GB/T 40786.2-2021 信息技术 系统间远程通信和信息交换 低压电力线通信 第2部分:数据链路层规范.pdf

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  • 表1站点标识的参数定义

    STA应支持两种QoS方法:基于优先级的QoS 参数的QoS。STA应能够根据服务的特 QoS方法,基于优先级的QoS为不同的流提供不同的媒体访问优先级,基于参数的QoS为服务 关联的流提供特定的性能度量(QoS参数)。网络内站点间通信宜支持QoS需求

    人孔标准STA可具备成为CCo的能力。 CCo分为以下能力级别: a)0级CCo:支持QoS和TDMA; b)其他级别CCo,待定。 具备CCo能力的不同STA所支持的CCo的能力级别可不同

    STA可具备成为CCo的能力。 CCo分为以下能力级别: a)0级CCo:支持QoS和TDMA; b)其他级别CCo,待定。 具备CCo能力的不同STA所支持的CCo的能力级别可不同

    对于所有具有多个字节的域,在电力线上传输时为低字节在前,高字节在后。对于每个 在前,高位在后。

    如无特殊说明,本文件中STA发送管理消息后,等待对应的应答、响应或确认消息的最大等待! 200ms,STA在接收到管理消息后, 如而应合 ,应在100ms内答复对应的管理消息

    宽带低压电力线通信网络中,站点的DLL层组顿过程如图3所示。

    图3DLL组顿过程示意图

    LLC顿由LLC顿头和一个APDU顿或一个LCDU顿组成,可以加密,也可以不加密。当加密时, 除了LLC帧头外,需要加人加密控制顿头和MIC。 携带有关联到同一个数据连接的APDU顿的多个LLC顿,可以级联形成一个数据LLC顿块。包 含属于同一管理连接的LCDU顿的多个LLC顿可以级联成为管理LLC顿块。LLC顿块可以包含关 联到相同连接的要中继的LLC顿。LLC顿块级联的LLC顿的数目由厂商自定义,通过DLL管理实体 确定。 包含APDU的LLC顺块中相同用户优先级(业务优先级与用户优先级之间的映射见附录A)的 LC顺的顺序应与生成这些顺的APDU的到达顺序相同。包含LCDU的LLC顺块中的LLC顺的顺 序应与DLL管理实体生成LCDU的顺序相同。LLC顿载荷中的字节顺序应与包含的APDU或 LCDU相同。数据LLC顿和管理LLC顿可以包含在同一LLC顿块中,应满足以下条件: a)对应的优先级数据连接关联的最低用户优先级大于或等于6; b)对应的优先级数据连接关联的最高用户优先级等于7。 此时,LCDU顿应映射到目的地址相同且用户优先级为7的APDU所映射的优先级数据连接。混

    6.1.2APDU格式

    应用协议数据单元APDU的格式见表2

    表2APDU格式(发送和接收)

    6.1.3LCDU格式

    链路控制数据单元LCDU的格式见表3

    接收站点通过LCDU的源/目的MAC地址来识别LCDU。以太类型用于标示管理消息,该 内容应设置为0x22E3。PAD字段用于补充LCDU的长度,使其达到最小值64字节,该字段应

    6.1.4LLC顿格式

    6.1.5LPDU顿格式

    过程,见图3,LPDU顿

    GB/T40786.2—2021LPDU的比特数时。重传的LPDU大小应与原始的LPDU相同。填充的LPDU应放在MPDU的最末端。MPDU内LPDU应为连续的顺序,LPDU的分片的序列号应从小到大。MPDU优先级应按照如下方式计算:a)如果MPDU仅包含管理LPDU,MPDU优先级为7;否则;b)MPDU优先级按照MPDU中的数据LPDU优先级确定;c)如果MPDU包含一个或多个LPDU是第一次发送,MPDU优先级应为生成这些LPDU的LLC顿或LLC顿分段的最低优先级;否则;d)如果MPDU包含的LPDU全部是重传的,MPDU优先级应为生成这些LPDU顿的LLC顿或LLC顿分段的最低优先级。6.1.7信标顿6.1.7.1信标顿结构信标顿的结构如图4所示。信标赖头TXOP条目[0].TXOP条目[X]管理条目[0]管理条目[Y]图4信标顿结构信标应在一个LCDU中发送,信标应为LCDU的载荷,其长度应不超过1000字节。包含信标的LLC顿应使用专用的PHY顿发送。LCDU的SA域应设置为发送此信标的站点的MAC地址。信标顿无需确认。CCo自行决定携带的TXOP条目和管理条目的数量及内容。6.1.7.2信标顿头信标顿头的格式见表6。表6信标顿头格式字段字节号位序号定义信标序列号,从0起,每个信标周期加1(模216),代理信标和发现信标序列号0~10~15信标应和本周期的中央信标相同信标顿头长度0~5信标顿头的长度00:中央信标;201:代理信标;信标类型6~710:发现信标;11:保留TXOP条目数30~7本信标中包含的TXOP条目数指示本网络所采用的路由模式路由和拓扑管理模式40~100:集中式路由和拓扑管理(CRTM)模式:01~11:保留12

    表6信标顿头格式(续)

    6.1.7.3 TXOP 条目

    TXOP条目格式见表7,每个TXOP条目的长度为5或6个字节。

    表7TXOP条目格式

    GB/T40786.2—2021表7TXOP条目格式(续)字段字节号位序号定义0:PHY顿控制域包含的控制子顿数为1;Ner取值31:PHY顿控制域包含的控制子帧数为2指示允许在本TXOP中传输的业务配置类型(注):000:所有业务;001:网络保活业务;业务配置类型04~6010:抄表业务;011:大数据传输业务;100~111:保留TXOP类型0:CBTXOP;>1:CFTXOPGLID20~7全局链路标识保留30~7保留结束时间40~7TXOP的结束时间起始时间50~7TXOP的起始时间注:“业务配置”字段仅适用于本地CSMA分配,即GLID设置为0xFF时。(GLID为其他取值时,该字段设置为"000"。6.1.7.4管理条目6.1.7.4.1管理条目格式管理条目格式见表8。表8管理条目格式字段字节号位序号定义管理条目类型0~4管理条目类型定义见表9本管理条目的生效时间,若生效时间大于0,则为随后的第0“生效时间”的取值后的信标周期生效。从第一次包含本管生效时间5~7理条目开始,每一个信标周期递减1,当取值为0时,开始生效取值范围0~127,分别表示管理条目总长度为0个字节、1个管理条目长度10~7字节,依次类推,直到127个字节条目内容2~变量0~变量条目内容管理条目类型定义见表9。14

    表9管理条目类型定义

    .1.7.4.2本网络信息管理条目

    本网络信息管理条目格式见表10。

    表10本网络信息管理条目格式

    6.1.7.4.3PCo指定管理条目

    定管理条目格式见表11

    表11PCo的指定管理条目格式

    6.1.7.4.4备份CCo信息管理条目

    表12备份CCo信息管理条目格式

    6.1.7.4.5PCo取消管理条目

    PCo取消管理条目格式见表13。PCo取消管理条目在本周期生效,被取消PCo资格的站点, 期不能继续作为PCo发送代理信标

    表13PCo取消管理条目格式

    6.1.7.4.6新CCo信息管理条目

    新CCo信息管理条目格式见表14。

    表14新CCo信息管理条且格式

    6.1.7.4.7发现信标管理条目

    发现信标管理条目格式见表15。 STA1、STA2、..、STAN发送发现信标的顺序应与CCo 发现信标的GLID所分配的CFTXOP顺序一致,

    表17密钥更新管理条目(续)

    6.1.7.4.10备份SC管理条目

    备份SC管理条目格式见表18。

    表18备份SC管理条目

    6.1.7.4.11时间参数管理条目

    6.1.7.4.11时间参数管理条目

    时间参数管理条目格式见表19

    时间参数管理条目格式见表19

    表19时间参数管理条目

    表19时间参数管理条目(续)

    6.1.7.4. 12 时隙改变管理条目

    改变管理条目格式见表

    表20时隙改变管理条目

    6.1.7.4.13信标位置迁移管理条目

    信标位置迁移管理条目格式见表21

    表21信标位置迁移管理条目

    表21信标位置迁移管理条目(续)

    .1.7.4.14MAC授权信息管理条且

    MAC授权信息管理条目格式见表22。

    MAC授权信息管理条目格式见表22。

    表22MAC授权信息管理条目

    6.1.7.4.15预调度信息管理条目

    预调度信息管理条目格式见表23

    预调度信息管理条目格式见表23。

    表23预调度信息管理条目

    6.1.7.4.16PSD信息管理条目

    表24PSD信息管理条目

    宽带电力线通信网络使用基于信标顿的信道访同机制,CCo以信标周期为单位,通过周期性发送 信标实现网络的管理及维护功能。 信标周期应与50Hz的交流电周期同步,每个信标周期的长度缺省为2倍交流电周期的长度,即 10mS。信标周期的起始位置相对于交流电过零点宜固定偏移△,其中0≤△≤100μs。 信标周期结构示意图如图5所示

    每个信标周期包括信标区、共享CSMA区和保留区。每个信标周期的不同区域可根据区域类型的 不同划分为不同类型的传输机会(TXOPs)。传输机会共分为两类: a)无竞争传输机会(CFTXOP); b)竞争传输机会(CBTXOP)。 信标区分为1个或N个CFTXOP,也称为信标时隙,用于中央信标的发送,其中每个信标时隙的 长度均为2.5ms。CCo在未进行邻居网络十扰协调的情况下,缺省应只包含1个信标时隙,用于发送 中央信标。CCo在进行邻居网络干扰协调的情况下,信标区中包含N个信标时隙,N为进行邻居网络 干扰协调的协调组内的网络个数,N的最大取值应为8,此时,每个协调网络的CCo只能占用其中一个 言标时隙,用于发送中央信标,其余信标时隙不能进行任何分配。 共享CSMA区只包含一个CBTXOP.该CBTXOP为共享的CSMA区域,不同网络的站点均可以

    在此区域内竞争发送。共享CSMA区的最小长度应为TcsMAMIN,TcsMAMIN取值为1.5mS。 保留区可以分为多个TXOP,可以根据网络传输情况,分为CBTXOP或CFTXOP。其中 CBTXOP对应于本地CSMA分配。信标周期TXOP划分的一个示例如图6所示,

    第M+1个信标周期起始点

    图7信标周期中的间隔示意图

    根据TXOP调度的有效时间,TXOP又可以分为: a)非持续TXOP,其调度分配仅在一个信标周期内有效; b)持续TXOP,其调度分配可以在下一个及后续的多个信标周期内有效。 TXOP的调度分配缺省为非持续。CCo应根据网络情况及业务需求,确定TXOP为持续或非持 续,并在信标中发送。STA如果无法检测到信标,可以继续基于已有持续TXOP的调度情况进行 传输。

    6.2.2.1 CFTXOP

    6.2.2.2CBTXOF

    CCO通过信你度CBIXP的分配,S1A任CB1XP中,而要采用CSVA/ 进行传输。CCo可以通过设置描述一个CBTXOP的TXOP条目的“业务配置类型”字段,限定该 CBTXOP中允许传输的业务类型。 CBTXOP以TS为最小单位,TS长度应为35.84uS。CBTXOP中STA传输的示例如图8所示, 其中ITS为空闲时隙,其长度与TS长度相同。具体信道访问过程包括三个过程: a)优先级裁决; b)竞争信道; 杭传输

    图8CBTXOP中STA传输示例

    STA在CBTS中竞争传输前,可通过优先级对比机制确定是否有资格参与此次的竞争传输。优先 级对比通过两个PR符号来实现。CBTS开始部分为两个PR时隙,STA根据自身的信道访问优先级, 在不同的PR时隙发送不同的PR符号。不同的信道访问优先级与PR时隙的对应关系应符合表25的 要求。STA在参与优先级裁决中,如果在任一它未发送PR信号的PRS内检测到PR信号,STA在余 下的PRS内不能发送,直到收到要传输的MPDU的MPDU优先级高于或等于赢得优先级裁决的MA 优先级,MPDU优先级与MA优先级的映射应符合附录A的要求

    表25信道访问优先级与PR符号的映射关系

    NCWmax(BSC)一1J中的一值。 检测到冲突的STA应在BSC小于BSCmax时将BSC递增,然后将DC设置为DCmaxBSC),将 BC随机设置为[o,NCWmax(BSC)一1]中的一值。 在初始化后以及成功传输后,STA应将BSC初始化为1,DC初始化为DCmax(1),BC随机为LO NCWmax(1)一1内的一值。 DCmax(BSC)和NCWmax(BSC)的缺省值见表26,该缺省值适用于所有的MA优先级

    表26缺省DCmax(BSC)和NCWmax(BSC)值

    STA应能够确定CBTXOP的结束

    6.2.2.3RTS/CTS

    CCo应在信标中指示CBTXOP是否使用RTS/CTS。如果使用RTS/CTS,STA在竞争到信道 后,在发送MSG顿前先发送RTS顿,且只能在收到对应的CTS顿后,才能开始MSG顿的传输。RTS 的PHY顿头中的DID域指示的站点应在收到RTS顿TRCIFG后发送CTS顿(除了下述的不能发送 CTS顿的情况),源站点应在收到CTS顿TcCIFG后发送MSG顿,RTS/CTS示例见图9。 RTS/CTS可用于单播、组播和广播传输

    图9CBTXOP中的RTS/CTS示例

    TcTSMAx = TRTs + TRCIFG + TcTs + TcCIFG

    式中:TRTs和TcTs分别是RTS和CTS顿的持续时间;TRCIFG和TcCIFG分别是RCIFG和CCIFG间

    6.2.2.4 GLID

    全局链路标识(GLID)用于CCo进行网络带宽资源的分配,每个GLID在全网唯一。全局链路标 识类型的定义见表27

    表27全局链路标识类型定义

    通信标准6.2.2.5调度持续性

    调度的持续性通过信标顿头内的未来调度生命周期(FSLT)和当前调度生命周期(CSLT)字段指 示。其中FSLT标识未来的调度的有效性,在当前调度持续的周期结束后适用,为FSLT十1个信标周 期;CSLT为当前调度的有效期,为CSLT十1个信标周期。CSLT和FSLT都仅适用于持续性调度的 TXOP,所有的持续性调度的TXOP都采用相同的CSLT和FSLT。 CCo应使用CSLT计数器实现持续性调度.CSLT应设置为持续的信标周期数一1,只要CSLT为 非0值时,在每个连续的信标周期内,不能够递减超过1。若CCo需要结束某个持续性调度,应在每个 连续的信标周期将CSLT递减1直至O,同时保持FSLT为0。 如果CCo需要继续当前的持续性调度,它应通过在随后的信标顿中保持或增加CSLT的值,来保 持或增加当前的持续性调度,此时,FSLT应设置为O。如果CCo需要改变当前的持续性调度,应将FS LT设置为非0值,CSLT计数器应在随后的每个信标周期递减1,当前的调度在CSLT大于或等于0 前应保持有效。当设置FSLT为非零值时,表示未来的调度已经发布。在持续周期结束前,CCo不能 改变持续性调度。 未来调度的生命周期应通过信标顺头中的FSLT计数器来指示。未来调度及FSLT的值一且发 布,就不能修改。如果FSLT设置为0,信标顿中携带的是当前的持续性调度,否则,信标顿中携带的是 未来的持续性调度。CCo广播一个新的未来调度时,应将FSLT设置为期望的调度持续周期值一1,从 这一周期起,信标中应包含新的未来调度以及当前的非持续性调度

    6.2.3网络建立、加入和退出

    6.2.3.1网络建立

    STA未入网前,处于空闲状态。STA初始化后的t。时间内,应尝试检测已有网络的各类信标,其

    中t。为10s。如果在10s内,STA检测到与其要加入的目标网络网络名称一致的网络的信标,STA应 按照6.2.3.2中的流程加入网络, 如果STA在10s内没有检测要加入的目标网络的信标,在10s的期限到期时,STA可以新建 个网络并在ti时间后开始发送信标,其中ti由STA在0s~1s内随机产生。如果在t1时间内,STA 检测到了要加人的目标网络的信标,STA应按照6.2.3.2中的流程加入检测到的网络。 在t1时间后的t时间内,STA不能够接受其他STA的注册。如果在t1后的t之间内,STA检 测到了要加人的目标网络的信标,STA应按照6.2.3.2中的流程加人检测到的网络,其中t2为400ms。 在t2时间之后,如果STA仍未检测到要加入的目标网络的信标,则STA正式成为新建网络 的CCo

    建筑技术交底6.2.3.2加入网络

    向SC完成安全认证,才完成加入网络的过程;如果已有网络工作于非安全模式,则STA在成功完成注 册后,就成功加入网络。 STA初始化过程中,尝试搜寻要加的目标网络的信标,在检测到中央信标顿后,STA对比该信 标顿中的NNI是否与要加入网络的NNI相同,如果相同,STA应验证其网络名称是否与要加人网络的 名称一致,如果一致则使用该网络的NID,并加入该网络。其中,要加人的目标网络名称可以由用户配 置。STA第一次人网成功后,应将所加人网络的网络名称信息保存。 如果STA可以直接检测到要加入网络的中央信标顿,首先同步到该网络,并在信标周期内可用的 TXOP内向发送该中央信标的CCo发送人网注册请求消息,消息格式见6.3.3.1.1。CCo接收到STA 的入网注册请求消息后,决定是否接受该STA的注册请求,并应在100ms内向STA发送入网注册确 认消息,消息格式见6.3.3.1.2,并指示是否接受STA的入网请求。如果STA在发送入网注册请求消息 后的200ms后,未收到CCo答复的入网注册响应消息,应重发该入网注册请求消息

    ....
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