GB/T 43670-2024 空间数据与信息传输系统 航天器SpaceFibre总线通信协议

　　ICS 49. 140 CCS V 75

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43670—2024

　　空间数据与信息传输系统

　　航天器 SpaceFibre总线通信协议

　　Spacedata and information transfersystems—

　　SpaceFibredata buscommunication protocolon spacecraft

　　2024-03-15发布 2024-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43670—2024

　　目 次

　　前言 Ⅴ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 缩略语 4

　　5 总则 4

　　5. 1 协议栈 4

　　5. 2 拓扑结构 6

　　6 业务定义 6

　　6. 1 业务说明 6

　　6. 2 网络层业务 7

　　6. 3 数据链路层业务 7

　　6. 4 物理层业务 8

　　6. 5 管理信息库业务 8

　　7 格式定义 8

　　7. 1 8B/10B编解码方式 8

　　7. 2 控制字 11

　　7. 3 字符 23

　　7. 4 帧格式 24

　　7. 5 数据包格式 26

　　7. 6 控制字与帧优先级 27

　　7. 7 K码汇总表 28

　　7. 8 控制字符号汇总表 28

　　8 物理层协议 29

　　8. 1 物理层功能 29

　　8. 2 串行化 30

　　9 数据链路层协议 31

　　9. 1 信道子层协议 31

　　9. 2 多信道子层协议 44

　　9. 3 链路控制子层协议 55

　　10 网络层协议 79

　　10. 1 网络层功能 79

　　10. 2 SpaceFibre网络 80

　　10. 3 虚拟网络 81

　　10. 4 链路 83

　　10. 5 发送数据包 83

　　10. 6 接收数据包 83

　　10. 7 路由交换机 84

　　Ⅰ

　　GB/T 43670—2024

　　10. 8 数据包寻址 87

　　10. 9 组自适应路由 89

　　10. 10 数据包多播 89

　　10. 11 广播消息 89

　　10. 12 SpaceFibre节点 90

　　10. 13 SpaceFibre单元 91

　　11 管理信息库 92

　　11. 1 管理信息库功能 92

　　11. 2 网络管理 92

　　11. 3 配置参数 92

　　11. 4 状态参数 95

　　12 可靠性设计 96

　　12. 1 服务质量保证机制 96

　　12. 2 FDIR机制 97

　　附录 A (资料性) SpaceFibre总线物理层设计参考 98

　　附录 B (规范性) SpaceFibre总线通信协议业务接 口 120

　　附录 C (资料性) SpaceFibre总线通信协议 CRC校验码计算 129

　　参考文献 131

　　图 1 SpaceFibre总线协议栈示意图 5

　　图 2 SpaceFibre总线最简网络示意图 6

　　图 3 SpaceFibre总线复杂网络示意图 6

　　图 4 8B/10B编码符号的 D/K字符表示法示意图 9

　　图 5 数据包末尾的填充字符 24

　　图 6 数据包开头和结尾的填充字符 24

　　图 7 单信道数据帧结构 25

　　图 8 空闲帧结构 26

　　图 9 广播帧结构 26

　　图 10 SpaceFibre数据包格式 27

　　图 11 物理层接 口 30

　　图 12 单信道链路的信道子层接 口 32

　　图 13 多信道与信道子层的连接接 口 33

　　图 14 信道初始化状态机 34

　　图 15 接收同步状态机 43

　　图 16 多信道子层接 口 45

　　图 17 两端信道数量不同的多信道链路 45

　　图 18 多信道链路上的字构成行 46

　　图 19 在多信道链路上展开数据 47

　　图 20 多信道链路中使用 PAD控制字补齐 47

　　图 21 多信道链路的行对齐 49

　　图 22 对齐状态机 51

　　图 23 包含单向信道的多信道链路 53

　　图 24 链路控制子层接 口 56

　　Ⅱ

　　GB/T 43670—2024

　　图 25 加扰/解扰器 64

　　图 26 一个短数据帧的加扰示例 64

　　图 27 空闲帧加扰效果 65

　　图 28 16位 CRC 计算中的位排序示意 67

　　图 29 8位 CRC计算中的位排序示意 68

　　图 30 接收错误状态机 72

　　图 31 数据字识别状态机 74

　　图 32 链路复位状态机 77

　　图 33 网络层接口关系 80

　　图 34 SpaceFibre网络构成 81

　　图 35 虚拟网络的关系 83

　　图 36 SpaceFibre路由交换机的组成 85

　　图 37 SpaceFibre节点组件和节点例化 91

　　图 38 SpaceFibre单元的组件和例化 92

　　图 A. 1 电物理层单方向结构示意 98

　　图 A. 2 串行输出信号 101

　　图 A. 3 串行输出测试电路 102

　　图 A. 4 串行眼图模板 102

　　图 A. 5 串行输入信号 103

　　图 A. 6 飞行电缆组件单个信道示意图 106

　　图 A. 7 飞行连接器转接保护器 107

　　图 A. 8 EGSE 电缆组件单个信道连接示意 109

　　图 A. 9 EGSE至飞行适配器电缆组件示意 110

　　图 A. 10 单向光纤物理层结构组成 110

　　图 A. 11 采用有源光纤的单向光纤物理层结构组成 111

　　图 A. 12 1 Gbit/s~ 5 Gbit/s发送器的电-光眼图模板 112

　　图 A. 13 1 Gbit/s~ 10Gbit/s发射器的电-光眼图模板 113

　　图 A. 14 包含一个信道的飞行光缆组件 116

　　图 A. 15 包含多个信道的飞行光缆组件 117

　　图 A. 16 非对称链路的飞行光缆组件 117

　　图 A. 17 飞行用有源光缆组件 119

　　图 C. 1 数据帧的 CRC校验码计算示例 129

　　图 C. 2 广播帧和 FCT 的 CRC校验码计算示例 130

　　表 1 5B/6B编码表(8bit数据的低 5位编码) 10

　　表 2 3B/4B编码表(8bit数据的高 3位编码) 11

　　表 3 信道控制字 11

　　表 4 多信道控制字 16

　　表 5 数据帧控制字 17

　　表 6 流控制字 20

　　表 7 错误恢复控制字 21

　　表 8 接收错误指示控制字 23

　　表 9 SpaceFibre标准字符 23

　　Ⅲ

　　GB/T 43670—2024

　　表 10 填充控制字符 24

　　表 11 K码汇总表 28

　　表 12 控制字符号汇总表 28

　　表 13 不同 QoS类型的优先权值 60

　　表 14 路由交换机地址 85

　　表 15 SpaceFibre配置参数 93

　　表 16 SpaceFibre状态参数 95

　　表 A. 1 控制字符号汇总表 99

　　表 A. 2 1 Gbit/s~ 3. 125Gbit/s 串行眼图模板间距 99

　　表 A. 3 3. 125Gbit/s~ 6. 25Gbit/s 串行眼图模板间距 100

　　表 A. 4 1 Gbit/s~ 3. 125Gbit/s 的驱动器和接收器特性 100

　　表 A. 5 3. 125Gbit/s~ 6. 25Gbit/s 的驱动器和接收器特性 101

　　表 A. 6 飞行电缆组件连接器触点终端连接关系 106

　　表 A. 7 飞行连接器转接保护器连接器触点端接 107

　　表 A. 8 EGSE 电缆组件连接器触点终端连接关系 109

　　表 A. 9 EGSE至飞行适配器电缆组件连接器触点终端连接关系 109

　　表 A. 10 1 Gbit/s~ 5 Gbit/s发射器的电-光特性 112

　　表 A. 11 1 Gbit/s~ 10Gbit/s发射器的电-光特性 113

　　表 A. 12 1 Gbit/s~ 5 Gbit/s接收器的电-光特性 114

　　表 A. 13 1 Gbit/s~ 10Gbit/s接收器的电-光特性 115

　　表 A. 14 飞行光缆组件中每条 SpaceFibre信道的连接器触点连接关系 116

　　表 A. 15 飞行有源光缆组件连接器中每条 SpaceFibre信道的信号 118

　　表 A. 16 飞行有源光缆组件中每条 SpaceFibre信道的连接器触点连接关系 119

　　Ⅳ

　　GB/T 43670—2024

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则 第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 :北京空间飞行器总体设计部 、中国空间技术研究院 、北京微电子技术研究所 、中国航天标准化研究所 、厦门泮池科技研究院有限公司 、国网思极位置服务有限公司 、浙江汇隆晶片技术有限公司 。

　　本文件主要起 草 人 : 牛 跃 华 、汪 路 元 、许 志 宏 、李 欣 、刘 伟 伟 、庞 亚 龙 、赵 文 彦 、郭 鹤 鹤 、詹 盼 盼 、田苗苗 、吴伟 、李珂 、王文平 、飞海东 、许冬彦 、王丹 、冯国平 、蒋帅 、张溢 、郭佳鑫 、许捷立 、赵光 、辜批林 。

　　Ⅴ

　　GB/T 43670—2024

　　空间数据与信息传输系统

　　航天器 SpaceFibre总线通信协议

　　1 范围

　　本文件规定了航天器 SpaceFibre总线通信协议的业务 、数据格式 、物理层协议 、数据链路层协议 、网络层协议 、管理信息库和可靠性设计 。

　　本文件适用于航天器内的 SpaceFibre总线及其相关设备的研制与使用 。

　　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/T 42041 航天术语 空间数据与信息传输

　　3 术语和定义

　　GB/T 42041界定的以及下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　活动信道 activelane

　　处于激活状态的单向信道或双向信道 。

　　3.2

　　非对称链路 asymmetric link

　　包含多条信道的链路中 ,有一条或多条信道为单向信道的链路 。

　　3.3

　　可用带宽 availablebandwidth

　　从上次更新带宽信用至当前的时段内 ,链路中所有虚拟信道所发送的数据字以及控制字的数量 。 3.4

　　带宽利用率 bandwidth utilisation

　　分配给某虚拟信道的带宽在最近时段内已使用的比例 。

　　注 : 当虚拟信道的带宽信用达到上限阈值或下限阈值时 ,短时无需进行带宽利用率测算 。

　　3.5

　　双向信道 bi-directionallane

　　在链路上进行双向信息传输的活动信道 。

　　3.6

　　广播消息 broadcastmessage

　　发送给网络上每个节点的 8字节应用数据 , 以及表示应用数据含义的 8位广播类型标识 。

　　1

　　GB/T 43670—2024

　　3.7

　　广播帧 broadcastframe

　　在广播消息前后分别加上广播帧开始(SBF)和广播帧结束(EBF) ,对广播消息进行封装后的帧 。 3. 8

　　D 码 D-code

　　在使用的 8B/10B编码传输方案中 ,将 8位数据字符首先用 9位编码值进行表示 ,其中包含 1 位设置为 0 的 D/K标志位和 8位数据字符的一种编码 。

　　3.9

　　K 码 K-code

　　在使用的 8B/10B编码传输方案中 ,将 8位控制字符首先用 9位编码值进行表示 ,其中包含 1 位设置为 1 的 D/K标志位和 8位控制字符 ,且 8位控制字符只能为 12种有效取值之一的一种编码 。

　　3. 10

　　逗号码 comma

　　SpaceFibre链路中采用的一种特殊专用控制符号 。

　　注 :取值为 K28. 5 或 K28. 7。

　　3. 11

　　控制字 controlword

　　用来进行 SpaceFibre协议控制的字符 。

　　注 : 控制字包含逗 号 码 , 以 及 由 K 码 后 跟 随 3 个 数 据 字 符 或 填 充 字 符 组 成 的 广 播 帧 结 束 (EBF) 、数 据 帧 结 束(EDF) 、流控制令牌(FCT) 、接收错误控制字(RXERR)等 。

　　3. 12

　　游程值 disparity

　　码流中“1”与“0”个数之差 。

　　3. 13

　　当前运行游程值 currentrunningdisparity

　　一串码流从开始到当前传输过程中所积累的游程值 。

　　注 :码流中 1 比 0 的个数多时游程值为正 ,反之为负 。

　　3. 14

　　数据字 data word

　　由 4个 SpaceFibre标准字符或填充字符组成的字 。

　　3. 15

　　数据段 datasegment

　　一个或多个数据包中最多 N × 64个连续数据字构成的分组 。

　　注 :N 是小于或等于 “最大数据发送信道数 ”控制参数的整数 。

　　3. 16

　　包结束符 end ofpacketmarker

　　表示数据包结束的标准字符 。

　　3. 17

　　端点 end-point

　　网络与主控系统之间提供接入网络的一路接 口 。

　　3. 18

　　错误包结束符 end-pointerrorend ofpacketmarker

　　表示发生错误的数据包结束的标准字符 。

　　2

　　GB/T 43670—2024

　　3. 19

　　流控制令牌 flow controltoken

　　用于管理链路上可交换 M ×64个数据字的数据流控制字 。

　　注 : 其中 M 是 1 到 8之间的整数 。

　　3.20

　　热备份信道 hotredundantlane

　　当前未发送数据 ,但已处于活动状态 ,可随时替换故障的数据发送使能置位的信道 。

　　3.21

　　无效符号 invalid symbol

　　不在 SpaceFibre通信协议的 8B/10B解码表中的符号 , 即不在 D码或 K码的有效符号范围内的异常符号 。

　　3.22

　　信道 lane

　　在两个设备之间运行 SpaceFibre通信协议的一条物理连接 。

　　注 :信道能够通过电缆介质或光纤介质实现 ,能够为双向传输或单向传输 。

　　3.23

　　线路驱动器 linedriver

　　通过一种特定传输介质驱动信号的电路单元 。

　　3.24

　　线路接收器 linereceiver

　　通过一种特定传输介质接收发来的信号的电路单元 。

　　3.25

　　链路 link

　　位于两个 SpaceFibre端口之间用于在两个端口之间传输数据包和广播消息的双向连接 。

　　注 :一条链路包含一个或多个信道 。

　　3.26

　　链路带宽 link bandwidth

　　1 s 内能够通过 SpaceFibre链路发送的数据字和控制字的数量 。

　　3.27

　　链路复位 link reset

　　用于复位 SpaceFibre链路的链路控制子层及其以下各层的控制信号 。

　　3.28

　　路径地址 path address

　　位于数据包起始部分的一个或多个数据字符组成的序列 ,用于定义数据包跨 SpaceFibre 网络从源端到目的端的路由 。

　　3.29

　　逻辑地址 logicaladdress

　　位于数据包头部特定位置 ,用于标识数据包目的地址的数据字符 。

　　3.30

　　管理参数 managementparameter

　　管理 SpaceFibre节点或路由交换机工作模式的配置参数 、控制参数或状态值 。

　　3.31

　　多信道链路 multi-lanelink

　　包含两个或两个以上信道的 SpaceFibre链路 。

　　3

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　　3.32

　　归一化预期带宽 normalised expected bandwidth

　　一个虚拟信道在整个链路带宽中预计使用的带宽比例 。

　　3.33

　　接收行 receiving row

　　多信道链路中在近乎相同的时间内从并行的所有数据接收信道收到的一组数据字 。

　　注 :相同的时间指在一个信道上接收一个字所用的时间 , 即小于或等于 40个比特周期 。

　　3.34

　　发送行 sending row

　　多信道链路中在近乎相同的时间内通过并行的所有数据发送信道发送的一组数据字 。

　　注 :相同的时间指在一个信道上发送一个字所用的时间 。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件 。

　　BER: 比特误码率(BitError Rate)

　　CDR: 时钟数据恢复(Clock Data Recovery)

　　CML: 电流模式逻辑(CurrentMode Logic)

　　CRC:循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check)

　　DMA:直接存储器访问(DirectMemory Access)

　　EGSE: 电子地面支持设备(Electronic Ground SupportEquipment)

　　ER:消光比(Extinction Ratio)

　　FDIR:故障检测 、隔离与恢复(FaultDetection,Isolation and Recovery)

　　FIFO:先入先出型缓存(FirstIn FirstOut)

　　LFSR:线性反馈移位寄存器(Linear Feedback ShiftRegister)

　　LoS:信号丢失指示(Loss of SignalIndication)

　　OMA:光调制幅度(OpticalModulation Amplitude)

　　PD:光电探测器(Photo Detector)

　　PRBS:伪随机比特序列(Pseudo-random BitSequence)

　　QoS:服务质量(Quality of Service)

　　RMAP:远程存储器访问(Remote Memory Access Protocol)

　　UI:单位间隔(UnitInterval)

　　UML:通用建模语言(UniversalModelling Language)

　　VCSEL:垂直腔面发射激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser)

　　VML: 电压模式逻辑(Voltage Mode Logic)

　　5 总则

　　5. 1 协议栈

　　SpaceFibre总线是一种面向航天应用而设计的万兆级以上超高速数据链路和网络 。SpaceFibre总线的完整协议栈由物理层 、数据链路层 、网络层及管理信息库组成 ,其中数据链路层分为信道子层 、多信道子层和链路控制子层 ,多信道子层为可选层 。SpaceFibre总线协议栈如图 1所示 。

　　4

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　　注 1: 代表主要并行数据流 。

　　注 2: 代表串行数据或控制/状态流 。

　　注 3: 代表配置与管理信息 。

　　图 1 SpaceFibre总线协议栈示意图

　　各协议层包含下列内容 。

　　a) 网络层主要负责将应用信息通过 SpaceFibre网络传输 。它提供两类业务 :数据包传输业务和广播消息业务 。数据包传输业务通过 SpaceFibre网络传输 SpaceFibre数据包 ,其格式与路由方式和 SpaceWire一致 。SpaceFibre同时支持路径寻址与逻辑寻址 。广播消息业务负责向网络中的所有节点广播 8字节的短消息 。这些消息可以携带时间信息以及同步信号 ,用于指示多种网络事件的发生 。

　　b) 链路控制子层主要负责提供 QoS以及管理 SpaceFibre链路上的信息流 ,采用 1个或多个具备独立流控制的虚拟信道 ,将需要通过链路传输的信息组成帧以支持 QoS与可选的数据加扰以降低电磁辐射 。链路控制子层还负责错误恢复 ,支持重新发送链路远端检测到出错的或丢失的帧/控制字 。SpaceFibre对瞬态错误有着很强的恢复能力 。

　　c) 多信道子层负责并行处理多条 SpaceFibre信道以提供更高的数据吞吐量 。 当一个信道发生错误时 ,多信道子层支持降级工作 , 自动将流量分配到仍正常工作的信道上 。一个 SpaceFibre链路是逻辑上的数据链路 ,可由一条或多条物理信道组成 。SpaceFibre链路中是否使用多信道是可选的 。

　　d) 信道子层负责建立信道上的通信连接 ,将数据与控制字编码为符号 , 通过信道发送或接收符号 ,将收到的符号解码为数据或控制字 , 当信道发生错误时重新建立信道上的通信连接 。采用8B/10B编码 ,提供直流平衡信号 ,可采用交流耦合提供电气隔离 。

　　e) 在物理层中 ,发送端负责将 8B/10B符号串行化后发送到物理介质中去 。 接收端负责从介质

　　5

　　GB/T 43670—2024

　　中将接收到的串行比特流恢复出时钟与数据 。在传输介质方面 ,SpaceFibre 同时支持铜缆以及光纤 。物理层接收信道子层发来的业务请求 , 负责控制线路驱动器 、接收器和串行器/解串器的处理 ,并报告线路接收器和串行器/解串器的状态 。

　　f) 管理信息库负责配置 、控制与监控 SpaceFibre协议栈中各个层的状态 。管理信息库提供管理业务 ,接收用户应用发来的业务请求 ,并能够直接访问网络层 、链路控制子层 、多信道子层 、信道子层 、物理层的相关配置参数 、控制参数与状态参数 。

　　g) 应用层由用户 自行定义 ,本文件不作约束 。

　　5.2 拓扑结构

　　SpaceFibre总线网络由节点 、路由器和链路组成 ,节点之间通过链路和路由器(可选)连接 。一个最简网络 , 由两个节点和一条链路组成 ,如图 2所示 。一个较为复杂的网络 , 由多个节点 、路由器及多条链路组成 ,如图 3所示 。其中 ,链路为全双工 、串行 、点到点传输线路 ,传输介质可以为屏蔽同轴电缆 、双绞电缆或光纤 。 网络中的信息交互以数据包的方式进行传输 ,数据包的源及目的设备均为节点 。

　　图 2 SpaceFibre总线最简网络示意图

　　图 3 SpaceFibre总线复杂网络示意图

　　6 业务定义

　　6. 1 业务说明

　　SpaceFibre总线 提 供 对 应 OSI模 型 中 网 络 层 、数 据 链 路 层 和 物 理 层 的 业 务 , 以 及 管 理 信 息 库 业务 ,具体包括 :

　　a) 网络层提供包传输业务 、广播消息业务 ;

　　b) 数据链路层提供虚拟信道业务 、广播消息业务 、时隙规划同步业务 ;

　　6

　　GB/T 43670—2024

　　c) 物理层提供传输符号业务 、控制业务 。

　　其中 ,SpaceFibre总线物理层设计见附录 A,用户程序可以直接访问的只有网络层业务和管理信息库业务 ,业务描述中涉及的原语定义按附录 B执行 。数据链路层与物理层业务仅与其相邻层之间具有接口 。

　　6.2 网络层业务

　　6.2. 1 包传输业务

　　网络层包传输业务支持用户程序通过 SpaceFibre网络发送和接收数据包 ,包括以下内容 。

　　a) 当 用 户 程 序 有 数 据 包 通 过 SpaceFibre 网 络 发 送 时 , 采 用 SEND_ PACKET. request原 语 向SpaceFibre网络层包传输业务接口传送数据包内容并指定发送所用的虚拟网络 。SpaceFibre节点接收到原语后使用指定的虚拟网络完成数据包发送 。

　　b) 当 SpaceFibre节点接收到数据包时 ,采用 READ_PACKET. indication原 语 将 数 据 包 内 容 和数据包传输所用的虚拟网络 、接收状态等参数 , 通过网络层包传输业务接口传递给接收数据包的用户程序 。

　　6.2.2 广播消息业务

　　网络层广播消息业务支持用户程序通过 SpaceFibre网络发送和接收广播消息 ,包括以下内容 。

　　a) 当 用 户 程 序 有 广 播 消 息 要 通 过 SpaceFibre 网 络 发 送 时 , 采 用 BROADCAST_ MESSAGE. request原语向 SpaceFibre网络层广播消息业务接口传送广播消息内容 、消 息 类 型 并 指 定 发送消息所用的广播通道 。SpaceFibre节点接收到原语后根据链路优先级规则 ,立即通过指定的广播通道发送广播消息 。

　　b) 当 SpaceFibre节点接收到广播消息时 ,采用 BROADCAST_ MESSAGE. indication原 语 将 广播消息内容和广播类型 、广播通道 、接收状态等参数 ,通过广播消息业务接口传递给接收广播消息的用户程序 。

　　6.3 数据链路层业务

　　6.3. 1 虚拟信道业务

　　数据链路层虚拟信道业务支持网络层通过指定虚拟信道发送和接收数据字符 ,包含以下内容 。

　　a) 当网络层用户有一个标准字符 N-Char或填充字符 Fill通过 SpaceFibre总线链路的特定虚拟信道发送时 ,采用 TX_N-CHAR. request原语向数据链路层传送字符内容并指定发送所用的虚拟信道号 。数据链 路 层 接 收 到 该 原 语 后 , 在 SpaceFibre 总 线 介 质 访 问 控 制 器 允 许 的 情 况下 ,立即通过指定的虚拟信道发送数据字符 。

　　b) 当数据链路层接收到标准字符 N-Char或填充字符 Fill时 ,采用 RX_N-CHAR. indication原语将字符内容和 接 收 虚 拟 信 道 号 传 递 给 网 络 层 用 户 。 网 络 层 接 收 到 该 原 语 后 读 取 接 收 到 的字符 。

　　6.3.2 广播消息业务

　　数据链路层广播消息业务支持网络层通过指定广播通道发送和接收广播消息 ,包含以下内容 。

　　a) 当网络层用 户 有 广 播 消 息 要 通 过 SpaceFibre 总 线 链 路 的 特 定 广 播 通 道 发 送 时 , 采 用 TX_ BROADCAST. request原语向数据链路层传送广播消息内容 、消息类型 、消息状态并指定发送消息所用的广播通道 。数据链路层接收到该原语后 ,在完成当前字发送后 ,或者当有广播帧已经开始发送时 ,在该广播帧发送完成后 ,立即通过指定的广播通道发送广播消息 。

　　7

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　　b) 当数据链路层接收到有效的广播消息时 ,采用 RX_BROADCAST. indication原语将广播消息内容 、消息类型 、消息状态和广播通道号传递给网络层用户 。 网络层接收原语后验证广播消息的有效性并转发有效的广播消息 。

　　6.3.3 时隙同步业务

　　数据链路层时隙同步业务基于广播消息实现 SpaceFibre 网络系统中所有节点和交换机的时隙同步 ,支持网络系统按照时隙规划数据流量进行确定性通信 。

　　当网络层接收到广播消息中提供的新时隙标识信息时 ,采用 SCHEDULE. request原语向数据链路层传递时隙参数 。数据链路层接收到该原语后使用时隙参数更新时隙控制信息 ,结束上一个时隙并开始下一个时隙 。

　　6.4 物理层业务

　　6.4. 1 符号传输业务

　　物理层符号传输业务支持信道子层通过物理层发送和接收数据编码后的信息符号 ,包含以下内容 。

　　a) 当信道子层有符号要通过 SpaceFibre总线链路发送时 ,采用 TX_SYMBOL. request原语将符号内容传递给物理层 。物理层接收到原语后 ,将符号串行化并通过 SpaceFibre链路发送 。

　　b) 当 物 理 层 通 过 SpaceFibre 总 线 链 路 接 收 到 符 号 并 完 成 串 并 转 换 时 , 采 用 RX_ 10BITS. indication原语将转换后的信息符号传递给信道子层 。

　　6.4.2 控制业务

　　物理层控制业务支持上层对物理层工作模式进行设置并获取物理层的工作状态 ,包含以下内容 。

　　a) 当信道子层需要控制物理层的操作时 ,采用 PHYSICAL_CONTROL. request原语向物理层传递发送使能 、接收使能 、极性反转等控制参数 。 物理层接收到该原语后 ,根据原语传入的控制参数设置物理层的工作模式 。

　　b) 当物理层工作状态发生变化时 , 通过 PHYSICAL_ STATUS. indication原语将信号丢失等状态反馈给信道子层 , 由上层进行处理 。

　　6.5 管理信息库业务

　　管理信息库业务实现对 SpaceFibre总线链路管理参数的设置和查询 ,包含以下内容 。

　　a) 当需要更改 SpaceFibre总线端 口 的管理参数时 , 管理程序采用 SET_ MANAGEMENT_PA- RAMETER. request原语将参数标识 、新参数值传递给管 理 信 息 库 业 务 接 口 。 SpaceFibre总线端口接收到该原语后 ,使用原语中提供的新值更新指定的管理参数 。

　　b) 当需要读取 SpaceFibre总线端口管理参数值时 ,管理程序采用 GET_MANAGEMENT_PA- RAMETER. request原语将要获取的参数标识传递给管理信息库业务接 口 。SpaceFibre总线端口接收到该原语后 ,提供指定的管理参数的值 。

　　7 格式定义

　　7. 1 8B/10B编解码方式

　　SpaceFibre总线采用 8B/10B的编码和解码方式 ,发送端将需要传输的 8 bit数据字符或者控制字符编码成 10 bit待发送符号后通过信道传输 ,相应的在接收端对 10 bit符号进行解码后恢复出 8 bit字符 。8B/10B编码和解码具体要求包含下列内容 。

　　8

　　GB/T 43670—2024

　　a) 8B/10B编码采用特定表示方法描述数据字符和控制字符 。数据字符的格式为 D/XX. Y,其中XX是发送数据字节的最低有效 5位的十进制 ,Y是发送数据字节的最高有效 3 位的十进制 。类似的 ,控制字符为 K/XX. Y。

　　b) 对数据进行 8B/10B编码时 ,将 8位数据的低 5位标记为 EDCBA,编码后形成 10位符号的低6位由低到高表示为 abcdei, 将 8 位 数 据 的 高 3 位 标 记 为 HGF, 编 码 后 形 成 10位 符 号 的 高4位由低到高表示为 fghj,最后组合成 10位编码符号 abcdeifghj,最低位 a最先传输 。如图 4所示 。

　　c) 8B/10B编码器应按照表 1将数据字符或控制字符的低 5位编码 ,按照表 2将数据字符或控制字符的高 3位编码 。

　　d) 为确保传输信号的直流平衡 ,发送器应根据所发送 8B/10B编码符号的游程值维护当前运行游程值 :

　　1) 当一个 8 bit数据字符或控制字符被编码时 ,若当前运行游程值为正 ,则该数据或控制字符应被编码成游程值为 0 或负值的符号 ;

　　2) 当一个 8 bit数据字符或控制字符被编码时 ,若当前运行游程值为负 ,则该数据或控制字符应被编码成游程值为 0 或正值的符号 。

　　e) 复位时 , 当前运行游程值被设置为 +1或者 -1。

　　f) 为检测游程值错误 ,接收器应根据接收到 8B/10B编码符号的游程值累加维护当前运行游程值 :

　　1) 若当前运行游程值 >+1或<-1时 ,接收器应报告一个游程值错误 ;

　　2) 当游程值错误出现时 ,若接收器中的当前运行游程值 >+1,则其应被置为 +1;若当前运行游程值<-1,则其应被置为 -1。

　　g) 当接收到一个符号时 ,应按照 8B/10B符号表解码成 8 bit数据字符或控制字符 。

　　a) 8B/10B编码 D/K字符表示法

　　b) D12.5 字符表示示例 c) K28.5 字符表示示例

　　图 4 8B/10B编码符号的 D/K字符表示法示意图

　　9

　　GB/T 43670—2024

　　表 1 5B/6B编码表(8bit数据的低 5 位编码)

　　输入

　　输出

　　数据输入

　　数据位 43210 EDCBA

　　当前运行游程值为 -1

　　abcdei

　　当前运行游程值为 +1

　　abcdei

　　D00. y

　　00000

　　100111

　　011000

　　D01. y

　　00001

　　011101

　　100010

　　D02. y

　　00010

　　101101

　　010010

　　D03. y

　　00011

　　110001

　　D04. y

　　00100

　　110101

　　001010

　　D05. y

　　00101

　　101001

　　D06. y

　　00110

　　011001

　　D07. y

　　00111

　　111000

　　000111

　　D08. y

　　01000

　　111001

　　000110

　　D09. y

　　01001

　　100101

　　D10. y

　　01010

　　010101

　　D11. y

　　01011

　　110100

　　D12. y

　　01100

　　001101

　　D13. y

　　01101

　　101100

　　D14. y

　　01110

　　011100

　　D15. y

　　01111

　　010111

　　101000

　　D16. y

　　10000

　　011011

　　100100

　　D17. y

　　10001

　　100011

　　D18. y

　　10010

　　010011

　　D19. y

　　10011

　　110010

　　D20. y

　　10100

　　001011

　　D21. y

　　10101

　　101010

　　D22. y

　　10110

　　011010

　　D/K23. y

　　10111

　　111010

　　000101

　　D24. y

　　11000

　　110011

　　001100

　　D25. y

　　11001

　　100110

　　D26. y

　　11010

　　010110

　　D/K27. y

　　11011

　　110110

　　001001

　　D28. y

　　11100

　　001110

　　K28. y

　　11100

　　001111

　　110000

　　D/K29. y

　　11101

　　101110

　　010001

　　D/K30. y

　　11110

　　011110

　　100001

　　D31. y

　　11111

　　101011

　　010100

　　10

　　GB/T 43670—2024

　　表 2 3B/4B编码表(8bit数据的高 3 位编码)

　　输入

　　输出

　　数据输入

　　数据位 765 HGF

　　5B/6B游程值为 -1

　　fghj

　　5B/6B游程值为 +1

　　fghj

　　D/Kxx.0

　　000

　　1011

　　0100

　　Dxx. 1

　　001

　　1001

　　Kxx. 1

　　001

　　0110

　　1001

　　Dxx. 2

　　010

　　0101

　　Kxx. 2

　　010

　　1010

　　0101

　　D/Kxx. 3

　　011

　　1100

　　0011

　　D/Kxx.4

　　100

　　1101

　　0010

　　Dxx. 5

　　101

　　1010

　　Kxx. 5

　　101

　　0101

　　1010

　　Dxx. 6

　　110

　　0110

　　Kxx. 6

　　110

　　1001

　　0110

　　Dxx. 7

　　111

　　1110/0111

　　0001/1000

　　Kxx. 7

　　111

　　0111

　　1000

　　7.2 控制字

　　7.2. 1 控制字组成

　　SpaceFibre总线采用的控制字包括 :

　　a) 信道控制字 ;

　　b) 多信道控制字 ;

　　c) 数据链路控制字 ;

　　d) 流控制字 ;

　　e) 错误恢复控制字 ;

　　f) 接收错误指示控制字 , 由接收器产生 ,但不在 SpaceFibre总线链路中传输 。

　　7.2.2 信道控制字

　　7.2.2. 1 基本属性

　　信道控制字用于初始化 SpaceFibre信道 、指示信号丢失 、指示信道即将进入待机状态 。信道控制字的组成如表 3所示 。

　　表 3 信道控制字

　　名称

　　控制字

　　功能

　　跳过控制字SKIP

　　Comma,LLCW ,SKIP,SKIP K28. 7,D14. 6,D31. 3,D31. 3

　　跳过控制字 。每发送 5 000个数据或控制字符后发送一个 SKIP, 以支持接收端进行弹性缓存操作 ,实现速率匹配

　　11

　　GB/T 43670—2024

　　表 3 信道控制字 (续)

　　名称

　　控制字

　　功能

　　空闲控制字IDLE

　　Comma,LLCW ,IDLE,IDLE K28. 7,D14. 6,D15. 6,D15. 6

　　空闲控 制 字 。 当 链 路 初 始 化 完 毕 但 数 据 链 路或多信道子层没 有 提 供 有 效 的 待 发 送 字 时 , 发送 IDLE 以维持链路连接

　　初始化控制字 1 INIT1

　　InitComma,LLCW ,INIT1,INIT1 K28. 5,D14. 6,D6. 2,D6. 2

　　初始化控 制 字 1, 在 初 始 化 握 手 过 程 中 发 送 。 D6. 2 为中性字符 , 即游程为 0

　　反相的初始化控制字 1 iINIT1

　　Init Comma, iLLCW , iINIT1,

　　iINIT1

　　K28. 5,D17. 1,D25. 5,D25. 5

　　反相的 初 始 化 控 制 字 1, 当 物 理 层 信 号 翻 转时 ,在初始 化 握 手 过 程 中 会 接 收 到 。 D25. 5 为中性字符 , 即游程为 0

　　初始化控制器 2 INIT2

　　InitComma,LLCW ,INIT2,INIT2 K28. 5,D14. 6,D6. 5,D6. 5

　　初始 化 控 制 字 2, 初 始 化 握 手 过 程 中 发 送 。 D6. 5为中性字符 , 即游程为 0

　　反相的初始化控制字 2 iINIT2

　　Init Comma, iLLCW , iINIT2,

　　iINIT2

　　K28. 5,D17. 1,D25. 2,D25. 2

　　反相的 初 始 化 控 制 字 2, 当 物 理 层 信 号 翻 转时 ,在初始 化 握 手 过 程 中 会 接 收 到 。 D25. 2 为中性字符 , 即游程为 0

　　初始化控制字 3 INIT3

　　Init Comma, LLCW , INIT3, Capa- bility

　　K28. 5,D14. 6,D24. 1,D0. 0-D31. 7

　　初始化控制字 3,初始化握手过程中发送 。

　　Capability字段描述发 送 该 INIT3 的 信 道 端 所支持的 功 能 。 可 用 于 本 地 端 与 信 道 另 一 端 的SpaceFibre端口交 换 所 支 持 的 功 能 信 息 , 使 得信道 两 端 能 够 按 照 可 能 的 最 高 效 方 式 运 行工作

　　待机控制字STANDBY

　　Comma,LLCW ,STBY,Reason K28. 7,D14. 6,D30. 3,D0. 0-D31. 7

　　待 机 控 制 字 , 指 示 发 送 器 正 转 移 到 待 机 状态 ,并将其驱动器变为三态(停止输出) 。

　　当主机没有要传 输 的 数 据 ,并 且 当 前 没 有 正 在接收的数据时 ,可 以 用 来 节 约 功 耗 。 待 机 原 因字段可用 于 指 示 发 送 待 机 控 制 字 的 原 因 或 提供其他状态信息

　　信号丢失控制字LOST_SIGNAL

　　Comma,LLCW ,LOS,Reason K28. 7,D14. 6,D4. 3,D0. 0-D2. 0

　　信号丢失控制字 ,用 于 指 示 发 送 该 控 制 字 的 链路端接 收 器 检 测 到 信 号 丢 失 。原 因 字 段 用 于指示引起无信号的原因

　　7.2.2.2 跳过控制字(SKIP)

　　跳过控制字记为 SKIP控制字 ,其定义包含以下内容 :

　　a) SKIP控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,最先被发送 ;

　　b) SKIP控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 ;

　　c) SKIP控制字的第 3个符号为 D31. 3 的值 ,表示该信道子层控制字是 SKIP控制字 ;

　　d) SKIP控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 。

　　7.2.2.3 空闲控制字(IDLE)

　　空闲控制字记为 IDLE控制字 ,其定义包含以下内容 :

　　12

　　GB/T 43670—2024

　　a) IDLE控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,最先被发送 ;

　　b) IDLE控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 ;

　　c) IDLE控制字的第 3个符号为 D15. 6 的值 ,表示该信道子层控制字是 IDLE控制字 ;

　　d) IDLE控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 。

　　7.2.2.4 初始化控制字 1(INIT1)

　　初始化控制字 1记为 INIT1控制字 ,其定义包含以下内容 :

　　a) INIT1控制字用于信道初始化 , 以 K28. 5初始逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 ;

　　b) INIT1控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 ;

　　c) INIT1控制字的第 3个符号为 D6. 2 的值 ,表示该信道子层控制字是 INIT1控制字 ;

　　d) INIT1控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 。

　　7.2.2.5 反相的初始化控制字 1(iINIT1)

　　反相的初始化控制字 1记为 iINIT1控制字 ,其定义包含以下内容 :

　　a) iINIT1控制字用于信道初始化 , 以 K28. 5初始逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 ;

　　b) iINIT1控制字的第 2个符号为翻转的信道子层控制字标识符iLLCW ,该标识符值为D17. 1,表示该控制字由信道子层产生与使用 ;

　　c) iINIT1控制字的第 3个符号为 D25. 5 的值 ,表示该信道子层控制字是翻转的 INIT1控制字 ;

　　d) iINIT1控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 ;

　　e) iINIT1控制 字 不 能 由 SpaceFibre端 口 产 生 。 当 SpaceFibre发 送 器 或 接 收 器 的 差 分 对 信 号CML+与 CML-的 PCB走线交叉时(极性互换)才会产生翻转的 INIT1。

　　7.2.2.6 初始化控制字 2(INIT2)

　　初始化控制器 2记为 INIT2控制字 ,其定义包含以下内容 :

　　a) INIT2控制字用于信道初始化 , 以 K28. 5初始逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 ;

　　b) INIT2控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 ;

　　c) INIT2控制字的第 3个符号为 D6. 5 的值 ,表示该信道子层控制字是 INIT2控制字 ;

　　d) INIT2控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 。

　　7.2.2.7 反相的初始化控制字 2(iINIT2)

　　反相的初始化控制字 2记为 iINIT2控制字 ,其定义包含以下内容 。

　　a) iINIT2控制字用于信道初始化 , 以 K28. 5初始逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 。

　　b) iINIT2控制字的第 2个符号为翻转的信道子层控制字标识符iLLCW ,该标识符值为D17. 1,表示该控制字由信道子层产生与使用 。

　　c) iINIT2控制字的第 3个符号为 D25. 2 的值 ,表示该信道子层控制字是翻转的 INIT2控制字 。

　　d) iINIT2控制字的第 4个(最后一个)符号与第 3个符号相同 。

　　13

　　GB/T 43670—2024

　　e) iINIT2控制 字 不 能 由 SpaceFibre端 口 产 生 。 当 SpaceFibre发 送 器 或 接 收 器 的 差 分 对 信 号CML+与 CML-的 PCB走线交叉时(极性互换)才会产生反相的 INIT2。

　　7.2.2. 8 初始化控制字 3(INIT3)

　　初始化控制字 3记为 INIT3控制字 ,其定义包含下列内容 。

　　a) INIT3控制字用于信道初始化 , 以 K28. 5初始逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 。

　　b) INIT3控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 。

　　c) INIT3控制字的第 3个符号为 D24. 1 的值 ,表示该信道子层控制字是 INIT3控制字 。

　　d) INIT3控制字的第 4个(最后一个)符号信道功能(Capability) ,该值为 D0. 0~ D31. 7 之间的数据符号 ,包含表示该信道功能的控制标志信息 。

　　e) Capability功能数据字符包含如下字段 :

　　1) Bit0:INIT3链路复位标志 ;

　　2) Bit1:INIT3信道启动标志 ;

　　3) Bit2:INIT3数据加扰标志 ;

　　4) Bit3:INIT3多信道功能标志 ;

　　5) Bit4:INIT3路由器标志 ;

　　6) Bit5~Bit7:保留 ,发送端将其置 0,接收端将其忽略 。

　　f) INIT3链路复位标志置为如下值之一 :

　　链路复位或上电复位后进入过一次 Active状态 ;

　　1) INIT3链路复位标志= 0,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre端 口 中至少有一个信道 自上次

　　次链路复位或上电复位后进入过 Active状态 。复位时各参数的默认值见第 11章 。

　　2) INIT3链路复位标志= 1,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre端 口 中没有任何一个信道 自 上

　　g) INIT3信道启动标志置为如下值之一 :

　　(LaneStart)管理参数 ;

　　(LaneStart)管理参数 。

　　1) INIT3 信 道 启 动 标 志 = 0, 表 示 发 送 INIT3 的 SpaceFibre 信 道 未 设 置 信 道 启 动

　　2) INIT3 信 道 启 动 标 志 = 1, 表 示 发 送 INIT3 的 SpaceFibre 信 道 设 置 了 信 道 启 动

　　h) INIT3数据加扰标志置为如下值之一 :

　　扰动 ;

　　1) INIT3数据加扰标志= 0,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre端口未对数据帧中的数据施加

　　2) 扰动(INIT)。3数据加扰标志= 1,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre端口对数据帧中的数据施加了

　　i) INIT3支持多信道功能标志置为如下值之一 :

　　式运行的功能 ;

　　运行的功能 。

　　1) INIT3多信道功能标志= 0,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre信道不具备以多信道链路模

　　2) INIT3多信道功能标志= 1,表示发送 INIT3 的 SpaceFibre信道具备以多信道链路模式

　　j) INIT3路由器标志置为如下值之一 :

　　1) INIT3RoutingSwitch=0,表示发送 INIT3的 SpaceFibre信道不是路由器链路中的信道 ;

　　14

　　2) INIT3RoutingSwitch= 1,表示发送 INIT3的 SpaceFibre信道是路由器链路中的信道 。

　　GB/T 43670—2024

　　7.2.2.9 待机控制字(STANDBY)

　　待机控制字记为 STANDBY控制字 ,其定义包含下列内容 。

　　a) STANDBY控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 。

　　b) STANDBY控制字的第 2个符号为信道子层控制字标识符 LLCW ,该标识符值为 D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 。

　　c) STANDBY 控 制 字 的 第 3 个 符 号 为 D30. 3 的 值 , 表 示 该 信 道 子 层 控 制 字 是 STANDBY 控制字 。

　　d) STANDBY控制字的第 4个(最后一个)符号是待机原因字段 ,取值 D0. 0~ D31. 7 之间的数据符号 ,该字段包含了发送 STANDBY符号的原因 。

　　e) 若 SpaceFibre接口不支持信道待机原因的发送 ,待机原因字段被设置为 D0. 0。

　　f) 待机原因数据字符包含以下字段 :

　　1) Bit0: 当被置为 1 时 ,表示支持待机原因字段且字段内其他位有效 ; 当被置为 0 时 ,表示不支持待机原因 ,待机原因字段内其他位在发送时均被置为 0,且被接收端忽略 ;

　　2) Bit1: 当 被 置 为 1 时 , 表 示 STANDBY 的 发 送 端 在 信 道 断 开 后 设 置 了 自 动 启 动AutoStart,允许 STANDBY 的接收端再次启动信道 ; 当被置为 0 时 ,表示 STANDBY 的发送端在信道断开后禁用了 AutoStart,不准许 STANDBY 的接收端再次启动信道 ;

　　3) Bit2: 当被置为 1 时 ,表示 STANDBY 的发送端稍后会设置信道启动 LaneStart试图重新启动信道 ; 当被置为 0 时 ,表示 LaneStart将会保持未设置状态 ;

　　4) Bit3: 当被置为 1 时 ,表示待机原因字段的第 4 位 ~ 第 7 位包含应用实现相关信息(用户自定义) ; 当被置为 0 时 ,表示待机原因字段的第 4位 ~第 7位被保留 ;

　　5) Bit4~Bit7: 当 Bit3被置为 1 时 ,表示待机原因字段的第 4 位 ~ 第 7 位包含应用实现相关信息(用户自定义)来告知信道禁用的原因 ; 当 Bit3被置为 0 时 ,表示第 4 位 ~ 第 7 位保留 ,在发送时被置为 0,且被接收器忽略 。

　　7.2.2. 10 信号丢失控制字(LOST_SIGNAL)

　　信号丢失控制字记为 LOST_SIGNAL控制字 ,其定义包含下列内容 。

　　a) LOST_SIGNAL控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 。

　　b) LOST_ SIGNAL 控 制 字 的 第 2 个 符 号 为 信 道 子 层 控 制 字 标 识 符 LLCW , 该 标 识 符 值 为D14. 6,表示该控制字由信道子层产生与使用 。

　　c) STANDBY 控制字的第 3个符号应为 D4.3 的值 ,表示该信道子层控制字是 STANDBY 控制字 。

　　d) STANDBY控制字的第 4个(最后一个)符号是信号丢失原因字段 ,该值为 D0. 0~D2. 0 之间的数据字符 ,包含信号丢失原因信息 。

　　e) 信号丢失原因数据字符包含以下 2个字段 :

　　1) Bit0~Bit1:the LOS_Cause状态位 ;

　　2) Bit2~Bit7:保留 ,在发送时置为 0,被接收器忽略 。

　　f) 状态位被设置为以下值 :

　　足够强度的信号 ;

　　错误 ,导致不能可靠地工作 ;

　　1) LOS_Cause= 0b00,表示发送 LOST_SIGNAL 的 SpaceFibre端 口 中的接收器接收不到

　　2) LOS_Cause= 0b01,表示发送 LOST_SIGNAL 的 SpaceFibre端口检测到了太多的接收

　　3) 态下(LOS)收到(ause) I(0)NIT(b10),1(表),且该(示发)信(送)道(L)不是(OST)一_个 RxO(SIGNAL)nly信道(的 Spa)c。eFibre端 口 中的信道在 Active状

　　15

　　GB/T 43670—2024

　　7.2.3 多信道控制字

　　7.2.3. 1 基本属性

　　多信道控制字用于对在一条链路中的多条信道上并行传输的控制字进行对齐 ,并支持不对称链路中单向信道的初始化 。多信道控制字的组成见表 4。

　　表 4 多信道控制字

　　名称

　　控制字

　　功能

　　激活控制字ACTIVE

　　Comma,ACTIVE,ACT_LS,ACT_MS K28. 7, D0. 1, D0. 0-D31. 7, D0. 0- D31. 7

　　单向信道初始化 。

　　ACT_LS和 ACT_MS字段共包含 16 bit,每比特可对应一个信道 ,第 N bit对 应 通 道 N 。 当 特 定 比 特 置 位 时 , 表 示 发 送ACTIVE控制字的链路末端的对应通道处于活动状态 。AC- TIVE控制字在所有活动信道上同时发送

　　对齐控制字ALIGN

　　Comma,ALIGN,LANES,iLANES K28. 7, D23. 3, D0. 0-D31. 7, D0. 0- D31. 7

　　多信道对齐 。

　　LANES字段包含 2 个 子 字 段 : 信 道 数 量 和 信 道 号 。 信 道 数量字段长度为 4 bit,包 含 发 送 ALIGN 控 制 字 的 链 路 末 端 的活动信道数量 。信 道 号 字 段 长 度 为 4 bit, 包 含 发 送 ALIGN控制字的信道号 。对于具 有 多 个 活 动 信 道 的 多 信 道 链 路 , 在每个信道上发 送 的 ALIGN 控 制 字 是 唯 一 的 , 各 自 都 包 含 其信道号 。iLANES字 段 是 LANES字 段 的 按 位 取 反 , 用 于 检查信息完整

　　补齐控制字PAD

　　Comma,Fill,Fill,Fill

　　K28. 7,K27. 7,K27. 7,K27. 7

　　多信道补齐 。

　　逗号码后面的 3个符号都是 K27. 7, 即 Fill填充 ,表示 该 控 制字为 PAD控制字

　　7.2.3.2 激活控制字(ACTIVE)

　　激活控制字记为 ACTIVE控制字 ,其包含以下内容 :

　　a) ACTIVE控制字应以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 ;

　　b) ACTIVE控制字的第 2个符号应为 D0. 1 的值 ,表示该控制字是 ACTIVE控制字 ;

　　c) ACTIVE 控 制 字 的 第 3 个 符 号 应 包 含 16位 ACT 字 段 的 低 8 位 , 每 位 代 表 一 个 可 用 的 信道 ,第 N 位对应信道 N ;

　　d) ACTIVE控制字的第 4个符号应包含 16位 ACT字段的高 8位 ;

　　e) 当 ACTIVE控制字中 ACT字段里的特定位被置为 1 时 ,表示发送 ACTIVE控制字的链路端中相应的信道处于活跃状态 。

　　7.2.3.3 对齐控制字(ALIGN)

　　对齐控制字记为 ALIGN控制字 ,其定义包含以下内容 。

　　a) ALIGN控制字应以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 。

　　b) ALIGN控制字的第 2个符号应为 D23. 3 的值 ,表示该控制字是 ALIGN控制字 。

　　c) ACTIVE控 制 字 的 第 3 个 符 号 应 包 含 8 bit的 LANES 字 段 , 分 为 两 部 分 : Bit0~ Bit3 为

　　#LANES字段 ,表示活跃信道数量;Bit4~Bit7为活跃信道编号字段 。

　　d) ALIGN控制字中的 4-bit #LANES字段应包含发送 ALIGN 的链路端中包含的活跃信道数

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　　GB/T 43670—2024

　　量 ,取值 0b0000表示 16个信道均处于活跃状态 。

　　e) ALIGN控制字中的 4-bit活跃信道编号字段应包含发送 ALIGN 的活跃信道自身的信道编号 。

　　f) ALIGN控制字的第 4个(最后一个)符号应为第 3个符号的按位取反结果 ,用于在接收器收到ALIGN控制字后将其内容向上层传递之前检查 LANES字段的完整性 。

　　7.2.3.4 补齐控制字(PAD)

　　补齐控制字记为 PAD控制字 ,其定义为 :

　　a) PAD控制字应以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,被最先发送 ;

　　b) PAD控制字的第 2 个 、第 3 个 、第 4 个 符 号 应 为 同 一 个 值 K27. 7, 表 示 该 控 制 字 为 PAD 控制字 。

　　7.2.4 数据链路控制字

　　7.2.4. 1 帧控制字的使用

　　对通过链路发送的数据帧 、广播帧和空闲帧应使用帧控制字进行封装 ,数据帧控制字组成见表 5。

　　表 5 数据帧控制字

　　名称

　　控制字

　　功能

　　数 据 帧 开 始 控制字

　　SDF

　　Comma,SDF,VC,Reserved

　　K28. 7, D16. 2, D0. 0-D31. 0, D0. 0

　　数据帧开始 。包含帧类型以及值在 0~ 31之间的虚拟信道号

　　数 据 帧 结 束 控制字

　　EDF

　　EDF, SEQ _ NUM , CRC _ LS,CRC_MS

　　K28. 0, D0. 0-D31. 7, D0. 0- D31. 7,D0. 0-D31. 7

　　数据帧结束 。

　　EDF以 K28. 0 开 头 , 而 不 是 逗 号 码 , 与 其 他 所 有 控 制 字 均 不 一样 ,SEQ_NUM是由链路控制 子 层 添 加 到 EDF 中 的 序 列 号 ,用 于检查数据帧 、广播帧和 FCT 是 否 丢 失 、重 复 或 失 序 。序 列 号 是 链路上传输的帧的序列号 ,在每个虚拟信道上是独立的 。

　　CRC是一个 16位的 CRC,用于确保数据帧不包含任何错误 ,具体计算见附录 C 中 C. 2

　　广 播 帧 开 始 控制字

　　SBF

　　Comma,SBF,BC,B_TYPE

　　K28. 7, D29. 2, D0. 0-D31. 7, D0. 0-D31. 7

　　广播帧开始 。包含广播通道(BC)和广播类型(B_TYPE) : BC是一个 0~ 255之间的数字 ,给出广播通道的编号 ;

　　B_TYPE是一个 0~ 255之间的数字 ,标识广播消息的类型

　　广 播 帧 结 束 控制字

　　EBF

　　EBF,STATUS ,SEQ_NUM, CRC

　　K28. 2, D0. 0-D1. 0, D0. 0-D31. 7, D0.0-D31.7

　　广播帧结束 。

　　EBF以 K28. 2 开 头 , 而 不 是 逗 号 码 , 与 其 他 所 有 控 制 字 均 不 一样 , 以区分 EBF STATUS字段有 6个保留位 、一个 DELAYED标志和一个 LATE标志 。 当 路 由 交 换 机 中 的 广 播 消 息 由 于 先 前 的广播消息 仍 在 发 送 过 程 中 或 多 个 广 播 消 息 同 时 到 达 而 被 延 迟时 ,将设置 DELAYED标 志 。 当 广 播 消 息 因 错 误 而 延 迟 时 , 将 设置 LATE标志 。广播机制中使用 LATE标志 , 以防止广播消息的副本延迟时广播消息的被多次发送 。

　　SEQ_NUM是由链路控制子层添加到 EBF 中的序列号 ,用于检查数据帧 、广播帧和 FCT是 否 丢 失 、重 复 或 失 序 。序 列 号 是 链 路 上传输的帧的序列号 ,并不是每个虚拟信道独立的 。

　　CRC是一个 8位的 CRC,用 于 确 保 广 播 帧 不 包 含 任 何 错 误 ,具 体计算见 C. 3

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　　GB/T 43670—2024

　　表 5 数据帧控制字 (续)

　　名称

　　控制字

　　功能

　　空 闲 帧 开 始 控制字

　　SIF

　　Comma,SIF,SEQ_NUM,CRC K28. 7,D4. 2,D0. 0-D31. 7,

　　D0. 0-D31. 7

　　空闲帧开始 。包含帧类型 、序列号(SEQ_NUM)和 CRC。

　　SEQ_NUM是由链路控制子层添加到 SIF 中 的 序 列 号 ,用 于 检 查数据帧 、广播帧和 FCT是否丢失 、重复或失序 。

　　CRC是一个 8位的 CRC,用于确保 SIF控制字不包含任何错误 。帧控制字中没有空闲帧结束控制字

　　7.2.4.2 序列号(SEQ_NUM)

　　序列号定义包含下列内容 。

　　a) 序列号 SEQ_NUM ,用于空闲帧开始 SIF、数据帧结束 EDF、广播帧结束 EBF、FCT 和 ACK、 NACK 和 FULL控制字中 ,包含以下 2个字段 :

　　1) Bit0~Bit6:7位序列计数 ;

　　2) Bit7:序列计数极性标志 。

　　b) 7 位 序 列 计 数 字 段 包 含 一 个 模 128 的 整 数 , 在 发 送 新 的 数 据 帧 、广 播 帧 或 FCT 之 前 的 时 刻递增 。

　　c) 链路复位后 ,7位序列计数字段设置为 0。

　　d) 链路复位后 ,序列计数极性标志设置为 0。

　　e) 如果极性标志为 0,则 7位序列计数的数值视为正数 。

　　f) 如果极性标志为 1,则 7位序列计数的数值视为负数 。

　　g) 每次启动新的错误恢复时 ,序列计数极性标志应翻转 。序列计数极性标志用于区分错误恢复过程开始前发送的帧 、ACK 和 NACK。错误恢复过程以 RETRY 控制字开头 ,然后开始执行错误恢复的过程 。每次启动一个新的错误恢复过程并发送一个 RETRY 控制字时 ,序列计数极性标志会翻转 , 以区分帧的新序列计数与旧序列计数 ,见 9. 3. 7。

　　7.2.4.3 数据帧开始控制字(SDF)

　　数据帧开始控制字记为 SDF控制字 ,其定义包含以下内容 。

　　a) SDF控制字用于指示数据帧的开始 。

　　b) SDF控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,最先被发送 。

　　c) SDF控制字的第 2个符号为 D16. 2 的值 ,表示该控制字是 SDF控制字 。

　　d) SDF控制字的第 3个符号为一个值在 D0. 0~ D31. 0 之间的数据符号 ,分别包含 VC0~ VC31的虚拟信道编号 ,表示该帧是通过哪个虚拟信道传输的 。其他值(除了 D0. 0~D31. 0)被保留 。

　　e) SDF控制字的第 4个符号保留 ,设置为 D0. 0。

　　7.2.4.4 数据帧结束控制字(EDF)

　　数据帧结束控制字记为 EDF控制字 ,其定义包含以下内容 。

　　a) EDF控制字用于指示数据帧的结束 。

　　b) EDF控制字以 K28. 0控制字符开始 ,该控制字符是控制字的最低字节 ,最先被发送 。

　　c) EDF控制字的第 2 个 符 号 为 一 个 值 从 D0. 0~ D31. 7 之 间 的 数 据 符 号 , 包 含 本 数 据 帧 的 序列号 。

　　d) EDF控制字的第 3个符号为一个值从 D0. 0~D31. 7 之间的数据符号 ,包含 16位 CRC校验值

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　　的低字节 ,该 CRC校验 范 围 覆 盖 当 前 本 信 道 发 送 的 整 个 数 据 帧 , 包 括 SDF、EDF, 但 不 包 含EDF 中的 16位 CRC字段 。

　　e) EDF控制字的第 4个符号为一个值从 D0. 0~D31. 7 之间的数据符号 ,包含 16位 CRC校验值的高字节 ,该 CRC校验 范 围 覆 盖 当 前 本 信 道 发 送 的 整 个 数 据 帧 , 包 括 SDF、EDF, 但 不 包 含EDF 中的 16位 CRC字段 ,CRC用于在数据帧被向上层传送前确认该数据帧的完整性 。CRC校验计算时若遇到 K码 ,则只计算 K码的数值 ,不包含 K/D标志位 。

　　7.2.4.5 广播帧开始控制字(SBF)

　　广播帧开始控制字记为 SBF控制字 ,其定义包含以下内容 。

　　a) SBF控制字被用于指示广播帧的开始 。

　　b) SBF控制字以 K28. 7逗号码开始 ,该逗号码是控制字的最低字节 ,最先被发送 。

　　c) SBF控制字的第 2个符号为 D29. 2 的值 ,表示该控制字是 SBF控制字 。

　　d) SBF控制字的第 3个符号为一个值在 D0. 0~ D31. 7 之间的数据符号 ,包含该条广播帧所传输的广播通道号 。

　　e) SBF控制字的第 4个符号为一个值在 D0. 0~ D31. 7 之间的数据符号 ,包含该条广播帧的广播类型 B_TYPE。广播类型决定广播消息的类型 , 例如时间消息 、错误消息 、事件信号消息 , 以及当几个不同的广播消息同时到达时路由器转发该消息的优先级 。

　　7.2.4.6 广播帧结束控制字(EBF)

　　广播帧结束控制字记为 EBF控制字 ,其定义包含下列内容 。

　　a) EBF控制字被用于指示广播帧的结束 。

　　b) EBF控制字以 K28. 2控制字符开始 ,该控制字符是控制字的最低字节 ,最先被发送 。

　　c) EBF控制字的第 2个符号为一个值从 D0. 0~D3. 0 之间的数据符号 ,包含以下标志 。

　　1) 第 1位是 DELAYED标志 , 当本广播帧因为其他广播帧而延误时 ,该位置“0”。当路由器中的广播消息由于先前的广播消息仍在发送过程中或多个广播消息同时 到 达 而 被 延 迟时 , 网络层将 设 置 DELAYED 标 志 。 DELAYED 标 志 用 于 指 示 广 播 消 息 受 到 短 暂 延迟 ,不应用于时间同步目的 。

　　2) 第 0位是 LATE, 当置位时 ,表示广播帧已被链路上发生的暂时性或持久性错误延迟 ,或没有链路可用于转发广播帧 。 当链路控制子层中有错误或没有活跃信道可以转发广播帧时 ,将设置 LATE 标 志 。 LATE 标 志 用 于 丢 弃 旧 的 广 播 消 息 并 避 免 广 播 消 息 重 复 ,见10. 11. 2。

　　3) 未设置 DELAYED标志和 LATE标志的广播消息的延迟取决于具体的应用实现 ,并且应在相应设备的手册中详细说明 。

　　d) EBF控制字的第 2个符号中剩下的第 2位 ~第 7位是保留位 ,在发送时被置为“0”且被接收器忽略 。

　　e) EBF控制字的第 3 个 符 号 为 一 个 值 在 D0. 0~ D31. 7 之 间 的 数 据 符 号 , 包 含 该 条 广 播 帧 的 序列号 。

　　f) EBF控制字的第 4 个 符 号 为 一 个 值 从 D0. 0~ D31. 7 之 间 的 数 据 符 号 , 包 含 8 位 CRC 校 验值 ,该 CRC校验范围覆盖当前的整个广播帧 ,包括 SBF、EBF,但 不 包 含 EBF 中 的 8 位 CRC字段 ,CRC用于在广播帧内容被向上层传送前确认该广播帧的完整性 。CRC校验计算时若遇到 K码 ,则只计算 K码的数值 ,不包含 K/D标志位 。

　　7.2.4.7 空闲帧开始控制字(SIF)

　　空闲帧开始控制字记为 SIF控制字 ,其定义包含以下内容