GB/T 39350-2020 空间数据与信息传输系统 遥控空间数据链路协议.pdf
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GB/T 39350-2020 空间数据与信息传输系统 遥控空间数据链路协议
图1本协议和OSI模型的对应关系图
遥控空间数据链路协议可为用户在空间链路上提供多种SDU传输服务。协议的主要功能包括: 业务数据单元的分段和组装:遥控空间数据链路协议提供数据分段和组装功能用于提高SDU 的传输效率:通过将大的SDU分段传送可以减少传输错误引起的重传数据量,提高传输效率, 同样将小的数据单元组装成一个大数据片传送可以提高小SDU的传送效率。 b)业务数据单元的传输控制:遥控空间数据链路协议通过COP中的自动重传机制保证SDU在 空间链路上的按序、无缝且无重复的传输。 遥控空间数据链路协议使用的PDU包括遥控传送顿和通信链路控制字两种。 VC是遥控空间数据链路协议的关键特征。VC的使用允许多个上层数据共享同一个物理信道,不 的VC可以具有不同的服务要求。 作为可选项,遥控空间数据链路协议允许来自不同源的SDU通过多路访问点的多路复用功能共享 一个VC。
5.1.3SDLS协议
数据链路协议子层包括可选的SDLS协议,可为遥控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
传送顿顿头包含三个标志域: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: MCID=TFVN+SCID GVCID=MCID+VCID=TFVN十SCID十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。一般情况下工程监理标准规范范本,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
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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。 段头(可选)中有一个MAPID域。具有相同GVCID和MAPID的传送顿组成一个MAP信道。 使用段头时,一个VC由一个或多个MAP信道组成。GVCID和MAPID的串接称为GMAPID。即: GMAPID=GVCID+MAPID=MCID+VCID+MAPID=TFVN+SCID+VCID+ MAPID 上述各类信道之间的关系如图2所示
遥控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 的抽象模型。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
遥控空间数据链路协议为用户提供数据传送业务。协议实体为用户提供业务的访问点称为SAP, 业务用户用SAP地址来标识。每个SAP包含两个端口,两个端口对应于5.2.2中描述的两种业务 类型。 同一SAP的SDU按照到达的先后顺序处理,不同SAP的SDU之间无处理顺序要求。业务提供 者和业务用户之间按SAP进行流量控制。 本协议所定义的各种业务的共同特征: a)单向:连接的一方只发送不接收,同时另一方只接收不发送。 b)异步:不规定业务用户的业务数据单元以及业务提供者产生的传送顿的传送时机;业务用户可 以在任意时刻要求进行数据传送,但是业务提供者会约束数据的产生速度。业务提供者根据 特定的任务规则或者当前传送的流量来决定数据的传送时机。
保序:业务数据单元按照发送端用户提交的顺序在空间链路上进行传送,接收端用户接收 业务数据单元可能是间断的
遥控空间数据链路协议根据业务数据单元传送的可靠性提供两种类型的业务:A类业务和B类 业务。 除虚拟信道顿业务、主信道顿业务和COP管理业务外,其他业务的SAP均提供这两种类型的业 务。业务类型可以通过业务请求原语中的参数来区分,也可通过不同的端口区分。 虚拟信道业务和主信道顿业务这两种业务提供方对用户提交的业务数据单元不区分业务类型, 需要业务用户执行必要的流程来提供相应的业务类型
5.2.2.2 A 类业务
务数据单元在SAP处插入传送顿中,并按照业务数据单元到达SAP的先后顺序在虚拟信道上传送。 重传机制保证了业务数据单元传送的成功概率,确保: a)业务数据单元不丢失; b)业务数据单元不重复; c)业务数据单元按序传送。 A类业务保证某一MAP或虚拟信道上的业务数据单元按顺序可靠传送。重传机制按照虚拟信道 管理,所以不保证不同虚拟信道的A类业务数据单元的接收顺序和发送顺序相同。MAP复用在序列 控制机制前进行,A类业务也不保证不同MAP上业务数据单元的接收顺序和发送顺序相同,
5.2.2.3B类业务
B类业务一般应用于航天器恢复操作或高层协议能够提供重传的情况。B类业务对用户提交的业 务数据单元只传一次,因而不保证接收端用户能接收到所有的B类业务数据单元。 B类业务并不能将紧急数据更快捷地发送到接收端,对使用B类业务传送的传送顿,遥控空间数据 链路协议不使用同步和信道编码子层提供的 复发送选项
遥控空间数据链路协议提供了七种业务:MAP上的MAPP业务和MAPA业务,虚拟信道上的 VCP业务、VCA业务、VCF业务以及COP管理业务,主信道上的MCF业务。这些业务的概要见表1。
表1遥控空间数据链路协议提供的业务
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同一物理信道使用上述业务的限制: a)MCF业务不能和其他业务共享同一主信道; b)VCF业务、VCA业务以及VCP业务不能共享同一虚拟信道 c)MAPP业务和MAPA业务不能共享同一MAP
链路层底层提供的业务进行传送。遥控空间数据链路协议的协议数据单元为遥控传送顿,遥控传送顿 长度可变,在物理信道上异步传送。 协议实体执行以下功能: a)产生协议控制信息:这些控制信息用于进行数据识别、丢失检测以及错误检测(例如:头和尾): b)业务数据单元的分段和组装:将业务数据单元进行分段和组装成有效的协议数据单元,以适应
不同长度业务数据单元的传送; 复用和解复用:以便不同的业务用户可以共享同一物理信道; d) 序列控制(只适用A类业务):丢失的协议数据单元的重传,拒收不符合顺序和重复的协议数 据单元,发送端和接收端采取序列控制机制; e)流控制(只适用A类业务)。 如果协议实体支持SDLS协议,协议实体使用SDLS功能来配置安全特征。本协议不涉及以下 功能: 连接的建立和释放; SDLS协议的配置和管理
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3和图4所示。图3数据流是从上到下,图4数据流从 下到上。图中上半部分的四个功能组成分段子层,下半部分四个功能组成传送子层。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。 根据直实系统中所选用的业务,协议实体可能仅提供部分功能。
图3发送端协议实体的内部组成
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根据图3和图4中的多路复用和解复用关系抽取不同数据单元之间的关系图如图5所示,该图也 称为遥控空间数据链路协议信道树。 图5中复用用三角表示,根据复用算法将多个具有不同标识的若干数据单元进行复用生成一个数 据单元流,
5.3.3通信操作规程(COP)
图5遥控空间数据链路协议信道树
COP协议规定了遥控空间数据链路协议在发送端和接收端所执行的闭环流程。通信操作规程为 每个虚拟信道提供一套同步机制:发送端协议实体执行的顿操作规程(FOP)和接收端协议实体执行的 顿接受和报告机制(FARM)。发送端的FOP负责将传送顿传送到接收端的FARM,接收端的FARM 通过通信链路控制字(CLCWs)向发送端的FOP报告传送顿的接受状态。 COP提供基本的业务质量:保证接收端的数据链路层向上层顺序、正确、无遗漏和不重复地提交业 务数据单元。
5.3.4底层业务需求
5.3.4.1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、有限的协议数据单元以位流的形式在空 间链路上传送,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。
5.3.4.2系统重复发送
遥控空间数据链路协议可以要求同步和信道编码子层对提交给他的数据单元执行系统重复发送 发送可以改善深空探测长时延链路的协议效率。 对于A类业务,系统重复发送次数由管理者使用COP控制命令按照虚拟信道进行管理和设定 者同时还设定一个物理信道上允许重复传送次数的上限。
业务,遥控空间数据链路协议将重复发送次数设
5.3.4.3对底层的性能需
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,虚拟信道标识和MAP标识的概率均应小于任务规定值; b)由于信道错误引起传送顿被信道编码子层拒收的概率应小于任务规定值
业务通过原语的形式来定义,原语是协议实体和业务用户之间进行数据和控制信息逻辑交互的抽 象模型。原语的定义与具体的实现方式无关。 原语参数以抽象方式定义,它规定原语用户可获取的信息。获取信息的方式不在本标准规定范围 之内。本标准仅规定了业务原语参数的最小集,具体实现时可为业务用户提供本标准规定之外的其他 参数,如用于业务控制性能监视以及诊断信息等的参数
包是变长、定界、按字节排列的数据单元。 包通过MAPP业务和虚拟信道包业务在空间链路1 VN值有效。为了从传送顿中提取包,发送端的业务提供方执行包的组装功能时,需知道包中长 约位置和长度,以便接收端的业务提供者能将包从传送顿中提取出来。
6.2.3MAP访问业务数据单元(MAPSDU)
6.2.5 遥控传送顿
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6.3多路访问点包(MAPP)业务
6.3.3.1MAPP.request
发送端业务用户准备好需传送的包时产生。发送端的业务提供方收到该原语后进行
6.3.3.2MAPPNOTIFY.indication原语
发送端和包传送相关的事件发生时,发送端的业务提供方产生该原语告知业务用户和包传送 事件。
6.3.3.3MAPP.indication原语
6.4虚拟信道包(VCP)业务
VCP业务在特定的虚拟信道上提供单向异步的传送服务,可以提供两种类型的业务:A类业务和 B类业务。VCP业务的业务数据单元为包,包是变长、定界、按字节排列的数据单元。 VCP业务用户发送或接收特定PVN的包,VCP业务用户由PVN和GVCID来标识。多个用户可 以共享一个虚拟信道,不同PVN的包多路复用后在虚拟信道上传送
6.4.3.1VCP.request原语
发送端的VCP业务用户通过该原语请求业务提供方在虚拟信道上进行包的传送。该原语 下
发送端业务用户准备好需传送的包时产生。发送端的业务提供方收到该原语后进行包传送
支送端的VCP业务提供方 相关的事件告知业务用户。该原语参数如下 VCPNOTIFY.indication(GVCID
33VCP.indication原语
接收端业务提供方准备好递交给业务用户的包时产生。
6.5多路访问点访问(MAPA)业务
6.5.3.1MAPA.request
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6.5.3.2MAPANOTIFY.indication原语
6.5.3.3MAPA.indication原语
收端业务提供方准备好递交给业务用户的MAF
6.6虚拟信道访问(VCA)业务
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6.6.3.1VCA.request原
6.6.3.2VCANOTIFY.indication原语
6.6.3.3VCA.indication原语
接收端业务提供方准备好递交给业务用户的VCASDU时产生。
6.7虚拟信道恢(VCF)
虚拟信道顿业务为独立的协议实体提供遥控传送顿在虚拟信道上的传送业务。VCF业务 遥控传送顿的完整性。VCF业务也不区分业务类型,用户需执行必要的流程来实现相应的业 VCF业务不准许多个用户共享一个虚拟信道。
VCF业务原语使用的参数包括: a)Frame:虚拟信道上传送的遥控传送顿,是VCF业务使用的业务数据单元; b)GVCID:用于标识传送Frame使用的虚拟信道,是VCF业务SAP地址的一部分。
食品添加剂标准7.3.1VCF.request原语
发送端的VCF业务用户通过该原语请求业务提供方在虚拟信道上进行遥控顿的传送。该原语参
数如下: VCF.request (Frame,
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信息安全技术标准规范范本VCF.request (Frame, GVCID) 发送端业务用户准备好需传送的传送顿时产生。发送端业务提供方收到该原语后进行传送顿的 传送。
6.73.2VCF.indication原语
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