空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng) 航天器信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 征求意見稿

1GB/TXXXX—XXXX空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)航天器信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)本文件規(guī)定了航天器信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)和協(xié)議之間的關(guān)系、業(yè)務(wù)和協(xié)議與硬件之間的關(guān)系。本文件適用于航天器信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)和協(xié)議的設(shè)計、選擇和使用。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T42041航天術(shù)語空間數(shù)據(jù)與信息傳輸GB/T42037-2022空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)參考體系架構(gòu)GB/T39348-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)遙測同步與信道編碼GB/T39345-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)高級在軌系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議GB/T39352-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)鄰近空間鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層GB/T39350-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議GB/T39353-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)鄰近空間鏈路協(xié)議同步和編碼子層GB/T39349-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)遙控同步與信道編碼GB/T39354-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)鄰近空間鏈路協(xié)議物理層GB/T39351-2020空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)遙測空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議GB/T42038-2022空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)文件傳輸協(xié)議GB/T42039-2022空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)空間包協(xié)議GB/T42040-2022空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議GB/T42634-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)圖像數(shù)據(jù)壓縮GB/T42636-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)無損數(shù)據(jù)壓縮GB/T42644-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)束（BP）協(xié)議GB/T42649-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)利克萊德傳輸（LTP）協(xié)議GB/T43375-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)封裝包協(xié)議GB/T43372-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)深空光通信物理層GB/T43423-2023空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)深空光通信編碼與同步GB/T43669-2024空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)航天器1553B總線通信協(xié)議2GB/T43671-2024ECSS-E-ST-70-41CCCSDS735.1-B-1ISO/IEC14496-10CodingISO/IEC13818-7GB/TXXXX—XXXX空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)航天器CAN總線通信協(xié)議TelemetryandTelecommandPacketUtilizationAsynchronousMessageService.Issue1Informationtechnology-Codingofaudio-visualobjects-Part10:AdvancedVideoInformationtechnology–Genericcodingofmovingpicturesandassociatedaudioinformation–Part7:AdvancedAudioCoding(AAC)RFC3550RTP:ATransportProtocolforReal-TimeApplicationCCSDS875.0-M-1-SSpacecraftOnboardInterfaceServices--MessageTransferServiceCCSDS871.0-M-1-SSpacecraftOnboardInterfaceServices--DeviceAccessServiceCCSDS871.2-M-1-SSpacecraftOnboardInterfaceServices--DeviceVirtualizationServiceCCSDS871.1-M-1-SSpacecraftOnboardInterfaceServices--DeviceDataPoolingServiceCCSDS872.0-M-1-SSpacecraftOnboardInterfaceServices—TimeAccessServiceRFC793TransmissionControlProtocolRFC768UserDatagramProtocolRFC6071IPSecurity(IPsec)andInternetKeyExchange(IKE)DocumentRoadmapRFC791InternetProtocolRFC2460InternetProtocol,Version6(IPv6)SpecificationCCSDS702.1-B-1IPoverCCSDSSpaceLinksISO18425:2013SpacecraftOnboardInterfaceServices--SubnetworkPacketServiceISO18426:2013SpacecraftOnboardInterfaceServices--SubnetworkMemoryAccessServiceISO18427:2013SpacecraftOnboardInterfaceServices--SubnetworkSynchronizationServiceISO18428:2013SpacecraftOnboardInterfaceServices—SubnetworkDeviceDiscoveryServiceISO18438:2013SpacecraftOnboardInterfaceServices—SubnetworkTestServiceSAEAS6802-2011(R2016)Time-TriggeredEthernetCCSDS401.0-B-32RadioFrequencyandModulationSystems-Part1：EarthStationsandSpacecraft3術(shù)語和定義GB/T42041界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1亞網(wǎng)層subnetworklayer處于網(wǎng)絡(luò)層以下，對上層提供統(tǒng)一的接口，以屏蔽底層數(shù)據(jù)鏈路的不同。4縮略語下列縮略語適用于本文件。AMS：異步消息業(yè)務(wù)（AsynchronousMessageService）AOS：高級在軌系統(tǒng)（AdvancedOrbitingSystem）3GB/TXXXX—XXXXAPI：應(yīng)用程序編程接口（ApplicationProgrammingInterface）AN：模擬量（Analogue）BSP：板級支持包（BoardSupportPackage）CCSDS：國際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會（ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems）CFDP：文件傳輸協(xié)議（CCSDSFileDeliveryProtocol）CPU：中央處理器（CentralProcessingUnit）DACP：設(shè)備抽象控制規(guī)程（DeviceAbstractionControlProcedure）DAP：設(shè)備特定訪問協(xié)議（Device-specificAccessProtocol）DAS：設(shè)備訪問業(yè)務(wù)（DeviceAccessService）DDPS：設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)（DeviceDataPoolingService）DES：設(shè)備枚舉業(yè)務(wù)（DeviceEnumerationService）DVS：設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)（DeviceVirtualisationService）DS：串行數(shù)字量（DigitalSerial）ECSS：歐洲航天標(biāo)準(zhǔn)化組織（EuropeanCooperationforSpaceStandardization）IP：網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議（InternetProtocol）IPoC：IP通過CCSDS（IPoverCCSDS）IETF：國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組（TheInternetEngineeringTaskForce）IO：輸入輸出（Input/Output）ML：內(nèi)存加載（MemoryLoad）MTS：消息傳輸業(yè)務(wù)（MessageTransferService）PUS：包應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)（PacketUtilisationStandard）RAM：隨機存取存儲器（RandomAccessMemory）ROM：只讀存儲器（Read-OnlyMemory）RT：遠(yuǎn)置終端（RemoteTerminal）SCPS-TP：空間通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)-傳輸協(xié)議（SpaceCommunicationsProtocolStandards-TransportProtocol）SIS：空間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)業(yè)務(wù)（SpaceInternetworkingService）SLS：空間鏈路業(yè)務(wù)（SpaceLinkService）SDIU：航天器數(shù)據(jù)接口單元（SpacecraftDataInterfaceUnit）SMU：航天器管理單元（SpacecraftManagementUnit）SOIS：航天器接口業(yè)務(wù)（SpacecraftOnboardInterfaceServices）TAS：時間訪問服務(wù)（TimeAccessService）TC：遙控（Telecommand）4GB/TXXXX—XXXXTCP：傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol）TM：遙測（Telemetry）TTE：時間觸發(fā)以太網(wǎng)（TimeTriggeredEthernet）UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UserDatagramProtocol）USLP：統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（UnifiedSpaceDataLinkProtocol）5業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)5.1總體設(shè)計5.1.1總體設(shè)計原則業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計遵循如下原則：a)可擴展性。通過分層將復(fù)雜的系統(tǒng)協(xié)議分解為處于特定層次的相對簡單的多個獨立協(xié)議，每一層的協(xié)議可以隨著技術(shù)的發(fā)展獨立更新和完善而不影響其它層次，使得系統(tǒng)具有良好的可擴展性。b)兼容性。未來要實現(xiàn)空間網(wǎng)絡(luò)、航天器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)、地面互聯(lián)網(wǎng)之間的互聯(lián)互通，在協(xié)議體系結(jié)構(gòu)設(shè)計時需考慮目前航天器以及地面互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，盡量做到兼容現(xiàn)有的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。c)適應(yīng)性。協(xié)議體系結(jié)構(gòu)既要考慮近地空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高動態(tài)變化、誤碼率高的特性，又要考慮深空環(huán)境下長延遲、上下行不對稱等特性，可適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。d)安全性。由于各類網(wǎng)絡(luò)均遵循統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)安全也需要重點關(guān)注。e)可實現(xiàn)性。目前航天器的資源包括計算能力、存儲能力、網(wǎng)絡(luò)能力等相對地面而言是受限的，需綜合考慮各類協(xié)議在航天器中的可實現(xiàn)性以及效率。5.1.2協(xié)議體系分層結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計原則，業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)采用分層的結(jié)構(gòu)，從CCSDS的空間通信協(xié)議體系、航天器內(nèi)部通信協(xié)議體系、ECSS協(xié)議體系以及TCP/IP協(xié)議體系中按需選取了部分協(xié)議，自頂向下分別為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、亞網(wǎng)層，如圖1所示。該協(xié)議體系分為四層，自上至下分別為應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、亞網(wǎng)層。5GB/TXXXX—XXXX圖1航天器信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)a)應(yīng)用層：通過PUS實現(xiàn)遙控遙測標(biāo)準(zhǔn)化，通過AMS支持多星信息共享,通過BP實現(xiàn)多種傳輸協(xié)議并存，通過CFDP支持文件的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸，通過消息傳輸業(yè)務(wù)實現(xiàn)星內(nèi)信息共享，通過設(shè)備訪問業(yè)務(wù)、設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)和設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)實現(xiàn)對設(shè)備的統(tǒng)一訪問接口，通過時間訪問業(yè)務(wù)實現(xiàn)對時間的統(tǒng)一訪問接口。支持應(yīng)用層安全協(xié)議。b)傳輸層：通過LTP/UDP實現(xiàn)多種傳輸質(zhì)量支持。c)網(wǎng)絡(luò)層：通過空間包/IPv6實現(xiàn)星地、星間、星內(nèi)、地面協(xié)議一體化設(shè)計。d)亞網(wǎng)層-數(shù)據(jù)鏈路層：空間鏈路通過USLP/AOS實現(xiàn)星地、星間鏈路層統(tǒng)一，支持65536個衛(wèi)星；星內(nèi)鏈路通過包業(yè)務(wù)+1553/TTE/TSN實現(xiàn)總線接口統(tǒng)一。e)亞網(wǎng)層-物理層：空間通信支持激光、微波兩種體制，星內(nèi)通信支持1553B、CAN、TTE、TSN等多種總線。在業(yè)務(wù)及協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中，核心是SOIS業(yè)務(wù)。而SOIS業(yè)務(wù)與其他業(yè)務(wù)之間、SOIS內(nèi)部各業(yè)務(wù)之間、SOIS業(yè)務(wù)與硬件之間有關(guān)聯(lián)關(guān)系。5.2應(yīng)用層設(shè)計5.2.1應(yīng)用層結(jié)構(gòu)應(yīng)用層是體系結(jié)構(gòu)中的最高層，直接為用戶的各種應(yīng)用提供服務(wù)，可以直接針對用戶的需要，設(shè)計6GB/TXXXX—XXXX特定的應(yīng)用協(xié)議。應(yīng)用層包括應(yīng)用管理層和應(yīng)用支持層。應(yīng)用支持層提供大量通用化的業(yè)務(wù)，對應(yīng)用管理層的各類智能化應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。通過將任務(wù)相關(guān)部分（應(yīng)用管理層）與通用支持部分（應(yīng)用支持層）分離，實現(xiàn)任務(wù)相關(guān)部分輕量化，通過更改任務(wù)參數(shù)配置代替特定任務(wù)的編程。通用支持部分通過抽象和歸納形成完善和靈活通用服務(wù)支持機制，同時提供開放的擴展機制，滿足任務(wù)特殊要求。應(yīng)用層組成及上下層關(guān)系見圖2所示，其中應(yīng)用管理層功能與應(yīng)用支持層業(yè)務(wù)關(guān)系見表1。圖2應(yīng)用層組成及上下層關(guān)系針對應(yīng)用支持層，推薦遵循標(biāo)準(zhǔn)引用的CCSDS和ECSS開發(fā)的相關(guān)協(xié)議，也可以使用用戶專用協(xié)議完成相關(guān)任務(wù)，可供選用的主要協(xié)議及其標(biāo)準(zhǔn)如下：a)PUS遵循ECSS-E-ST-70-41C的要求。b)CFDP遵循GB/T42038-2022的要求。c)AMS遵循CCSDS735.1-B-1的要求。d)BP遵循GB/T42644-2023的要求。e)無損數(shù)據(jù)壓縮遵循GB/T42636-2023的要求。f)圖像數(shù)據(jù)壓縮遵循GB/T42634-2023的要求。g)視頻編碼H.264遵循ISO/IEC14496-10的要求。h)音頻編碼ACC遵循ISO/IEC13818-7的要求。7GB/TXXXX—XXXXi)RTP遵循RFC3550的要求。j)應(yīng)用層安全協(xié)議由用戶自行開發(fā)。k)消息傳輸業(yè)務(wù)遵循CCSDS875.0-M-1-S的要求。l)設(shè)備訪問業(yè)務(wù)遵循CCSDS871.0-M-1-S的要求。m)設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)遵循CCSDS871.2-M-1-S的要求。n)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)遵循CCSDS871.1-M-1-S的要求。o)時間訪問業(yè)務(wù)遵循CCSDS872.0-M-1-S的要求。p)用戶專用協(xié)議由用戶自行開發(fā)。表1應(yīng)用管理層與應(yīng)用支持層的業(yè)務(wù)關(guān)系表功能遙測遙控時間內(nèi)務(wù)熱控能源姿態(tài)和軌解鎖與轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)智能移動擴展應(yīng)用業(yè)務(wù)/協(xié)議管理管理管理管理管理管理道控制動機構(gòu)管理管理管理管理PUS遙控確認(rèn)業(yè)務(wù)√√√√√√√√√√√PUS設(shè)備命令分發(fā)業(yè)務(wù)√√√√√√√√PUS內(nèi)務(wù)診斷數(shù)據(jù)報告業(yè)務(wù)√√√PUS參數(shù)統(tǒng)計報告業(yè)務(wù)√√PUS事件報告業(yè)務(wù)√√√√√√√√√PUS存儲器管理業(yè)務(wù)√√PUS功能管理業(yè)務(wù)√√√√√√√√PUS時間管理業(yè)務(wù)√√PUS在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)√√PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)√√√√√√√√PUS大數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)√√√√√PUS包傳送控制業(yè)務(wù)√√√√√√√√√PUS在軌存儲和回收業(yè)務(wù)√√PUS測試業(yè)務(wù)√√PUS在軌作業(yè)程序業(yè)務(wù)√√PUS事件動作業(yè)務(wù)√√√√√√√√應(yīng)用層安全協(xié)議√√√√√√√√√√√√AMS√√√√√√√√√√√√8GB/TXXXX—XXXXRTP√√√√視頻編碼√√√√音頻編碼√√√√SNMP√√消息傳輸業(yè)務(wù)√√√√√√√√√√√√命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)√√√√√√√√√√√√時間訪問業(yè)務(wù)√√√√√√√√√√√√設(shè)備枚舉業(yè)務(wù)√√文件及包存儲業(yè)務(wù)√√√√CFDP√√√BP√√√√5.2.2遙測遙控包應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)PUSPUS提供地面操作用戶對航天器進行監(jiān)視和控制的服務(wù)。該協(xié)議主要用于以下領(lǐng)域的航天器監(jiān)視與控制：遙控、遙測報告、軟件管理、星上操作調(diào)度、在軌監(jiān)視、在軌作業(yè)程序、在軌事件響應(yīng)、在軌存儲和回收、遙測生成和傳送、存儲器管理以及診斷與測試等。該標(biāo)準(zhǔn)在空間包協(xié)議的基礎(chǔ)上，對空間包的副導(dǎo)頭以及數(shù)據(jù)域格式進行了標(biāo)準(zhǔn)化定義。PUS可應(yīng)用于應(yīng)用層協(xié)議(如：AMS等)、傳輸層協(xié)議(如：TCP、UDP、SCPS-TP等)或者網(wǎng)絡(luò)層空間包協(xié)議之上。5.2.3文件傳輸CFDPCFDP提供航天器到地面、地面到航天器以及航天器之間的可靠文件傳輸服務(wù)，該協(xié)議是一個跨層的協(xié)議，既具有應(yīng)用層文件管理的功能，也具有傳輸層的功能。CFDP可以采用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)在空間鏈路中的多跳文件傳輸。CFDP能夠應(yīng)用在應(yīng)用層協(xié)議(如：BP)、傳輸層協(xié)議(如：TCP、UDP、SCPS-TP)或者網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(如：空間包協(xié)議、封裝業(yè)務(wù))之上。5.2.4異步消息業(yè)務(wù)AMSAMS提供用戶間的端對端空間消息傳輸，支持消息訂閱/發(fā)布、消息廣播、消息查詢/回復(fù)、消息發(fā)送/接收等功能。AMS對于用戶提供豐富的消息服務(wù)，對下屏蔽網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不同、通信用戶所在位置的不同以及硬件接口的不同。AMS能夠應(yīng)用在傳輸層協(xié)議（如：TCP、UDP、SCPS-TP等）、網(wǎng)絡(luò)層空間包協(xié)議之上。5.2.5束協(xié)議BPBP提供端到端的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，運行于鏈路或網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)之上，構(gòu)建基于存儲-轉(zhuǎn)發(fā)機制的網(wǎng)絡(luò)。BP能夠應(yīng)用在傳輸層協(xié)議（如：LTP、TCP、UDP、SCPS-TP等）、網(wǎng)絡(luò)層封裝業(yè)務(wù)之上。5.2.6視頻編碼H.264編碼效率高，容錯能力強，可支持各種視頻應(yīng)用，如視頻會議、高清晰度電視廣播等。視頻編碼在RTP之上，與之配合使用。9GB/TXXXX—XXXX5.2.7音頻編碼ACC是一種高質(zhì)量音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，可支持多達48個音軌，5.1多聲道支持，具有采樣率高、采樣精度高等特點。音頻編碼在RTP之上，與之配合使用。5.2.8實時傳輸協(xié)議RTPRTP為實時應(yīng)用提供端到端的傳輸服務(wù)，不提供任務(wù)服務(wù)質(zhì)量保證。需要發(fā)送的多媒體數(shù)據(jù)，包括音頻和視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮編碼后，先送給RTP封裝，再裝入傳輸層的UDP協(xié)議。5.2.9簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMPSNMP用于專門設(shè)計在IP網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，在傳輸層依靠UDP協(xié)議進行傳輸。5.2.10消息傳輸業(yè)務(wù)消息傳輸業(yè)務(wù)（MTS）可以提供航天器內(nèi)部應(yīng)用程序之間基于消息的相互通信，可以保證有限延時，并支持多播和組播功能。該業(yè)務(wù)可以屏蔽應(yīng)用程序的物理位置。消息傳輸業(yè)務(wù)的目的提供一種支持星上軟件任務(wù)通信調(diào)度的模型化業(yè)務(wù)方法。MTS提供如下功能：a)按照特定優(yōu)先級將消息發(fā)送給另一個其它的應(yīng)用程序；b)接收來自其它應(yīng)用程序的下一條消息。決定下一條消息的方法可以采用基于優(yōu)先級或FIFO的隊列實現(xiàn)；c)按照特定優(yōu)先級將消息發(fā)送給另一個其它的應(yīng)用程序后，接收來自另一個應(yīng)用程序的消息應(yīng)答。d)多播一個消息到一個已定義分組內(nèi)的所有應(yīng)用程序。例如，消息訂閱-發(fā)布模式的實現(xiàn)；e)廣播一個消息到航天器內(nèi)所有的應(yīng)用程序。5.2.11命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)包括如下三個業(yè)務(wù)：5.2.12設(shè)備訪問業(yè)務(wù)設(shè)備訪問業(yè)務(wù)(DAS)提供了最基本的設(shè)備讀寫的能力，應(yīng)用軟件可以對其進行直接調(diào)用，也可以使用它來提供更復(fù)雜的功能，比如一些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換業(yè)務(wù)或者是監(jiān)視業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)用戶不需要關(guān)心設(shè)備的物理位置或電子接口單元詳細(xì)信息。它被看成是特定設(shè)備的驅(qū)動程序。提供的功能包括：a)設(shè)備讀取功能：從設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)用戶提供一個邏輯標(biāo)識符(identifier)和值標(biāo)識符(identifier),DAS負(fù)責(zé)通過解析邏輯地址來指定設(shè)備物理地址和實際訪問接口。DAS讀取設(shè)備數(shù)據(jù)并將其數(shù)據(jù)返回給業(yè)務(wù)用戶。b)設(shè)備寫入功能：向設(shè)備寫入數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)用戶提供一個邏輯標(biāo)識符(identifier)、值標(biāo)識符(identifier)和寫入數(shù)據(jù),DAS負(fù)責(zé)指定設(shè)備物理地址和實際訪問接口，將數(shù)據(jù)寫入到該設(shè)備后返回。GB/TXXXX—XXXX設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)(DVS)提供給業(yè)務(wù)用戶通過物理設(shè)備的虛擬映像來訪問設(shè)備的方法。業(yè)務(wù)用戶使用設(shè)備的虛擬映像來訪問設(shè)備，DVS負(fù)責(zé)將用戶發(fā)給虛擬映像的指令轉(zhuǎn)化為實際的物理設(shè)備指令。提供的功能包括：a)指令發(fā)送：向設(shè)備發(fā)送指令，業(yè)務(wù)用戶提供設(shè)備標(biāo)識符，指令標(biāo)識符和指令參數(shù)。DVS啟動指令發(fā)送并返回一個指示指令執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)信息。b)數(shù)據(jù)獲取：向設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)用戶提供設(shè)備標(biāo)識符和數(shù)據(jù)標(biāo)識符。DVS啟動數(shù)據(jù)標(biāo)識符相關(guān)的數(shù)據(jù)獲取動作，并將數(shù)據(jù)返回給用戶。設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)（DDPS）維護了一系列設(shè)備的狀態(tài)信息。業(yè)務(wù)用戶可以通過數(shù)據(jù)池直接訪問設(shè)備狀態(tài)信息，不再需要產(chǎn)生一個對真實設(shè)備的讀請求指令。DDPS可以周期性的按照指定的采集頻率對設(shè)備狀態(tài)進行采集，或者通過中斷請求來刷新數(shù)據(jù)。DVS需要負(fù)責(zé)保證軟件映像的正確性和數(shù)據(jù)池中參數(shù)的更新周期。DDPS需要借助于DVS或DAS來實現(xiàn)。提供的功能包括：a)從設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)并將其存儲在設(shè)備池中?？赏ㄟ^兩種形式：1)DDPS周期性的從設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)；2)設(shè)備周期性或突發(fā)性的向DDPS發(fā)送數(shù)據(jù)。b)從設(shè)備池中讀取數(shù)據(jù):允許業(yè)務(wù)用戶從數(shù)據(jù)池中讀取數(shù)據(jù)。5.2.13時間訪問業(yè)務(wù)時間訪問業(yè)務(wù)（TAS）提供給業(yè)務(wù)用戶訪問本地時間源的統(tǒng)一接口。該業(yè)務(wù)提供的時間值可被應(yīng)用程序用來進行某項調(diào)度操作，例如，獲取映像值或為遙測數(shù)據(jù)加時間戳。提供的功能包括：a)提供應(yīng)用程序按需獲取時間的能力。b)提供用戶在某一指定時刻進行事件通知的功能。c)提供用戶周期性進行事件觸發(fā)的功能。5.2.14文件及包存儲業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)用于訪問本地或遠(yuǎn)程文件存儲區(qū)的文件或包存儲區(qū)的包。5.2.15設(shè)備枚舉業(yè)務(wù)用于對航天器設(shè)備增加、刪除等的管理，實現(xiàn)設(shè)備的即插即用。5.2.16應(yīng)用安全協(xié)議應(yīng)用安全協(xié)議可采用QUIC協(xié)議，用于對應(yīng)用數(shù)據(jù)進行安全防護。5.2.17應(yīng)用特定協(xié)議應(yīng)用特定協(xié)議由用戶自行開發(fā)，可應(yīng)用于模型中的各層通信協(xié)議之上，支持協(xié)議的擴展。例如可開GB/TXXXX—XXXX發(fā)一些網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換協(xié)議，用于兼容現(xiàn)有在軌航天器的具體任務(wù)特定協(xié)議。5.3傳輸層設(shè)計傳輸層提供可靠傳輸和不可靠傳輸兩種業(yè)務(wù)以及安全業(yè)務(wù)，傳輸層的組成及上下層關(guān)系如下圖所示。圖3傳輸層組成及上下層關(guān)系不可靠傳輸業(yè)務(wù)采用UDP協(xié)議，當(dāng)需要進行數(shù)據(jù)的傳輸確認(rèn)時，可通過應(yīng)用支持層的PUS遙控確認(rèn)業(yè)務(wù)或應(yīng)用層的應(yīng)用特定協(xié)議實現(xiàn)?？煽總鬏敇I(yè)務(wù)采用TCP、LTP等。安全業(yè)務(wù)采用IPSec。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層中協(xié)議的不同，本層的協(xié)議可通過網(wǎng)絡(luò)層中IP協(xié)議中的協(xié)議標(biāo)識、封裝業(yè)務(wù)中的協(xié)議標(biāo)識、空間包協(xié)議中的APID進行區(qū)分。傳輸層各協(xié)議遵循的標(biāo)準(zhǔn)如下：a)TCP遵循RFC793的要求；b)UDP遵循RFC768的要求；c)LTP遵循GB/T42649-2023的要求；d)IPSec遵循RFC6071的要求。5.3.1TCPTCP支持上層應(yīng)用之間的端到端通信，主要適用于地面任務(wù)，在空間任務(wù)也可應(yīng)用，但會對速率造成一定影響。TCP對應(yīng)用層提供有連接的、可靠的傳輸服務(wù)。該協(xié)議應(yīng)用在IPv4或者IPv6協(xié)議之上。5.3.2UDPUDP支持上層應(yīng)用之間的端到端通信，適用于地面任務(wù)和空間任務(wù)。UDP對應(yīng)用層提供無連接的、GB/TXXXX—XXXX不可靠的傳輸服務(wù)。該協(xié)議應(yīng)用在IPv4或者IPv6協(xié)議之上。5.3.3LTPLTP對應(yīng)用層提供單跳數(shù)據(jù)鏈路上的可靠數(shù)據(jù)通信，適用于長延時、時斷時續(xù)的空間任務(wù)，是DTN網(wǎng)絡(luò)中的核心傳輸協(xié)議，應(yīng)用在封裝業(yè)務(wù)或者UDP之上。5.3.4IPSECIPSec為空間傳輸協(xié)議提供端到端的數(shù)據(jù)保護能力。5.4網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是實現(xiàn)兩個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)透明傳送，同時提供網(wǎng)絡(luò)的管理功能，具體包括路由選擇、可靠傳輸、擁塞控制、動態(tài)接入等。網(wǎng)絡(luò)層的組成及上下層關(guān)系如圖4所示。圖4網(wǎng)絡(luò)層組成及上下層關(guān)系網(wǎng)絡(luò)層兼容地面的IP協(xié)議以及CCSDS的封裝業(yè)務(wù)、空間包協(xié)議、IPoverCCSDS（IPoC）協(xié)議、路由協(xié)議。本層的協(xié)議通過各協(xié)議頭中的包版本號以及封裝業(yè)務(wù)中的協(xié)議標(biāo)識進行區(qū)分。由于IPv4地址已全部分配完畢，下一代互聯(lián)網(wǎng)采用IPv6協(xié)議，后續(xù)建議直接采用IPv6實現(xiàn)互聯(lián)互通。在星內(nèi)目前由于采用低速1553B總線，可在網(wǎng)絡(luò)層采用簡單的空間包協(xié)議，通過空間鏈路傳輸時將空間包封入IP包中傳輸。后續(xù)新系統(tǒng)可采用高速時間觸發(fā)以太網(wǎng)（TTE）總線，網(wǎng)絡(luò)層可直接應(yīng)用IPv6協(xié)議，與空間網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)。GB/TXXXX—XXXX網(wǎng)絡(luò)層可供選用的主要協(xié)議及其標(biāo)準(zhǔn)如下：a)空間包協(xié)議遵循GB/T42039-2022的要求。b)封裝業(yè)務(wù)遵循GB/T43375-2023的要求。c)IPv4遵循RFC791的要求。d)IPv6遵循RFC2460的要求。e)IPoC遵循CCSDS702.1-B-1的要求。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的PDU是通過空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議在空間鏈路上進行傳輸。其中，空間包協(xié)議的PDU可以直接在通過空間鏈路協(xié)議傳輸。IPv4和IPv6的PDU應(yīng)通過IPoC以及封裝業(yè)務(wù)進行封裝后才能通過空間數(shù)據(jù)鏈路傳輸。這些協(xié)議并不提供對于丟失或損壞的數(shù)據(jù)進行重傳的能力，因此若需要傳送完整數(shù)據(jù)，則需要在更高層協(xié)議中實現(xiàn)重傳。5.4.1空間包協(xié)議SPP提供了通過一個或多個底層子網(wǎng)將數(shù)據(jù)從源應(yīng)用過程傳送到一個或多個目的應(yīng)用過程的單向數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。SPP提供了在空間鏈路中高效的傳送數(shù)據(jù)的能力，以及路由數(shù)據(jù)穿越空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)的能力。SPP主要用于低速的測控鏈路以及星內(nèi)鏈路。5.4.2封裝業(yè)務(wù)封裝業(yè)務(wù)使用空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議傳輸一系列變長的、有限的、字節(jié)對齊的數(shù)據(jù)單元。該業(yè)務(wù)用于發(fā)送或接收未經(jīng)非CCSDS授權(quán)包版本的PDU，業(yè)務(wù)提供者不關(guān)心使用該業(yè)務(wù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元的格式或內(nèi)容。封裝業(yè)務(wù)將用戶提供的數(shù)據(jù)單元不加改變的包裝成一個符合數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議格式要求的空間包或一個封裝包，一個單獨的包最多只包含一個數(shù)據(jù)單元。5.4.3IPIP用于在源端和目的端之間傳送數(shù)據(jù)塊，支持長數(shù)據(jù)塊的分段和重新組裝功能。IP包括IPv4和IPv6兩個版本，出于擴展性考慮，建議采用IPv6協(xié)議。當(dāng)其PDU需要通過空間鏈路傳送時，與IPoC協(xié)議以及封裝業(yè)務(wù)配合使用。IP主要用于高速數(shù)傳/星間鏈路以及星內(nèi)高速鏈路。5.4.4IPOC為完成各種IPPDU的多路復(fù)用，IPoC使用了被稱為IPE的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將IPPDU封裝到IPE，然后再使用封裝業(yè)務(wù)一對一地形成封裝包。IPoC屏蔽不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議可能造成的差異化影響，支持IPv4、IPv6、SPP等不同網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的一體化設(shè)計，通過CCSDS提供的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，實現(xiàn)在航天器之間，或者航天器與地面設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)交換和傳輸。5.4.5路由協(xié)議路由協(xié)議用于在自治系統(tǒng)內(nèi)自主決策路由，該協(xié)議支持負(fù)載均衡和基于服務(wù)類型的選路，也支持多種路由形式，需要單獨開發(fā)。5.5亞網(wǎng)層設(shè)計亞網(wǎng)層位于網(wǎng)絡(luò)層以下，提供一系列業(yè)務(wù)供上層調(diào)用，包含空間通信和星內(nèi)通信兩部分。GB/TXXXX—XXXXa)空間通信提供的業(yè)務(wù)為包傳輸業(yè)務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)層及以上IP包、空間包、封裝包等多種包的傳輸。b)星內(nèi)通信采用航天器星載接口業(yè)務(wù)（SOIS）標(biāo)準(zhǔn)的包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)、同步業(yè)務(wù)。亞網(wǎng)層組成及與上層關(guān)系如圖5所示。圖5亞網(wǎng)層組成及與上層關(guān)系5.5.1亞網(wǎng)層-空間通信數(shù)據(jù)鏈路層.1協(xié)議選用要求數(shù)據(jù)鏈路層包含數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議子層、同步和信道編碼子層兩個子層。.1.1數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議子層數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議子層可供選用的協(xié)議如下：a)采用遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議時，應(yīng)遵循GB/T39350-2020的要求。b)采用AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議時，遵循GB/T39345-2020的要求，并與CCSDS142.0-B-1配合使用。c)采用統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議時，遵循GB/T42040-2022的要求，并與CCSDS142.0-B-1配合使用。GB/TXXXX—XXXXd)a)~c)中包含了可選的安全協(xié)議。空間動態(tài)接入?yún)f(xié)議需要單獨開發(fā)。.1.2同步和信道編碼子層同步和信道編碼子層可供選用的協(xié)議如下：a)采用遙控同步和信道編碼時，應(yīng)遵循GB/T39349-2020的要求。b)采用遙測同步和信道編碼時，應(yīng)遵循GB/T39351-2020的要求。c)采用激光信道編碼和同步時，應(yīng)遵循CCSDS142.0-B-1的要求。.2遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議用于在地面到空間或者空間到空間的空間鏈路中傳輸多種類型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。最常見的用法是地面通過該協(xié)議向航天器傳輸前向數(shù)據(jù)。遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議的主要特點如下：a)傳送幀的幀長可變，支持不同長度的數(shù)據(jù)通過空間鏈路靈活傳送；b)提供分段功能，支持將大塊的專用數(shù)據(jù)或者包切成段后放入傳送幀進行傳送；c)對用戶提供兩種服務(wù)類型，一種是序列控制服務(wù)(A類服務(wù))，另一種是便捷服務(wù)(B類服務(wù))。在A類服務(wù)中，提供重傳功能，在數(shù)據(jù)出錯后支持按傳送幀進行自動重傳。在B類服務(wù)中，用戶提供的服務(wù)數(shù)據(jù)單元只被傳送一次(即無重傳)；d)最大支持64個VC，一個物理信道可分為多個VC，每個VC上可傳送不同類型和服務(wù)質(zhì)量的數(shù)據(jù)，從而提高數(shù)據(jù)傳送的靈活性；e)在VC中可通過MAP支持多個不同來源的數(shù)據(jù)在一個虛擬信道中傳送，每個虛擬信道最大可支持64個MAP；f)對用戶提供7種不同的服務(wù)，用于處理不同特征的數(shù)據(jù)。遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議一般與COP-1配合使用，COP-1通過重傳機制，保證在有噪聲的空間鏈路上傳送數(shù)據(jù)的正確性、完整性以及順序性。COP-1支持序列控制服務(wù)和便捷服務(wù)兩種服務(wù)等級，可與遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議配合使用，對于每個虛擬信道，COP-1都包含一對同步的規(guī)程，即在發(fā)送端運行的FOP-1和在接收端運行的FARM-1兩個規(guī)程。發(fā)送端的FOP-1發(fā)送傳送幀到接收端的FARM-1，F(xiàn)ARM-1將傳送幀的接收狀態(tài)報告通過CLCW返回到FOP-1。.3AOS空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議AOS用于在空間到地面、地面到空間、空間到空間的空間鏈路中傳輸多種類型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。AOS可將平臺和載荷數(shù)據(jù)流統(tǒng)一，支持遙測、遙控、音頻、視頻、靜止圖像、實驗數(shù)據(jù)等不同信息同時傳送。AOS的協(xié)議的主要特點如下：a)支持的用戶數(shù)據(jù)率變化范圍大，可從幾bit/s到上Gbit/s；GB/TXXXX—XXXXb)可為大量用戶提供方便、透明和標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)，可廣泛地滿足科學(xué)研究、工程試驗和商業(yè)經(jīng)營等各種任務(wù)的需要；c)可處理新的數(shù)字化的數(shù)據(jù)類型(包括音頻和視頻信號)；d)可通過空地數(shù)據(jù)信道對稱地進行數(shù)據(jù)傳送；e)采用兩種多路復(fù)用機制，即包信道的多路復(fù)用及虛擬信道的多路復(fù)用，且用戶動態(tài)分享信道，提高了空間數(shù)據(jù)信道的利用率；f)設(shè)置7種不同的服務(wù)，用于處理不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)；g)根據(jù)用戶對業(yè)務(wù)質(zhì)量的不同要求，采用三種不同的服務(wù)等級，既簡化了系統(tǒng)配置，又滿足了不同質(zhì)量要求的用戶的需求；h)設(shè)置VC，多個應(yīng)用可分享一個VC，各個VC分時占用物理信道，從而可避免長數(shù)據(jù)源壟斷信道，解決了有序地管理信道的問題，最大支持64個虛擬信道；i)不同類型用戶采用不同格式的數(shù)據(jù)單元，最后合為一個數(shù)據(jù)流，通過物理信道傳輸。.4統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議USLP用于在空間到地面、地面到空間、空間到空間的空間鏈路中傳輸多種類型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。USLP的主要特點如下：a)支持的用戶數(shù)據(jù)率達到30Gbit/s；b)支持的最大幀長達到65536字節(jié)；c)支持最大65536個航天器標(biāo)識；d)支持可變長度幀和固定長度幀兩種類型；e)兼容COP-1和COP-P兩類規(guī)程；f)在幀中具有協(xié)議標(biāo)識，可區(qū)分上層協(xié)議；g)支持?jǐn)?shù)據(jù)分段，具備尾部字節(jié)指針以指示有效數(shù)據(jù)的結(jié)束；h)支持應(yīng)急短命令發(fā)送；i)支持在沒有數(shù)據(jù)域的情況下傳輸操作控制域數(shù)據(jù)，從而使COP規(guī)程可以在沒有其它數(shù)據(jù)發(fā)送時也能發(fā)送報告；j)提供8種服務(wù)。.5遙測同步和信道編碼遙測同步和信道編碼提供的功能包括：信道編碼(含幀校驗)、同步和偽隨機化。推薦的遙測信道編碼體制包括：卷積編碼、R-S編碼、Turbo編碼、LDPC編碼，以及以卷積碼為內(nèi)碼、R-S碼為外碼的級聯(lián)信道編碼。.6遙控同步和信道編碼遙控同步和信道編碼提供的功能包括:差錯控制編碼/譯碼，碼字的定界/同步，隨機化/解隨機化等GB/TXXXX—XXXX服務(wù)。推薦的遙控信道編碼包括改進BCH編碼和LDPC編碼。改進BCH編碼有兩種工作模式，分別是檢錯模式和糾錯模式，選用哪種工作模式需根據(jù)任務(wù)需求確定。.7激光通信編碼和同步激光通信編碼和同步提供的功能包括：信道編碼、同步和遙測傳送幀校驗。該標(biāo)準(zhǔn)一共規(guī)定了兩種類型的傳輸，分別是遙測信號傳輸，信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號傳輸。遙測信號傳輸推薦的編碼為卷積編碼，信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號傳輸推薦的編碼為LDPC編碼。物理層.1協(xié)議選用要求物理層可供選用的主要的協(xié)議為：a)無線電頻率和調(diào)制遵循CCSDS401.0-B-32的要求。b)激光通信物理層遵循GB/T43372-2023的要求。.2無線電頻率和調(diào)制無線電頻率和調(diào)制主要功能是為航天器與地面站之間、或航天器與航天器之間提供雙向射頻通信鏈路，對頻段的有效利用和航天器的占用帶寬、調(diào)制與解調(diào)方式等進一步進行了規(guī)定。.3激光通信物理層激光通信物理層規(guī)定了遙測信號傳輸、信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)奈锢硖匦?，包括激光中心頻率、調(diào)諧范圍、偏振、調(diào)制等。GB/TXXXX—XXXX5.5.2亞網(wǎng)層-星內(nèi)通信亞網(wǎng)層業(yè)務(wù).1協(xié)議選用要求亞網(wǎng)層-星內(nèi)通信可供選用的主要業(yè)務(wù)和標(biāo)準(zhǔn)如下：a)采用包業(yè)務(wù)時，應(yīng)遵循CCSDS851.0-M-1的要求。b)采用存儲器訪問業(yè)務(wù)時，應(yīng)遵循CCSDS852.0-M-1的要求。c)采用同步業(yè)務(wù)時，應(yīng)遵循CCSDS853.0-M-1的要求。d)采用設(shè)備發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)時，應(yīng)遵循CCSDS854.0-M-1的要求。e)采用測試業(yè)務(wù)時，應(yīng)遵循CCSDS855.0-M-1的要求。.2包業(yè)務(wù)提供在單一子網(wǎng)的包傳輸功能。此處的包是指字節(jié)對齊的定界的數(shù)據(jù)單元。可以是CCSDS定義的空間包（SpacePacket地面因特網(wǎng)定義的IP包，或者是高層的其它特定協(xié)議數(shù)據(jù)單元。包業(yè)務(wù)通過數(shù)據(jù)鏈路層的業(yè)務(wù)進行包的傳送和接收。.3存儲器訪問業(yè)務(wù)提供到設(shè)備存儲器的直接訪問功能，包括存儲器讀、寫、塊移動操作等。可使用該業(yè)務(wù)獲?。ㄗx）簡單設(shè)備的遙測數(shù)據(jù)或向設(shè)備發(fā)送（寫）離散指令等。.4同步業(yè)務(wù)提供航天器時間和事件的同步。.5設(shè)備發(fā)現(xiàn)業(yè)務(wù)提供在亞網(wǎng)層發(fā)現(xiàn)新接入設(shè)備的功能。.6測試業(yè)務(wù)提供在亞網(wǎng)層測試設(shè)備是否在線的功能。匯聚子層亞網(wǎng)層的業(yè)務(wù)主要是由具體的數(shù)據(jù)鏈路提供和實現(xiàn)，如果某個特定數(shù)據(jù)鏈路的業(yè)務(wù)不能完全滿足亞網(wǎng)層的業(yè)務(wù)，則對應(yīng)該數(shù)據(jù)鏈路的匯聚子層將提供額外的協(xié)議從而增加功能以滿足亞網(wǎng)層業(yè)務(wù)的需求。如果某個特定數(shù)據(jù)鏈路的業(yè)務(wù)能直接滿足亞網(wǎng)層業(yè)務(wù)需求，則匯聚子層可直通數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層和物理層數(shù)據(jù)鏈路層的實現(xiàn)與物理層采用的外總線相關(guān)，需要完成匯聚子層所需要的功能。GB/TXXXX—XXXX外總線共有兩種類型。低速總線：用于傳輸控制指令、遙測信息等低速關(guān)鍵數(shù)據(jù)，速率不超過1Mbps。采用1553B總線或CAN總線。高速總線：用于傳輸載荷數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)等高速數(shù)據(jù)，速率不小于100Mbps。采用TTE/TSN總線。具體任務(wù)中可以根據(jù)需要對上述總線進行靈活搭配使用。a)采用1553B總線時，應(yīng)遵循GB/T43669-2024的要求。b)采用CAN總線時，應(yīng)遵循GB/T43671-2024的要求。c)采用TTE時，應(yīng)遵循SAEAS6802的要求。d)采用TSN時，應(yīng)遵循TSN相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。6SOIS業(yè)務(wù)與其它業(yè)務(wù)的關(guān)系6.1SOIS與PUS業(yè)務(wù)的關(guān)系6.1.1概述在業(yè)務(wù)及協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用了PUS中的13類業(yè)務(wù)，包括遙控確認(rèn)業(yè)務(wù)、設(shè)備指令分發(fā)業(yè)務(wù)、內(nèi)務(wù)和診斷數(shù)據(jù)報告業(yè)務(wù)、參數(shù)統(tǒng)計報告業(yè)務(wù)、事件報告業(yè)務(wù)、內(nèi)存管理業(yè)務(wù)、功能管理業(yè)務(wù)、時間管理業(yè)務(wù)、操作調(diào)度業(yè)務(wù)、監(jiān)視業(yè)務(wù)、包傳送控制業(yè)務(wù)、存儲和獲取業(yè)務(wù)、事件-動作業(yè)務(wù)。由于SOIS對上層已經(jīng)提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的業(yè)務(wù)接口，隔離底層不同鏈路以及協(xié)議的差異，因此在應(yīng)用PUS業(yè)務(wù)時，可以將SOIS作為底層支持業(yè)務(wù)，使PUS業(yè)務(wù)更關(guān)注于其本身的算法處理。在具體應(yīng)用時，主要應(yīng)用SOIS應(yīng)用支持層提供的業(yè)務(wù)，用法為：a)應(yīng)用設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)完成數(shù)據(jù)的采集。b)應(yīng)用設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)完成設(shè)備指令的發(fā)送。c)應(yīng)用消息傳輸業(yè)務(wù)完成包的收發(fā)。d)應(yīng)用時間訪問業(yè)務(wù)完成星上時間的獲取。6.1.2PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)可以對指定的參數(shù)自動進行多類型的檢查，并在參數(shù)越限時產(chǎn)生事件報告。PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)在運行過程中需要獲取所監(jiān)視的參數(shù)值，并且將產(chǎn)生的事件報告遙測包傳送至地面或者航天器內(nèi)部其它應(yīng)用過程，其中獲取參數(shù)值可以使用SOIS命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)完成，事件報告的傳送可以經(jīng)由PUS包傳送控制業(yè)務(wù)，由SOIS消息傳輸業(yè)務(wù)完成。此處重點說明PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)與SOIS命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)的接口關(guān)系以及如何配合應(yīng)用。SOIS命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)由設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)、設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)、設(shè)備訪問業(yè)務(wù)組成，針對PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)的需求，可以使用命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)的設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)完成參數(shù)的采集。設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)共提供11種服務(wù)原語，在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)與設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)的原語交互過程如下：a)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)根據(jù)預(yù)先配置或者地面發(fā)送的指令，調(diào)用ADD_ACQUISITION_ORDER.request原語添加訂單，原語中的DeviceValueList對應(yīng)要監(jiān)視的參數(shù)，AcquisitionInterval對應(yīng)要監(jiān)視GB/TXXXX—XXXX參數(shù)的最快采集周期；b)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)返回給用戶ADD_ACQUISITION_ORDER.indication，含訂單號信息；c)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)根據(jù)訂單號提交START_ACQUISITIONS.request，啟動訂單采集；d)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)返回給用戶START_ACQUISITIONS.indication，同時啟動后臺采集過程，后臺采集過程可依據(jù)訂單中設(shè)備的屬性，應(yīng)用設(shè)備訪問業(yè)務(wù)或設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)的完成數(shù)據(jù)的采集；e)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)在采集完成后，若訂單中設(shè)置了AsynchronousAcquisitionIndicationFlag標(biāo)識，則通過ACQUISITION.indication通知在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)；f)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)收到通知或者運行周期到后，通過READ_SAMPLES.request獲取采集的數(shù)據(jù)樣本；g)設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)返回給用戶READ_SAMPLES.indication，提交采集的數(shù)據(jù)Samples以及數(shù)據(jù)的有效狀態(tài)ResultMetadata；h)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)根據(jù)提交的數(shù)據(jù)以及有效狀態(tài)，進行參數(shù)的判別以及相應(yīng)處理。上述過程中，兩個業(yè)務(wù)進行配合的關(guān)鍵是業(yè)務(wù)之間參數(shù)的轉(zhuǎn)換問題。附錄A.1給出一種設(shè)計示例供參考解決在a）步驟的在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)中的參數(shù)標(biāo)識（Para_id）與設(shè)備數(shù)據(jù)池中使用的設(shè)備值清單（DeviceValueList）如何對應(yīng)的問題。6.1.3PUS在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)PUS在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)用于實現(xiàn)指令的延時調(diào)度，該業(yè)務(wù)可接收地面或航天器其它應(yīng)用過程傳來的命令，在其定時計劃列表中添加、刪除需要定時執(zhí)行的命令，或者進行計劃的下傳等操作。該業(yè)務(wù)一般周期性運行，通過時間訪問業(yè)務(wù)獲取航天器時間，并與定時計劃中命令的時間進行比對，將定時時間到的命令通過消息傳輸業(yè)務(wù)發(fā)送到目的地。該業(yè)務(wù)主要使用SOIS的時間訪問業(yè)務(wù)以及消息傳輸業(yè)務(wù)。附錄A.2以在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)將一個到時間的PUS遙控包發(fā)送為例，說明其具體應(yīng)用過程。6.1.4PUS設(shè)備命令分發(fā)業(yè)務(wù)PUS設(shè)備命令分發(fā)業(yè)務(wù)用于實現(xiàn)指令的實時發(fā)送，該業(yè)務(wù)中包括3個服務(wù)子類型，附錄A.3以其中的存儲器加載(ML)命令分發(fā)子服務(wù)為例說明其與SOIS業(yè)務(wù)的關(guān)系。6.2SOIS與SLS協(xié)議的關(guān)系在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的SLS協(xié)議主要包括TC協(xié)議、AOS協(xié)議、空間包協(xié)議和封裝業(yè)務(wù)。TC協(xié)議與空間包協(xié)議或封裝業(yè)務(wù)配合ECSS的PUS協(xié)議共同完成遙控功能，AOS協(xié)議與空間包協(xié)議或封裝業(yè)務(wù)配合ECSS的PUS協(xié)議共同完成遙測功能，其與SOIS的關(guān)系主要通過空間包協(xié)議或、封裝業(yè)務(wù)實現(xiàn)。6.2.1遙控應(yīng)用過程對于遙控而言，其應(yīng)用過程如下：a)TC空間鏈路協(xié)議接收并處理TC傳送幀，根據(jù)傳送幀所采用的業(yè)務(wù)類型將空間包或封裝包通GB/TXXXX—XXXX過MAPP.indication或者VCP.indication提交到網(wǎng)絡(luò)層。b)網(wǎng)絡(luò)層的空間包協(xié)議通過PACKET.request得到提交的空間包、APID等信息，再依據(jù)APID進行路由，通過PACKET.indication將空間包提交給用戶。封裝業(yè)務(wù)通過向下提供的接口得到封裝包，并提交至用戶。此處的用戶一類是傳輸層之上的業(yè)務(wù)、協(xié)議或者其它程序，另一類是需要通過亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)傳送到其它節(jié)點，由后續(xù)節(jié)點進行路由。6.2.2遙測應(yīng)用過程對于遙測而言，其應(yīng)用過程如下：a)用戶通過網(wǎng)絡(luò)層空間包協(xié)議的PACKET.request請求傳送空間包，傳入空間包、APID等參數(shù)。此外，還可以通過封裝業(yè)務(wù)傳入封裝包及參數(shù)。b)網(wǎng)絡(luò)層空間包協(xié)議依據(jù)APID進行路由，得知APID目的地為地面時，調(diào)用AOS空間鏈路協(xié)議的PACKET.request原語將空間包發(fā)送至AOS空間鏈路協(xié)議；封裝業(yè)務(wù)獲取下傳至地面的數(shù)據(jù)后，組裝封裝包并調(diào)用AOS空間鏈路協(xié)議將封裝包發(fā)送至AOS空間鏈路協(xié)議。c)AOS空間鏈路協(xié)議生成傳送幀并發(fā)往地面。6.3SOIS與SIS協(xié)議的關(guān)系在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的SIS協(xié)議包括異步消息傳輸業(yè)務(wù)（AMS）和UDP/IP協(xié)議。前者作為消息傳輸業(yè)務(wù)（MTS）的底層業(yè)務(wù)，配合MTS完成消息傳輸?shù)墓δ?。后者與封裝業(yè)務(wù)配合SOIS協(xié)議和ECSS的PUS協(xié)議共同完成數(shù)據(jù)傳輸功能。6.3.1AMS應(yīng)用裁剪說明在實際應(yīng)用過程中，經(jīng)過對CCSDSMTS標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于對AMS實現(xiàn)裁剪的建議的分析，并考慮到軟件實現(xiàn)的復(fù)雜度和運行開銷，對AMS的應(yīng)用進行了進一步裁剪，主要包括：a)在整個航天器內(nèi)不存在一個中心節(jié)點，即AMS協(xié)議中的配置服務(wù)器CS，各注冊機之間地位對等，成為無中心分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。b)由消息傳輸業(yè)務(wù)后臺維護MIB中包含一張用戶表和一張信息需求表，用戶表包括航天器內(nèi)全部用戶的身份ID和通信地址，信息需求表包括期望接收的信息的主題號、信息需求者的身份ID、信息處理優(yōu)先級。c)在消息傳輸業(yè)務(wù)啟動時進行管理信息同步，通過向其它設(shè)備上的消息傳輸業(yè)務(wù)后臺發(fā)送同步請求，從其它設(shè)備獲得其用戶表和信息需求表的信息，用于同步本地的用戶表和信息需求表。d)除了初始啟動階段，在各設(shè)備之間的消息傳輸業(yè)務(wù)后臺之間沒有周期性的同步信息交換。6.3.2UDP/IP協(xié)議應(yīng)用過程在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的UDP/IP協(xié)議主要包括UDP協(xié)議、IPv6協(xié)議和IPoverCCSDS協(xié)議。其應(yīng)用過程如下：GB/TXXXX—XXXXa)UDP/IP協(xié)議通過封裝業(yè)務(wù)提供的接口獲取封裝包內(nèi)部數(shù)據(jù)，或者通過本地上層協(xié)議或程序獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。b)IPv6協(xié)議通過路由功能，提交IP報文至用戶。此處的用戶有兩類：一類是傳輸層之上的業(yè)務(wù)、協(xié)議、其它程序，另一類是通過亞網(wǎng)層通信的業(yè)務(wù)、協(xié)議、其他程序。7SOIS各業(yè)務(wù)之間的關(guān)系7.1一般說明航天器信息系統(tǒng)業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用了SOIS應(yīng)用支持層的5種業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)層的空間包協(xié)議以及亞網(wǎng)層的3種業(yè)務(wù)。各層業(yè)務(wù)以及協(xié)議都有相應(yīng)的命名機制，并且存在關(guān)聯(lián)，如何建立各層業(yè)務(wù)以及協(xié)議之間的關(guān)聯(lián)，是應(yīng)用SOIS業(yè)務(wù)及協(xié)議的一個關(guān)鍵所在。本章將從以下幾個方面進行說明：a)命名機制；b)主要業(yè)務(wù)關(guān)系以及尋址機制，包含消息傳輸業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系、命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系、時間訪問業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)層與亞網(wǎng)層業(yè)務(wù)關(guān)系。7.2命名機制圖給出了SOIS業(yè)務(wù)的命名層次關(guān)系圖。GB/TXXXX—XXXX圖6命名層次關(guān)系圖a)在應(yīng)用管理層采用APID對各應(yīng)用過程進行區(qū)分。b)在應(yīng)用支持層，采用節(jié)點標(biāo)識對消息傳輸業(yè)務(wù)的用戶進行標(biāo)識，設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)的主要名稱有GB/TXXXX—XXXX虛擬設(shè)備ID、虛擬值ID。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的主要名稱有物理設(shè)備ID、物理值ID。實際使用時，消息傳輸業(yè)務(wù)的節(jié)點標(biāo)識直接采用APID或IP地址。對于每一個設(shè)備內(nèi)模塊對應(yīng)的接口都分配了一個物理設(shè)備標(biāo)識和虛擬設(shè)備標(biāo)識，接口內(nèi)的數(shù)據(jù)通過物理參數(shù)值進行區(qū)分。c)在網(wǎng)絡(luò)層，采用APID或IP地址進行路由，對于網(wǎng)絡(luò)上的每個設(shè)備分配1個或多個APID或IP地址。d)在亞網(wǎng)層，包業(yè)務(wù)具有鏈路標(biāo)識、亞網(wǎng)地址等名稱。在應(yīng)用時，鏈路標(biāo)識和亞網(wǎng)地址一起構(gòu)成包業(yè)務(wù)原語中的PDSAP地址。包業(yè)務(wù)通過鏈路標(biāo)識選擇對應(yīng)的匯聚鏈路，當(dāng)采用1553B實現(xiàn)包業(yè)務(wù)時，由1553B的匯聚層將亞網(wǎng)地址轉(zhuǎn)化為RT地址和RT子地址。存儲器訪問業(yè)務(wù)具有鏈路標(biāo)識、亞網(wǎng)地址、存儲器區(qū)域、起始地址等名稱，其中鏈路標(biāo)識、亞網(wǎng)地址對應(yīng)存儲器訪問業(yè)務(wù)的目的地址。由于有網(wǎng)絡(luò)層，傳到亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)和存儲器訪問業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包都有源地址和目的地址，所有沒有使用包業(yè)務(wù)的原語中的PSSAP地址和存儲器訪問業(yè)務(wù)的MASAP地址。各設(shè)備對應(yīng)的驅(qū)動程序通過設(shè)備名進行識別。7.3主要業(yè)務(wù)關(guān)系以及尋址機制7.3.1命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)包含設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)、設(shè)備訪問業(yè)務(wù)、設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)。設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)使用設(shè)備訪問業(yè)務(wù)或設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)獲取設(shè)備數(shù)據(jù)，設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)使用設(shè)備訪問對設(shè)備進行指令發(fā)送或數(shù)據(jù)獲取。命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系主要是通過設(shè)備訪問業(yè)務(wù)建立。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的主要功能包括：對用戶的設(shè)備訪問請求中的設(shè)備和參數(shù)進行識別；選擇對應(yīng)的訪問業(yè)務(wù)類型，通過網(wǎng)絡(luò)層調(diào)用下層的訪問業(yè)務(wù)，或?qū)⒃L問請求發(fā)給遠(yuǎn)程設(shè)備上的設(shè)備訪問業(yè)務(wù)；接收訪問結(jié)果，為用戶進行緩存或?qū)⒔Y(jié)果發(fā)送給遠(yuǎn)程設(shè)備上的設(shè)備訪問業(yè)務(wù)；向用戶提交獲得的訪問結(jié)果。下面重點說明設(shè)備訪問業(yè)務(wù)與底層的關(guān)系。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)的交互包括包業(yè)務(wù)以及存儲器訪問業(yè)務(wù)。在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中，對設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的兩類DAP進行了進一步細(xì)分，包括：a)基于包業(yè)務(wù)的DAP。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)中的協(xié)議引擎通過底層包業(yè)務(wù)與設(shè)備中的協(xié)議引擎進行包交換，設(shè)備中的協(xié)議引擎對設(shè)備進行實際操作。該類包括3種類型：1)基于設(shè)備主動發(fā)包DAP：由設(shè)備主動發(fā)送包到計算機。典型應(yīng)用場景是處理器軟件采集掛接在DS口的其它分系統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)、通過1553B總線采集其它分系統(tǒng)設(shè)備（只支持包業(yè)務(wù)）主動發(fā)來的包數(shù)據(jù)。2)向設(shè)備發(fā)包DAP：由計算機向設(shè)備發(fā)送包。典型應(yīng)用場景是處理器軟件向掛接在ML接口的其它分系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送ML指令、向其它分系統(tǒng)總線終端（無應(yīng)用支持層，只支持包業(yè)務(wù)）發(fā)送包數(shù)據(jù)等。3)基于遠(yuǎn)程包訪問的DAP：通信雙方通過遠(yuǎn)程設(shè)備訪問協(xié)議進行對等通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備GB/TXXXX—XXXX訪問。典型應(yīng)用場景是計算機通過1553B總線基于遠(yuǎn)程包訪問DAP對其它分系統(tǒng)設(shè)備的接口進行訪問。b)基于存儲器訪問業(yè)務(wù)的DAP。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)中的協(xié)議引擎確定要讀取或?qū)懭氲拇鎯ζ魑恢茫⑼ㄟ^底層存儲器訪問業(yè)務(wù)進行訪問。該類包括2種類型：1)通用存儲器訪問DAP：計算機通過存儲器訪問業(yè)務(wù)直接對存儲器進行讀寫操作。典型應(yīng)用場景是處理器模塊采集其它模塊的內(nèi)部狀態(tài)遙測。2)模擬量訪問DAP：計算機通過通用存儲器訪問DAP進行數(shù)據(jù)采集后需進行數(shù)據(jù)的過濾后提交用戶。典型應(yīng)用場景是處理器模塊采集模擬量采集模塊的模擬量數(shù)據(jù)。設(shè)備訪問業(yè)務(wù)統(tǒng)一通過網(wǎng)絡(luò)層與包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)進行接口。附錄B.4以發(fā)送指令為例說明其具體過程。7.3.2消息傳輸業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系消息傳輸業(yè)務(wù)產(chǎn)生的PDU需要通過下層業(yè)務(wù)進行傳送。在AMS標(biāo)準(zhǔn)中，下層傳送業(yè)務(wù)可采用TCP、UDP、FIFO、vxmq、smmq等多種協(xié)議或機制傳送。在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中，統(tǒng)一通過傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層進行傳送，目前支持空間包協(xié)議，后續(xù)可進一步擴展。附錄A.5以消息傳輸業(yè)務(wù)的消息發(fā)送為例，說明其與下層業(yè)務(wù)的交互過程。7.3.3時間訪問業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系時間訪問業(yè)務(wù)與亞網(wǎng)層的同步業(yè)務(wù)進行交互，用于獲取航天器時間。在具體應(yīng)用過程中，將時間分為絕對時間和相對時間兩種，其中相對時間為在絕對時間基礎(chǔ)上減去一個固定的差值。附錄A.6以絕對時間的獲取為例，說明其交互過程。7.3.4網(wǎng)絡(luò)層與亞網(wǎng)層業(yè)務(wù)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)層可與亞網(wǎng)層的包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)進行交互。附錄A.7以向ML匯聚發(fā)送數(shù)據(jù)為例，說明網(wǎng)絡(luò)層與包業(yè)務(wù)的交互過程。附錄A.8以采集模擬量數(shù)據(jù)為例，說明網(wǎng)絡(luò)層與存儲器訪問業(yè)務(wù)的交互過程。8SOIS業(yè)務(wù)與硬件間的關(guān)系8.1一般說明將SOIS業(yè)務(wù)應(yīng)用到航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中，如何將SOIS業(yè)務(wù)與信息系統(tǒng)硬件平臺建立映射關(guān)系也非常關(guān)鍵。SOIS業(yè)務(wù)中與硬件相關(guān)的業(yè)務(wù)主要包括：a)亞網(wǎng)層的包業(yè)務(wù)與匯聚層的功能需要由具體的星載鏈路提供，因此需與體系結(jié)構(gòu)中硬件層中的1553B總線、DS接口、ML接口等建立映射關(guān)系；b)亞網(wǎng)層的存儲器訪問業(yè)務(wù)與存儲器相關(guān)，因此需與體系結(jié)構(gòu)中硬件層中的存儲器接口建立映射關(guān)系；GB/TXXXX—XXXXc)亞網(wǎng)層的同步業(yè)務(wù)和時間有關(guān)，因此需與體系結(jié)構(gòu)中硬件層中時鐘接口建立映射關(guān)系；d)亞網(wǎng)層中的設(shè)備訪問業(yè)務(wù)、設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)、設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)與硬件設(shè)備相關(guān)，需與航天器中各設(shè)備建立映射關(guān)系。本章將先對信息系統(tǒng)硬件節(jié)點對象進行分析，然后按照節(jié)點的分類分別說明對各類節(jié)點的訪問方法。8.2信息系統(tǒng)硬件節(jié)點對象分析從智能程度看，航天器中通信的節(jié)點可分為三類：智能節(jié)點：此類節(jié)點具備較強的處理能力，支持完整的協(xié)議棧，具備消息處理能力，相互之間可以進行對等通信。協(xié)議支持節(jié)點訂閱某一類感興趣的數(shù)據(jù)而無需關(guān)心數(shù)據(jù)的發(fā)送者、發(fā)布自身的數(shù)據(jù)而無需關(guān)心數(shù)據(jù)的接收者、向系統(tǒng)的某個節(jié)點進行數(shù)據(jù)發(fā)送以及查詢等功能。此類節(jié)點的典型代表為星載計算機的處理器模塊等。簡單智能節(jié)點：此類節(jié)點的智能程度比智能節(jié)點稍低，只支持亞網(wǎng)層業(yè)務(wù)，具備空間包的處理能力。該類節(jié)點可以發(fā)送或接收空間包并按照其中的內(nèi)容進行協(xié)議處理。此類節(jié)點的典型代表為遙測采集模塊、指令發(fā)送模塊等模塊。非智能節(jié)點：此類節(jié)點可以接收、發(fā)送原始數(shù)據(jù)或者空間包，一般由智能節(jié)點或簡單智能節(jié)點進行管理。此類節(jié)點的典型代表為掛接在ONOFF、AN、DS、ML等接口上的設(shè)備。下面以信息系統(tǒng)硬件平臺的一個實例為例，對上述三類節(jié)點進行映射。作為實例的信息系統(tǒng)硬件平臺包含衛(wèi)星管理單元（SMU）、數(shù)據(jù)接口單元（SDIU）各一臺，其中衛(wèi)星管理單元、數(shù)據(jù)接口單元通過標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝而成，模塊之間通過內(nèi)總線進行連接，衛(wèi)星管理單元、數(shù)據(jù)接口單元之間通過1553B總線連接，硬件平臺組成示意圖如圖7所示。圖7信息系統(tǒng)硬件平臺組成示意圖GB/TXXXX—XXXX信息系統(tǒng)硬件平臺對外部提供的接口包括：a)測控接口：包括遙控接口、遙測接口等；b)指令類接口：包括ONOFF指令接口、ML指令接口等；c)遙測類接口：包括AN接口、DS接口等；d)總線接口：包括1553B總線接口等。SMU和SDIU由于都具有較強的處理能力，其處理器模塊可以認(rèn)為是智能節(jié)點，IO模塊可以認(rèn)為是簡單智能節(jié)點，連接在1553B總線上的其他智能節(jié)點如姿軌控計算機可以通過消息傳輸業(yè)務(wù)與SMU或SDIU進行信息交互，簡單智能節(jié)點通過子網(wǎng)層包業(yè)務(wù)與SMU或SDIU進行信息交互。通過指令類接口、遙測類接口與SMU或SDIU的處理器模塊進行通信的其它分系統(tǒng)設(shè)備可認(rèn)為是非智能節(jié)點。此種情況處理器模塊通過設(shè)備訪問業(yè)務(wù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)層、包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)、設(shè)備驅(qū)動與之通信。8.3信息系統(tǒng)硬件節(jié)點訪問方法8.3.1智能節(jié)點訪問方法通過1553B總線通信的訪問方法以通過1553B總線進行通信的兩個智能節(jié)點為例，其協(xié)議配置如圖8所示。圖8使用1553的智能節(jié)點協(xié)議配置各層協(xié)議配置為：GB/TXXXX—XXXXa)應(yīng)用管理層：智能節(jié)點之間的應(yīng)用過程通過消息傳輸業(yè)務(wù)的原語進行消息的訂閱、發(fā)布、發(fā)送等，節(jié)點通過APID進行區(qū)分；b)應(yīng)用支持層：消息傳輸業(yè)務(wù)使用異步消息傳輸業(yè)務(wù)（AMS）實現(xiàn)，底層通過空間包協(xié)議進行協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）的交互；c)網(wǎng)絡(luò)層：空間包協(xié)議對上提供包傳輸接口，對下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進行數(shù)據(jù)在總線等鏈路上的傳輸；d)亞網(wǎng)層：包業(yè)務(wù)經(jīng)由1553B匯聚協(xié)議、ECSS1553B總線鏈路協(xié)議、美軍標(biāo)1553B總線鏈路協(xié)議及物理層協(xié)議將數(shù)據(jù)通過硬件傳送。上述過程中與硬件建立聯(lián)系的關(guān)鍵是亞網(wǎng)層。由于不同的數(shù)據(jù)鏈路具有其特有的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，為了對上層提供統(tǒng)一的接口，需要亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)對上層應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)包發(fā)送接口，以屏蔽底層數(shù)據(jù)鏈路的不同，使上層應(yīng)用無需關(guān)心底層各種異構(gòu)鏈路的物理特性、接口特點、傳輸性能等方面的差異，只需要確定目標(biāo)地址信息，以及數(shù)據(jù)傳輸所需要的QoS需求等信息，再由上層（如網(wǎng)絡(luò)層）根據(jù)目的端設(shè)備條件及數(shù)據(jù)傳輸要求等實際情況確定將要使用的鏈路。最后，通過匯聚子層中的鏈路將數(shù)據(jù)發(fā)送到目的端或者中間端（如果一跳無法直接到達目的端，可能需要經(jīng)過多個中間端）。為了達到通過亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)屏蔽底層數(shù)據(jù)鏈路不同的目的，匯聚子層是一個關(guān)鍵所在。由于不同鏈路采用的協(xié)議不同，難以用一種統(tǒng)一的匯聚層協(xié)議實現(xiàn)各鏈路的統(tǒng)一，在具體實現(xiàn)時可以針對不同數(shù)據(jù)鏈路分別定義其匯聚層協(xié)議。亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)根據(jù)上層傳來的子網(wǎng)標(biāo)識（包含在原語參數(shù)PDSAP中選擇對應(yīng)的匯聚層包發(fā)送接口，由后者經(jīng)由設(shè)備驅(qū)動程序?qū)?shù)據(jù)通過星載鏈路發(fā)出。以1553B總線協(xié)議為例，可應(yīng)用ECSS定義的1553B協(xié)議，在此之上加一層匯聚層協(xié)議，其目的是增加分段功能，以支持通過1553B總線傳輸最大64K字節(jié)的包。此處主要是為了與空間鏈路相匹配，TC協(xié)議以及AOS協(xié)議最大可支持傳輸64K字節(jié)的包，若通過星載鏈路直接路由，則星載鏈路也需支持該長度。具體實現(xiàn)時，發(fā)送端的匯聚層將大長度的數(shù)據(jù)分割成滿足底層MTU的發(fā)送長度，并提供對應(yīng)的數(shù)據(jù)ID、分段序號等信息，通過設(shè)備驅(qū)動程序發(fā)送。當(dāng)所有分段到達接收端后，接收端匯聚層再通過設(shè)備驅(qū)動程序接收這些分段并拼接成為完整的數(shù)據(jù)包，最后發(fā)給上層應(yīng)用。通過TTE總線通信的訪問方法此外，以通過TTE進行高速通信的兩個智能節(jié)點為例，其協(xié)議配置如圖9所示。GB/TXXXX—XXXX圖9使用TTE的智能節(jié)點協(xié)議配置各層協(xié)議配置為：a)應(yīng)用管理層：智能節(jié)點之間的應(yīng)用過程通過消息傳輸業(yè)務(wù)的原語進行消息的訂閱、發(fā)布、發(fā)送b)應(yīng)用支持層：消息傳輸業(yè)務(wù)、異步消息傳輸業(yè)務(wù)通過UDP協(xié)議完成與其他智能節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸；c)傳輸層：UDP協(xié)議對上提供包傳輸接口，對下應(yīng)用IPv4/v6進行數(shù)據(jù)傳輸；d)網(wǎng)絡(luò)層：IPv6協(xié)議對上提供包傳輸接口，對下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進行數(shù)據(jù)在TTE上的傳輸；e)亞網(wǎng)層：包業(yè)務(wù)經(jīng)由TTE匯聚、TTE鏈路層協(xié)議及物理層協(xié)議將數(shù)據(jù)通過硬件傳送。上述過程中與高速通信相關(guān)的關(guān)鍵是亞網(wǎng)層的TTE協(xié)議，該協(xié)議完成高速以太網(wǎng)鏈路層的對接；同時，與組網(wǎng)相關(guān)的關(guān)鍵是IPv4/v6和UDP，該協(xié)議完成高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的對接。8.3.2簡單智能節(jié)點訪問方法以通過1553B總線進行通信的智能節(jié)點與簡單智能節(jié)點為例，其協(xié)議配置圖10所示，各層協(xié)議配置為：a)應(yīng)用管理層：智能節(jié)點的應(yīng)用過程通過命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)對簡單智能節(jié)點進行訪問；b)應(yīng)用支持層：命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)底層通過空間包協(xié)議進行與簡單智能節(jié)點的交互，例如通過設(shè)備訪問業(yè)務(wù)向簡單智能節(jié)點發(fā)送一個空間包。c)網(wǎng)絡(luò)層：空間包協(xié)議對上提供包傳輸接口，對下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進行數(shù)據(jù)在總線等鏈路上的傳輸；GB/TXXXX—XXXXd)亞網(wǎng)層：包業(yè)務(wù)經(jīng)由1553B匯聚協(xié)議、ECSS1553B總線鏈路協(xié)議、美軍標(biāo)1553B總線鏈路協(xié)議及物理層協(xié)議將數(shù)據(jù)通過硬件傳送。該過程中命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)中的設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的設(shè)計是關(guān)鍵，在設(shè)備訪問業(yè)務(wù)中需建立可訪問的簡單智能節(jié)點列表，表中需配置簡單智能節(jié)點的訪問DAP，對于本例而言，簡單智能節(jié)點的訪問DAP為基于包業(yè)務(wù)的DAP，具體包括三種，可根據(jù)設(shè)備的具體實現(xiàn)方式以及連接方式進行選擇。當(dāng)簡單智能節(jié)點可主動發(fā)送空間包到智能節(jié)點時，其DAP可配置為基于設(shè)備主動發(fā)包DAP，當(dāng)簡單智能節(jié)點可接收智能節(jié)點的包數(shù)據(jù)時，其DAP可配置為向設(shè)備發(fā)包DAP。圖10簡單智能節(jié)點協(xié)議配置8.3.3非智能節(jié)點訪問方法以通過DS、ML、串口等接口與智能節(jié)點進行通信的非智能節(jié)點為例，其協(xié)議配置圖11所示，各層協(xié)議配置為：a)應(yīng)用管理層：智能節(jié)點的應(yīng)用過程通過命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)對簡單智能節(jié)點進行訪問；b)應(yīng)用支持層：命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)底層通過空間包協(xié)議進行與簡單智能節(jié)點的交互，例如通過設(shè)備訪問業(yè)務(wù)向簡單智能節(jié)點發(fā)送一個空間包。c)網(wǎng)絡(luò)層：空間包協(xié)議對上提供包傳輸接口，對下應(yīng)用包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)進行數(shù)據(jù)在鏈路上的傳輸；d)亞網(wǎng)層：包業(yè)務(wù)經(jīng)由串口、DS、ML等匯聚協(xié)議將數(shù)據(jù)通過硬件傳送。與硬件的交互通過設(shè)備驅(qū)動程序完成。GB/TXXXX—XXXX圖11非智能節(jié)點協(xié)議配置對于每一個接口，都需配備相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，通過匯聚協(xié)議將包業(yè)務(wù)、存儲器訪問業(yè)務(wù)與設(shè)備驅(qū)動程序建立關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)對硬件的訪問。在應(yīng)用過程中若底層使用包業(yè)務(wù)，則需配置設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的設(shè)備解析表、空間包協(xié)議的路由表、包業(yè)務(wù)的鏈路選擇表、匯聚層中的設(shè)備名。若底層使用存儲器訪問業(yè)務(wù)，則需配置設(shè)備訪問業(yè)務(wù)的設(shè)備解析表、空間包協(xié)議的路由表、存儲器訪問業(yè)務(wù)匯聚層中的設(shè)備名。其中存儲器訪問業(yè)務(wù)用于對模擬量、指令等接口進行訪問。在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中，將存儲器訪問業(yè)務(wù)根據(jù)被訪問對象在系統(tǒng)中的物理連接方式，分為以下幾類：遠(yuǎn)程訪問，即通過星載外總線（如1553B總線）或空間鏈路訪問；本地模塊間訪問，即通過星載I/O總線訪問；模塊內(nèi)訪問，即通過本模塊CPU總線或局部總線（如CPCI總線）訪問。其中遠(yuǎn)程訪問通過網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層配合實現(xiàn)，即上層（例如應(yīng)用支持層）將存儲器訪問的請求封裝為包，其目的地為遠(yuǎn)程設(shè)備存儲器訪問業(yè)務(wù)的地址（例如APID將包傳給網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層將該包路由至遠(yuǎn)程的存儲器訪問業(yè)務(wù)，后者通過本地模塊內(nèi)訪問或模塊間訪問操作完成存儲器訪問操作后，將結(jié)果封裝為包再通過網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層傳輸至請求發(fā)起端。本地模塊間訪問以及模塊內(nèi)訪問所涉及的接口都配備設(shè)備驅(qū)動程序，同一類接口可以對應(yīng)多個設(shè)備。GB/TXXXX—XXXX（資料性）示例A.1PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)示例本示例中，將參數(shù)標(biāo)識與工程應(yīng)用中的參數(shù)代號關(guān)聯(lián)，對每個分系統(tǒng)使用單獨的參數(shù)代號，例如使用參數(shù)代號TMSXXX表示數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的參數(shù)。Para_id可據(jù)此進行轉(zhuǎn)換，見下表。表A.1參數(shù)標(biāo)識劃分分系統(tǒng)標(biāo)識對應(yīng)參數(shù)通道標(biāo)識5bit（對應(yīng)TMS）11bit（對應(yīng)XXX）前5bit用于標(biāo)識各分系統(tǒng)，例如數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)標(biāo)識為0x07，對應(yīng)參數(shù)通道標(biāo)識0~63對應(yīng)為采集的模擬量通道。如此可使用TMS001~TMS64表示數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的第1~64路模擬量通道。其對應(yīng)的Para_id范圍為0x3800~0x3840。在設(shè)備數(shù)據(jù)池中，DeviceValueList由一組標(biāo)識組成的數(shù)組組成，標(biāo)識包括16bit的設(shè)備標(biāo)識（Device_id）、16bit的參數(shù)值標(biāo)識（Value_id）、8bit的訪問業(yè)務(wù)類型（Service_type，表示使用設(shè)備訪問業(yè)務(wù)或設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)）。在設(shè)備數(shù)據(jù)池中建立一個Para_id與DeviceValueList的查找表。當(dāng)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)需要添加要監(jiān)視的參數(shù)時，可通過查表將Para_id轉(zhuǎn)化為Device_id、Value_id、Service_type，并通過ADD_ACQUISITION_ORDER.request原語將各參數(shù)轉(zhuǎn)換后的一組參數(shù)傳入DeviceValueList。設(shè)備數(shù)據(jù)池業(yè)務(wù)在后臺進行采集時，即可使用Device_id和Value_id作為底層設(shè)備訪問業(yè)務(wù)或設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)的輸入?yún)?shù)，完成對設(shè)備參數(shù)值的獲取。A.2PUS在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)示例在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)所在應(yīng)用過程APID_A設(shè)為0x421,要發(fā)送的PUS遙控包對應(yīng)的目的應(yīng)用過程APID_B設(shè)為0x422。1)在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)（所在應(yīng)用過程APID_A）調(diào)用消息傳輸業(yè)務(wù)的注冊原語Register.request完成注冊；2)其它需要接收從在軌作業(yè)定時計劃業(yè)務(wù)發(fā)來遙控包的應(yīng)用過程APID_B也同樣使用Register.request完成注冊，并且向應(yīng)用過程APID_A發(fā)送主題為命令消息的Assert_invitation.request邀請；3)應(yīng)用過程APID_A向應(yīng)用過程APID_B回復(fù)Assert_invitation.indication