Δορυφόρος Meteor M1
Πηγή: vladtime.ru
Εισαγωγή
Η λειτουργία της διαστημικής τεχνολογίας είναι αδύνατη χωρίς ραδιοεπικοινωνίες και σε αυτό το άρθρο θα προσπαθήσω να εξηγήσω τις κύριες ιδέες που αποτέλεσαν τη βάση των προτύπων που αναπτύχθηκαν από τη Διεθνή Συμβουλευτική Επιτροπή για Συστήματα Διαστημικών Δεδομένων (CCSDS. Αυτή η συντομογραφία θα χρησιμοποιηθεί παρακάτω) .
Αυτή η ανάρτηση θα επικεντρωθεί κυρίως στο επίπεδο σύνδεσης δεδομένων, αλλά θα εισαχθούν και βασικές έννοιες για άλλα επίπεδα. Αυτό το άρθρο σε καμία περίπτωση δεν υποτίθεται ότι είναι μια λεπτομερής και πλήρης περιγραφή των προτύπων. Μπορείτε να το δείτε στο CCSDS. Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο να κατανοηθούν και περάσαμε πολύ χρόνο προσπαθώντας να τα κατανοήσουμε, οπότε εδώ θέλω να δώσω βασικές πληροφορίες, έχοντας τις οποίες θα είναι πολύ πιο εύκολο να κατανοήσουμε όλα τα άλλα. Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε.
Ευγενής Αποστολή του CCSDS
Ίσως κάποιος έχει μια ερώτηση: γιατί πρέπει όλοι να τηρούν τα πρότυπα εάν μπορείτε να αναπτύξετε τη δική σας ιδιόκτητη στοίβα πρωτοκόλλου ραδιοφώνου (ή το δικό σας πρότυπο, με blackjack και νέες δυνατότητες), αυξάνοντας έτσι την ασφάλεια του συστήματος;
Όπως δείχνει η πρακτική, είναι πιο κερδοφόρο να τηρείτε τα πρότυπα CCSDS για τους ακόλουθους λόγους:
- Η επιτροπή που είναι αρμόδια για τη δημοσίευση των προτύπων περιλαμβάνει εκπροσώπους από κάθε μεγάλο αεροδιαστημικό οργανισμό στον κόσμο, φέρνοντας ανεκτίμητη εμπειρία που αποκτήθηκε κατά τη διάρκεια πολλών ετών σχεδιασμού και λειτουργίας διαφόρων αποστολών. Θα ήταν πολύ παράλογο να αγνοήσουμε αυτή την εμπειρία και να ξαναπατήσουμε την τσουγκράνα τους.
- Αυτά τα πρότυπα υποστηρίζονται από εξοπλισμό επίγειων σταθμών που κυκλοφορεί ήδη στην αγορά.
- Κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων, μπορείτε πάντα να ζητήσετε βοήθεια από συναδέλφους από άλλες υπηρεσίες, ώστε να μπορούν να πραγματοποιήσουν μια συνεδρία επικοινωνίας με τη συσκευή από τον επίγειο σταθμό τους. Όπως μπορείτε να δείτε, τα πρότυπα είναι ένα εξαιρετικά χρήσιμο πράγμα, οπότε ας δούμε τα βασικά τους σημεία.
Αρχιτεκτονική
Τα πρότυπα είναι ένα σύνολο εγγράφων που αντικατοπτρίζουν το πιο κοινό μοντέλο OSI (Open System Interconnection), εκτός από το ότι στο επίπεδο ζεύξης η κοινότητα περιορίζεται στη διαίρεση σε τηλεμετρία (downlink - space - Earth) και τηλεεντολές (uplink).
Ας δούμε μερικά από τα επίπεδα με περισσότερες λεπτομέρειες, ξεκινώντας από το φυσικό και ανεβαίνοντας. Για μεγαλύτερη σαφήνεια, θα εξετάσουμε την αρχιτεκτονική της πλευράς λήψης. Αυτό που εκπέμπει είναι η κατοπτρική του εικόνα.
Φυσική στρώση
Σε αυτό το επίπεδο, το διαμορφωμένο ραδιοφωνικό σήμα μετατρέπεται σε ροή bit. Τα πρότυπα εδώ έχουν κυρίως συμβουλευτικό χαρακτήρα, αφού σε αυτό το επίπεδο είναι δύσκολο να αφαιρεθεί κανείς από τη συγκεκριμένη υλοποίηση του υλικού. Εδώ, ο βασικός ρόλος του CCSDS είναι να ορίσει τις αποδεκτές διαμορφώσεις (BPSK, QPSK, 8-QAM, κ.λπ.) και να δώσει κάποιες συστάσεις για την εφαρμογή μηχανισμών συγχρονισμού συμβόλων, αντιστάθμιση Doppler κ.λπ.
Επίπεδο συγχρονισμού και κωδικοποίησης
Τυπικά, είναι ένα υποστρώμα του επιπέδου σύνδεσης δεδομένων, αλλά συχνά διαχωρίζεται σε ξεχωριστό επίπεδο λόγω της σημασίας του στα πρότυπα CCSDS. Αυτό το επίπεδο μετατρέπει τη ροή bit σε λεγόμενα πλαίσια (τηλεμετρία ή τηλεεντολές), για τα οποία θα μιλήσουμε αργότερα. Σε αντίθεση με το συγχρονισμό συμβόλων στο φυσικό επίπεδο, που σας επιτρέπει να αποκτήσετε τη σωστή ροή bit, ο συγχρονισμός πλαισίου εκτελείται εδώ. Εξετάστε τη διαδρομή που ακολουθούν τα δεδομένα σε αυτό το επίπεδο (από κάτω προς τα πάνω):
Ωστόσο, πριν από αυτό, αξίζει να πούμε λίγα λόγια για την κωδικοποίηση. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για την εύρεση και/ή τη διόρθωση σφαλμάτων bit που αναπόφευκτα συμβαίνουν κατά την αποστολή δεδομένων μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού. Εδώ δεν θα εξετάσουμε τις διαδικασίες αποκωδικοποίησης, αλλά θα λάβουμε μόνο τις απαραίτητες πληροφορίες για την κατανόηση της περαιτέρω λογικής του επιπέδου.
Οι κωδικοί μπορεί να είναι μπλοκ ή συνεχείς. Τα πρότυπα δεν επιβάλλουν τη χρήση ενός συγκεκριμένου τύπου κωδικοποίησης, αλλά πρέπει να υπάρχει ως τέτοιος. Οι συνεχείς κώδικες περιλαμβάνουν συνελικτικούς κώδικες. Χρησιμοποιούνται για την κωδικοποίηση μιας συνεχούς ροής bit. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τους κωδικούς μπλοκ, όπου τα δεδομένα χωρίζονται σε μπλοκ κωδικών και μπορούν να αποκωδικοποιηθούν μόνο μέσα σε ολόκληρα μπλοκ. Το μπλοκ κώδικα αντιπροσωπεύει τα μεταδιδόμενα δεδομένα και τις συνημμένες περιττές πληροφορίες που είναι απαραίτητες για την επαλήθευση της ορθότητας των δεδομένων που λαμβάνονται και τη διόρθωση πιθανών σφαλμάτων. Οι μπλοκ κωδικοί περιλαμβάνουν τους περίφημους κώδικες Reed-Solomon.
Εάν χρησιμοποιείται συνελικτική κωδικοποίηση, η ροή bit εισέρχεται στον αποκωδικοποιητή από την αρχή. Το αποτέλεσμα της δουλειάς του (όλα αυτά, φυσικά, συμβαίνουν συνεχώς) είναι μπλοκ δεδομένων CADU (μονάδα δεδομένων πρόσβασης καναλιού). Αυτή η δομή είναι απαραίτητη για το συγχρονισμό πλαισίων. Στο τέλος κάθε CADU υπάρχει ένας προσαρτημένος μηχανισμός συγχρονισμού (ASM). Αυτά είναι 4 byte γνωστά εκ των προτέρων, με τα οποία ο συγχρονιστής βρίσκει την αρχή και το τέλος του CADU. Έτσι επιτυγχάνεται ο συγχρονισμός καρέ.
Το επόμενο προαιρετικό στάδιο του επιπέδου συγχρονισμού και κωδικοποίησης σχετίζεται με τις ιδιαιτερότητες του φυσικού στρώματος. Αυτό είναι αποτυχαιοποίηση. Το γεγονός είναι ότι για να επιτευχθεί συγχρονισμός συμβόλων, είναι απαραίτητη η συχνή εναλλαγή μεταξύ των συμβόλων. Έτσι, αν μεταδώσουμε, ας πούμε, ένα kilobyte δεδομένων που αποτελούνται εξ ολοκλήρου από αυτά, ο συγχρονισμός θα χαθεί. Επομένως, κατά τη μετάδοση, τα δεδομένα εισόδου αναμιγνύονται με μια περιοδική ψευδοτυχαία ακολουθία έτσι ώστε η πυκνότητα των μηδενικών και των μονάδων να είναι ομοιόμορφη.
Στη συνέχεια, οι κωδικοί μπλοκ αποκωδικοποιούνται και αυτό που μένει είναι το τελικό προϊόν του επιπέδου συγχρονισμού και κωδικοποίησης - ένα πλαίσιο.
Επίπεδο σύνδεσης δεδομένων
Από τη μία πλευρά, ο επεξεργαστής επιπέδου σύνδεσης λαμβάνει πλαίσια και από την άλλη πλευρά εκδίδει πακέτα. Δεδομένου ότι το μέγεθος των πακέτων δεν είναι επίσημα περιορισμένο, για την αξιόπιστη μετάδοσή τους είναι απαραίτητο να χωριστούν σε μικρότερες δομές - πλαίσια. Εδώ θα δούμε δύο υποενότητες: ξεχωριστά για την τηλεμετρία (TM) και τις τηλεεντολές (TC).
τηλεμετρία
Με απλά λόγια, αυτά είναι τα δεδομένα που λαμβάνει ο επίγειος σταθμός από το διαστημόπλοιο. Όλες οι μεταδιδόμενες πληροφορίες χωρίζονται σε μικρά τμήματα σταθερού μήκους - πλαίσια που περιέχουν μεταδιδόμενα δεδομένα και πεδία υπηρεσιών. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στη δομή του πλαισίου:
Και ας ξεκινήσουμε την εξέταση μας με την κύρια κεφαλίδα του πλαισίου τηλεμετρίας. Επιπλέον, θα επιτρέψω στον εαυτό μου να μεταφράσει απλώς τα πρότυπα σε ορισμένα σημεία, δίνοντας κάποιες διευκρινίσεις στην πορεία.
Το πεδίο Master Channel ID πρέπει να περιέχει τον αριθμό έκδοσης πλαισίου και το αναγνωριστικό συσκευής.
Κάθε διαστημόπλοιο, σύμφωνα με τα πρότυπα CCSDS, πρέπει να έχει το δικό του μοναδικό αναγνωριστικό, με το οποίο, έχοντας ένα πλαίσιο, μπορεί κανείς να προσδιορίσει σε ποια συσκευή ανήκει. Επίσημα, είναι απαραίτητο να υποβάλετε αίτηση για εγγραφή της συσκευής και το όνομά της, μαζί με το αναγνωριστικό της, θα δημοσιευθούν σε ανοιχτούς πόρους. Ωστόσο, οι Ρώσοι κατασκευαστές συχνά αγνοούν αυτή τη διαδικασία, εκχωρώντας ένα αυθαίρετο αναγνωριστικό στη συσκευή. Ο αριθμός έκδοσης πλαισίου βοηθά στον προσδιορισμό της έκδοσης των προτύπων που χρησιμοποιείται για τη σωστή ανάγνωση του πλαισίου. Εδώ θα εξετάσουμε μόνο το πιο συντηρητικό πρότυπο με την έκδοση "0".
Το πεδίο Virtual Channel ID πρέπει να περιέχει το VCID του καναλιού από το οποίο προήλθε το πακέτο. Δεν υπάρχουν περιορισμοί στην επιλογή του VCID· συγκεκριμένα, τα εικονικά κανάλια δεν αριθμούνται απαραίτητα διαδοχικά.
Πολύ συχνά υπάρχει ανάγκη πολυπλεξίας μεταδιδόμενων δεδομένων. Για το σκοπό αυτό, υπάρχει ένας μηχανισμός εικονικών καναλιών. Για παράδειγμα, ο δορυφόρος Meteor-M2 μεταδίδει μια έγχρωμη εικόνα στο ορατό εύρος, χωρίζοντάς την σε τρεις ασπρόμαυρες - κάθε χρώμα μεταδίδεται στο δικό του εικονικό κανάλι σε ξεχωριστό πακέτο, αν και υπάρχει κάποια απόκλιση από τα πρότυπα στο δομή των πλαισίων του.
Το πεδίο σημαίας Λειτουργικού Ελέγχου θα είναι ένδειξη της παρουσίας ή της απουσίας του πεδίου Λειτουργικού Ελέγχου στο πλαίσιο τηλεμετρίας. Αυτά τα 4 byte στο τέλος του πλαισίου χρησιμεύουν για την παροχή ανατροφοδότησης κατά τον έλεγχο της παράδοσης πλαισίων τηλεεντολών. Θα μιλήσουμε για αυτούς λίγο αργότερα.
Οι μετρητές πλαισίου κύριου και εικονικού καναλιού είναι πεδία που αυξάνονται κατά ένα κάθε φορά που αποστέλλεται ένα πλαίσιο. Χρησιμοποίησε ως ένδειξη ότι δεν χάθηκε ούτε ένα καρέ.
Η κατάσταση δεδομένων πλαισίου τηλεμετρίας είναι δύο επιπλέον byte σημαιών και δεδομένων, από τα οποία θα δούμε μόνο μερικά.
Το πεδίο επισήμανσης δευτερεύουσας κεφαλίδας πρέπει να είναι ένδειξη της παρουσίας ή απουσίας μιας δευτερεύουσας κεφαλίδας στο πλαίσιο τηλεμετρίας.
Εάν θέλετε, μπορείτε να προσθέσετε μια επιπλέον κεφαλίδα σε κάθε πλαίσιο και να τοποθετήσετε οποιαδήποτε δεδομένα εκεί κατά την κρίση σας.
Το πεδίο First Header Pointer, όταν η σημαία συγχρονισμού έχει οριστεί σε "1", θα περιέχει μια δυαδική αναπαράσταση της θέσης της πρώτης οκτάδας του πρώτου πακέτου στο πεδίο δεδομένων του πλαισίου τηλεμετρίας. Η θέση μετράται από το 0 με αύξουσα σειρά από την αρχή του πεδίου δεδομένων. Εάν δεν υπάρχει αρχή του πακέτου στο πεδίο δεδομένων του πλαισίου τηλεμετρίας, τότε ο δείκτης στο πρώτο πεδίο κεφαλίδας πρέπει να έχει την τιμή στη δυαδική αναπαράσταση "11111111111" (αυτό μπορεί να συμβεί εάν ένα μεγάλο πακέτο κατανεμηθεί σε περισσότερα από ένα καρέ ).
Εάν το πεδίο δεδομένων περιέχει ένα κενό πακέτο (Δεδομένα αδράνειας), τότε ο δείκτης στην πρώτη κεφαλίδα θα πρέπει να έχει την τιμή στη δυαδική αναπαράσταση "11111111110". Χρησιμοποιώντας αυτό το πεδίο, ο δέκτης πρέπει να συγχρονίσει τη ροή. Αυτό το πεδίο διασφαλίζει ότι ο συγχρονισμός αποκαθίσταται ακόμα και αν απορριφθούν τα καρέ.
Δηλαδή, ένα πακέτο μπορεί, ας πούμε, να ξεκινά από τα μέσα του 4ου καρέ και να τελειώνει στις αρχές του 20ου. Αυτό το πεδίο χρησιμοποιείται για να βρεθεί η αρχή του. Τα πακέτα έχουν επίσης μια κεφαλίδα που καθορίζει το μήκος τους, οπότε όταν βρεθεί ένας δείκτης στην πρώτη κεφαλίδα, ο επεξεργαστής επιπέδου σύνδεσης πρέπει να τον διαβάσει, καθορίζοντας έτσι πού θα τελειώσει το πακέτο.
Εάν υπάρχει πεδίο ελέγχου σφάλματος, πρέπει να περιέχεται σε κάθε πλαίσιο τηλεμετρίας για ένα συγκεκριμένο φυσικό κανάλι καθ' όλη τη διάρκεια της αποστολής.
Αυτό το πεδίο υπολογίζεται με τη μέθοδο CRC. Η διαδικασία πρέπει να λάβει n-16 bit του πλαισίου τηλεμετρίας και να εισάγει το αποτέλεσμα του υπολογισμού στα τελευταία 16 bit.
τηλεοπτικές ομάδες
Το πλαίσιο εντολών της τηλεόρασης έχει αρκετές σημαντικές διαφορές. Ανάμεσα τους:
- Διαφορετική δομή επικεφαλίδας
- Δυναμικό μήκος. Αυτό σημαίνει ότι το μήκος του πλαισίου δεν ρυθμίζεται αυστηρά, όπως γίνεται στην τηλεμετρία, αλλά μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τα μεταδιδόμενα πακέτα.
- Μηχανισμός εγγύησης παράδοσης πακέτων. Δηλαδή, το διαστημόπλοιο πρέπει, μετά την παραλαβή του, να επιβεβαιώσει την ορθότητα της λήψης του πλαισίου ή να ζητήσει προώθηση από ένα πλαίσιο που θα μπορούσε να έχει ληφθεί με ένα μη διορθωμένο σφάλμα.
Πολλά πεδία μας είναι ήδη γνωστά από την κεφαλίδα πλαισίου τηλεμετρίας. Έχουν τον ίδιο σκοπό, επομένως εδώ θα εξετάσουμε μόνο τα νέα πεδία.
Ένα κομμάτι της σημαίας παράκαμψης πρέπει να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο του ελέγχου πλαισίου στον δέκτη. Η τιμή "0" για αυτήν τη σημαία θα υποδεικνύει ότι το πλαίσιο είναι πλαίσιο τύπου Α και πρέπει να επαληθευτεί σύμφωνα με το FARM. Η τιμή "1" για αυτήν τη σημαία θα πρέπει να υποδεικνύει στον δέκτη ότι το πλαίσιο είναι πλαίσιο τύπου Β και θα πρέπει να παρακάμπτει τον έλεγχο FARM.
Αυτή η σημαία ενημερώνει τον παραλήπτη εάν θα χρησιμοποιήσει έναν μηχανισμό επιβεβαίωσης παράδοσης πλαισίου που ονομάζεται FARM - Μηχανισμός Αποδοχής και Αναφοράς Πλαισίου.
Η σημαία εντολής ελέγχου πρέπει να χρησιμοποιείται για να κατανοήσουμε εάν το πεδίο δεδομένων μεταφέρει μια εντολή ή δεδομένα. Εάν η σημαία είναι "0", τότε το πεδίο δεδομένων πρέπει να περιέχει δεδομένα. Εάν η σημαία είναι "1", τότε το πεδίο δεδομένων πρέπει να περιέχει πληροφορίες ελέγχου για το FARM.
Το FARM είναι μια μηχανή πεπερασμένης κατάστασης της οποίας οι παράμετροι μπορούν να διαμορφωθούν.
RSVD. SPARE – δεσμευμένα bits.
Φαίνεται ότι το CCSDS έχει σχέδια για αυτά στο μέλλον και για τη συμβατότητα των εκδόσεων πρωτοκόλλου έχουν δεσμεύσει αυτά τα bit ήδη στις τρέχουσες εκδόσεις του προτύπου.
Το πεδίο μήκους πλαισίου πρέπει να περιέχει έναν αριθμό σε αναπαράσταση bit που είναι ίσος με το μήκος του πλαισίου σε οκτάδες μείον ένα.
Το πεδίο δεδομένων πλαισίου πρέπει να ακολουθεί την κεφαλίδα χωρίς κενά και να περιέχει έναν ακέραιο αριθμό οκτάδων, που μπορεί να έχει μήκος έως 1019 οκτάδες. Αυτό το πεδίο πρέπει να περιέχει είτε μπλοκ δεδομένων πλαισίου είτε πληροφορίες εντολών ελέγχου. Το μπλοκ δεδομένων πλαισίου πρέπει να περιέχει:
- ακέραιος αριθμός οκτάδων δεδομένων χρήστη
- κεφαλίδα τμήματος ακολουθούμενη από έναν ακέραιο αριθμό οκτάδων δεδομένων χρήστη
Εάν υπάρχει μια κεφαλίδα, τότε το μπλοκ δεδομένων πρέπει να περιέχει ένα πακέτο, ένα σύνολο πακέτων ή μέρος ενός πακέτου. Ένα μπλοκ δεδομένων χωρίς κεφαλίδα δεν μπορεί να περιέχει τμήματα πακέτων, αλλά μπορεί να περιέχει μπλοκ δεδομένων ιδιωτικής μορφής. Από αυτό προκύπτει ότι απαιτείται κεφαλίδα όταν το μπλοκ δεδομένων που μεταδίδεται δεν χωράει σε ένα πλαίσιο. Ένα μπλοκ δεδομένων που έχει κεφαλίδα ονομάζεται τμήμα
Το πεδίο σημαίες δύο bit πρέπει να περιέχει:
- "01" - εάν το πρώτο μέρος των δεδομένων βρίσκεται στο μπλοκ δεδομένων
- "00" - εάν το μεσαίο τμήμα των δεδομένων βρίσκεται στο μπλοκ δεδομένων
- "10" - εάν το τελευταίο κομμάτι δεδομένων βρίσκεται στο μπλοκ δεδομένων
- "11" - εάν δεν υπάρχει διαίρεση και ένα ή περισσότερα πακέτα χωρούν εξ ολοκλήρου στο μπλοκ δεδομένων.
Το πεδίο MAP ID πρέπει να περιέχει μηδενικά εάν δεν χρησιμοποιούνται κανάλια MAP.
Μερικές φορές τα 6 bit που εκχωρούνται σε εικονικά κανάλια δεν είναι αρκετά. Και εάν είναι απαραίτητο να πολλαπλασιαστούν τα δεδομένα σε μεγαλύτερο αριθμό καναλιών, χρησιμοποιούνται άλλα 6 bit από την κεφαλίδα τμήματος.
ΑΓΡΟΚΤΗΜΑ
Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στον μηχανισμό λειτουργίας του συστήματος ελέγχου παράδοσης προσωπικού. Αυτό το σύστημα προβλέπει μόνο εργασία με πλαίσια τηλεεντολών λόγω της σπουδαιότητάς τους (τηλεμετρία μπορεί πάντα να ζητηθεί ξανά και το διαστημόπλοιο πρέπει να ακούει καθαρά τον επίγειο σταθμό και να υπακούει πάντα στις εντολές του). Λοιπόν, ας υποθέσουμε ότι αποφασίζουμε να κάνουμε ανανέωση του δορυφόρου μας και να του στείλουμε ένα δυαδικό αρχείο μεγέθους 10 kilobyte. Σε επίπεδο συνδέσμου, το αρχείο χωρίζεται σε 10 καρέ (0, 1, ..., 9), τα οποία αποστέλλονται προς τα πάνω ένα προς ένα. Όταν ολοκληρωθεί η μετάδοση, ο δορυφόρος πρέπει να επιβεβαιώσει την ορθότητα της λήψης του πακέτου ή να αναφέρει σε ποιο πλαίσιο παρουσιάστηκε το σφάλμα. Αυτές οι πληροφορίες αποστέλλονται στο πεδίο λειτουργικού ελέγχου στο πλησιέστερο πλαίσιο τηλεμετρίας (Ή το διαστημόπλοιο μπορεί να ξεκινήσει τη μετάδοση ενός πλαισίου αδράνειας εάν δεν έχει τίποτα να πει). Με βάση την τηλεμετρία που λάβαμε, είτε βεβαιωνόμαστε ότι όλα είναι καλά, είτε προχωράμε στην εκ νέου αποστολή του μηνύματος. Ας υποθέσουμε ότι ο δορυφόρος δεν άκουσε το πλαίσιο #7. Αυτό σημαίνει ότι του στέλνουμε τα πλαίσια 7, 8, 9. Εάν δεν υπάρχει απάντηση, ολόκληρο το πακέτο αποστέλλεται ξανά (και ούτω καθεξής αρκετές φορές μέχρι να καταλάβουμε ότι οι προσπάθειες είναι μάταιες).
Παρακάτω είναι η δομή του πεδίου επιχειρησιακού ελέγχου με μια περιγραφή ορισμένων πεδίων. Τα δεδομένα που περιέχονται σε αυτό το πεδίο ονομάζονται CLCW - Communication Link Control Word.
Δεδομένου ότι μπορείτε εύκολα να μαντέψετε από την εικόνα τον σκοπό των κύριων πεδίων και τα άλλα είναι βαρετά να τα δείτε, κρύβω τη λεπτομερή περιγραφή κάτω από ένα σπόιλερ
Επεξήγηση των πεδίων CLCWΈλεγχος τύπου λέξης:
Για αυτόν τον τύπο, η λέξη ελέγχου πρέπει να περιέχει 0
Έλεγχος έκδοσης Word (Αριθμός έκδοσης CLCW):
Για αυτόν τον τύπο, η λέξη ελέγχου πρέπει να είναι ίση με "00" στην αναπαράσταση bit.
Πεδίο κατάστασης:
Η χρήση αυτού του πεδίου καθορίζεται για κάθε αποστολή ξεχωριστά. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τοπικές βελτιώσεις από διάφορες διαστημικές υπηρεσίες.
Αναγνώριση εικονικού καναλιού:
Πρέπει να περιέχει το αναγνωριστικό του εικονικού καναλιού με το οποίο σχετίζεται αυτή η λέξη ελέγχου.
Σημαία πρόσβασης σε φυσικό κανάλι:
Η σημαία πρέπει να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ετοιμότητα του φυσικού επιπέδου του δέκτη. Εάν το φυσικό επίπεδο του δέκτη δεν είναι έτοιμο να λάβει καρέ, τότε το πεδίο πρέπει να περιέχει "1", διαφορετικά "0".
Σημαία αποτυχίας συγχρονισμού:
Η σημαία μπορεί να υποδεικνύει ότι το φυσικό επίπεδο λειτουργεί σε χαμηλό επίπεδο σήματος και ότι ο αριθμός των απορριφθέντων πλαισίων είναι πολύ υψηλός. Η χρήση αυτού του πεδίου είναι προαιρετική· εάν χρησιμοποιείται, πρέπει να περιέχει "0" εάν είναι διαθέσιμος ο συγχρονισμός και "1" εάν δεν είναι διαθέσιμος.
Σημαία αποκλεισμού:
Αυτό το bit θα περιέχει την κατάσταση κλειδώματος FARM για κάθε εικονικό κανάλι. Η τιμή "1" σε αυτό το πεδίο θα πρέπει να υποδεικνύει ότι το FARM είναι απενεργοποιημένο και τα πλαίσια θα απορριφθούν για κάθε εικονικό επίπεδο, διαφορετικά "0".
Σημαία αναμονής:
Αυτό το bit θα χρησιμοποιηθεί για να υποδείξει ότι ο δέκτης δεν μπορεί να επεξεργαστεί δεδομένα στο καθορισμένο εικονικό κανάλι. Η τιμή "1" υποδεικνύει ότι όλα τα καρέ θα απορριφθούν σε αυτό το εικονικό κανάλι, διαφορετικά "0".
Εμπρός σημαία:
Αυτή η σημαία θα περιέχει ένα "1" εάν ένα ή περισσότερα πλαίσια τύπου Α έχουν απορριφθεί ή έχουν βρεθεί κενά, επομένως είναι απαραίτητη η εκ νέου αποστολή. Η σημαία "0" υποδεικνύει ότι δεν υπήρξαν πεσμένα καρέ ή παραλείψεις.
Τιμή απόκρισης:
Αριθμός πλαισίου που δεν ελήφθη. Καθορίζεται από τον μετρητή στην κεφαλίδα του πλαισίου τηλεεντολών
επίπεδο δικτύου
Ας αγγίξουμε λίγο αυτό το επίπεδο. Υπάρχουν δύο επιλογές εδώ: είτε να χρησιμοποιήσετε το πρωτόκολλο πακέτων διαστήματος ή να ενσωματώσετε οποιοδήποτε άλλο πρωτόκολλο στο πακέτο CCSDS.
Μια επισκόπηση του πρωτοκόλλου διαστημικών πακέτων είναι θέμα για ξεχωριστό άρθρο. Έχει σχεδιαστεί για να επιτρέπει στις λεγόμενες εφαρμογές να ανταλλάσσουν απρόσκοπτα δεδομένα. Κάθε εφαρμογή έχει τη δική της διεύθυνση και βασική λειτουργικότητα για την ανταλλαγή δεδομένων με άλλες εφαρμογές. Υπάρχουν επίσης υπηρεσίες που δρομολογούν την κυκλοφορία, ελέγχουν την παράδοση κ.λπ.
Με την ενθυλάκωση όλα είναι πιο απλά και ξεκάθαρα. Τα πρότυπα καθιστούν δυνατή την ενθυλάκωση οποιωνδήποτε πρωτοκόλλων σε πακέτα CCSDS με την προσθήκη μιας πρόσθετης κεφαλίδας.
Όπου η κεφαλίδα έχει διαφορετικές σημασίες ανάλογα με το μήκος του πρωτοκόλλου που ενθυλακώνεται:
Εδώ το κύριο πεδίο είναι το μήκος του μήκους. Μπορεί να ποικίλλει από 0 έως 4 byte. Επίσης σε αυτήν την κεφαλίδα πρέπει να υποδείξετε τον τύπο του ενθυλακωμένου πρωτοκόλλου χρησιμοποιώντας τον πίνακα .
Η ενθυλάκωση IP χρησιμοποιεί ένα άλλο πρόσθετο για τον προσδιορισμό του τύπου του πακέτου.
Πρέπει να προσθέσετε μία ακόμη κεφαλίδα, μήκους μίας οκτάδας:
Όπου το PID είναι ένα άλλο αναγνωριστικό πρωτοκόλλου που λαμβάνεται
Συμπέρασμα
Με την πρώτη ματιά, μπορεί να φαίνεται ότι οι κεφαλίδες CCSDS είναι εξαιρετικά περιττές και ορισμένα πεδία θα μπορούσαν να απορριφθούν. Πράγματι, η απόδοση του καναλιού που προκύπτει (μέχρι το επίπεδο δικτύου) είναι περίπου 40%. Ωστόσο, μόλις προκύψει η ανάγκη εφαρμογής αυτών των προτύπων, γίνεται σαφές ότι κάθε τομέας, κάθε τομέας έχει τη δική του σημαντική αποστολή, αγνοώντας την οποία οδηγεί σε μια σειρά από ασάφειες.
Εάν η habrasociety δείξει ενδιαφέρον για αυτό το θέμα, θα χαρώ να δημοσιεύσω μια ολόκληρη σειρά άρθρων αφιερωμένων στη θεωρία και την πρακτική των διαστημικών επικοινωνιών. Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας!
πηγές
PS
Μην χτυπάτε πολύ δυνατά αν βρείτε ανακρίβειες. Αναφέρετέ τους και θα διορθωθούν :)
Πηγή: www.habr.com