空间数据与信息传输系统 航天器信息系统业务和协议体系结构 征求意见稿

1GB/TXXXX—XXXX空间数据与信息传输系统航天器信息系统业务和协议体系结构本文件规定了航天器信息系统业务和协议体系结构、业务和协议之间的关系、业务和协议与硬件之间的关系。本文件适用于航天器信息系统的业务和协议的设计、选择和使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T42041航天术语空间数据与信息传输GB/T42037-2022空间数据与信息传输系统参考体系架构GB/T39348-2020空间数据与信息传输系统遥测同步与信道编码GB/T39345-2020空间数据与信息传输系统高级在轨系统空间数据链路协议GB/T39352-2020空间数据与信息传输系统邻近空间链路协议数据链路层GB/T39350-2020空间数据与信息传输系统遥控空间数据链路协议GB/T39353-2020空间数据与信息传输系统邻近空间链路协议同步和编码子层GB/T39349-2020空间数据与信息传输系统遥控同步与信道编码GB/T39354-2020空间数据与信息传输系统邻近空间链路协议物理层GB/T39351-2020空间数据与信息传输系统遥测空间数据链路协议GB/T42038-2022空间数据与信息传输系统文件传输协议GB/T42039-2022空间数据与信息传输系统空间包协议GB/T42040-2022空间数据与信息传输系统统一空间数据链路协议GB/T42634-2023空间数据与信息传输系统图像数据压缩GB/T42636-2023空间数据与信息传输系统无损数据压缩GB/T42644-2023空间数据与信息传输系统束（BP）协议GB/T42649-2023空间数据与信息传输系统利克莱德传输（LTP）协议GB/T43375-2023空间数据与信息传输系统封装包协议GB/T43372-2023空间数据与信息传输系统深空光通信物理层GB/T43423-2023空间数据与信息传输系统深空光通信编码与同步GB/T43669-2024空间数据与信息传输系统航天器1553B总线通信协议2GB/T43671-2024ECSS-E-ST-70-41CCCSDS735.1-B-1ISO/IEC14496-10CodingISO/IEC13818-7GB/TXXXX—XXXX空间数据与信息传输系统航天器CAN总线通信协议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术语和定义GB/T42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1亚网层subnetworklayer处于网络层以下，对上层提供统一的接口，以屏蔽底层数据链路的不同。4缩略语下列缩略语适用于本文件。AMS：异步消息业务（AsynchronousMessageService）AOS：高级在轨系统（AdvancedOrbitingSystem）3GB/TXXXX—XXXXAPI：应用程序编程接口（ApplicationProgrammingInterface）AN：模拟量（Analogue）BSP：板级支持包（BoardSupportPackage）CCSDS：国际空间数据系统咨询委员会（ConsultativeCommitteeforSpaceDataSystems）CFDP：文件传输协议（CCSDSFileDeliveryProtocol）CPU：中央处理器（CentralProcessingUnit）DACP：设备抽象控制规程（DeviceAbstractionControlProcedure）DAP：设备特定访问协议（Device-specificAccessProtocol）DAS：设备访问业务（DeviceAccessService）DDPS：设备数据池业务（DeviceDataPoolingService）DES：设备枚举业务（DeviceEnumerationService）DVS：设备虚拟化业务（DeviceVirtualisationService）DS：串行数字量（DigitalSerial）ECSS：欧洲航天标准化组织（EuropeanCooperationforSpaceStandardization）IP：网际互联协议（InternetProtocol）IPoC：IP通过CCSDS（IPoverCCSDS）IETF：国际互联网工程任务组（TheInternetEngineeringTaskForce）IO：输入输出（Input/Output）ML：内存加载（MemoryLoad）MTS：消息传输业务（MessageTransferService）PUS：包应用标准（PacketUtilisationStandard）RAM：随机存取存储器（RandomAccessMemory）ROM：只读存储器（Read-OnlyMemory）RT：远置终端（RemoteTerminal）SCPS-TP：空间通信协议标准-传输协议（SpaceCommunicationsProtocolStandards-TransportProtocol）SIS：空间网络互联业务（SpaceInternetworkingService）SLS：空间链路业务（SpaceLinkService）SDIU：航天器数据接口单元（SpacecraftDataInterfaceUnit）SMU：航天器管理单元（SpacecraftManagementUnit）SOIS：航天器接口业务（SpacecraftOnboardInterfaceServices）TAS：时间访问服务（TimeAccessService）TC：遥控（Telecommand）4GB/TXXXX—XXXXTCP：传输控制协议（TransmissionControlProtocol）TM：遥测（Telemetry）TTE：时间触发以太网（TimeTriggeredEthernet）UDP：用户数据报协议（UserDatagramProtocol）USLP：统一空间数据链路协议（UnifiedSpaceDataLinkProtocol）5业务和协议体系结构5.1总体设计5.1.1总体设计原则业务和协议体系结构的设计遵循如下原则：a)可扩展性。通过分层将复杂的系统协议分解为处于特定层次的相对简单的多个独立协议，每一层的协议可以随着技术的发展独立更新和完善而不影响其它层次，使得系统具有良好的可扩展性。b)兼容性。未来要实现空间网络、航天器内部网络、地面互联网之间的互联互通，在协议体系结构设计时需考虑目前航天器以及地面互联网已经广泛使用的标准协议，尽量做到兼容现有的协议标准。c)适应性。协议体系结构既要考虑近地空间拓扑结构高动态变化、误码率高的特性，又要考虑深空环境下长延迟、上下行不对称等特性，可适应不同的应用场景。d)安全性。由于各类网络均遵循统一的体系结构和标准协议，网络安全也需要重点关注。e)可实现性。目前航天器的资源包括计算能力、存储能力、网络能力等相对地面而言是受限的，需综合考虑各类协议在航天器中的可实现性以及效率。5.1.2协议体系分层结构根据设计原则，业务和协议体系结构采用分层的结构，从CCSDS的空间通信协议体系、航天器内部通信协议体系、ECSS协议体系以及TCP/IP协议体系中按需选取了部分协议，自顶向下分别为应用层、传输层、网络层、亚网层，如图1所示。该协议体系分为四层，自上至下分别为应用层、传输层、网络层、亚网层。5GB/TXXXX—XXXX图1航天器信息系统业务和协议体系结构a)应用层：通过PUS实现遥控遥测标准化，通过AMS支持多星信息共享,通过BP实现多种传输协议并存，通过CFDP支持文件的标准化传输，通过消息传输业务实现星内信息共享，通过设备访问业务、设备虚拟化业务和设备数据池业务实现对设备的统一访问接口，通过时间访问业务实现对时间的统一访问接口。支持应用层安全协议。b)传输层：通过LTP/UDP实现多种传输质量支持。c)网络层：通过空间包/IPv6实现星地、星间、星内、地面协议一体化设计。d)亚网层-数据链路层：空间链路通过USLP/AOS实现星地、星间链路层统一，支持65536个卫星；星内链路通过包业务+1553/TTE/TSN实现总线接口统一。e)亚网层-物理层：空间通信支持激光、微波两种体制，星内通信支持1553B、CAN、TTE、TSN等多种总线。在业务及协议体系结构中，核心是SOIS业务。而SOIS业务与其他业务之间、SOIS内部各业务之间、SOIS业务与硬件之间有关联关系。5.2应用层设计5.2.1应用层结构应用层是体系结构中的最高层，直接为用户的各种应用提供服务，可以直接针对用户的需要，设计6GB/TXXXX—XXXX特定的应用协议。应用层包括应用管理层和应用支持层。应用支持层提供大量通用化的业务，对应用管理层的各类智能化应用提供基础支撑。通过将任务相关部分（应用管理层）与通用支持部分（应用支持层）分离，实现任务相关部分轻量化，通过更改任务参数配置代替特定任务的编程。通用支持部分通过抽象和归纳形成完善和灵活通用服务支持机制，同时提供开放的扩展机制，满足任务特殊要求。应用层组成及上下层关系见图2所示，其中应用管理层功能与应用支持层业务关系见表1。图2应用层组成及上下层关系针对应用支持层，推荐遵循标准引用的CCSDS和ECSS开发的相关协议，也可以使用用户专用协议完成相关任务，可供选用的主要协议及其标准如下：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)无损数据压缩遵循GB/T42636-2023的要求。f)图像数据压缩遵循GB/T42634-2023的要求。g)视频编码H.264遵循ISO/IEC14496-10的要求。h)音频编码ACC遵循ISO/IEC13818-7的要求。7GB/TXXXX—XXXXi)RTP遵循RFC3550的要求。j)应用层安全协议由用户自行开发。k)消息传输业务遵循CCSDS875.0-M-1-S的要求。l)设备访问业务遵循CCSDS871.0-M-1-S的要求。m)设备虚拟化业务遵循CCSDS871.2-M-1-S的要求。n)设备数据池业务遵循CCSDS871.1-M-1-S的要求。o)时间访问业务遵循CCSDS872.0-M-1-S的要求。p)用户专用协议由用户自行开发。表1应用管理层与应用支持层的业务关系表功能遥测遥控时间内务热控能源姿态和轨解锁与转网络智能移动扩展应用业务/协议管理管理管理管理管理管理道控制动机构管理管理管理管理PUS遥控确认业务√√√√√√√√√√√PUS设备命令分发业务√√√√√√√√PUS内务诊断数据报告业务√√√PUS参数统计报告业务√√PUS事件报告业务√√√√√√√√√PUS存储器管理业务√√PUS功能管理业务√√√√√√√√PUS时间管理业务√√PUS在轨作业定时计划业务√√PUS在轨监视业务√√√√√√√√PUS大数据传输业务√√√√√PUS包传送控制业务√√√√√√√√√PUS在轨存储和回收业务√√PUS测试业务√√PUS在轨作业程序业务√√PUS事件动作业务√√√√√√√√应用层安全协议√√√√√√√√√√√√AMS√√√√√√√√√√√√8GB/TXXXX—XXXXRTP√√√√视频编码√√√√音频编码√√√√SNMP√√消息传输业务√√√√√√√√√√√√命令与数据获取业务√√√√√√√√√√√√时间访问业务√√√√√√√√√√√√设备枚举业务√√文件及包存储业务√√√√CFDP√√√BP√√√√5.2.2遥测遥控包应用标准PUSPUS提供地面操作用户对航天器进行监视和控制的服务。该协议主要用于以下领域的航天器监视与控制：遥控、遥测报告、软件管理、星上操作调度、在轨监视、在轨作业程序、在轨事件响应、在轨存储和回收、遥测生成和传送、存储器管理以及诊断与测试等。该标准在空间包协议的基础上，对空间包的副导头以及数据域格式进行了标准化定义。PUS可应用于应用层协议(如：AMS等)、传输层协议(如：TCP、UDP、SCPS-TP等)或者网络层空间包协议之上。5.2.3文件传输CFDPCFDP提供航天器到地面、地面到航天器以及航天器之间的可靠文件传输服务，该协议是一个跨层的协议，既具有应用层文件管理的功能，也具有传输层的功能。CFDP可以采用存储-转发的方式实现在空间链路中的多跳文件传输。CFDP能够应用在应用层协议(如：BP)、传输层协议(如：TCP、UDP、SCPS-TP)或者网络层协议(如：空间包协议、封装业务)之上。5.2.4异步消息业务AMSAMS提供用户间的端对端空间消息传输，支持消息订阅/发布、消息广播、消息查询/回复、消息发送/接收等功能。AMS对于用户提供丰富的消息服务，对下屏蔽网络协议的不同、通信用户所在位置的不同以及硬件接口的不同。AMS能够应用在传输层协议（如：TCP、UDP、SCPS-TP等）、网络层空间包协议之上。5.2.5束协议BPBP提供端到端的网络服务，运行于链路或网络提供的数据传输服务之上，构建基于存储-转发机制的网络。BP能够应用在传输层协议（如：LTP、TCP、UDP、SCPS-TP等）、网络层封装业务之上。5.2.6视频编码H.264编码效率高，容错能力强，可支持各种视频应用，如视频会议、高清晰度电视广播等。视频编码在RTP之上，与之配合使用。9GB/TXXXX—XXXX5.2.7音频编码ACC是一种高质量音频编码标准，可支持多达48个音轨，5.1多声道支持，具有采样率高、采样精度高等特点。音频编码在RTP之上，与之配合使用。5.2.8实时传输协议RTPRTP为实时应用提供端到端的传输服务，不提供任务服务质量保证。需要发送的多媒体数据，包括音频和视频数据经过压缩编码后，先送给RTP封装，再装入传输层的UDP协议。5.2.9简单网络管理协议SNMPSNMP用于专门设计在IP网络管理节点的一种标准协议，在传输层依靠UDP协议进行传输。5.2.10消息传输业务消息传输业务（MTS）可以提供航天器内部应用程序之间基于消息的相互通信，可以保证有限延时，并支持多播和组播功能。该业务可以屏蔽应用程序的物理位置。消息传输业务的目的提供一种支持星上软件任务通信调度的模型化业务方法。MTS提供如下功能：a)按照特定优先级将消息发送给另一个其它的应用程序；b)接收来自其它应用程序的下一条消息。决定下一条消息的方法可以采用基于优先级或FIFO的队列实现；c)按照特定优先级将消息发送给另一个其它的应用程序后，接收来自另一个应用程序的消息应答。d)多播一个消息到一个已定义分组内的所有应用程序。例如，消息订阅-发布模式的实现；e)广播一个消息到航天器内所有的应用程序。5.2.11命令与数据获取业务命令与数据获取业务包括如下三个业务：5.2.12设备访问业务设备访问业务(DAS)提供了最基本的设备读写的能力，应用软件可以对其进行直接调用，也可以使用它来提供更复杂的功能，比如一些数据转换业务或者是监视业务。业务用户不需要关心设备的物理位置或电子接口单元详细信息。它被看成是特定设备的驱动程序。提供的功能包括：a)设备读取功能：从设备读取数据，业务用户提供一个逻辑标识符(identifier)和值标识符(identifier),DAS负责通过解析逻辑地址来指定设备物理地址和实际访问接口。DAS读取设备数据并将其数据返回给业务用户。b)设备写入功能：向设备写入数据，业务用户提供一个逻辑标识符(identifier)、值标识符(identifier)和写入数据,DAS负责指定设备物理地址和实际访问接口，将数据写入到该设备后返回。GB/TXXXX—XXXX设备虚拟化业务设备虚拟化业务(DVS)提供给业务用户通过物理设备的虚拟映像来访问设备的方法。业务用户使用设备的虚拟映像来访问设备，DVS负责将用户发给虚拟映像的指令转化为实际的物理设备指令。提供的功能包括：a)指令发送：向设备发送指令，业务用户提供设备标识符，指令标识符和指令参数。DVS启动指令发送并返回一个指示指令执行结果的状态信息。b)数据获取：向设备获取数据，业务用户提供设备标识符和数据标识符。DVS启动数据标识符相关的数据获取动作，并将数据返回给用户。设备数据池业务设备数据池业务（DDPS）维护了一系列设备的状态信息。业务用户可以通过数据池直接访问设备状态信息，不再需要产生一个对真实设备的读请求指令。DDPS可以周期性的按照指定的采集频率对设备状态进行采集，或者通过中断请求来刷新数据。DVS需要负责保证软件映像的正确性和数据池中参数的更新周期。DDPS需要借助于DVS或DAS来实现。提供的功能包括：a)从设备中获取数据并将其存储在设备池中。可通过两种形式：1)DDPS周期性的从设备中获取数据；2)设备周期性或突发性的向DDPS发送数据。b)从设备池中读取数据:允许业务用户从数据池中读取数据。5.2.13时间访问业务时间访问业务（TAS）提供给业务用户访问本地时间源的统一接口。该业务提供的时间值可被应用程序用来进行某项调度操作，例如，获取映像值或为遥测数据加时间戳。提供的功能包括：a)提供应用程序按需获取时间的能力。b)提供用户在某一指定时刻进行事件通知的功能。c)提供用户周期性进行事件触发的功能。5.2.14文件及包存储业务业务用于访问本地或远程文件存储区的文件或包存储区的包。5.2.15设备枚举业务用于对航天器设备增加、删除等的管理，实现设备的即插即用。5.2.16应用安全协议应用安全协议可采用QUIC协议，用于对应用数据进行安全防护。5.2.17应用特定协议应用特定协议由用户自行开发，可应用于模型中的各层通信协议之上，支持协议的扩展。例如可开GB/TXXXX—XXXX发一些网关转换协议，用于兼容现有在轨航天器的具体任务特定协议。5.3传输层设计传输层提供可靠传输和不可靠传输两种业务以及安全业务，传输层的组成及上下层关系如下图所示。图3传输层组成及上下层关系不可靠传输业务采用UDP协议，当需要进行数据的传输确认时，可通过应用支持层的PUS遥控确认业务或应用层的应用特定协议实现。可靠传输业务采用TCP、LTP等。安全业务采用IPSec。根据网络层中协议的不同，本层的协议可通过网络层中IP协议中的协议标识、封装业务中的协议标识、空间包协议中的APID进行区分。传输层各协议遵循的标准如下：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支持上层应用之间的端到端通信，主要适用于地面任务，在空间任务也可应用，但会对速率造成一定影响。TCP对应用层提供有连接的、可靠的传输服务。该协议应用在IPv4或者IPv6协议之上。5.3.2UDPUDP支持上层应用之间的端到端通信，适用于地面任务和空间任务。UDP对应用层提供无连接的、GB/TXXXX—XXXX不可靠的传输服务。该协议应用在IPv4或者IPv6协议之上。5.3.3LTPLTP对应用层提供单跳数据链路上的可靠数据通信，适用于长延时、时断时续的空间任务，是DTN网络中的核心传输协议，应用在封装业务或者UDP之上。5.3.4IPSECIPSec为空间传输协议提供端到端的数据保护能力。5.4网络层设计网络层的主要功能是实现两个网络系统中的数据透明传送，同时提供网络的管理功能，具体包括路由选择、可靠传输、拥塞控制、动态接入等。网络层的组成及上下层关系如图4所示。图4网络层组成及上下层关系网络层兼容地面的IP协议以及CCSDS的封装业务、空间包协议、IPoverCCSDS（IPoC）协议、路由协议。本层的协议通过各协议头中的包版本号以及封装业务中的协议标识进行区分。由于IPv4地址已全部分配完毕，下一代互联网采用IPv6协议，后续建议直接采用IPv6实现互联互通。在星内目前由于采用低速1553B总线，可在网络层采用简单的空间包协议，通过空间链路传输时将空间包封入IP包中传输。后续新系统可采用高速时间触发以太网（TTE）总线，网络层可直接应用IPv6协议，与空间网络实现互联。GB/TXXXX—XXXX网络层可供选用的主要协议及其标准如下：a)空间包协议遵循GB/T42039-2022的要求。b)封装业务遵循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。网络层协议的PDU是通过空间数据链路协议在空间链路上进行传输。其中，空间包协议的PDU可以直接在通过空间链路协议传输。IPv4和IPv6的PDU应通过IPoC以及封装业务进行封装后才能通过空间数据链路传输。这些协议并不提供对于丢失或损坏的数据进行重传的能力，因此若需要传送完整数据，则需要在更高层协议中实现重传。5.4.1空间包协议SPP提供了通过一个或多个底层子网将数据从源应用过程传送到一个或多个目的应用过程的单向数据传输服务。SPP提供了在空间链路中高效的传送数据的能力，以及路由数据穿越空间数据系统的能力。SPP主要用于低速的测控链路以及星内链路。5.4.2封装业务封装业务使用空间数据链路协议传输一系列变长的、有限的、字节对齐的数据单元。该业务用于发送或接收未经非CCSDS授权包版本的PDU，业务提供者不关心使用该业务传输的数据单元的格式或内容。封装业务将用户提供的数据单元不加改变的包装成一个符合数据链路层协议格式要求的空间包或一个封装包，一个单独的包最多只包含一个数据单元。5.4.3IPIP用于在源端和目的端之间传送数据块，支持长数据块的分段和重新组装功能。IP包括IPv4和IPv6两个版本，出于扩展性考虑，建议采用IPv6协议。当其PDU需要通过空间链路传送时，与IPoC协议以及封装业务配合使用。IP主要用于高速数传/星间链路以及星内高速链路。5.4.4IPOC为完成各种IPPDU的多路复用，IPoC使用了被称为IPE的数据结构，将IPPDU封装到IPE，然后再使用封装业务一对一地形成封装包。IPoC屏蔽不同网络层协议可能造成的差异化影响，支持IPv4、IPv6、SPP等不同网络层协议的一体化设计，通过CCSDS提供的数据链路协议，实现在航天器之间，或者航天器与地面设备之间进行数据交换和传输。5.4.5路由协议路由协议用于在自治系统内自主决策路由，该协议支持负载均衡和基于服务类型的选路，也支持多种路由形式，需要单独开发。5.5亚网层设计亚网层位于网络层以下，提供一系列业务供上层调用，包含空间通信和星内通信两部分。GB/TXXXX—XXXXa)空间通信提供的业务为包传输业务，提供网络层及以上IP包、空间包、封装包等多种包的传输。b)星内通信采用航天器星载接口业务（SOIS）标准的包业务、存储器访问业务、同步业务。亚网层组成及与上层关系如图5所示。图5亚网层组成及与上层关系5.5.1亚网层-空间通信数据链路层.1协议选用要求数据链路层包含数据链路协议子层、同步和信道编码子层两个子层。.1.1数据链路协议子层数据链路协议子层可供选用的协议如下：a)采用遥控空间数据链路协议时，应遵循GB/T39350-2020的要求。b)采用AOS空间数据链路协议时，遵循GB/T39345-2020的要求，并与CCSDS142.0-B-1配合使用。c)采用统一空间数据链路协议时，遵循GB/T42040-2022的要求，并与CCSDS142.0-B-1配合使用。GB/TXXXX—XXXXd)a)~c)中包含了可选的安全协议。空间动态接入协议需要单独开发。.1.2同步和信道编码子层同步和信道编码子层可供选用的协议如下：a)采用遥控同步和信道编码时，应遵循GB/T39349-2020的要求。b)采用遥测同步和信道编码时，应遵循GB/T39351-2020的要求。c)采用激光信道编码和同步时，应遵循CCSDS142.0-B-1的要求。.2遥控空间数据链路协议遥控空间数据链路协议用于在地面到空间或者空间到空间的空间链路中传输多种类型和特征的应用数据。最常见的用法是地面通过该协议向航天器传输前向数据。遥控空间数据链路协议的主要特点如下：a)传送帧的帧长可变，支持不同长度的数据通过空间链路灵活传送；b)提供分段功能，支持将大块的专用数据或者包切成段后放入传送帧进行传送；c)对用户提供两种服务类型，一种是序列控制服务(A类服务)，另一种是便捷服务(B类服务)。在A类服务中，提供重传功能，在数据出错后支持按传送帧进行自动重传。在B类服务中，用户提供的服务数据单元只被传送一次(即无重传)；d)最大支持64个VC，一个物理信道可分为多个VC，每个VC上可传送不同类型和服务质量的数据，从而提高数据传送的灵活性；e)在VC中可通过MAP支持多个不同来源的数据在一个虚拟信道中传送，每个虚拟信道最大可支持64个MAP；f)对用户提供7种不同的服务，用于处理不同特征的数据。遥控空间数据链路协议一般与COP-1配合使用，COP-1通过重传机制，保证在有噪声的空间链路上传送数据的正确性、完整性以及顺序性。COP-1支持序列控制服务和便捷服务两种服务等级，可与遥控空间数据链路协议配合使用，对于每个虚拟信道，COP-1都包含一对同步的规程，即在发送端运行的FOP-1和在接收端运行的FARM-1两个规程。发送端的FOP-1发送传送帧到接收端的FARM-1，FARM-1将传送帧的接收状态报告通过CLCW返回到FOP-1。.3AOS空间数据链路协议AOS用于在空间到地面、地面到空间、空间到空间的空间链路中传输多种类型和特征的应用数据。AOS可将平台和载荷数据流统一，支持遥测、遥控、音频、视频、静止图像、实验数据等不同信息同时传送。AOS的协议的主要特点如下：a)支持的用户数据率变化范围大，可从几bit/s到上Gbit/s；GB/TXXXX—XXXXb)可为大量用户提供方便、透明和标准化的服务，可广泛地满足科学研究、工程试验和商业经营等各种任务的需要；c)可处理新的数字化的数据类型(包括音频和视频信号)；d)可通过空地数据信道对称地进行数据传送；e)采用两种多路复用机制，即包信道的多路复用及虚拟信道的多路复用，且用户动态分享信道，提高了空间数据信道的利用率；f)设置7种不同的服务，用于处理不同性质的数据；g)根据用户对业务质量的不同要求，采用三种不同的服务等级，既简化了系统配置，又满足了不同质量要求的用户的需求；h)设置VC，多个应用可分享一个VC，各个VC分时占用物理信道，从而可避免长数据源垄断信道，解决了有序地管理信道的问题，最大支持64个虚拟信道；i)不同类型用户采用不同格式的数据单元，最后合为一个数据流，通过物理信道传输。.4统一空间数据链路协议USLP用于在空间到地面、地面到空间、空间到空间的空间链路中传输多种类型和特征的应用数据。USLP的主要特点如下：a)支持的用户数据率达到30Gbit/s；b)支持的最大帧长达到65536字节；c)支持最大65536个航天器标识；d)支持可变长度帧和固定长度帧两种类型；e)兼容COP-1和COP-P两类规程；f)在帧中具有协议标识，可区分上层协议；g)支持数据分段，具备尾部字节指针以指示有效数据的结束；h)支持应急短命令发送；i)支持在没有数据域的情况下传输操作控制域数据，从而使COP规程可以在没有其它数据发送时也能发送报告；j)提供8种服务。.5遥测同步和信道编码遥测同步和信道编码提供的功能包括：信道编码(含帧校验)、同步和伪随机化。推荐的遥测信道编码体制包括：卷积编码、R-S编码、Turbo编码、LDPC编码，以及以卷积码为内码、R-S码为外码的级联信道编码。.6遥控同步和信道编码遥控同步和信道编码提供的功能包括:差错控制编码/译码，码字的定界/同步，随机化/解随机化等GB/TXXXX—XXXX服务。推荐的遥控信道编码包括改进BCH编码和LDPC编码。改进BCH编码有两种工作模式，分别是检错模式和纠错模式，选用哪种工作模式需根据任务需求确定。.7激光通信编码和同步激光通信编码和同步提供的功能包括：信道编码、同步和遥测传送帧校验。该标准一共规定了两种类型的传输，分别是遥测信号传输，信标及可选数据信号传输。遥测信号传输推荐的编码为卷积编码，信标及可选数据信号传输推荐的编码为LDPC编码。物理层.1协议选用要求物理层可供选用的主要的协议为：a)无线电频率和调制遵循CCSDS401.0-B-32的要求。b)激光通信物理层遵循GB/T43372-2023的要求。.2无线电频率和调制无线电频率和调制主要功能是为航天器与地面站之间、或航天器与航天器之间提供双向射频通信链路，对频段的有效利用和航天器的占用带宽、调制与解调方式等进一步进行了规定。.3激光通信物理层激光通信物理层规定了遥测信号传输、信标及可选数据信号传输的物理特性，包括激光中心频率、调谐范围、偏振、调制等。GB/TXXXX—XXXX5.5.2亚网层-星内通信亚网层业务.1协议选用要求亚网层-星内通信可供选用的主要业务和标准如下：a)采用包业务时，应遵循CCSDS851.0-M-1的要求。b)采用存储器访问业务时，应遵循CCSDS852.0-M-1的要求。c)采用同步业务时，应遵循CCSDS853.0-M-1的要求。d)采用设备发现业务时，应遵循CCSDS854.0-M-1的要求。e)采用测试业务时，应遵循CCSDS855.0-M-1的要求。.2包业务提供在单一子网的包传输功能。此处的包是指字节对齐的定界的数据单元。可以是CCSDS定义的空间包（SpacePacket地面因特网定义的IP包，或者是高层的其它特定协议数据单元。包业务通过数据链路层的业务进行包的传送和接收。.3存储器访问业务提供到设备存储器的直接访问功能，包括存储器读、写、块移动操作等。可使用该业务获取（读）简单设备的遥测数据或向设备发送（写）离散指令等。.4同步业务提供航天器时间和事件的同步。.5设备发现业务提供在亚网层发现新接入设备的功能。.6测试业务提供在亚网层测试设备是否在线的功能。汇聚子层亚网层的业务主要是由具体的数据链路提供和实现，如果某个特定数据链路的业务不能完全满足亚网层的业务，则对应该数据链路的汇聚子层将提供额外的协议从而增加功能以满足亚网层业务的需求。如果某个特定数据链路的业务能直接满足亚网层业务需求，则汇聚子层可直通数据链路层。数据链路层和物理层数据链路层的实现与物理层采用的外总线相关，需要完成汇聚子层所需要的功能。GB/TXXXX—XXXX外总线共有两种类型。低速总线：用于传输控制指令、遥测信息等低速关键数据，速率不超过1Mbps。采用1553B总线或CAN总线。高速总线：用于传输载荷数据、实验数据等高速数据，速率不小于100Mbps。采用TTE/TSN总线。具体任务中可以根据需要对上述总线进行灵活搭配使用。a)采用1553B总线时，应遵循GB/T43669-2024的要求。b)采用CAN总线时，应遵循GB/T43671-2024的要求。c)采用TTE时，应遵循SAEAS6802的要求。d)采用TSN时，应遵循TSN相关标准要求。6SOIS业务与其它业务的关系6.1SOIS与PUS业务的关系6.1.1概述在业务及协议体系结构中，应用了PUS中的13类业务，包括遥控确认业务、设备指令分发业务、内务和诊断数据报告业务、参数统计报告业务、事件报告业务、内存管理业务、功能管理业务、时间管理业务、操作调度业务、监视业务、包传送控制业务、存储和获取业务、事件-动作业务。由于SOIS对上层已经提供了一套标准的业务接口，隔离底层不同链路以及协议的差异，因此在应用PUS业务时，可以将SOIS作为底层支持业务，使PUS业务更关注于其本身的算法处理。在具体应用时，主要应用SOIS应用支持层提供的业务，用法为：a)应用设备数据池业务完成数据的采集。b)应用设备虚拟化业务完成设备指令的发送。c)应用消息传输业务完成包的收发。d)应用时间访问业务完成星上时间的获取。6.1.2PUS在轨监视业务PUS在轨监视业务可以对指定的参数自动进行多类型的检查，并在参数越限时产生事件报告。PUS在轨监视业务在运行过程中需要获取所监视的参数值，并且将产生的事件报告遥测包传送至地面或者航天器内部其它应用过程，其中获取参数值可以使用SOIS命令与数据获取业务完成，事件报告的传送可以经由PUS包传送控制业务，由SOIS消息传输业务完成。此处重点说明PUS在轨监视业务与SOIS命令与数据获取业务的接口关系以及如何配合应用。SOIS命令与数据获取业务由设备数据池业务、设备虚拟化业务、设备访问业务组成，针对PUS在轨监视业务的需求，可以使用命令与数据获取业务的设备数据池业务完成参数的采集。设备数据池业务共提供11种服务原语，在轨监视业务与设备数据池业务的原语交互过程如下：a)在轨监视业务根据预先配置或者地面发送的指令，调用ADD_ACQUISITION_ORDER.request原语添加订单，原语中的DeviceValueList对应要监视的参数，AcquisitionInterval对应要监视GB/TXXXX—XXXX参数的最快采集周期；b)设备数据池业务返回给用户ADD_ACQUISITION_ORDER.indication，含订单号信息；c)在轨监视业务根据订单号提交START_ACQUISITIONS.request，启动订单采集；d)设备数据池业务返回给用户START_ACQUISITIONS.indication，同时启动后台采集过程，后台采集过程可依据订单中设备的属性，应用设备访问业务或设备虚拟化业务的完成数据的采集；e)设备数据池业务在采集完成后，若订单中设置了AsynchronousAcquisitionIndicationFlag标识，则通过ACQUISITION.indication通知在轨监视业务；f)在轨监视业务收到通知或者运行周期到后，通过READ_SAMPLES.request获取采集的数据样本；g)设备数据池业务返回给用户READ_SAMPLES.indication，提交采集的数据Samples以及数据的有效状态ResultMetadata；h)在轨监视业务根据提交的数据以及有效状态，进行参数的判别以及相应处理。上述过程中，两个业务进行配合的关键是业务之间参数的转换问题。附录A.1给出一种设计示例供参考解决在a）步骤的在轨监视业务中的参数标识（Para_id）与设备数据池中使用的设备值清单（DeviceValueList）如何对应的问题。6.1.3PUS在轨作业定时计划业务PUS在轨作业定时计划业务用于实现指令的延时调度，该业务可接收地面或航天器其它应用过程传来的命令，在其定时计划列表中添加、删除需要定时执行的命令，或者进行计划的下传等操作。该业务一般周期性运行，通过时间访问业务获取航天器时间，并与定时计划中命令的时间进行比对，将定时时间到的命令通过消息传输业务发送到目的地。该业务主要使用SOIS的时间访问业务以及消息传输业务。附录A.2以在轨作业定时计划业务将一个到时间的PUS遥控包发送为例，说明其具体应用过程。6.1.4PUS设备命令分发业务PUS设备命令分发业务用于实现指令的实时发送，该业务中包括3个服务子类型，附录A.3以其中的存储器加载(ML)命令分发子服务为例说明其与SOIS业务的关系。6.2SOIS与SLS协议的关系在航天器信息系统软件体系结构中应用的SLS协议主要包括TC协议、AOS协议、空间包协议和封装业务。TC协议与空间包协议或封装业务配合ECSS的PUS协议共同完成遥控功能，AOS协议与空间包协议或封装业务配合ECSS的PUS协议共同完成遥测功能，其与SOIS的关系主要通过空间包协议或、封装业务实现。6.2.1遥控应用过程对于遥控而言，其应用过程如下：a)TC空间链路协议接收并处理TC传送帧，根据传送帧所采用的业务类型将空间包或封装包通GB/TXXXX—XXXX过MAPP.indication或者VCP.indication提交到网络层。b)网络层的空间包协议通过PACKET.request得到提交的空间包、APID等信息，再依据APID进行路由，通过PACKET.indication将空间包提交给用户。封装业务通过向下提供的接口得到封装包，并提交至用户。此处的用户一类是传输层之上的业务、协议或者其它程序，另一类是需要通过亚网层包业务传送到其它节点，由后续节点进行路由。6.2.2遥测应用过程对于遥测而言，其应用过程如下：a)用户通过网络层空间包协议的PACKET.request请求传送空间包，传入空间包、APID等参数。此外，还可以通过封装业务传入封装包及参数。b)网络层空间包协议依据APID进行路由，得知APID目的地为地面时，调用AOS空间链路协议的PACKET.request原语将空间包发送至AOS空间链路协议；封装业务获取下传至地面的数据后，组装封装包并调用AOS空间链路协议将封装包发送至AOS空间链路协议。c)AOS空间链路协议生成传送帧并发往地面。6.3SOIS与SIS协议的关系在航天器信息系统软件体系结构中应用的SIS协议包括异步消息传输业务（AMS）和UDP/IP协议。前者作为消息传输业务（MTS）的底层业务，配合MTS完成消息传输的功能。后者与封装业务配合SOIS协议和ECSS的PUS协议共同完成数据传输功能。6.3.1AMS应用裁剪说明在实际应用过程中，经过对CCSDSMTS标准中关于对AMS实现裁剪的建议的分析，并考虑到软件实现的复杂度和运行开销，对AMS的应用进行了进一步裁剪，主要包括：a)在整个航天器内不存在一个中心节点，即AMS协议中的配置服务器CS，各注册机之间地位对等，成为无中心分布式网络结构。b)由消息传输业务后台维护MIB中包含一张用户表和一张信息需求表，用户表包括航天器内全部用户的身份ID和通信地址，信息需求表包括期望接收的信息的主题号、信息需求者的身份ID、信息处理优先级。c)在消息传输业务启动时进行管理信息同步，通过向其它设备上的消息传输业务后台发送同步请求，从其它设备获得其用户表和信息需求表的信息，用于同步本地的用户表和信息需求表。d)除了初始启动阶段，在各设备之间的消息传输业务后台之间没有周期性的同步信息交换。6.3.2UDP/IP协议应用过程在航天器信息系统软件体系结构中应用的UDP/IP协议主要包括UDP协议、IPv6协议和IPoverCCSDS协议。其应用过程如下：GB/TXXXX—XXXXa)UDP/IP协议通过封装业务提供的接口获取封装包内部数据，或者通过本地上层协议或程序获取业务数据。b)IPv6协议通过路由功能，提交IP报文至用户。此处的用户有两类：一类是传输层之上的业务、协议、其它程序，另一类是通过亚网层通信的业务、协议、其他程序。7SOIS各业务之间的关系7.1一般说明航天器信息系统业务和协议体系结构应用了SOIS应用支持层的5种业务、网络层的空间包协议以及亚网层的3种业务。各层业务以及协议都有相应的命名机制，并且存在关联，如何建立各层业务以及协议之间的关联，是应用SOIS业务及协议的一个关键所在。本章将从以下几个方面进行说明：a)命名机制；b)主要业务关系以及寻址机制，包含消息传输业务与下层业务关系、命令与数据获取业务与下层业务关系、时间访问业务与下层业务关系、网络层与亚网层业务关系。7.2命名机制图给出了SOIS业务的命名层次关系图。GB/TXXXX—XXXX图6命名层次关系图a)在应用管理层采用APID对各应用过程进行区分。b)在应用支持层，采用节点标识对消息传输业务的用户进行标识，设备虚拟化业务的主要名称有GB/TXXXX—XXXX虚拟设备ID、虚拟值ID。设备访问业务的主要名称有物理设备ID、物理值ID。实际使用时，消息传输业务的节点标识直接采用APID或IP地址。对于每一个设备内模块对应的接口都分配了一个物理设备标识和虚拟设备标识，接口内的数据通过物理参数值进行区分。c)在网络层，采用APID或IP地址进行路由，对于网络上的每个设备分配1个或多个APID或IP地址。d)在亚网层，包业务具有链路标识、亚网地址等名称。在应用时，链路标识和亚网地址一起构成包业务原语中的PDSAP地址。包业务通过链路标识选择对应的汇聚链路，当采用1553B实现包业务时，由1553B的汇聚层将亚网地址转化为RT地址和RT子地址。存储器访问业务具有链路标识、亚网地址、存储器区域、起始地址等名称，其中链路标识、亚网地址对应存储器访问业务的目的地址。由于有网络层，传到亚网层包业务和存储器访问业务的数据包都有源地址和目的地址，所有没有使用包业务的原语中的PSSAP地址和存储器访问业务的MASAP地址。各设备对应的驱动程序通过设备名进行识别。7.3主要业务关系以及寻址机制7.3.1命令与数据获取业务与下层业务关系命令与数据获取业务包含设备数据池业务、设备访问业务、设备虚拟化业务。设备数据池业务使用设备访问业务或设备虚拟化业务获取设备数据，设备虚拟化业务使用设备访问对设备进行指令发送或数据获取。命令与数据获取业务与下层业务关系主要是通过设备访问业务建立。设备访问业务的主要功能包括：对用户的设备访问请求中的设备和参数进行识别；选择对应的访问业务类型，通过网络层调用下层的访问业务，或将访问请求发给远程设备上的设备访问业务；接收访问结果，为用户进行缓存或将结果发送给远程设备上的设备访问业务；向用户提交获得的访问结果。下面重点说明设备访问业务与底层的关系。设备访问业务与下层业务的交互包括包业务以及存储器访问业务。在航天器信息系统软件体系结构中，对设备访问业务的两类DAP进行了进一步细分，包括：a)基于包业务的DAP。设备访问业务中的协议引擎通过底层包业务与设备中的协议引擎进行包交换，设备中的协议引擎对设备进行实际操作。该类包括3种类型：1)基于设备主动发包DAP：由设备主动发送包到计算机。典型应用场景是处理器软件采集挂接在DS口的其它分系统设备数据、通过1553B总线采集其它分系统设备（只支持包业务）主动发来的包数据。2)向设备发包DAP：由计算机向设备发送包。典型应用场景是处理器软件向挂接在ML接口的其它分系统设备发送ML指令、向其它分系统总线终端（无应用支持层，只支持包业务）发送包数据等。3)基于远程包访问的DAP：通信双方通过远程设备访问协议进行对等通信，实现远程设备GB/TXXXX—XXXX访问。典型应用场景是计算机通过1553B总线基于远程包访问DAP对其它分系统设备的接口进行访问。b)基于存储器访问业务的DAP。设备访问业务中的协议引擎确定要读取或写入的存储器位置，并通过底层存储器访问业务进行访问。该类包括2种类型：1)通用存储器访问DAP：计算机通过存储器访问业务直接对存储器进行读写操作。典型应用场景是处理器模块采集其它模块的内部状态遥测。2)模拟量访问DAP：计算机通过通用存储器访问DAP进行数据采集后需进行数据的过滤后提交用户。典型应用场景是处理器模块采集模拟量采集模块的模拟量数据。设备访问业务统一通过网络层与包业务、存储器访问业务进行接口。附录B.4以发送指令为例说明其具体过程。7.3.2消息传输业务与下层业务关系消息传输业务产生的PDU需要通过下层业务进行传送。在AMS标准中，下层传送业务可采用TCP、UDP、FIFO、vxmq、smmq等多种协议或机制传送。在航天器信息系统软件体系结构中，统一通过传输层与网络层进行传送，目前支持空间包协议，后续可进一步扩展。附录A.5以消息传输业务的消息发送为例，说明其与下层业务的交互过程。7.3.3时间访问业务与下层业务关系时间访问业务与亚网层的同步业务进行交互，用于获取航天器时间。在具体应用过程中，将时间分为绝对时间和相对时间两种，其中相对时间为在绝对时间基础上减去一个固定的差值。附录A.6以绝对时间的获取为例，说明其交互过程。7.3.4网络层与亚网层业务关系网络层可与亚网层的包业务、存储器访问业务进行交互。附录A.7以向ML汇聚发送数据为例，说明网络层与包业务的交互过程。附录A.8以采集模拟量数据为例，说明网络层与存储器访问业务的交互过程。8SOIS业务与硬件间的关系8.1一般说明将SOIS业务应用到航天器信息系统软件体系结构中，如何将SOIS业务与信息系统硬件平台建立映射关系也非常关键。SOIS业务中与硬件相关的业务主要包括：a)亚网层的包业务与汇聚层的功能需要由具体的星载链路提供，因此需与体系结构中硬件层中的1553B总线、DS接口、ML接口等建立映射关系；b)亚网层的存储器访问业务与存储器相关，因此需与体系结构中硬件层中的存储器接口建立映射关系；GB/TXXXX—XXXXc)亚网层的同步业务和时间有关，因此需与体系结构中硬件层中时钟接口建立映射关系；d)亚网层中的设备访问业务、设备虚拟化业务、设备数据池业务与硬件设备相关，需与航天器中各设备建立映射关系。本章将先对信息系统硬件节点对象进行分析，然后按照节点的分类分别说明对各类节点的访问方法。8.2信息系统硬件节点对象分析从智能程度看，航天器中通信的节点可分为三类：智能节点：此类节点具备较强的处理能力，支持完整的协议栈，具备消息处理能力，相互之间可以进行对等通信。协议支持节点订阅某一类感兴趣的数据而无需关心数据的发送者、发布自身的数据而无需关心数据的接收者、向系统的某个节点进行数据发送以及查询等功能。此类节点的典型代表为星载计算机的处理器模块等。简单智能节点：此类节点的智能程度比智能节点稍低，只支持亚网层业务，具备空间包的处理能力。该类节点可以发送或接收空间包并按照其中的内容进行协议处理。此类节点的典型代表为遥测采集模块、指令发送模块等模块。非智能节点：此类节点可以接收、发送原始数据或者空间包，一般由智能节点或简单智能节点进行管理。此类节点的典型代表为挂接在ONOFF、AN、DS、ML等接口上的设备。下面以信息系统硬件平台的一个实例为例，对上述三类节点进行映射。作为实例的信息系统硬件平台包含卫星管理单元（SMU）、数据接口单元（SDIU）各一台，其中卫星管理单元、数据接口单元通过标准的模块组装而成，模块之间通过内总线进行连接，卫星管理单元、数据接口单元之间通过1553B总线连接，硬件平台组成示意图如图7所示。图7信息系统硬件平台组成示意图GB/TXXXX—XXXX信息系统硬件平台对外部提供的接口包括：a)测控接口：包括遥控接口、遥测接口等；b)指令类接口：包括ONOFF指令接口、ML指令接口等；c)遥测类接口：包括AN接口、DS接口等；d)总线接口：包括1553B总线接口等。SMU和SDIU由于都具有较强的处理能力，其处理器模块可以认为是智能节点，IO模块可以认为是简单智能节点，连接在1553B总线上的其他智能节点如姿轨控计算机可以通过消息传输业务与SMU或SDIU进行信息交互，简单智能节点通过子网层包业务与SMU或SDIU进行信息交互。通过指令类接口、遥测类接口与SMU或SDIU的处理器模块进行通信的其它分系统设备可认为是非智能节点。此种情况处理器模块通过设备访问业务经由网络层、包业务、存储器访问业务、设备驱动与之通信。8.3信息系统硬件节点访问方法8.3.1智能节点访问方法通过1553B总线通信的访问方法以通过1553B总线进行通信的两个智能节点为例，其协议配置如图8所示。图8使用1553的智能节点协议配置各层协议配置为：GB/TXXXX—XXXXa)应用管理层：智能节点之间的应用过程通过消息传输业务的原语进行消息的订阅、发布、发送等，节点通过APID进行区分；b)应用支持层：消息传输业务使用异步消息传输业务（AMS）实现，底层通过空间包协议进行协议数据单元（PDU）的交互；c)网络层：空间包协议对上提供包传输接口，对下应用包业务进行数据在总线等链路上的传输；d)亚网层：包业务经由1553B汇聚协议、ECSS1553B总线链路协议、美军标1553B总线链路协议及物理层协议将数据通过硬件传送。上述过程中与硬件建立联系的关键是亚网层。由于不同的数据链路具有其特有的数据链路层协议，为了对上层提供统一的接口，需要亚网层包业务对上层应用提供统一的数据包发送接口，以屏蔽底层数据链路的不同，使上层应用无需关心底层各种异构链路的物理特性、接口特点、传输性能等方面的差异，只需要确定目标地址信息，以及数据传输所需要的QoS需求等信息，再由上层（如网络层）根据目的端设备条件及数据传输要求等实际情况确定将要使用的链路。最后，通过汇聚子层中的链路将数据发送到目的端或者中间端（如果一跳无法直接到达目的端，可能需要经过多个中间端）。为了达到通过亚网层包业务屏蔽底层数据链路不同的目的，汇聚子层是一个关键所在。由于不同链路采用的协议不同，难以用一种统一的汇聚层协议实现各链路的统一，在具体实现时可以针对不同数据链路分别定义其汇聚层协议。亚网层包业务根据上层传来的子网标识（包含在原语参数PDSAP中选择对应的汇聚层包发送接口，由后者经由设备驱动程序将数据通过星载链路发出。以1553B总线协议为例，可应用ECSS定义的1553B协议，在此之上加一层汇聚层协议，其目的是增加分段功能，以支持通过1553B总线传输最大64K字节的包。此处主要是为了与空间链路相匹配，TC协议以及AOS协议最大可支持传输64K字节的包，若通过星载链路直接路由，则星载链路也需支持该长度。具体实现时，发送端的汇聚层将大长度的数据分割成满足底层MTU的发送长度，并提供对应的数据ID、分段序号等信息，通过设备驱动程序发送。当所有分段到达接收端后，接收端汇聚层再通过设备驱动程序接收这些分段并拼接成为完整的数据包，最后发给上层应用。通过TTE总线通信的访问方法此外，以通过TTE进行高速通信的两个智能节点为例，其协议配置如图9所示。GB/TXXXX—XXXX图9使用TTE的智能节点协议配置各层协议配置为：a)应用管理层：智能节点之间的应用过程通过消息传输业务的原语进行消息的订阅、发布、发送b)应用支持层：消息传输业务、异步消息传输业务通过UDP协议完成与其他智能节点间的数据传输；c)传输层：UDP协议对上提供包传输接口，对下应用IPv4/v6进行数据传输；d)网络层：IPv6协议对上提供包传输接口，对下应用包业务进行数据在TTE上的传输；e)亚网层：包业务经由TTE汇聚、TTE链路层协议及物理层协议将数据通过硬件传送。上述过程中与高速通信相关的关键是亚网层的TTE协议，该协议完成高速以太网链路层的对接；同时，与组网相关的关键是IPv4/v6和UDP，该协议完成高速以太网网络层和传输层的对接。8.3.2简单智能节点访问方法以通过1553B总线进行通信的智能节点与简单智能节点为例，其协议配置图10所示，各层协议配置为：a)应用管理层：智能节点的应用过程通过命令与数据获取业务对简单智能节点进行访问；b)应用支持层：命令与数据获取业务底层通过空间包协议进行与简单智能节点的交互，例如通过设备访问业务向简单智能节点发送一个空间包。c)网络层：空间包协议对上提供包传输接口，对下应用包业务进行数据在总线等链路上的传输；GB/TXXXX—XXXXd)亚网层：包业务经由1553B汇聚协议、ECSS1553B总线链路协议、美军标1553B总线链路协议及物理层协议将数据通过硬件传送。该过程中命令与数据获取业务中的设备访问业务的设计是关键，在设备访问业务中需建立可访问的简单智能节点列表，表中需配置简单智能节点的访问DAP，对于本例而言，简单智能节点的访问DAP为基于包业务的DAP，具体包括三种，可根据设备的具体实现方式以及连接方式进行选择。当简单智能节点可主动发送空间包到智能节点时，其DAP可配置为基于设备主动发包DAP，当简单智能节点可接收智能节点的包数据时，其DAP可配置为向设备发包DAP。图10简单智能节点协议配置8.3.3非智能节点访问方法以通过DS、ML、串口等接口与智能节点进行通信的非智能节点为例，其协议配置图11所示，各层协议配置为：a)应用管理层：智能节点的应用过程通过命令与数据获取业务对简单智能节点进行访问；b)应用支持层：命令与数据获取业务底层通过空间包协议进行与简单智能节点的交互，例如通过设备访问业务向简单智能节点发送一个空间包。c)网络层：空间包协议对上提供包传输接口，对下应用包业务、存储器访问业务进行数据在链路上的传输；d)亚网层：包业务经由串口、DS、ML等汇聚协议将数据通过硬件传送。与硬件的交互通过设备驱动程序完成。GB/TXXXX—XXXX图11非智能节点协议配置对于每一个接口，都需配备相应的设备驱动程序，通过汇聚协议将包业务、存储器访问业务与设备驱动程序建立关联，实现对硬件的访问。在应用过程中若底层使用包业务，则需配置设备访问业务的设备解析表、空间包协议的路由表、包业务的链路选择表、汇聚层中的设备名。若底层使用存储器访问业务，则需配置设备访问业务的设备解析表、空间包协议的路由表、存储器访问业务汇聚层中的设备名。其中存储器访问业务用于对模拟量、指令等接口进行访问。在航天器信息系统软件体系结构中，将存储器访问业务根据被访问对象在系统中的物理连接方式，分为以下几类：远程访问，即通过星载外总线（如1553B总线）或空间链路访问；本地模块间访问，即通过星载I/O总线访问；模块内访问，即通过本模块CPU总线或局部总线（如CPCI总线）访问。其中远程访问通过网络层和传输层配合实现，即上层（例如应用支持层）将存储器访问的请求封装为包，其目的地为远程设备存储器访问业务的地址（例如APID将包传给网络层，网络层将该包路由至远程的存储器访问业务，后者通过本地模块内访问或模块间访问操作完成存储器访问操作后，将结果封装为包再通过网络层和传输层传输至请求发起端。本地模块间访问以及模块内访问所涉及的接口都配备设备驱动程序，同一类接口可以对应多个设备。GB/TXXXX—XXXX（资料性）示例A.1PUS在轨监视业务示例本示例中，将参数标识与工程应用中的参数代号关联，对每个分系统使用单独的参数代号，例如使用参数代号TMSXXX表示数据管理分系统的参数。Para_id可据此进行转换，见下表。表A.1参数标识划分分系统标识对应参数通道标识5bit（对应TMS）11bit（对应XXX）前5bit用于标识各分系统，例如数据管理分系统标识为0x07，对应参数通道标识0~63对应为采集的模拟量通道。如此可使用TMS001~TMS64表示数据管理分系统的第1~64路模拟量通道。其对应的Para_id范围为0x3800~0x3840。在设备数据池中，DeviceValueList由一组标识组成的数组组成，标识包括16bit的设备标识（Device_id）、16bit的参数值标识（Value_id）、8bit的访问业务类型（Service_type，表示使用设备访问业务或设备虚拟化业务）。在设备数据池中建立一个Para_id与DeviceValueList的查找表。当在轨监视业务需要添加要监视的参数时，可通过查表将Para_id转化为Device_id、Value_id、Service_type，并通过ADD_ACQUISITION_ORDER.request原语将各参数转换后的一组参数传入DeviceValueList。设备数据池业务在后台进行采集时，即可使用Device_id和Value_id作为底层设备访问业务或设备虚拟化业务的输入参数，完成对设备参数值的获取。A.2PUS在轨作业定时计划业务示例在轨作业定时计划业务所在应用过程APID_A设为0x421,要发送的PUS遥控包对应的目的应用过程APID_B设为0x422。1)在轨作业定时计划业务（所在应用过程APID_A）调用消息传输业务的注册原语Register.request完成注册；2)其它需要接收从在轨作业定时计划业务发来遥控包的应用过程APID_B也同样使用Register.request完成注册，并且向应用过程APID_A发送主题为命令消息的Assert_invitation.request邀请；3)应用过程APID_A向应用过程APID_B回复Assert_invitation.indication