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国家标准计划《空间数据与信息传输系统 统一空间数据链路协议》由 TC425(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会)归口上报,TC425SC3(全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间数据与信息传输分会)执行 ,主管部门为全国宇航技术及其应用标准化技术委员会

主要起草单位 北京空间飞行器总体设计部

目录

基础信息

计划号
20203748-T-TC425
制修订
制订
项目周期
12个月
下达日期
2020-11-23
申报日期
2020-03-31
公示开始日期
2020-08-17
公示截止日期
2020-08-31
标准类别
方法
国际标准分类号
49.140
49 航空器和航天器工程
49.140 航天系统和操作装置
归口单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会
执行单位
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会空间数据与信息传输分会
主管部门
全国宇航技术及其应用标准化技术委员会

起草单位

目的意义

统一空间数据链路协议(USLP)用于在空间到地面、地面到空间、空间到空间链路中传输多种类型和特征的应用数据。

USLP可以与遥测同步和信道编码、遥控同步和信道编码、邻近-1空间链路协议编码和同步子层等标准配合使用。

本标准针对我国各领域航天器的应用需求,参考CCSDS标准制定,规定了统一空间链路协议的业务、数据单元格式、协议流程、管理参数和支持空间数据链路安全协议的协议规程。

下面从以下几个方面阐述对制定本标准的必要性。

1、 扩展了最大帧长和帧计数能力,为未来航天器高速大数据量传输提供支持。

由于未来航天器数据量和传输速度的大幅增长,现有空间数据链路协议(如AOS空间数据链路协议)的最长帧长以及帧计数能力已经无法满足未来要求。

USLP协议将最大帧长扩展到65536字节,可支持的用户数据率达到30Gbps。

2、 扩展了航天器标识,能够支持更多的在轨航天器传输需求。

随着在轨航天器数量的大幅增加,现有空间数据链路协议定义的航天器标识已经无法满足未来需求。

USLP协议扩展了航天器标识,支持最大65536个航天器标识。

3、 USLP协议能够统一各种主空间数据链路协议和邻近空间链路协议,降低开发成本。

USLP协议支持可变长度帧和固定长度帧两种类型;兼容COP-1和邻近链路通信操作规程(COP-P);在帧中具有协议标识,可区分上层协议;支持数据分段;支持应急短命令发送;可以在没有数据域的情况下传输操作控制域数据,从而使COP规程可以在没有其他数据发送时也能发送报告。

4、 与国际标准对接,有利于实现国际合作。

国外后续空间通信规划中,将使用USLP协议作为空间链路的统一协议,包括地球轨道卫星和深空通信系统。

制定统一空间链路协议有利于与国际标准对接,实现与国外卫星和深空探测器间的互联互通,有利于国际合作。

综上所述,需要制定一份统一空间链路协议,对协议的业务、数据单元格式、协议流程、管理参数和支持空间数据链路安全协议的协议规程进行规范,为我国空间高速数据传输提供数据链路层的设计依据。

范围和主要技术内容

1 范围 本标准规定了统一空间数据链路协议(USLP)的业务、数据单元格式(PDU)、协议流程、管理参数和支持空间数据链路安全协议的协议规程等。 本标准适用于采用统一空间数据链路协议的航天器空-地、地-空和空-空通信的数据链路层数据传输业务。 2 引用文件 给出引用文件 3 术语和定义 规定本标准的术语和定义。将对“定界”“任务阶段”、“空间链路”、“合成”、“分解”等统一空间链路协议涉及的重要概念进行定义和说明。 4 缩略语 规定本标准的缩略语。 5 协议概述 规定协议相关业务和功能的体系架构。 5.1 相关概念 规定协议的结构、特征、通信操作规程、空间数据链路安全协议、寻址和协议描述。 5.2 业务概述 规定业务特征、业务属性和业务约束。 5.3 功能概述 规定USLP传送帧的形式和协议实体执行的功能。 6 业务 规定业务数据单元、业务原语、参数等,包括MAP包业务、MAP访问业务、MAP字节流业务、USLP主信道操作控制域业务、虚拟信道帧业务、主信道帧业务、插入业务和通信操作规程管理业务。 6.1 概述 规定业务原语与业务参数的范围和作用。 6.2 业务数据单元 规定USLP统一空间数据链路协议传输的业务数据单元,包括包、多路接入点接入业务数据单元、字节流数据、操作控制域业务数据单元、USLP传送帧、插入业务数据单元。 6.3 MAP包业务 规定MAP包业务的特征、参数和原语。 6.4 MAP访问业务 规定MAP访问业务的特征、参数和原语。 6.5 MAP字节流业务 规定MAP字节流业务的特征、参数和原语。 6.6 USLP主信道操作控制域业务 规定USLP主信道操作控制域业务的特征、参数和原语。 6.7 虚拟信道帧业务 规定虚拟信道帧业务的特征、参数和原语。 6.8 主信道帧业务 规定主信道帧业务的特征、参数和原语。 6.9 插入业务 规定插入业务的特征、参数和原语。 6.10 通信操作规程管理业务 规定通信操作规程管理业务的特征、参数和原语。 7 数据单元格式 7.1 位序号约定 规定协议中的位序号表述。 7.2 USLP传送帧 规定USLP传送帧的组成结构 7.3 传送帧主导头 规定传送帧主导头的组成和字段的功能与具体格式。 7.4 传送帧插入域 规定传送帧插入域的特征和具体格式。 7.5 传送帧数据域 规定传送帧数据域的组成、结构和具体格式。 8 协议流程 规定协议的核心操作步骤。 8.1 发送端协议流程 说明发送端的协议规程,包括MAP包处理功能、MAP访问数据单元生成功能、MAP字节流处理功能、MAP复用功能、虚拟信道生成功能、虚拟信道复用功能、主信道生成功能、主信道复用功能、全帧生成功能。 8.2 接收端协议流程 说明接收端的协议规程,包括全帧接收功能、主信道解复用功能、主信道接收功能、虚拟信道解复用功能、虚拟信道接收功能、MAP解复用功能、MAP字节流提取功能、MAPA_SDU提取功能、MAP包提取功能。 9 管理参数 9.1 概述 规定管理参数的属性和特征。 9.2 物理信道管理参数 规定协议可供配置的物理信道管理参数。 9.3 主信道管理参数 规定协议可供配置的主信道管理参数。 9.4 虚拟信道管理参数 规定协议可供配置的虚拟信道管理参数。 9.5 MAP信道管理参数 规定协议可供配置的MAP信道管理参数。 9.6 包传输管理参数 规定协议可供配置的包传输管理参数。 10 支持SDLS的协议规定 规定了支持SDLS协议的统一空间数据链路协议的协议数据单元和协议处理流程。