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(jiàn)稿_第1頁(yè)
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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(jì)、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(guò)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(duì)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(yǔ)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(cè)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(jí)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(cè)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(wú)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(yǔ)和定義GB/T42041界定的以及下列術(shù)語(yǔ)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(duì)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(yǔ)下列縮略語(yǔ)適用于本文件。AMS:異步消息業(yè)務(wù)(AsynchronousMessageService)AOS:高級(jí)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(jí)支持包(BoardSupportPackage)CCSDS:國(guó)際空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢(xún)委員會(huì)(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(wèn)協(xié)議(Device-specificAccessProtocol)DAS:設(shè)備訪問(wèn)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(guò)CCSDS(IPoverCCSDS)IETF:國(guó)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(jī)存取存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory)ROM:只讀存儲(chǔ)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(shí)間訪問(wèn)服務(wù)(TimeAccessService)TC:遙控(Telecommand)4GB/TXXXX—XXXXTCP:傳輸控制協(xié)議(TransmissionControlProtocol)TM:遙測(cè)(Telemetry)TTE:時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)(TimeTriggeredEthernet)UDP:用戶數(shù)據(jù)報(bào)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(jì)5.1.1總體設(shè)計(jì)原則業(yè)務(wù)和協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)遵循如下原則:a)可擴(kuò)展性。通過(guò)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(duì)簡(jiǎn)單的多個(gè)獨(dú)立協(xié)議,每一層的協(xié)議可以隨著技術(shù)的發(fā)展獨(dú)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(kuò)展性。b)兼容性。未來(lái)要實(shí)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(jì)時(shí)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(dòng)態(tài)變化、誤碼率高的特性,又要考慮深空環(huán)境下長(zhǎng)延遲、上下行不對(duì)稱(chēng)等特性,可適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。d)安全性。由于各類(lèi)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(diǎn)關(guān)注。e)可實(shí)現(xiàn)性。目前航天器的資源包括計(jì)算能力、存儲(chǔ)能力、網(wǎng)絡(luò)能力等相對(duì)地面而言是受限的,需綜合考慮各類(lèi)協(xié)議在航天器中的可實(shí)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(jì)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(guò)PUS實(shí)現(xiàn)遙控遙測(cè)標(biāo)準(zhǔn)化,通過(guò)AMS支持多星信息共享,通過(guò)BP實(shí)現(xiàn)多種傳輸協(xié)議并存,通過(guò)CFDP支持文件的標(biāo)準(zhǔn)化傳輸,通過(guò)消息傳輸業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)星內(nèi)信息共享,通過(guò)設(shè)備訪問(wèn)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(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的統(tǒng)一訪問(wèn)接口,通過(guò)時(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的統(tǒng)一訪問(wèn)接口。支持應(yīng)用層安全協(xié)議。b)傳輸層:通過(guò)LTP/UDP實(shí)現(xiàn)多種傳輸質(zhì)量支持。c)網(wǎng)絡(luò)層:通過(guò)空間包/IPv6實(shí)現(xiàn)星地、星間、星內(nèi)、地面協(xié)議一體化設(shè)計(jì)。d)亞網(wǎng)層-數(shù)據(jù)鏈路層:空間鏈路通過(guò)USLP/AOS實(shí)現(xiàn)星地、星間鏈路層統(tǒng)一,支持65536個(gè)衛(wèi)星;星內(nèi)鏈路通過(guò)包業(yè)務(wù)+1553/TTE/TSN實(shí)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(jì)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(duì)用戶的需要,設(shè)計(jì)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(duì)應(yīng)用管理層的各類(lèi)智能化應(yīng)用提供基礎(chǔ)支撐。通過(guò)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(shí)現(xiàn)任務(wù)相關(guān)部分輕量化,通過(guò)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(guò)抽象和歸納形成完善和靈活通用服務(wù)支持機(jī)制,同時(shí)提供開(kāi)放的擴(kuò)展機(jī)制,滿足任務(wù)特殊要求。應(yīng)用層組成及上下層關(guān)系見(jiàn)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(jiàn)表1。圖2應(yīng)用層組成及上下層關(guān)系針對(duì)應(yīng)用支持層,推薦遵循標(biāo)準(zhǔn)引用的CCSDS和ECSS開(kāi)發(fā)的相關(guān)協(xié)議,也可以使用用戶專(zhuān)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(wú)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(kāi)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(wèn)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(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)遵循CCSDS872.0-M-1-S的要求。p)用戶專(zhuān)用協(xié)議由用戶自行開(kāi)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(cè)遙控時(shí)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(dòng)擴(kuò)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(dòng)機(jī)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(bào)告業(yè)務(wù)√√√PUS參數(shù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告業(yè)務(wù)√√PUS事件報(bào)告業(yè)務(wù)√√√√√√√√√PUS存儲(chǔ)器管理業(yè)務(wù)√√PUS功能管理業(yè)務(wù)√√√√√√√√PUS時(shí)間管理業(yè)務(wù)√√PUS在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)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(chǔ)和回收業(yè)務(wù)√√PUS測(cè)試業(yè)務(wù)√√PUS在軌作業(yè)程序業(yè)務(wù)√√PUS事件動(dòng)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(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)√√√√√√√√√√√√設(shè)備枚舉業(yè)務(wù)√√文件及包存儲(chǔ)業(yè)務(wù)√√√√CFDP√√√BP√√√√5.2.2遙測(cè)遙控包應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)PUSPUS提供地面操作用戶對(duì)航天器進(jìn)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(cè)報(bào)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(chǔ)和回收、遙測(cè)生成和傳送、存儲(chǔ)器管理以及診斷與測(cè)試等。該標(biāo)準(zhǔn)在空間包協(xié)議的基礎(chǔ)上,對(duì)空間包的副導(dǎo)頭以及數(shù)據(jù)域格式進(jìn)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(gè)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(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的方式實(shí)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(duì)端空間消息傳輸,支持消息訂閱/發(fā)布、消息廣播、消息查詢(xún)/回復(fù)、消息發(fā)送/接收等功能。AMS對(duì)于用戶提供豐富的消息服務(wù),對(duì)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(yùn)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(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)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(cuò)能力強(qiáng),可支持各種視頻應(yīng)用,如視頻會(huì)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(dá)48個(gè)音軌,5.1多聲道支持,具有采樣率高、采樣精度高等特點(diǎn)。音頻編碼在RTP之上,與之配合使用。5.2.8實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTPRTP為實(shí)時(shí)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(guò)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(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMPSNMP用于專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)在IP網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點(diǎn)的一種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議,在傳輸層依靠UDP協(xié)議進(jìn)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(shí),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(jí)將消息發(fā)送給另一個(gè)其它的應(yīng)用程序;b)接收來(lái)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(jí)或FIFO的隊(duì)列實(shí)現(xiàn);c)按照特定優(yōu)先級(jí)將消息發(fā)送給另一個(gè)其它的應(yīng)用程序后,接收來(lái)自另一個(gè)應(yīng)用程序的消息應(yīng)答。d)多播一個(gè)消息到一個(gè)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(shí)現(xiàn);e)廣播一個(gè)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(gè)業(yè)務(wù):5.2.12設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)(DAS)提供了最基本的設(shè)備讀寫(xiě)的能力,應(yīng)用軟件可以對(duì)其進(jìn)行直接調(diào)用,也可以使用它來(lái)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(dòng)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(gè)邏輯標(biāo)識(shí)符(identifier)和值標(biāo)識(shí)符(identifier),DAS負(fù)責(zé)通過(guò)解析邏輯地址來(lái)指定設(shè)備物理地址和實(shí)際訪問(wèn)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(xiě)入功能:向設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù),業(yè)務(wù)用戶提供一個(gè)邏輯標(biāo)識(shí)符(identifier)、值標(biāo)識(shí)符(identifier)和寫(xiě)入數(shù)據(jù),DAS負(fù)責(zé)指定設(shè)備物理地址和實(shí)際訪問(wèn)接口,將數(shù)據(jù)寫(xiě)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(guò)物理設(shè)備的虛擬映像來(lái)訪問(wèn)設(shè)備的方法。業(yè)務(wù)用戶使用設(shè)備的虛擬映像來(lái)訪問(wèn)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(shí)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(shí)符,指令標(biāo)識(shí)符和指令參數(shù)。DVS啟動(dòng)指令發(fā)送并返回一個(gè)指示指令執(zhí)行結(jié)果的狀態(tài)信息。b)數(shù)據(jù)獲?。合蛟O(shè)備獲取數(shù)據(jù),業(yè)務(wù)用戶提供設(shè)備標(biāo)識(shí)符和數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符。DVS啟動(dòng)數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)符相關(guān)的數(shù)據(jù)獲取動(dòng)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(hù)了一系列設(shè)備的狀態(tài)信息。業(yè)務(wù)用戶可以通過(guò)數(shù)據(jù)池直接訪問(wèn)設(shè)備狀態(tài)信息,不再需要產(chǎn)生一個(gè)對(duì)真實(shí)設(shè)備的讀請(qǐng)求指令。DDPS可以周期性的按照指定的采集頻率對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行采集,或者通過(guò)中斷請(qǐng)求來(lái)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(lái)實(shí)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(chǔ)在設(shè)備池中??赏ㄟ^(guò)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(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)時(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)(TAS)提供給業(yè)務(wù)用戶訪問(wèn)本地時(shí)間源的統(tǒng)一接口。該業(yè)務(wù)提供的時(shí)間值可被應(yīng)用程序用來(lái)進(jìn)行某項(xiàng)調(diào)度操作,例如,獲取映像值或?yàn)檫b測(cè)數(shù)據(jù)加時(shí)間戳。提供的功能包括:a)提供應(yīng)用程序按需獲取時(shí)間的能力。b)提供用戶在某一指定時(shí)刻進(jìn)行事件通知的功能。c)提供用戶周期性進(jìn)行事件觸發(fā)的功能。5.2.14文件及包存儲(chǔ)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)用于訪問(wèn)本地或遠(yuǎn)程文件存儲(chǔ)區(qū)的文件或包存儲(chǔ)區(qū)的包。5.2.15設(shè)備枚舉業(yè)務(wù)用于對(duì)航天器設(shè)備增加、刪除等的管理,實(shí)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(duì)應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行安全防護(hù)。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(kāi)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(kuò)展。例如可開(kāi)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(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸確認(rèn)時(shí),可通過(guò)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(shí)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(guò)網(wǎng)絡(luò)層中IP協(xié)議中的協(xié)議標(biāo)識(shí)、封裝業(yè)務(wù)中的協(xié)議標(biāo)識(shí)、空間包協(xié)議中的APID進(jìn)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(huì)對(duì)速率造成一定影響。TCP對(duì)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(duì)應(yīng)用層提供無(wú)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(duì)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(zhǎng)延時(shí)、時(shí)斷時(shí)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(hù)能力。5.4網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)透明傳送,同時(shí)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(dòng)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(guò)各協(xié)議頭中的包版本號(hào)以及封裝業(yè)務(wù)中的協(xié)議標(biāo)識(shí)進(jìn)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(shí)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(jiǎn)單的空間包協(xié)議,通過(guò)空間鏈路傳輸時(shí)將空間包封入IP包中傳輸。后續(xù)新系統(tǒng)可采用高速時(shí)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(shí)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(guò)空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議在空間鏈路上進(jìn)行傳輸。其中,空間包協(xié)議的PDU可以直接在通過(guò)空間鏈路協(xié)議傳輸。IPv4和IPv6的PDU應(yīng)通過(guò)IPoC以及封裝業(yè)務(wù)進(jìn)行封裝后才能通過(guò)空間數(shù)據(jù)鏈路傳輸。這些協(xié)議并不提供對(duì)于丟失或損壞的數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)現(xiàn)重傳。5.4.1空間包協(xié)議SPP提供了通過(guò)一個(gè)或多個(gè)底層子網(wǎng)將數(shù)據(jù)從源應(yīng)用過(guò)程傳送到一個(gè)或多個(gè)目的應(yīng)用過(guò)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(cè)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(zhǎng)的、有限的、字節(jié)對(duì)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(gè)符合數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議格式要求的空間包或一個(gè)封裝包,一個(gè)單獨(dú)的包最多只包含一個(gè)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(zhǎng)數(shù)據(jù)塊的分段和重新組裝功能。IP包括IPv4和IPv6兩個(gè)版本,出于擴(kuò)展性考慮,建議采用IPv6協(xié)議。當(dāng)其PDU需要通過(guò)空間鏈路傳送時(shí),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(chēng)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(duì)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(jì),通過(guò)CCSDS提供的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議,實(shí)現(xiàn)在航天器之間,或者航天器與地面設(shè)備之間進(jìn)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(lèi)型的選路,也支持多種路由形式,需要單獨(dú)開(kāi)發(fā)。5.5亞網(wǎng)層設(shè)計(jì)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(chǔ)器訪問(wèn)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(gè)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(shí),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(shí),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(shí),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??臻g動(dòng)態(tài)接入?yún)f(xié)議需要單獨(dú)開(kāi)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(shí),應(yīng)遵循GB/T39349-2020的要求。b)采用遙測(cè)同步和信道編碼時(shí),應(yīng)遵循GB/T39351-2020的要求。c)采用激光信道編碼和同步時(shí),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(lèi)型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。最常見(jiàn)的用法是地面通過(guò)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(diǎn)如下:a)傳送幀的幀長(zhǎng)可變,支持不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)通過(guò)空間鏈路靈活傳送;b)提供分段功能,支持將大塊的專(zhuān)用數(shù)據(jù)或者包切成段后放入傳送幀進(jìn)行傳送;c)對(duì)用戶提供兩種服務(wù)類(lèi)型,一種是序列控制服務(wù)(A類(lèi)服務(wù)),另一種是便捷服務(wù)(B類(lèi)服務(wù))。在A類(lèi)服務(wù)中,提供重傳功能,在數(shù)據(jù)出錯(cuò)后支持按傳送幀進(jìn)行自動(dòng)重傳。在B類(lèi)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(wú)重傳);d)最大支持64個(gè)VC,一個(gè)物理信道可分為多個(gè)VC,每個(gè)VC上可傳送不同類(lèi)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(guò)MAP支持多個(gè)不同來(lái)源的數(shù)據(jù)在一個(gè)虛擬信道中傳送,每個(gè)虛擬信道最大可支持64個(gè)MAP;f)對(duì)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(guò)重傳機(jī)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(jí),可與遙控空間數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議配合使用,對(duì)于每個(gè)虛擬信道,COP-1都包含一對(duì)同步的規(guī)程,即在發(fā)送端運(yùn)行的FOP-1和在接收端運(yùn)行的FARM-1兩個(gè)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(bào)告通過(guò)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(lèi)型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。AOS可將平臺(tái)和載荷數(shù)據(jù)流統(tǒng)一,支持遙測(cè)、遙控、音頻、視頻、靜止圖像、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等不同信息同時(shí)傳送。AOS的協(xié)議的主要特點(diǎn)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(yàn)和商業(yè)經(jīng)營(yíng)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(lèi)型(包括音頻和視頻信號(hào));d)可通過(guò)空地?cái)?shù)據(jù)信道對(duì)稱(chēng)地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送;e)采用兩種多路復(fù)用機(jī)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(dòng)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(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的不同要求,采用三種不同的服務(wù)等級(jí),既簡(jiǎn)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(gè)應(yīng)用可分享一個(gè)VC,各個(gè)VC分時(shí)占用物理信道,從而可避免長(zhǎng)數(shù)據(jù)源壟斷信道,解決了有序地管理信道的問(wèn)題,最大支持64個(gè)虛擬信道;i)不同類(lèi)型用戶采用不同格式的數(shù)據(jù)單元,最后合為一個(gè)數(shù)據(jù)流,通過(guò)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(lèi)型和特征的應(yīng)用數(shù)據(jù)。USLP的主要特點(diǎn)如下:a)支持的用戶數(shù)據(jù)率達(dá)到30Gbit/s;b)支持的最大幀長(zhǎng)達(dá)到65536字節(jié);c)支持最大65536個(gè)航天器標(biāo)識(shí);d)支持可變長(zhǎng)度幀和固定長(zhǎng)度幀兩種類(lèi)型;e)兼容COP-1和COP-P兩類(lèi)規(guī)程;f)在幀中具有協(xié)議標(biāo)識(shí),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(méi)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(méi)有其它數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)也能發(fā)送報(bào)告;j)提供8種服務(wù)。.5遙測(cè)同步和信道編碼遙測(cè)同步和信道編碼提供的功能包括:信道編碼(含幀校驗(yàn))、同步和偽隨機(jī)化。推薦的遙測(cè)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(jí)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(cuò)控制編碼/譯碼,碼字的定界/同步,隨機(jī)化/解隨機(jī)化等GB/TXXXX—XXXX服務(wù)。推薦的遙控信道編碼包括改進(jìn)BCH編碼和LDPC編碼。改進(jìn)BCH編碼有兩種工作模式,分別是檢錯(cuò)模式和糾錯(cuò)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(cè)傳送幀校驗(yàn)。該標(biāo)準(zhǔn)一共規(guī)定了兩種類(lèi)型的傳輸,分別是遙測(cè)信號(hào)傳輸,信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸。遙測(cè)信號(hào)傳輸推薦的編碼為卷積編碼,信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸推薦的編碼為L(zhǎng)DPC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(wú)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(wú)線電頻率和調(diào)制無(wú)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(duì)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(jìn)一步進(jìn)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(cè)信號(hào)傳輸、信標(biāo)及可選數(shù)據(jù)信號(hào)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(shí),應(yīng)遵循CCSDS851.0-M-1的要求。b)采用存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)時(shí),應(yīng)遵循CCSDS852.0-M-1的要求。c)采用同步業(yè)務(wù)時(shí),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(shí),應(yīng)遵循CCSDS854.0-M-1的要求。e)采用測(cè)試業(yè)務(wù)時(shí),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(duì)齊的定界的數(shù)據(jù)單元??梢允荂CSDS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(guò)數(shù)據(jù)鏈路層的業(yè)務(wù)進(jìn)行包的傳送和接收。.3存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)提供到設(shè)備存儲(chǔ)器的直接訪問(wèn)功能,包括存儲(chǔ)器讀、寫(xiě)、塊移動(dòng)操作等??墒褂迷摌I(yè)務(wù)獲?。ㄗx)簡(jiǎn)單設(shè)備的遙測(cè)數(shù)據(jù)或向設(shè)備發(fā)送(寫(xiě))離散指令等。.4同步業(yè)務(wù)提供航天器時(shí)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(cè)試業(yè)務(wù)提供在亞網(wǎng)層測(cè)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(shí)現(xiàn),如果某個(gè)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(duì)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(gè)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(shí)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(lèi)型。低速總線:用于傳輸控制指令、遙測(cè)信息等低速關(guān)鍵數(shù)據(jù),速率不超過(guò)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(shí)驗(yàn)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(duì)上述總線進(jìn)行靈活搭配使用。a)采用1553B總線時(shí),應(yīng)遵循GB/T43669-2024的要求。b)采用CAN總線時(shí),應(yīng)遵循GB/T43671-2024的要求。c)采用TTE時(shí),應(yīng)遵循SAEAS6802的要求。d)采用TSN時(shí),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(lèi)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(bào)告業(yè)務(wù)、參數(shù)統(tǒng)計(jì)報(bào)告業(yè)務(wù)、事件報(bào)告業(yè)務(wù)、內(nèi)存管理業(yè)務(wù)、功能管理業(yè)務(wù)、時(shí)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(chǔ)和獲取業(yè)務(wù)、事件-動(dòng)作業(yè)務(wù)。由于SOIS對(duì)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(shí),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(shí),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(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)完成星上時(shí)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(duì)指定的參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行多類(lèi)型的檢查,并在參數(shù)越限時(shí)產(chǎn)生事件報(bào)告。PUS在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)在運(yùn)行過(guò)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(bào)告遙測(cè)包傳送至地面或者航天器內(nèi)部其它應(yīng)用過(guò)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(bào)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(diǎn)說(shuō)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(wèn)業(yè)務(wù)組成,針對(duì)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(yǔ),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(yǔ)交互過(guò)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(yǔ)添加訂單,原語(yǔ)中的DeviceValueList對(duì)應(yīng)要監(jiān)視的參數(shù),AcquisitionInterval對(duì)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(hào)信息;c)在軌監(jiān)視業(yè)務(wù)根據(jù)訂單號(hào)提交START_ACQUISITIONS.request,啟動(dòng)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(shí)啟動(dòng)后臺(tái)采集過(guò)程,后臺(tái)采集過(guò)程可依據(jù)訂單中設(shè)備的屬性,應(yīng)用設(shè)備訪問(wèn)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(shí),則通過(guò)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(yùn)行周期到后,通過(guò)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(jìn)行參數(shù)的判別以及相應(yīng)處理。上述過(guò)程中,兩個(gè)業(yè)務(wù)進(jìn)行配合的關(guān)鍵是業(yè)務(wù)之間參數(shù)的轉(zhuǎn)換問(wèn)題。附錄A.1給出一種設(shè)計(jì)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(shí)(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(duì)應(yīng)的問(wèn)題。6.1.3PUS在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)PUS在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)用于實(shí)現(xiàn)指令的延時(shí)調(diào)度,該業(yè)務(wù)可接收地面或航天器其它應(yīng)用過(guò)程傳來(lái)的命令,在其定時(shí)計(jì)劃列表中添加、刪除需要定時(shí)執(zhí)行的命令,或者進(jìn)行計(jì)劃的下傳等操作。該業(yè)務(wù)一般周期性運(yùn)行,通過(guò)時(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)獲取航天器時(shí)間,并與定時(shí)計(jì)劃中命令的時(shí)間進(jìn)行比對(duì),將定時(shí)時(shí)間到的命令通過(guò)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(shí)間訪問(wèn)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(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)將一個(gè)到時(shí)間的PUS遙控包發(fā)送為例,說(shuō)明其具體應(yīng)用過(guò)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(shí)現(xiàn)指令的實(shí)時(shí)發(fā)送,該業(yè)務(wù)中包括3個(gè)服務(wù)子類(lèi)型,附錄A.3以其中的存儲(chǔ)器加載(ML)命令分發(fā)子服務(wù)為例說(shuō)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(cè)功能,其與SOIS的關(guān)系主要通過(guò)空間包協(xié)議或、封裝業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。6.2.1遙控應(yīng)用過(guò)程對(duì)于遙控而言,其應(yīng)用過(guò)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(lèi)型將空間包或封裝包通GB/TXXXX—XXXX過(guò)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(guò)PACKET.request得到提交的空間包、APID等信息,再依據(jù)APID進(jìn)行路由,通過(guò)PACKET.indication將空間包提交給用戶。封裝業(yè)務(wù)通過(guò)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(lèi)是傳輸層之上的業(yè)務(wù)、協(xié)議或者其它程序,另一類(lèi)是需要通過(guò)亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)傳送到其它節(jié)點(diǎn),由后續(xù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行路由。6.2.2遙測(cè)應(yīng)用過(guò)程對(duì)于遙測(cè)而言,其應(yīng)用過(guò)程如下:a)用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層空間包協(xié)議的PACKET.request請(qǐng)求傳送空間包,傳入空間包、APID等參數(shù)。此外,還可以通過(guò)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(jìn)行路由,得知APID目的地為地面時(shí),調(diào)用AOS空間鏈路協(xié)議的PACKET.request原語(yǔ)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(shuō)明在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,經(jīng)過(guò)對(duì)CCSDSMTS標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于對(duì)AMS實(shí)現(xiàn)裁剪的建議的分析,并考慮到軟件實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度和運(yùn)行開(kāi)銷(xiāo),對(duì)AMS的應(yīng)用進(jìn)行了進(jìn)一步裁剪,主要包括:a)在整個(gè)航天器內(nèi)不存在一個(gè)中心節(jié)點(diǎn),即AMS協(xié)議中的配置服務(wù)器CS,各注冊(cè)機(jī)之間地位對(duì)等,成為無(wú)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(tái)維護(hù)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(hào)、信息需求者的身份ID、信息處理優(yōu)先級(jí)。c)在消息傳輸業(yè)務(wù)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行管理信息同步,通過(guò)向其它設(shè)備上的消息傳輸業(yè)務(wù)后臺(tái)發(fā)送同步請(qǐng)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(dòng)階段,在各設(shè)備之間的消息傳輸業(yè)務(wù)后臺(tái)之間沒(méi)有周期性的同步信息交換。6.3.2UDP/IP協(xié)議應(yīng)用過(guò)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(guò)程如下:GB/TXXXX—XXXXa)UDP/IP協(xié)議通過(guò)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(guò)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(guò)路由功能,提交IP報(bào)文至用戶。此處的用戶有兩類(lèi):一類(lèi)是傳輸層之上的業(yè)務(wù)、協(xié)議、其它程序,另一類(lèi)是通過(guò)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(shuō)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(jī)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(gè)關(guān)鍵所在。本章將從以下幾個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明:a)命名機(jī)制;b)主要業(yè)務(wù)關(guān)系以及尋址機(jī)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(shí)間訪問(wèn)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(jī)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(duì)各應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行區(qū)分。b)在應(yīng)用支持層,采用節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)對(duì)消息傳輸業(yè)務(wù)的用戶進(jìn)行標(biāo)識(shí),設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)的主要名稱(chēng)有GB/TXXXX—XXXX虛擬設(shè)備ID、虛擬值ID。設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)的主要名稱(chēng)有物理設(shè)備ID、物理值ID。實(shí)際使用時(shí),消息傳輸業(yè)務(wù)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)直接采用APID或IP地址。對(duì)于每一個(gè)設(shè)備內(nèi)模塊對(duì)應(yīng)的接口都分配了一個(gè)物理設(shè)備標(biāo)識(shí)和虛擬設(shè)備標(biāo)識(shí),接口內(nèi)的數(shù)據(jù)通過(guò)物理參數(shù)值進(jìn)行區(qū)分。c)在網(wǎng)絡(luò)層,采用APID或IP地址進(jìn)行路由,對(duì)于網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備分配1個(gè)或多個(gè)APID或IP地址。d)在亞網(wǎng)層,包業(yè)務(wù)具有鏈路標(biāo)識(shí)、亞網(wǎng)地址等名稱(chēng)。在應(yīng)用時(shí),鏈路標(biāo)識(shí)和亞網(wǎng)地址一起構(gòu)成包業(yè)務(wù)原語(yǔ)中的PDSAP地址。包業(yè)務(wù)通過(guò)鏈路標(biāo)識(shí)選擇對(duì)應(yīng)的匯聚鏈路,當(dāng)采用1553B實(shí)現(xiàn)包業(yè)務(wù)時(shí),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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)具有鏈路標(biāo)識(shí)、亞網(wǎng)地址、存儲(chǔ)器區(qū)域、起始地址等名稱(chēng),其中鏈路標(biāo)識(shí)、亞網(wǎng)地址對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器訪問(wèn)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)包都有源地址和目的地址,所有沒(méi)有使用包業(yè)務(wù)的原語(yǔ)中的PSSAP地址和存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)的MASAP地址。各設(shè)備對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序通過(guò)設(shè)備名進(jìn)行識(shí)別。7.3主要業(yè)務(wù)關(guān)系以及尋址機(jī)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(wèn)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(wèn)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(wèn)對(duì)設(shè)備進(jìn)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(guò)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)建立。設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)的主要功能包括:對(duì)用戶的設(shè)備訪問(wèn)請(qǐng)求中的設(shè)備和參數(shù)進(jìn)行識(shí)別;選擇對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)業(yè)務(wù)類(lèi)型,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層調(diào)用下層的訪問(wèn)業(yè)務(wù),或?qū)⒃L問(wèn)請(qǐng)求發(fā)給遠(yuǎn)程設(shè)備上的設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù);接收訪問(wèn)結(jié)果,為用戶進(jìn)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(wèn)業(yè)務(wù);向用戶提交獲得的訪問(wèn)結(jié)果。下面重點(diǎn)說(shuō)明設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)與底層的關(guān)系。設(shè)備訪問(wèn)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)。在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中,對(duì)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)的兩類(lèi)DAP進(jìn)行了進(jìn)一步細(xì)分,包括:a)基于包業(yè)務(wù)的DAP。設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)中的協(xié)議引擎通過(guò)底層包業(yè)務(wù)與設(shè)備中的協(xié)議引擎進(jìn)行包交換,設(shè)備中的協(xié)議引擎對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際操作。該類(lèi)包括3種類(lèi)型:1)基于設(shè)備主動(dòng)發(fā)包DAP:由設(shè)備主動(dòng)發(fā)送包到計(jì)算機(jī)。典型應(yīng)用場(chǎng)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(guò)1553B總線采集其它分系統(tǒng)設(shè)備(只支持包業(yè)務(wù))主動(dòng)發(fā)來(lái)的包數(shù)據(jù)。2)向設(shè)備發(fā)包DAP:由計(jì)算機(jī)向設(shè)備發(fā)送包。典型應(yīng)用場(chǎng)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(wú)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(wèn)的DAP:通信雙方通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備訪問(wèn)協(xié)議進(jìn)行對(duì)等通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備GB/TXXXX—XXXX訪問(wèn)。典型應(yīng)用場(chǎng)景是計(jì)算機(jī)通過(guò)1553B總線基于遠(yuǎn)程包訪問(wèn)DAP對(duì)其它分系統(tǒng)設(shè)備的接口進(jìn)行訪問(wèn)。b)基于存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)的DAP。設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)中的協(xié)議引擎確定要讀取或?qū)懭氲拇鎯?chǔ)器位置,并通過(guò)底層存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)進(jìn)行訪問(wèn)。該類(lèi)包括2種類(lèi)型:1)通用存儲(chǔ)器訪問(wèn)DAP:計(jì)算機(jī)通過(guò)存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)直接對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)操作。典型應(yīng)用場(chǎng)景是處理器模塊采集其它模塊的內(nèi)部狀態(tài)遙測(cè)。2)模擬量訪問(wèn)DAP:計(jì)算機(jī)通過(guò)通用存儲(chǔ)器訪問(wèn)DAP進(jìn)行數(shù)據(jù)采集后需進(jìn)行數(shù)據(jù)的過(guò)濾后提交用戶。典型應(yīng)用場(chǎng)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(wèn)業(yè)務(wù)統(tǒng)一通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層與包業(yè)務(wù)、存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)進(jìn)行接口。附錄B.4以發(fā)送指令為例說(shuō)明其具體過(guò)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(guò)下層業(yè)務(wù)進(jìn)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(jī)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(guò)傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行傳送,目前支持空間包協(xié)議,后續(xù)可進(jìn)一步擴(kuò)展。附錄A.5以消息傳輸業(yè)務(wù)的消息發(fā)送為例,說(shuō)明其與下層業(yè)務(wù)的交互過(guò)程。7.3.3時(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)與下層業(yè)務(wù)關(guān)系時(shí)間訪問(wèn)業(yè)務(wù)與亞網(wǎng)層的同步業(yè)務(wù)進(jìn)行交互,用于獲取航天器時(shí)間。在具體應(yīng)用過(guò)程中,將時(shí)間分為絕對(duì)時(shí)間和相對(duì)時(shí)間兩種,其中相對(duì)時(shí)間為在絕對(duì)時(shí)間基礎(chǔ)上減去一個(gè)固定的差值。附錄A.6以絕對(duì)時(shí)間的獲取為例,說(shuō)明其交互過(guò)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)進(jìn)行交互。附錄A.7以向ML匯聚發(fā)送數(shù)據(jù)為例,說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)層與包業(yè)務(wù)的交互過(guò)程。附錄A.8以采集模擬量數(shù)據(jù)為例,說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)層與存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)的交互過(guò)程。8SOIS業(yè)務(wù)與硬件間的關(guān)系8.1一般說(shuō)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(tái)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)與存儲(chǔ)器相關(guān),因此需與體系結(jié)構(gòu)中硬件層中的存儲(chǔ)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(shí)間有關(guān),因此需與體系結(jié)構(gòu)中硬件層中時(shí)鐘接口建立映射關(guān)系;d)亞網(wǎng)層中的設(shè)備訪問(wèn)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(duì)信息系統(tǒng)硬件節(jié)點(diǎn)對(duì)象進(jìn)行分析,然后按照節(jié)點(diǎn)的分類(lèi)分別說(shuō)明對(duì)各類(lèi)節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)方法。8.2信息系統(tǒng)硬件節(jié)點(diǎn)對(duì)象分析從智能程度看,航天器中通信的節(jié)點(diǎn)可分為三類(lèi):智能節(jié)點(diǎn):此類(lèi)節(jié)點(diǎn)具備較強(qiáng)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(jìn)行對(duì)等通信。協(xié)議支持節(jié)點(diǎn)訂閱某一類(lèi)感興趣的數(shù)據(jù)而無(wú)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(wú)需關(guān)心數(shù)據(jù)的接收者、向系統(tǒng)的某個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送以及查詢(xún)等功能。此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的典型代表為星載計(jì)算機(jī)的處理器模塊等。簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn):此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的智能程度比智能節(jié)點(diǎn)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(lèi)節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送或接收空間包并按照其中的內(nèi)容進(jìn)行協(xié)議處理。此類(lèi)節(jié)點(diǎn)的典型代表為遙測(cè)采集模塊、指令發(fā)送模塊等模塊。非智能節(jié)點(diǎn):此類(lèi)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)或簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理。此類(lèi)節(jié)點(diǎn)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(tái)的一個(gè)實(shí)例為例,對(duì)上述三類(lèi)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行映射。作為實(shí)例的信息系統(tǒng)硬件平臺(tái)包含衛(wèi)星管理單元(SMU)、數(shù)據(jù)接口單元(SDIU)各一臺(tái),其中衛(wèi)星管理單元、數(shù)據(jù)接口單元通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組裝而成,模塊之間通過(guò)內(nèi)總線進(jìn)行連接,衛(wèi)星管理單元、數(shù)據(jù)接口單元之間通過(guò)1553B總線連接,硬件平臺(tái)組成示意圖如圖7所示。圖7信息系統(tǒng)硬件平臺(tái)組成示意圖GB/TXXXX—XXXX信息系統(tǒng)硬件平臺(tái)對(duì)外部提供的接口包括:a)測(cè)控接口:包括遙控接口、遙測(cè)接口等;b)指令類(lèi)接口:包括ONOFF指令接口、ML指令接口等;c)遙測(cè)類(lèi)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(qiáng)的處理能力,其處理器模塊可以認(rèn)為是智能節(jié)點(diǎn),IO模塊可以認(rèn)為是簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn),連接在1553B總線上的其他智能節(jié)點(diǎn)如姿軌控計(jì)算機(jī)可以通過(guò)消息傳輸業(yè)務(wù)與SMU或SDIU進(jìn)行信息交互,簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)通過(guò)子網(wǎng)層包業(yè)務(wù)與SMU或SDIU進(jìn)行信息交互。通過(guò)指令類(lèi)接口、遙測(cè)類(lèi)接口與SMU或SDIU的處理器模塊進(jìn)行通信的其它分系統(tǒng)設(shè)備可認(rèn)為是非智能節(jié)點(diǎn)。此種情況處理器模塊通過(guò)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)層、包業(yè)務(wù)、存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)與之通信。8.3信息系統(tǒng)硬件節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)方法8.3.1智能節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)方法通過(guò)1553B總線通信的訪問(wèn)方法以通過(guò)1553B總線進(jìn)行通信的兩個(gè)智能節(jié)點(diǎn)為例,其協(xié)議配置如圖8所示。圖8使用1553的智能節(jié)點(diǎn)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(diǎn)之間的應(yīng)用過(guò)程通過(guò)消息傳輸業(yè)務(wù)的原語(yǔ)進(jìn)行消息的訂閱、發(fā)布、發(fā)送等,節(jié)點(diǎn)通過(guò)APID進(jìn)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(shí)現(xiàn),底層通過(guò)空間包協(xié)議進(jìn)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(duì)上提供包傳輸接口,對(duì)下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進(jìn)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(guò)硬件傳送。上述過(guò)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(duì)上層提供統(tǒng)一的接口,需要亞網(wǎng)層包業(yè)務(wù)對(duì)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(wú)需關(guān)心底層各種異構(gòu)鏈路的物理特性、接口特點(diǎn)、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(shí)際情況確定將要使用的鏈路。最后,通過(guò)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(wú)法直接到達(dá)目的端,可能需要經(jīng)過(guò)多個(gè)中間端)。為了達(dá)到通過(guò)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(gè)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(shí)現(xiàn)各鏈路的統(tǒng)一,在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可以針對(duì)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(lái)的子網(wǎng)標(biāo)識(shí)(包含在原語(yǔ)參數(shù)PDSAP中選擇對(duì)應(yīng)的匯聚層包發(fā)送接口,由后者經(jīng)由設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)?shù)據(jù)通過(guò)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(guò)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(guò)星載鏈路直接路由,則星載鏈路也需支持該長(zhǎng)度。具體實(shí)現(xiàn)時(shí),發(fā)送端的匯聚層將大長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分割成滿足底層MTU的發(fā)送長(zhǎng)度,并提供對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)ID、分段序號(hào)等信息,通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送。當(dāng)所有分段到達(dá)接收端后,接收端匯聚層再通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)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(guò)TTE總線通信的訪問(wèn)方法此外,以通過(guò)TTE進(jìn)行高速通信的兩個(gè)智能節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)之間的應(yīng)用過(guò)程通過(guò)消息傳輸業(yè)務(wù)的原語(yǔ)進(jìn)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(guò)UDP協(xié)議完成與其他智能節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸;c)傳輸層:UDP協(xié)議對(duì)上提供包傳輸接口,對(duì)下應(yīng)用IPv4/v6進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;d)網(wǎng)絡(luò)層:IPv6協(xié)議對(duì)上提供包傳輸接口,對(duì)下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進(jìn)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(guò)硬件傳送。上述過(guò)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(duì)接;同時(shí),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(duì)接。8.3.2簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)方法以通過(guò)1553B總線進(jìn)行通信的智能節(jié)點(diǎn)與簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的應(yīng)用過(guò)程通過(guò)命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)對(duì)簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn);b)應(yīng)用支持層:命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)底層通過(guò)空間包協(xié)議進(jìn)行與簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)的交互,例如通過(guò)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)向簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)空間包。c)網(wǎng)絡(luò)層:空間包協(xié)議對(duì)上提供包傳輸接口,對(duì)下應(yīng)用包業(yè)務(wù)進(jìn)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(guò)硬件傳送。該過(guò)程中命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)中的設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,在設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)中需建立可訪問(wèn)的簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)列表,表中需配置簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)DAP,對(duì)于本例而言,簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)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(shí)現(xiàn)方式以及連接方式進(jìn)行選擇。當(dāng)簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)可主動(dòng)發(fā)送空間包到智能節(jié)點(diǎn)時(shí),其DAP可配置為基于設(shè)備主動(dòng)發(fā)包DAP,當(dāng)簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)可接收智能節(jié)點(diǎn)的包數(shù)據(jù)時(shí),其DAP可配置為向設(shè)備發(fā)包DAP。圖10簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)協(xié)議配置8.3.3非智能節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)方法以通過(guò)DS、ML、串口等接口與智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的非智能節(jié)點(diǎn)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(diǎn)的應(yīng)用過(guò)程通過(guò)命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)對(duì)簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行訪問(wèn);b)應(yīng)用支持層:命令與數(shù)據(jù)獲取業(yè)務(wù)底層通過(guò)空間包協(xié)議進(jìn)行與簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)的交互,例如通過(guò)設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)向簡(jiǎn)單智能節(jié)點(diǎn)發(fā)送一個(gè)空間包。c)網(wǎng)絡(luò)層:空間包協(xié)議對(duì)上提供包傳輸接口,對(duì)下應(yīng)用包業(yè)務(wù)、存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)進(jìn)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(guò)硬件傳送。與硬件的交互通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序完成。GB/TXXXX—XXXX圖11非智能節(jié)點(diǎn)協(xié)議配置對(duì)于每一個(gè)接口,都需配備相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,通過(guò)匯聚協(xié)議將包業(yè)務(wù)、存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)與設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序建立關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的訪問(wèn)。在應(yīng)用過(guò)程中若底層使用包業(yè)務(wù),則需配置設(shè)備訪問(wèn)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù),則需配置設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)的設(shè)備解析表、空間包協(xié)議的路由表、存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)匯聚層中的設(shè)備名。其中存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)用于對(duì)模擬量、指令等接口進(jìn)行訪問(wèn)。在航天器信息系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)中,將存儲(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù)根據(jù)被訪問(wèn)對(duì)象在系統(tǒng)中的物理連接方式,分為以下幾類(lèi):遠(yuǎn)程訪問(wèn),即通過(guò)星載外總線(如1553B總線)或空間鏈路訪問(wèn);本地模塊間訪問(wèn),即通過(guò)星載I/O總線訪問(wèn);模塊內(nèi)訪問(wèn),即通過(guò)本模塊CPU總線或局部總線(如CPCI總線)訪問(wèn)。其中遠(yuǎn)程訪問(wèn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層配合實(shí)現(xiàn),即上層(例如應(yīng)用支持層)將存儲(chǔ)器訪問(wèn)的請(qǐng)求封裝為包,其目的地為遠(yuǎn)程設(shè)備存儲(chǔ)器訪問(wèn)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(chǔ)器訪問(wèn)業(yè)務(wù),后者通過(guò)本地模塊內(nèi)訪問(wèn)或模塊間訪問(wèn)操作完成存儲(chǔ)器訪問(wèn)操作后,將結(jié)果封裝為包再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層傳輸至請(qǐng)求發(fā)起端。本地模塊間訪問(wèn)以及模塊內(nèi)訪問(wèn)所涉及的接口都配備設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序,同一類(lèi)接口可以對(duì)應(yīng)多個(gè)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(shí)與工程應(yīng)用中的參數(shù)代號(hào)關(guān)聯(lián),對(duì)每個(gè)分系統(tǒng)使用單獨(dú)的參數(shù)代號(hào),例如使用參數(shù)代號(hào)TMSXXX表示數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)的參數(shù)。Para_id可據(jù)此進(jìn)行轉(zhuǎn)換,見(jiàn)下表。表A.1參數(shù)標(biāo)識(shí)劃分分系統(tǒng)標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)參數(shù)通道標(biāo)識(shí)5bit(對(duì)應(yīng)TMS)11bit(對(duì)應(yīng)XXX)前5bit用于標(biāo)識(shí)各分系統(tǒng),例如數(shù)據(jù)管理分系統(tǒng)標(biāo)識(shí)為0x07,對(duì)應(yīng)參數(shù)通道標(biāo)識(shí)0~63對(duì)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(duì)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(shí)組成的數(shù)組組成,標(biāo)識(shí)包括16bit的設(shè)備標(biāo)識(shí)(Device_id)、16bit的參數(shù)值標(biāo)識(shí)(Value_id)、8bit的訪問(wèn)業(yè)務(wù)類(lèi)型(Service_type,表示使用設(shè)備訪問(wèn)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(gè)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(shí),可通過(guò)查表將Para_id轉(zhuǎn)化為Device_id、Value_id、Service_type,并通過(guò)ADD_ACQUISITION_ORDER.request原語(yǔ)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(tái)進(jìn)行采集時(shí),即可使用Device_id和Value_id作為底層設(shè)備訪問(wèn)業(yè)務(wù)或設(shè)備虛擬化業(yè)務(wù)的輸入?yún)?shù),完成對(duì)設(shè)備參數(shù)值的獲取。A.2PUS在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)示例在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)所在應(yīng)用過(guò)程APID_A設(shè)為0x421,要發(fā)送的PUS遙控包對(duì)應(yīng)的目的應(yīng)用過(guò)程APID_B設(shè)為0x422。1)在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)(所在應(yīng)用過(guò)程APID_A)調(diào)用消息傳輸業(yè)務(wù)的注冊(cè)原語(yǔ)Register.request完成注冊(cè);2)其它需要接收從在軌作業(yè)定時(shí)計(jì)劃業(yè)務(wù)發(fā)來(lái)遙控包的應(yīng)用過(guò)程APID_B也同樣使用Register.request完成注冊(cè),并且向應(yīng)用過(guò)程APID_A發(fā)送主題為命令消息的Assert_invitation.request邀請(qǐng);3)應(yīng)用過(guò)程APID_A向應(yīng)用過(guò)程APID_B回復(fù)Assert_invitation.indication

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