为适应地面网际网路的快速发展，CCSDS又有针对性地对空间通信协定相继进行了多次修改和升级，形成了空间网内支持IP报(PDUs)传递的CCSDS-SCPS系列空间通信协定规範，以满足天地一体化的要求。但CCSDS的4个空间数据链路协定(AOS, TC, TM, Proximity-1)是为空间环境而定製的，均缺少如何定义在链路上携带IP报的任何内容信息和具体清晰的可执行及可操作的实现规範。于是CCSDS在内部成立了空间网际网路业务(SIS)片，专门从事各类链路形式的网路互动业务与协定研究，基本上涵盖了通过OSI参考模型套用层的网路。

2006年1月由SIS片下属的IP over CCSDS空间链路工作组(SIS_IPO)首先发布了CCSDS 702.1-W-1白皮书，IP over CCSDS的概念应运而生，8-10月又相继发布了CCSDS 702.1-R-0、CCSDS 702.1-R-1红皮书，之后2007年1月发布CCSDS 702.1-R-2，2008年9月发布CCSDS 702.1-R-3。

直至2010年4月发布了CCSDS702.1-R-4及相关文本。其意图是为了在太空飞行器和地面系统中实现通过CCSDS空间数据链路层协定来携带IP数据报而建立起CCSDS推荐的在CCSDS空间链路上传递IP_PDUs的实践规範。此外，也为商业现成(COTS)技术及广泛的接口软体引入航天系统做了铺垫。这一做法有效地引导了IP在CCSDS通信层的规範开发与无缝集成。

CCSDS标準

21世纪主要的三大航天活动：深空探测、载人航天、小卫星（或微小卫星）开发套用。

21世纪的深空探测很可能集中在三个方面：第一，开发利用月球物质资源，然后利用开发月球的经验，进而开发火星；第二，在科学认识上的进展，访问人类从未探测过的海王星和知之甚少的水星；第三，继续寻找太阳系内除地球外尚可能存在生命形式的其他天体。20世纪在探测木星和土星时，发现“木卫”2在一层31km厚的冰层下面是温暖的鹹海洋，又存在生命的可能；“木卫”6有固体球壳和液氮湖，也有存在生命的可能。因此，“木卫”2和“木卫”6有可能成为探测太阳系内生命存在的重点。

航空与航天虽然都拥有飞行器，但是它们的活动範围不同，一般以距离地面100km高度为界，100km以下为航空活动範围，100km以上为航天活动範围。在地球大气层以外的宇宙空间中按照天体力学规律运行的飞行器为空间飞行器或太空飞行器。

深层空间位置定义为距离地球大于2×10km的空间，我国定义为月球及月球以远的距离为深空。

宇宙通信有时也称为空间通信，它可分为近空通信与深空通信。近空通信是指地球上的实体与地球卫星轨道上的飞行器之间的通信。这些飞行器的轨道高度一般为数百至数万公里，如各种套用卫星，载人飞船和太空梭。深空通信通常指地球上的实体与离开地球卫星轨道进入太阳系的飞行器之间的通信。通信距离达几十万、几亿甚至几十亿公里。

一、空间通信系统

1、空间通信系统的组成

空间通信系统是空间信息传输、导航、遥感、测控等系统的统称，是随着20世纪航天技术、电子技术、通信技术、遥感技术、计算机技术等的发展而逐步发展起来的。空间通信系统，是由携带各类有效载荷的太空飞行器、星座及其地面支持系统组成，按照信息资源最大综合利用原则，以太空飞行器为枢纽，採用集中和分布结合的方式，互联互通进行信息交换，并具有一定自主运行管理和网路重构能力的天地一体化智慧型综合信息网路。

空间通信系统还可分为地基系统和天基系统两种形式。地基系统是陆地上的通信与测控网，由陆地固定站、车载站、船载站和机载站组成；天基系统是相对于地基而言，由中继卫星或导航卫星与地面战组成，构成深空的通信与测控网。

2、空间信息传输的特殊性

（1）穿越大气层的通信。对地球而言，地球的大气层虽然有保护生命和遮挡紫外线、X射线、高能粒子的伤害以及保护地球免遭流星、陨石轰击的益处，但对通信却是无益的。太阳系中的8大行星，除水星、火星和月球外，都有浓厚大气层，对电磁波的传播带来很大衰减。频率越高，衰减越大。地球大气层厚18km，金星大气层厚25km，木星大气层厚905km。

（2）自由空间通信。行星大气层外的广阔自由空间近于理想真空，只有极少的气体分子和离子存在，对电磁波的传播衰减很小，有利于提高载波频段。若用雷射通信，可减小太空飞行器上的天线尺寸，便于集中载波能量。

（3）路径损失巨大。到目前为止，人类的航天活动极大部分集中在地球附近的对地静止轨道高度（GEO）以内，如选取GEO距离作为参考点来比较深空通信的路径损失，通信距离到月球时，距离损失比GEO距离损失增加21.03dB，到火星时，距离损失比GEO距离损失增加80.943dB，而到海王星时，距离损失比GEO距离损失增加102.305dB。

（4）遥远距离引起的巨大通信时延。电磁波的传播速度为3×10km/s，在GEO距离以内，用此速度来传递信息能达到瞬时回响的目的。以电磁波为载体，地月单程通信时延已达0.0225min，开始出现串音干扰。地球到火星的单程通信时延已达22.294min，到海王星的单程通信时延260.783min，实时通话和实时遥控已经不可能进行。只能採用容许大时延存在的通信方式，如存储转发模式。

（5）巨大通信时延所要求的技术特殊性。为了儘可能多的携带科学实验的有效载荷，仪器都很小，很轻，因而，传输功率都很小，一般20w左右。信号到达接收天线时仅为传送时的亿分之一或千亿分之一。因此，需要大的採集器，必须有严格的共享表面，準确地对準信号源（宇宙飞船）。特别是接受中的使用的放大器，在0K以上分为几个等级，并要减少由电子设备产生的背景噪声。发射机的功率为数十千瓦到上百千瓦甚至接近50万瓦的超大规模发射机。採用特种编码和调製、相干接收以及压缩频带等技术来实现从高噪声中提取信号的目的。

另外，地面跟蹤设备複杂、造价昂贵、发射功率大、接收灵敏度高，星上系统体积小、重量轻、功耗小和造价高等特点，也是深空通信过程中考虑的相关因素。

3、深空通信与测控面临的问题

（1）通信距离变远。通信距离变远增加了路径损失。以幂王星为例，幂王星距离地球最近的距离为4297.9×10km，最远距离为7585.1×10km，相当于地球静止轨道的1.198×10～2.098×10倍，即距离损失比GEO的路径损失增加101.41dB～106.54dB。因而，如何弥补如此巨大的距离损失是深空探测面临的主要难题之一。

（2）遥远距离引起的巨大时延。

（3）通信距离增加，发射功率浪费增加。太空飞行器上不可能安装大尺寸天线，即使採用定向天线集中能量指向地球，地球在广阔的空间中非常小，能用来截获信号的面积极为有限，因此，发射功率的绝大部分浪费在宇宙空间，这是用场作为载体给单个面积有限目标传送信息的根本弱点。除了加大天线口径，如何集中能量也是急需解决的重要问题。

（4）克服地球与其他行星的自旋实现连续通信。太空飞行器对地外天体的探测所做的动作，不外乎飞越、绕飞、软着陆和硬着陆以及着陆后的移动。然而，地球与行星都在不停地以各自的速度进行自动旋转，飞越方式与地外天体遭遇时间非常短，如果在地球表面建一座深空站，可联络的时间极短，其他三种方式也有一半的时间为行星遮挡，平均每天8h可以观测到太空飞行器或行星，即太空飞行器与地面站之间的只能进行8h的通信联络与测控。因此，随着深空探测距离加大，太空飞行器执行任务时间加长，要实现连续通信必须进行其他措施。

（5）定轨方式。对太空飞行器的轨道进行测量，近地空间使用过的伪码测距和都卜勒频移测速两种方式尚可继续使用；而单脉冲测角的精度低，当距离变远时，横向位置误差太大，不能再用与深空太空飞行器的定位元素，需要寻找代替措施。

（6）误码率高。误码率由信道干扰决定。地面通信误码率一般低于10，而星地射频通信的误码率在10左右很常见。合理运用纠错码可以降低误码率，但不能完全消除。过于複杂的纠错码将过多地占用宝贵的信道资源和星载计算机资源。

（7）突发错误多。突发错误源于网外其他射频装置的干扰，主要在天线指向失準或通信不同步时产生。虽然发生较偶然且持续很短，但基本上不可预测。目前主要的对抗方式是提高天线自动指向能力和运用级联抗干扰码。

4、新技术给空间信息传输技术带来的变化

（1）数据业务的重点发生了转移。主要表现在一下几个方面：一是用户与数据系统的接口由点信息转变为数据包；二是用户更多地给出经处理后的高级数据，减少低级原始数据；三是用户已有可能给出故障和突发事件发生前后的数据；四是数据业务的重点由採集和数位化转变为调度和数据共享。

（2）天基网开闢了数据业务的新途径。现今数据中继卫星技术已经成熟，能够为数据在空中的传输提供接力，与地面网路并存，构成一个立体交叉的数据网路。天基网的构成开闢了数据业务的新途径。星---星通信网扩大了传统的星---地链路，大大扩展了通信覆盖範围。另外，导航定位卫星布设完成，使太空飞行器的测轨定位由原来完全依赖地面变成以天基实时自主定位为主，地基为辅。定位的精度和实时性提高，而且降低了对数据信道的要求。尤其对深空飞行和星座星群的测轨定位，天基网的作用意义深远。

（3）地面网际网路给航天数据业务注入了新思想。目前地面网际网路的技术和设计思想已经渗透到太空飞行器数据网的建立中，而且，国际上的航天专家们正在规划将天基网和地面网际网路统一组织成一个全方位立体结构的宇宙大网路。他们甚至设大胆想，今后要在Internet域名的最后加上有关所在星球的后缀，如.earth或.mar，以区分网站所在的星球。可见，整个星地一体化网路的建立将是未来空间数据网的发展方向。

在新的数据传输系统中，空间数据网与地面公共网际网路可以连线为全球一体化的立体网路；公用平台测控数据与有效载荷业务数据可以合成统一数据流；航天数据系统由封闭的点对点模式转变为开放的网路模式，每一个太空飞行器只是空间网路中的一个结点，每一个地球站只是地面网路中的一个结点。而且不同类型太空飞行器的地面套用站和测控站可以合併和通用化。

（4）实现全星统一的数据网路。对于每一个太空飞行器来说，目前基于分系统进行功能和硬软体相对独立实现的状况将会结束，下一步发展的目标是能够实现全星统一的数据网路、统一的资料库和分散式作业系统支持下的系统级任务调度以及对资源的按需分配。

（5）集成模组化系统设计的实现和设计手段发生了变化。

二、CCSDS的成立

1、概述

空间数据系统谘询委员会（Consultative Committee for Space Data Systems，CCSDS）是一个国际性空间组织，成立于1982年，主要负责开发和採纳适合于空间通信和数据处理系统的各种通信协定和数据处理规範。到目前为止，参加该组织的有11个正式会员、28个观察员和140商业合作伙伴。11个正式会员是义大利空间局（ASI）、英国国家空间研究中心（BNSC）、加拿大空间局（CSA）、法国空间研究中心（CNES）、德国航空航天研究院（DIR）、欧洲空间局（ESA）、巴西空间研究院（INPE）、美国国家航空航天管理局（NASA)、日本国家宇宙开发事业团（NASDA）、俄罗斯空间局（RCA）、中国国家航天局（CNSA）。国际上主要航天机构均参加了该组织，为该组织各项技术活动的开展提供支持。CCSDS推出了一系列建议和技术报告，内容涉及到分组遥测、遥控、射频、调製、时码格式、遥测信道编码、轨道运行、标準格式化数据单元、无线电外测和轨道数据等，反映了当前世界空间数据系统的最新技术发展动态。业界预计，CCSDS建议不仅将成为航天测控与通信领域的天基网标準，也有可能成为将天基ISDN与地基ISDN合在一起构成21世纪全球的ISDN标準。

2、发展前景。CCSDS近期的具体目标是：主持制定和推广套用与空间信息有关的国际标準；指导各个空间组织的基础设施建设；获取最大的互动性；指导开发可扩展、集成快、成本低、满足不同用户互动操作的通用硬体与软体；实现支持空间飞行任务的合作与成果共享；将空间飞行任务信息系统与全球信息基础设施（GII）相结合。CCSDS的21世纪战略目标是：建立和不断扩大空间飞行任务信息系统的配套交换能力，在整个太阳系建立一个国际性可互动的空间数据通信与导航基础设施；支持近地的、深空的、以及飞向太阳系其他星体的飞行器，保证增强性、安全性和可靠性，减少任务成本和集成时间，提高空间信息的利用率。

3、与我国现行标準的关係。我国现行航天测控标準主要源于IRIG标準和ESA标準。遥测技术标準基本参照IRIG标準，该标準适用于各种飞弹、运载火箭等航天飞行器，技术条文明确、成熟，在靶场遥测上预计会长期使用。我国太空飞行器测控和数据管理技术标準大部分参照ESA标準，载人航天工程的现行测控体制是ESA USB标準的多副载波与残余载波跟蹤的单站定轨测控体制，上下行载波调相，双程侧音测距与相干载波都卜勒测速，残余载波多通道单脉冲测角，基本符合CCSDS推荐採用的残余载波与载波抑制并存的多载波混合体制。目前，国内航天测控通信总体研究部门正在积极开展符合CCSDS建议书的系列标準制定工作。

4、在中国的套用。我国20世纪90年代初开始跟蹤研究CCSDS建议，经过近20年的努力，已实现了从单纯的跟蹤研究到工程套用、前沿技术验证的转变。1999年5月发射的“实践”五号卫星上，首先对神舟飞船有效载荷数管系统的主要技术进行了先期在轨飞行验证性试验，这次试验取得了圆满成功，达到了预期目的，特别是採用CCSDS标準的数据系统可以在空间正常工作。2001年初发射的神舟二号飞船是国内公用太空飞行器首次採用CCSDS标準，实现了高速多路复接器，按该标準组装数据，通过S波段发射器下行。2007年下半年发射的嫦娥一号月球探测卫星，其载荷数据管理系统（PDMS）中的高速复接器也按CCSDS标準组装数据下行。2008年上半年发射的风云三号气象卫星，在其L波段的实时传输信道、X波段的实时及延时传输信道中，都採用了CCSDS的AOS标準。根据我国航天科技发展规划，在航天测控通信领域逐渐採用CCSDS标準已经成为必然。

三、结构特徵

CCSDS推出的建议书具有显着的前瞻性和创新性。在至今为止近百份建议书中，提出了大量的新概念系统和技术，引领着世界空间数据系统领域技术不断向前发展。20世纪80年代，CCSDS提出了以分包遥测、分包遥控为核心的常规在轨系统（COS），它以分包和虚拟信道动态调度的系统思想解决了中低速率异步数据流的传输问题，支持为多用户、多信源服务的开放式系统实现。目前已经成为世界太空飞行器工程数据传输的主流体制。20世纪90年代，CCSDS以国际空间站需求为背景，提出了高级在轨系统（AOS），它是在COS基础上发展起来的，能够支持宽频数据传输，并提出了八种业务和三种业务质量等级。它把太空飞行器的载荷数据和工程数据统一为一个数据流，改变了传统分离为两个数据流的做法，使系统更有效更开放。目前也已经成为大多数新太空飞行器数据系统体制的首选方案，且COS 可以兼容在AOS中。为了适应空间通信的特点，CCSDS提出了空间通信协定（SCPS）和空间档案传输协定（CFDP），它们都适用于使用大容量存储器的太空飞行器，在空间进行大数据档案的可靠安全地传输与操作。针对空间太空飞行器之间的邻近链路，CCSDS开发了邻近链路协定，它是CCSDS的COS和AOS思想在邻近链路上的延伸，更能适应信号不弱、时延短、通信过程短和独立等邻近链路特点，提供了单工、半双工、全双工等灵活工作方式以及多频段的通信，採用先握手互设参数后通信的方法。由深空探测任务牵引，CCSDS提出了下一代空间网际网路的新概念，把地面网际网路扩展到近空和深空。它不是简单地搬用地面网际网路的做法，而是提出了建立动态利用空间链路的通信，整合端到端资源预留，实现移动IP，保证安全等一系列措施。这些思想的实现，将不仅对深空，而且对近空空间飞行都会发生深刻的影响。除了对上述各类系统体制提出了许多新概念外，还对信道和调製技术、信息压缩技术、时间码格式等专项技术也提出了不少新的方法，尤其对地面数据交换标準格式（SFDU）和互动支持方法做了大量标準化的规範研究，这些为未来国际广泛的空间合作打下了坚实的技术基础。

1、CCSDS协定体系结构

空间通信协定体系结构自下而上包括：物理层、数据链路层、网路层、运输层和套用层。其中，每一层又包括若干个可供组合的协定。空间通信协定的参考模型如图1所示。

（1）物理层

物理层标準包括两部分：无线射频和调製系统和 Proximity-1。无线射频和调製系统对星地之间使用的频段、调製方式等作出了定义。 Proximity-1是个跨层协定，规定了邻近空间链路物理层特性，包含物理层和数据链路层。物理层主要为同步和信道编码子层提供输入输出比特时钟和一些状态信息：如载波捕获信号。而数据链路层又包含五个子层：同步和信道编码子层、帧子层、媒体接入控制子层、数据服务子层和I/O子层。

（2）数据链路层

CCSDS数据链路层定义了数据链路协定子层和同步与信道编码子层。数据链路协定子层规定了传输高层数据单元的方法。数据链路层以传送帧（Transfer Frame）为传输单元。同步与信道编码子层规定了在空间链路上传送帧的同步与信道编码方法。

CCSDS 开发了数据链路层协定子层的以下四种协定：TM空间数据链路协定、TC空间数据链路协定、AOS空间数据链路协定，以及Prox-1空间链路协定的数据链路层。这些协定提供了在单条空间链路上的数据传输功能，统称为空间数据链路协定（Space Data Link Protocol，SDLP）。与之相对应，CCSDS还开发了数据链路层的同步与信道编码子层三个标準：TM同步与信道编码、TC同步与信道编码，以及Prox-1空间链路协定的编码与同步层标準。TM和 AOS空间数据链路协定使用底层的TM同步与信道编码。TC空间数据链路协定使用底层的TC同步与信道编码。Prox-1 空间链路协定具有数据链路层和物理层的功能，其中，Prox-1空间链路协定的数据链路层使用底层的 Prox-1 同步与信道编码。

（3）网路层

网路层空间通信协定实现空间数据系统的路由功能。空间数据系统包括星上子网和地面子网两大部分。CCSDS开发了两种网路层协定：空间分组协定SPP和SCPS-NP。网路层的协定数据单元通过空间数据链路协定传输。路由是根据协定数据单元（PDU）的地址决定的。这两个协定都不提供重传功能，重传由高层协定保证。在某些情况下，空间分组协定SPP的协定数据单元的源和目的地址可以标识为相应的套用进程，此时，该协定既作为网路层协定，又作为套用层协定。为了同现有的地面网相兼容，网路层使用封装技术后，网际网路的IPv4和IPv6分组也可以通过空间数据链路协定传输，与SPP、SCPS-NP可复用或独用空间数据链路。SCPS- NP提供了可选择的路由方案与灵活的路由表维护方案，对空间网路动态拓扑的特点具有良好的适应性。SCPS- NP主要的不足在于不支持与IPv4或者IPv6的互操作。若要将网路层基于SCPS- NP的网路与基于IPv4或者IPv6的网路互联，需要将SCPS- NP头转换为IPv4或者IPv6。然而这种转换必然会损失SCPS- NP的部分功能。

（4）传输层

CCSDS开发了传输层SCPS-TP协定，向空间通信用户提供端到端传输服务。CCSDS 还开发了用于档案传输的协定CFDP，CFDP既提供了传输层的功能，又提供了套用层档案管理功能。传输层协定的协定数据单元（PDU）通常由网路层协定传输，在某些情况下，也可以直接由空间数据链路协定传输。网际网路的TCP、UDP 可以基于SCPS-NP、IPv4 或IPv6。

作为一个传输层协定，SCPS- TP也提供可靠的、面向位元组的数据流传输服务。但与Internet 的TCP相比，SCPS- TP进行了如下几个方面的改进：使用TCP分离( TCP- splitting) 技术，这使得SCPS- TP的可靠性是通过在端到端路径中各段的可靠性来获得的；SCPS- TP使用选择性的负确认即 selective- NAK，而不是TCP中使用的ACK。这样在SCPS- TP中就不用为每个传送的数据包都传送一个确认，而是传送方定期地要求接收方对它已经成功接收到的数据包进行确认，这样就减少了确认传送的数量，从而减轻了通信链路负载。此外，SCPS- TP中没有重传定时器，也不在传输数据之前通过三次握手建立连线。

CFDP是CCSDS的协定栈中最重要的协定之一，它不仅提供一般的档案传输功能，还具有档案管理功能；此外，CFDP自身还具有可靠传输机制，并不需要通过下层协定来获得可靠性。CFDP的重转机制具有以下特点：没有连线协定；不等收到一个传输数据单元的确认后再传其他的数据单元；重转缓冲区一般使用非易失性的存储器。目前的CFDP包括三种机制：档案处理机制；点到点的可靠传输机制；利用下层空间链路进行数据传输服务机制。

SCPS安全协定SCPS-SP和网际网路安全协定IPSec可以与传输协定结合使用，提供端到端数据保护能力。SCSP-SP是SCPS协定簇中唯一涉及安全保障的协定，提供数据完整性检查、机密性机制、身份认证和接入控制服务，以防止数据受到攻击。

（5）套用层

套用层空间通信协定向用户提供端到端套用服务，如，档案传输和数据压缩 CCSDS开发了三个套用层协定：SCPS档案协定SCPS-FP、无损数据压缩、图像数据压缩。每个空间项目也可选用非CCSDS 建议的特定套用协定，以满足空间项目的特定需求。套用层PDU通常由传输层协定传输，某些情况下，也可以直接由网路层协定传输。其中， CCSDS档案传输协定CFDP具有传输层和套用层功能。制定无损数据压缩和无损图像压缩的目的都是为了能儘量多的传回有用的数据同时儘量少的占用星上的存储资源和链路频宽。

2、CPN主网的概念模型

对照ISO/OSI-RM模型，CCSDS建议书规定了空间信息网的概念模型，即CCSDS主网（CPN）。CPN由三个子网组成，星载网、地面网以及空间链路网（SLS），其中的核心是SLS。地面网包括整个地面支持网路，既有航天专用网，也有公用网。它既包括地基系统，也包括通过通信卫星的中继系统。CCSDS主网的概念模型已经得到广泛认可，这是天地一体化的概念模型，是完整的能向用户提供端到端的数据流通的网路模型。通常所说的航天通信测控网主要是指航天专用网，是整个空间信息网的一部分。

图2 CPN 主网概念模型

CPN提供了能够双向传输信息的8种业务，以支持不同类型的用户需求。它们分别是网间业务(Internet Service)、路径业务(Path Service)、包装业务 (Encapsulation Service)、多路复用业务(Multiplexing Service)、位流业务(Bitstream Service)、虚拟信道访问业务(Virtual Channel Access Service)、虚拟信道数据单元业务(Virtual Channel Data Unit Service)、插入业务(Insert Service)。其中网间业务和路径业务是通过整个CPN的“端到端”数据传输业务，以异步方式穿越整个CPN。也就是说，这两种业务需要SLS和星载/地面网的支持，在星载/地面网中，将不再保持数据包的顺序性。其余6种业务仅在空间链路子网SLS内部提供“点到点”的套用，可以工作在等时或异步模式，而且SLS将保持数据包的顺序性。

3、空间链路子网SLS

CPN的核心是空间链路子网，AOS建议参照开放系统互连（OSI）的层次模型，将SLS分为空间链路层(Space Link Layer)和物理信道层(Physical Charnel Layer)，分别对应于OSI的数据链路层和物理层，如下图所示。

图3 空间链路层与0SI层对应关係

空间链路层又由两个子层构成:虚拟信道链路控制(Virtual Channel Link Control，简称VCLC)子层和虚拟信道访问(Virtual Channel Access，简称VCA)子层，它们都位于物理信道层之上。在SLS的6种业务中，包装、复用、位流业务由VCLC子层提供，虚拟信道存取、虚拟信道数据单元、插入业务由VCA子层提供。

4、业务类型

图4 AOS业务和数据流模型

1）Internet业务

Internet业务用于在CPN的星上和地面网路之间传输互动式数据，如档案传输、电子邮件、远程终端访问等，直接映射于OSI－RM模型中的网路层，採用的是无连线的工作模式。Internet业务的业务数据单元长度可变，主要用于间歇性的数据传输，其数据速率相对较低，数据量属于低到中的水平。

2）路径业务

路径业务主要用于在比较固定的源与目的地之间传输数据，例如有效载荷的测量数据或遥测数据等，其目的是便于常规系统与AOS系统的接轨。它的数据速率属于中到高，数据量较大。它採用CCSDS版本1的源包作为业务数据单元，长度可变，用户数据可以是已经封装好的源包，也可以是位元组流，由AOS包装业务将其封装成源包。

与地面网路複杂多变的路由相比，路径业务的源与目的地之间的路由是固定的，而且由网路管理预先设计，不同的这种固定路由用“逻辑数据路径”（LDP）区分，每个需要穿越CPN的源包被贴上一个唯一的“路径标识符”标籤，而并不需要标明完整的源和目的地址，路由时就根据这个路径标识符和由网路管理制定的路由表确定源包的下一个节点。这种相对静止的路由路径业务实现简单，适合于星－地的通信环境，能够为大容量遥测类数据提供高效服务。

3）包装业务

由于CCSDS建议，在空间链路子网（SLS）内，面向位元组的SLS用户业务数据单元必须符合CCSDS版本1源包的格式，而上层业务，即Internet业务或者路径业务的业务数据单元并不全是版本1的源包，如Internet业务提供的是IP数据包，路径业务也有可能提供位元组流型的数据。因此，需要在这些“非源包”进入SLS之前对它们进行包装。

在包装业务中，长度可变的位元组流型的用户业务数据单元，或不符合CCSDS版本1源包格式的数据包被封装成适合于SLS传输的CCSDS版本1源包，这种版本1源包就是包装业务的协定数据单元。

包装业务与路径业务的协定数据单元都是版本1的源包，但是这两种业务不是在同一个层次上的，例如同是遥测数据，如果是在SLS同一子系统内，则由包装业务进行包装，如果是来自其他子系统通过本空间链路，则是路径业务。所以向路径业务提供数据的同时还需指定路径。

4）多路复用业务

多路复用业务使不同用户的业务数据单元可以在同一虚拟信道上传输。它可以接受包装业务和路径业务的数据单元，将这些长度可变、符合CCSDS版本1源包格式的业务数据单元集合在一起，组成长度固定，而且正好适合一个虚拟信道数据单元数据域长度的数据块。这些不同的业务数据单元由包导头中的套用过程标识符区分，在接收端，根据该标识符和包长度标誌可以恢复出独立源包。

5）比特流业务

比特流业务面向的是比特流型的数据，这些数据的内部结构和划分对CPN是透明的。比特流业务将SLS用户的比特型数据流划分成适合虚拟信道数据单元数据域长度的块，有时为了符合这种固定长度的要求，还需要填充一些数据，在接收端则需去除这些填充数据，这一过程对上层用户来说是透明的。不同用户的比特流数据不能多路复用在同一虚拟信道上传输。比特流业务一般採用异步或等时传输，将保持数据的顺序性，例如高速率图像数据的传输可以採用等时的比特流业务。

6）虚拟信道访问业务

虚拟信道访问业务用于传送专用业务数据单元，它的长度正好符合虚拟信道数据单元数据域大小，而其内部结构则不为CPN所知，CPN要做的就是把这种业务数据单元直接填充进虚拟信道数据单元然后传送即可。这一访问业务也可服务于CCSDS之外的其他协定标準，其他协定格式的业务数据单元，如HDLC，可以通过该访问业务使用SLS空间链路提供的服务。

7）虚拟信道数据单元业务

虚拟信道数据单元业务通过SLS传输不同SLS用户的长度固定、面向位元组的虚拟信道协定数据单元（VCDU）或是经过RS编码后的编码虚拟信道协定数据单元（CVCDU）。不同于星载网或者地面网上使用SLS服务的Internet业务和路径业务，使用虚拟信道数据单元业务的用户是另外的CCSDS授权了的，安全的SLS用户，它们产生的协定数据单元具有和虚拟信道协定数据单元一样的格式和长度，可以直接通过SLS提供的虚拟信道复用到空间物理信道中进行传输。

8）插入业务

插入业务使专用位元组型低速业务数据单元能够高效利用SLS信道进行等时传输。插入业务数据单元放在每一虚拟信道数据单元的插入域中，与其他类型的业务数据单元共用同一VCDU或CVCDU传输。CCSDS建议数据速率如果低于10Mbps，可以考虑採用插入域进行等时传输；速率高于10Mbps的等时数据适合採用比特流业务用专门的虚拟信道进行传输。使用等时插入业务的典型例子有中等速率的话音数据的传输、远程操作控制等。

如果在一个物理信道上使用了插入业务，该信道上的所有虚拟信道数据单元都必须保留插入域。为了降低实现複杂度，CCSDS还建议插入业务与虚拟信道数据单元业务不在同一物理信道上同时使用。

5、业务质量等级

业务等级一要求有请求重传控制机制（ARQ），需要双工信道，数据传输採用编码虚拟数据单元（CVCDU），数据单元编码为RS 码，对可靠性极高的数据可以归为此类；等级二数据单元进行RS 编码，数据传输採用CVCDU，当误码率为10时，经过编码纠错后可达到 10，满足一般数据传输要求；等级三业务依赖于物理信道特性可以没有差错控制，数据传输採用虚拟信道单元（VCDU）头部有 RS（10, 6）纠错码控制, 数据段循环冗余（CRC）检错，要求VCDU 丢失率小于10。