摘 要 ： 文介 绍 了 Ｃ Ｓ Ｓ 信协 议 的结 构 、 网模 型 、 本 ＣＤ 通 主 业务 类 型及技 术特 征 ， 究 了 Ｃ Ｓ Ｓ 议 中的 两级 多路 复 用机 制 ， 研 ＣＤ 协 即在 虚 拟信道 链路 控制 （ｃ ｃ子层 实现 的 包信道 复 用及 在 虚拟 信道存 取 ｃ ｃ ） Ｖ Ｌ） Ｖ Ａ子层 实现 的虚拟信 道 复用 。 关键 词 ： 变长度 帧 ； 拟信 道 ； 吐 量 可 虚 吞 地面 网或另一个 轨道段 中的星载 网相 连接 ， 如 空 间链 路接 收数据与最终传送到卫星 目的地 之 图 星载 网类 似 于计算 机局域 网 ， 间的数 据丢失概率增加 。传统用 于空 间环境 下 １８ ９ ２年 ， 国航字 局 （Ａ Ａ ， 洲空 间局 下 图所 示 ， 中 ， 美 Ｎ Ｓ） 欧 （ｓ １和许 多其它 国家 的空问局成立 了空间数 用来完成空载设备 和空间链路子 网间的信息传 的遥控 协议尽管满足 了完整 的、按顺序传送 的 ＥＡ 据 系统咨询委员 会（ｃ Ｄ １ Ｃ ｓ ， ｓ 其职责是 开发空 间 递。空间链路子网保障空一地或空一空信息传 基本要 求 ， 只能通过空间链路工作 ， 能提 供 但 不 包括 地 而 Ｃ Ｄ 开发 的分 数据系统标准化 的通信体 系结 构 、 信协议与 送 ， 通过数 据中继卫 星的信 道。 面网包 括 可靠 的端对 端的传输功能 ， Ｃ Ｓ Ｓ 通 ＣＰ 不但 业务 ，使未来的空 间任务 能以标 准化的方式进 整个地面支持 网络 ， 既有航 天专用 网， 也有通 用 包 遥控 的命 令操 作过 程（Ｏ ） 能保 证无 码 位差错传输 ， 能保 持特定次序 ， 而且 遥控数据无 行数据交换与处理 ， 促进 国际间的相互 支持 、 合 公 共 网 。 遗漏 、 复的传 输 ， 足了空间运行环境下端 无重 满 作与交流 。１８ 年完稿 的一 套 Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ Ｓ ９６ Ｃ Ｄ Ｏ 常 ４Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ Ｄ 标准的技术特征 规建议侧重于满足 常规 自由飞行 科学卫星的要 ＣＳＳ Ｃ Ｄ 定义 了通 信 网的概 念模 型和 业 务 对端传送和文件转移 的需要 。 求 ， 建议引入数据分包作 为标准化 的机制 ， 该 允 模型。Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ Ｄ 通信 系统结构遵从 国际化标准化 ５虚拟信道复用 许数 据采 集过程 与空 间数 据信 道 的传 递不 同 组织（ ０ 定的开放 系统 互连参考模 型 Ｃ Ｓ Ｉ 制 ｓ ＯＩ — ５ ． １同步多路 复用 虚拟信道在指定时隙 占用物理信道 ， 每个 步 。１８ 年 ， ９９ 空间数据系统咨询委员会 （Ｃ Ｄ ） Ｒ ， 根据航 天数 据通信 的特 点 ， Ｏ Ｉ Ｃ ＳＳ Ｍ并 在 Ｓ 框架 在成功的开发适用 于低 、中数据 率航 天器的常 内扩展 了星载与地 面计 算机网络 ，将传统 的遥 虚拟信道 的顺 序是固定的且不断重复 。这种方 规在轨系统 （ ｓ ｃ ） ｏ 体制和标准 的基础之上 ， 又进 测 、 遥控 、 遥感 、 音 、 语 电视 、 计算机 数据 、 导航信 式适合大多数业务 是同步的且数据率 固定 的情 步发展 了以满足复杂航 天器 的需要 为 目标 的 息以及管理信息集成到一个 双向逻辑对称 的高 况 。 因为各个虚拟信道在 固定时隙传送 ， 即使在 高级在轨 系统ｆ ０ 制和标 准。 Ａ ｓ 速数据 网络 中。 某一时隙没有有效数 据也 必须发送填充数据 以 ２空间数据链路协议 信息传递 的基本方式采用包交换 。Ｃ Ｓ Ｓ 保持虚拟信道 的顺 序和数据流的连续性 。当绝 ＣＤ 空间数据链路协议洳 遥测 、 控和 Ａ Ｓ 遥 Ｏ 空 的基带数据结构采用分包格式 ，系统 面向用户 大多数用户数据 为等时的 、 目一速率 固定时 ， 可 间数 据链路协议怩 供了在空间链路传输各种类 的是 自主信 息 ， 包 而不是单个 的数据 。 用户按照 使用该方式。 型数据的能力 ， 它们 的主要功能是传输 可变 自身的需求产生标准 的信 息包 ，系统 也可 以为 但 ５ ＿ ２异步多路复用 长度 的数据单元 ， 。 如包 空间数 据链路 议能运 用户包 装数据 ， 每个包 中除用户数据块 外 ， 还辅 各虚拟信 道数据 单元 仅在被有效数据填满 载任 何包 ， 条件是此包 具有 Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ Ｄ 认可 的包 版 以必要 的标 志和说 明。 时才会被发送 。如果两个 或更多虚拟信道同时 本号（ｖ 。 Ｖ ｐ Ｐ Ｎ必须在空间链路标识符 文件 中 引入虚拟信道概念 。由于空 间通信 信道有 被填 满时 ，则根据优先级机制来决定虚 拟信道 注册 。目前下列包是 Ｃ Ｓ Ｓ 可的： ＣＤ 认 空间包 、 空 干扰 多 、 落现 象严重等特点 ， 衰 信号传输 多采用 的传输 。 这种方式可以灵活的处理 突发．错 误， 『 生 间通信协议规约一网络ｂｉ （ Ｃ Ｓ Ｎ ） 据包 、 连续波方式 。 Ｓ（ Ｐ － Ｐ ￣ｓ 数 这不但有利于系统 同步和抗干扰 ， 信道 利用率高 ， 对于那些优先级较低 的同步 但 Ｉ＿ 数据包 和封装包 （ 装其它数据 单兀 的特 同时也便 于将 数据传输 及测速测距集 成到一 个 业务 ， Ｐ４ 圭 寸 有可 能因为排 队延迟过长而超过 它所规 殊包） Ｐ ６ 。Ｉ－ 数据包封装 存空 间数据链路协议 的 信道上 。连续 波数 据传输实现多用户共享 的基 定 的最 大延迟 。 因此 ， 这种方式较适合于输入数 封装包中。 本方式是时分制 。Ｃ Ｓ Ｓ 留了固定 帧长度 的 据路数 较少的情况 。对于输入路数较多且 同步 ＣＤ 保 遥测空间数据链路 协议通 常从航天器发送 慨念 ， 同时建立了虚拟信 道的概念。 虚拟信道是 业务对 时延要求很严格 的情 况则不宜采用 该种 遥测信息到地面（ 向链路） 如返 ， 遥控空 间数据链 在时 分制 的基 础上 实现 多用 户共 享 信道 的方 方式 。 路协议通常从地面发送 指令 到航 天器（ 前 向链 式 ， 女 口 其主要 机制是 动态分 配信道 资源 。 优点 ： 即使 在用户数据 量不断变化 的情况 路） 。如果需要在航天器和地面问的两路在线通 遥测体 制发展 为分包 遥测。传统的空问遥 下 ， 这种方 式的效 率也很高。 信（ 音频 和视频） Ｏ 空 问数据 链路 协议可 以 测系统是针对特定 的空间任务和负载配置而进 女 口 ， Ｓ Ａ 缺点 ： 引入 排队延迟 ， 会 延迟 量随用户数据 只用 于一条返向链路 中或都用于 前向和返向链 行设计的 ，在整个负载操作周期 内使用相 同的 量的变化而变化 ， 而导 致等时业务数据 的抖 从 路中。 遥测格 式 ， 当负载改变时系统不易重新配置 。 这 动 。在某些场合 ， 这些抖动 可能难 以忍受 。 ３ Ｃ Ｓ Ｓ主 网模 型 ＣＤ 种 固定 的遥测格式对 于多 任务高动态的测量任 ５ Ｉ ３混合多路 复用 对照 ＩＯＯ ＩＲ ，Ｃ Ｄ 规 定了空 间数据 务适应 性较差 。分包遥测体制按应 用过程进行 Ｓ ／Ｓ ＭＣ Ｓ Ｓ — 同步屏 步 混合 多路 复用将 采用 一个 两个 网的概 念模 型 ， Ｃ Ｓ Ｓ主 网（ ｉ ｉａ Ｎ ｔ 分类 管理 ，对任务中 的每个应用过 程的信息进 级别的多路复用方式 。第 一级把信道分成 同步 即 ＣＤ Ｐ ｎ ｐｌ ｅ ｒｃ — ｗ ｒ ， Ｎ是空 间数据 系统概 念 中最重要 的部 行打包 ， ｏｋＣ ）Ｐ 加上包 头包 尾 ， 过包头区分不 同应用 方 式和异步方式 。第二级分别采 用前面提到的 通 分， 空间链路子 网及地 面网级联 而成 ， 起空间计 过程及 同一应用过程 的不 同数据 。在４－ 时把 方 法对两种方式进行 相应 的处理。这种复用方 ＃ｑ ￣ 划数据管理 网的作用 数据流以支持空间任务用 各信息源 的包 穿插 组成传输帧 。分包遥测对 数 式具体 的配置将根据总 的数据速率 、 时数据 等 户。Ｐ Ｃ Ｎ是一个天地一体化概念模 型 ， 由星载 据的这种管理形式 使其具有动态条件下信 道利 量 相对总数据量的 比率 以及 异步数据的实时 眭 它 网、提供端到端的其结构是 由一 个轨道 段 中的 用率高 、 适用于多任务 多用 户和利于 国际合作 要求而定 。 星载网通过 Ｃ Ｓ Ｓ 间链路子 网（Ｓ Ｓ ＣＤ 空 Ｃ Ｌ） 与一个 的优点 。 并且在传输帧头中 ， 含有传 统帧格 式的 ６总结 帧 同步码组 ， 给利用传统地 面站 ＣＳＳ Ｃ Ｄ（ ￣间数据系统 咨询委 员会 ） ， 责 其职 接 收分 包遥 测信息 带来 了扩展 是开发空间数据系统标准化的通信体系结构 、 的余地 。 通信协议 与业 务 ， 未来的空间任务能 以标准 使 遥控用传 输级 的命令 协议 化 的方式进行数据交 换与处理 ，同时也加速空 Ｉ ）Ｃ Ｎ ｌ ａ Ｐ ： 地 配 代替链路级的协议。 由于空 间技 间数据 系统 的开发 ， 国际问的相互支持 、 促进 合 术的发展 ， 从地面控 制中心到航 作与交流。 天器 的数 据率 和传输 量 比过去 参 考 文 献 扩艘的 ＣＳＳ Ｃ Ｄ 扩嶷的 增加 了几个数量级 ， 要求遥 控防 ［ 黄薇 ， Ｉ Ｊ 张纪 生．Ｃ Ｄ Ａ Ｓ Ｃ Ｓ Ｓ Ｏ 建议 介绍 【 飞行器 Ｊ Ｊ ． 裁旧 救叫 投｝ 叫 议提供更大 的信息吞 吐量 。 由于 测控 学报 ， ０． ２ ０ ０ 星 载网和 数据 中继 星 使用 的增 ｆｊ ， ２ 丁英 刘增 田． Ｓ Ｓ ；及 应用浅析叨． Ｃ Ｄ 标 住 Ｃ 指挥 加， 使总的往返时间和卫星通过 技 术学院学报 ，９ ５ １９ ．
信 息技 术
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空 问通 信 中可变长 数据 帧协议探 讨
杨 兴 龙
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１ＣＣ Ｄ Ｓ Ｓ协 议 综 述
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中国ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ技术新产品
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