GB／T 39351-2020  空间数据与信息传输系统 遥测空间数据链路协议

满足航大任务中航大器到地面站、航大器与航大器 各种类型和特性空间应用数据高效传输需求而设计

图1遥测空间数据链路协议和OSI分层关系

图1说明了遥测空间数据链路协议和OSI参考模型之间的关系，定义了数据链路层的两个子层。 遥测空间数据链路协议与数据链路协议子层相关地基标准规范范本，提供使用固定长度协议数据单元（即遥测传送顿）传 俞各种数据的功能。可选的SDLS协议位于数据链路协议子层。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）、伪随机化/去伪随机化 （可选）。

遥测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，遥测空间数据链路协议使用固定长度 的协议数据单元，其长度由型号任务确定，在特定任务期间的特定物理信道（指在空间链路上单方向传 的数据位流）上保持不变。遥测空间数据链路协议的协议数据单元被称为遥测传送顿。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。 遥测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帧都属于该物理信道的 个虚拟信道

5.1.3SDLS协议

数据链路协议子层包括可选的SDLS协议，可为遥测传送顿提供安全保护。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

传送顿的头有三个标识符区域：传送顺版本号（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： 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 多个传送顿组成。 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

遥测空间数据链路协议用如下条目描述： a）提供给用户的业务； b）协议数据单元； c）该协议执行的规程。 业务通过原语的形式来定义，在协议实体和业务用户之间引出一个用于数据和控制信息逻辑交流 勺抽象模型。原语的定义独立于具体的实施办法。 程序规范定义了协议实体实施对等实体间信息发送的程序。程序定义独立于具体实施方法或技 术。此协议规范还指定了信道编码子层和物理层提供基础业务时要满足的必要条件

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个业务用户用SAP地址标识。 所有业务的共性特征如下： a 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； b） 非确认：发送端不接收数据接收端的确认信息； 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 失部分进行标记： d 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去失或重复，但其顺 序保持不变。

议业务分为三类： a）异步； b）同步； ）周期性。 5.2.2.2～5.2.2.4中描述的业务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

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。用户可以在任何需要的时刻请求数据传输，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 的内容按照进入队列的顺序发送给接收端用户。尽管传输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。数据传输的时机由业务提供方 安照任务的规则确定，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。

a）虚拟信道传送顿的发送； b）主信道传送顿的发送； c）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。 在该类业务中，发送端用户发送的每个业务数据单元被放人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帧传送时发送给接收用户。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输时机由传输机制驱 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），或根本没有传输（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）

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输。在以下两种情况下，同步业 务为周期性业务： a） 如果该类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 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。

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表1遥测空间数据链路协议提供的业务

5.2.3.2业务约束

遥测空间数据链路协议传输多种由发送用户提供的业务数据单元，这些业务数据单元被封装在使 用低层业务的遥测传送顿序列中。遥测传送顿具有固定长度，并且应以固定的速率在物理信道上传输。 本协议的协议实体执行以下功能： a）产生并处理协议控制信息（即传送顿主导头和传送顿尾），以进行数据识别、丢失检测和差错 检测； b） 将业务数据单元分段和组装，以便在固定长度的协议数据单元中传输变长的业务数据单元； 进行多路复用/解复用和整合/分解，以便于多种业务用户共享一个物理信道； d）产生和去除空闲数据，以实现按固定速率传输协议数据单元。 若协议实体支持可选的SDLS协议，则将使用SLDS提供的可配置的安全应用。本协议不涉及以 下功能： 建立与释放连接； 流量控制； 协议数据单元重传； 管理或配置SDIS协议

5.3.2协议实体内部结构

发送端和接收端协议实体的内部组织如图 流是从下到上。这些图描述了由协议实体执行的数据处理功能，以及这些功能之间的逻辑关系，而不代 表在真实系统中的软硬件配置。根据真实系统中所选用的业务，协议实体可能仅提供部分功能。

图5发送端协议实体的内部组成

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图6接收端协议实体的内部组成

通过从图5和图6中提炼多路复用/解复用和整合/分解功能，图7描述了各种数据单元之间的关 系，被称为遥测空间数据链路协议信道树

测空间数据链路协议信

图7中，多路复用按照由任务规定的算法将多个数据单元流（每个数据单元流具有不同的标识）复 用产生一个数据单元数据流。整合按照协议规定的格式规则将多个数据单元（每个数据单元来自不同 业务）拼接为一个共享相同标识符的协议数据单元

5.3.3底层业务需求

5.3.3.1同步和信道编码子层功能

同步和信道编码子层使用物理层提供的服务，将长度可变、定界的协议数据单元以位流的形式在空 间链路上传输。同步和信道编码子层应提供如下功能： a）差错控制编码和译码功能； b） 位跳变的产生和识别功能（可选）； c）定界和同步功能。

5.3.3.2对底层的性能需求

同一物理信道上的所有传送顿应使用相同的编码策略。遥测同步和信道编码性能以及物理层的无 线链路性能应按下述准则选择： a）误识别主信道标识（MCID)和虚拟信道标识（VCID)的概率均应小于任务规定值 b）使用首导头指针和包长度域未能从传送顿中正确提取包的概率应小于任务规定值

本章以业务原语的形式规定业务，提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。业务原语定义独立于具体实现方法。 业务原语参数以抽象方式定义，主要规定业务原语用户可获取的信息。本标准不规定获取信息的 方式。本标准仅规定业务原语参数的最小集，具体实现可为业务用户提供本标准规定之外的其他参数， 例如用于业务控制的参数、性能监视、诊断信息等，

6.2.2包(Packet)

包通过VCP业务在空间链路传输，其中包版本号（PVN)的取值应符合规则。为了从传送顿中 包，接收端的业务提供方应知道包长度域的位置和长度。包是变长、定界的、按字节排列的数据单 常是网络层的协议数据单元.推荐使用CCSDS的空间包格式

6.2.3虚拟信道访问业务数据单元（VCASDU)

6.2.4顿副导头业务数据单元（FSHSDU)

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6.2.5操作控制域业务数据单元（OCFSDU

6.3虚拟信道包（VCP）业务

VCP业务在空间链路上传输长度可变、定界、按学节排列的包序列。该业务是单向、异步、保序、不 保证完整性，也不为接收端用户提供业务数据单元丢失指示。 该业务用户是发送或接收包（具有单一PVN)的协议实体，通过PVN和GVCID识别。不同用户 对应不同版本的包）可以共享一个虚拟信道。如果一个虚拟信道上有多个用户，那么业务提供方将不 同版本的包多路复用在一起，形成一个包流在该虚拟信道上传输

d）PacketQualityIndicator：可选参数，用于通知VCP业务接收端用户通过原语传递的包是否完 整；当业务提供方需要向接收端用户发送不完整的包时会应用该参数； VerificationStatusCode：可选参数，用于通知VCP业务接收端用户通过虚拟信道传输的传送 顿是否验证正确。当业务提供方需要支持SDLS协议时选用，取值为非零时，表示SDLS协议 检测到差错

6.3.3.1VCP.request原语

收端用户传输一个包。该原语参数如下， VCP.request(Packet,

GVCID, Packet Version Number

在需要发送一个包时，发送端业务用户将VCP.request提交给业务提供方，业务提供方收到VC uest后传输该包。该原语用于在指定的空间链路虚拟信道上传输包

6.3.3.2VCP.indication原语

在接收端，业务提供方向VCP业务用户传递VCP.indication，用来向业务用户交付一个 务也可向用户交付不完整的包。该原语通过GVCID和PVN识别VCP业务用户，参数如下： VCP.indication(Packet, GVCID,

务也可向用户交付不完整的包。该原语通过GVCID和PVN识别VCP业务用户，参数如下 VCP.indication(Packet, GVCID, Packet Version Number, [PacketQualityIndicator], [VerificationStatus Code]) 注：「表示该参数为可选参数，下同。

GVCID, Packet Version Number, [PacketQualityIndicator], VerificationStatusCodeJ) 为可选参数，下同。

6.4虚拟信道访问（VCA）业务

VCA业务在空间链路上传输固定长度、具有状态域的自定义业务数据单元序列，为单向、异步或周 期性保序业务。该业务不保证完整性，但可对交付给接收端用户的业务数据单元序列中丢失部分进行 标记。 在一个虚拟信道上只有一个用户能使用该业务，该用户由虚拟信道的GVCID标识。不同用户的 业务数据单元不能在同一个虚拟信道上进行多路复用

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虚拟信道顿计数进行检查来确定。 VerificationStatusCode：可选参数，用于通知VCA业务接收端用户通过虚拟信道传送的传送 顿是否验证正确。当业务提供方需要支持SDLS协议时选用，该参数取值为非零时，表示 SDLS协议检测到差错。

6.4.3.1VCA.request原语

VCA status fields, GVCID)

6.4.3.2VCA.indication原语

6.5虚拟信道顿副导头（VCFSH)业务

6.5.3.1VCFSH.request原语

VC FSH.indication原语

FSH SDU Loss Flag

6.6虚拟信道操作控制域（VCOCF)业务

6.6.3.1VCOCF.request原语

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6.6.3.2VC OCF.indication原语

6.7虚拟信道顿（VCF)业务

VCF业务在空间链路上传输由独立协议实体产生的、固定长度的虚拟信道遥测传送顺序列林业标准，是单 向、异步或周期性保序业务。该业务不保证完整性，但可对交付给接收端用户的业务数据单元序列中的 丢失部分进行标记。 在一个虚拟信道上只有一个用户能使用该业务，该用户由虚拟信道的GVCID标识。不同用户的 业务数据单元不能在同一个虚拟信道上进行多路复用

VCF业务原语使用的参数如下： Frame：由GVCID参数指定的虚拟信道传送顿； GVCID：用于标识传输传送顿的虚拟信道，是VCF业务的SAP地址； FrameLossFlag：可选参数，用于通知接收端业务用户检测到业务数据单元序列的不连续性， 若设置该参数则表明指定虚拟信道的一个或多个传送顿已丢失。该参数的取值通过对传送顿 内的虚拟信道顿计数进行检查来确定

6.7.3.1VCF.request原语

在发送端，VCF业务用户向业务提供方提交一个VCF.request，用来请求通过指定虚拟信道向接收 端用户传输一个传送顿。该原语参数如下： VCF.request(Frame, GVCID) 在需要发送传送顺时，发送端业务用户将VCF.request提交给业务提供方，业务提供方收到VCF request后传输传送顿。该原语用于在指定空间链路虚拟信道上传输传送顿。 6.732VCimdiat ion原语

6.7.3.2VCF.indication原语

在接收端，业务提供方向业务用户传递VCF.indication，用来向业务用户交付一个传送 参数如下：

GVCID [FrameLossFlag])

VCF.indication由业务提供方传递给接收端业务用户防火标准规范范本，用来交付一个传送顿。该原语通过GVC 别VCF业务用户

6.8主信道顿副导头（MCFSH）业务