空间信息传输协议的类型与应用

邵珏熹

（湖南广益实验中学 410014）

空间信息传输协议的类型与应用

邵珏熹

（湖南广益实验中学 410014）

空间信息传输协议直接影响着空间任务的执行效果，目前常用的传输协议有CCSDS空间分包协议、SCPS-NP协议、IP协议等。本文主要基于这三种类型的传输协议进行分析，并分析其具体的应用。

空间信息传输协议；类型；应用

空间信息传输协议是空间任务执行的主要依据。网络层位于空间信息传输协议体系的主要位置，协议的选择将决定未来航天工程所必须的技术规范包括动态数据传输、路由选择以及与地面网络的互操作性等。现有的适用于空间信息传输网络层的协议大致可分为CCSDS空间分包协议、SCPS-NP协议以及IP协议等，同时前两种协议合称为CCSDS网络层协议。本文将对三种协议的技术特点与比较以及空间信息传输网络层协议进行简要的描述。

1 网络层协议分析

1.1 CCSDS空间分包协议

空间分包协议是通过原始AOS协议的路径业务提供。使用网络管理预先配置端到端路由，也就是逻辑数据通道LDP，依据Path ID进行标记任务。空间分包协议的数据单元指的是版本1的CCSDS包，Path ID通过CCSDS包导头中的APID代表，同时和数据链路层协议中的APID限制符保持一致，只有这样才可以保证其在互联网络中的唯一性。空间分包协议是以无连接为基础，其发送的是混乱的、复杂的、不保证完整的数据，同时伴随的是异步数据。LDP只能够单向，以保证实现点到点或组播路由。空间分包协议对流量实行不限制状态，并且数据格式可以实现对用户上传的数据进行分段处理。空间分包协议的基础是提前配置LDP，同时使用Path ID取缔独立的端地址进行标识LDP任务，进而达到增强空间信息传输效率的目的。然而这种更高的效率是建立在对灵活性降低的基础上，只能运用在静态路由的通信场合中。

1.2 SCPS-NP协议

SCPS类型协议是通过CCSDS以地面因特网的TCP/IP协议体系为依据建立的，其目的是以满足空间通信需求为前提，实现能够与因特网协议的兼容性和互操作性。所以其设计理念是依据因特网协议，实现对空间环境的优化，同时SCPS-NP也就是其网络层协议。通过与IP协议对比，就能发现SCPS-NP的优化性能包括：用户能够使用多种不同长度的导头，以实现效率和功能的最佳配置；以AOS的路径业务为参考，实现通过管理机制进行配置端到端路由；多种洪泛寻址手段；通过和因特网控制信息协议比较，发现SCPS能够控制信息协议增加因为信道质量产生链路中断的信令数据。

1.3 IP协议

因特网是当前国际上使用最广泛、规模最大的计算机网络，是以TCP/IP体系为基础建立的，同时TCP/IP是目前计算机网络中的国际性规范，并且IP协议则是此体系中的核心网络层协议。TCP/IP体系的网络层（IP层）软件，必须具备路由功能、差错处理与控制功能等。所以，在IP协议的基础上，构建了ICMP协议，实现差错处理和控制功能，同时规定了RIP、OSPF和BGP等网络层协议以确保能够自动路径信息获取。

2 网络层协议比较

2.1 功能与地址的比较

通过对比能够发现，三种协议的共同点是都能实现网络连接复用与组播，都不能够实现差错检测、恢复、排序与流量监管等操作。不同点是在管理机制配置连接、灵活性、路由选择类型、路由表维护方法、分组生存时间控制、信令支持以及与地面网络的互操作等问题上都存在差异。路径地址是以实现标识网络中源端到各个目的端的逻辑数据路径的目的，由管理机制进行配置工作，并不是协议驱动。端系统地址适用于标识单个端系统或多个端系统。空间分包协议地址需要和数据链路层协议中的限制符保持一致，从而确保其独有性，然而其他协议地址本身就是独立唯一的。由此可以确定，协议的地址设置是以其功能为基础。

2.2 协议开销

空间分包协议的导头长度基本上都是6 Byte，设置的包长范围大约是在7～65542 Byte之间。SCPS-NP的导头长度并不是固定的，由其提供的功能决定，长度在4～46 Byte之间，设置的包长范围大约是在4到8192Byte之间。IPv4协议的导头则固定为20 Byte，如果附加可选域，其导头最长可以为64 Byte，设置的包长范围大约是20～65535Byte之间。

2.3 技术成熟度和产品研发

从1980年地面因特网出现开始，随着计算机网络技术的不断进步，其规模呈跳跃式的扩大的趋势，目前已经是世界上应用最普遍、规模最大的计算机网络，成为实现地球村的基本条件。地面因特网是以TCP/IP协议簇为基础构建，其网络层协议的核心则是IP协议。在市场需求的推动下，以IP协议为基础的软件与硬件产品的研发、日常维护与性能提升等具有巨大的后勤保障和资金支持。虽然对与SCPS-NP相关的软件研发取得了一定的成果，但是其只能用在特定的领域，与IP协议相比，需要更进一步的发展。

3 结语

从空间信息领域的发展情况来看，IP协议的实用性更为广泛，但是，这一协议的广泛应用还需要一定的时间。相信在学界的努力下，这一研究必然可以获取更加丰硕的成果。

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TP393

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1004-7344（2016）35-0240-01

2016-11-28