GB/T39344一2020规定的FARM表示顿接受与报告机制、FOP表示顺操作规程。COP规定了USLP的发送端和接收端执行的完整闭环规程。针对每一个虚拟信道，COP包含一对同步的规程，即在发送实体内执行的FOP和在接收实体内执行的FARM。发送端的FOP将传送顿发送到接收端的FARM。FARM使用协议控制报告向FOP返回传送顿接受状态，从而实现闭环COP提供了可靠的QoS，在接收端可准确且无遗漏、无重复地将SDU交付到上层，并且接收端向其上层传输的SDU应当与发送端上层产生SDU的序列顺序一致。对于遥控信道编码上层的COP-1，在已知错误概率范围内，SDU的传输正确性可以通过数据链路协议子层所应用的FECF（可选）和顿校验检查来保证。对于邻近链路信道编码上层的COP-P，在邻近链路编码和同步子层中进行帧校验为了校验特定虚拟信道上SDU的完整性、顺序性和不重复性，需要由COP实现一个传送顿计数策略。
对于简捷传送，COP仅通过FARM对简捷传送顿计数进行累加。在COP-1中，使用BC类传送顺从FOP向FARM发送控制命令，BC类传送顿格式应符合GB/T39344一2020的规定。在COP-P中，使用1类SPDU格式从FOP-P向FARM-P发送控制命令。只允许COP管理业务的用户发送控制命令。
5.1.4空间数据链路安全协议
数据链路协议子层包括可选的SDLS协议，可为USLP传送顿提供安全保护，例如加密和认证。SDLS协议的引入不会改变不支持SDLS协议的USLP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4
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5.1.5寻址
GB/T42040—2022
传送顿的主导头中有四个标识符域：TFVN、SCID、VCID和MAPID。TFVN和SCID构成MCIDMCID和VCID构成GVCID。GVCID和MAPID构成GMAPID.即：MCID
=TFVN+SCID
=MCID+VCID
=TFVN+SCID+VCID
GMAPID=GVCID+MAPID
=MCID+VCID+MAPID
=TFVN+SCID+VCID+MAPID
在一个物理信道上传输的虚拟信道由GVCID进行识别，所有具有相同GVCID和MAPID的传送顿构成一个MAP信道。因此，一个虚拟信道包含一个或多个MAP信道。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，此时主信道与物理信道相同。但是，一个物理信道可以传送具有多个MCID的传送顿。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。
MAP信道：由GMAPTD标识
虚拟信道：出GVCID标识
主信道：由MCLL)标识
物理信道：山物理信道名称标识图2各类信道之间的关系
5.1.6协议描述
本文件从以下几个方面描述USLP协议：提供给使用者的业务；
b）协议数据单元；
该协议执行的流程。
本文件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5免费标准下载网bzxz
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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。
本文件也指定了对信道编码子层和物理层提供的底层业务需求，2业务概述
5.2.1业务特征
5.2.1.1通则
USLP协议为用户提供了数据传输业务。协议实体为用户提供SAP，每个业务用户应用SAP地址标识。每一个SAP地址对应特定虚拟信道中的一个MAPID，即一个SAP地址对应一个GMAPID2共性业务特征
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，但是不可收数据；而另外一端则只可接收数据，不a)
可发送。
异步：对于用户提供的SDU传输或业务提供方生成的传送顿传输，没有预先定义的定时规则。b)
用户可以随时请求数据传输，但业务提供方可能会对数据生成速率施加限制。数据传输的时序由业务提供方根据任务特定的规则确定，并可能取决于业务提供方/更下层在传输时的数据交换流量。
不确认接收：发送端不会从数据接收端接收确认信息c)
d）不保证完整性：业务不保证完整性，但是某些业务可对交付给接收端用户的数据单元序列中丢失部分进行标识。
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e)
序保持不变，
3可选业务特征
USLP协议可支持以下可选的业务特征：使用通信操作规程按顺序将SDU无差错、无遗漏、无重复地提交到上层；a)
通过选用SDLS协议，对发送方进行身份验证和/或对数据进行加密，为使用SDLS安全业务b）
的特定虚拟信道提供安全保护。5.2.2业务属性
5.2.2.1总则
结合COP-1、COP-P和SDLS，根据用户数据单元对可靠传输的需求以及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，USLP协议的业务属性包括：序列控制——可靠传递；
b）简捷——尽力而为传递；
安全性；
d）异步；
同步；
周期性。
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