DIN EN 16603-50-2014 Space engineering - Communications English version EN 16603-50 2014《航天工程 通信 英文版本EN 16603-50-2014》.pdf

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1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 26DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%Englische Fassung EN 16603-50:2

2、014Space engineering Communications;English version EN 16603-50:2014Ingnierie spatiale Communications;Version anglaise EN 16603-50:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 78 SeitenDIN EN 16603-50:2014-12 2 Nationales Vorwort Dieses Dokument (EN 166

3、03-50:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikations- und Navigationssystemen“ im DIN-No

4、rmenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16603-50:2014) basiert auf ECSS-E-ST-50C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16603-50:2014. Dieses Dokument wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsys

5、temen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16603-50:2014-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begriffe, Symbole und Abkrzungen 3 Begriffe, Symbole u

6、nd Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ECSS-S-ST-00-01, insbesondere der folgende Begriff: Funktion 3.2 Fr diese Norm spezifische Begriffe 3.2.1 Kanal Kombination aus Protokoll und Medium, die einen Ende-zu-Ende-Bitbertragungsschichtd

7、ienst bereitstellt Anmerkung 1 zum Begriff: Dies ist die bertragung des unstrukturierten Bitstroms von Punkt-zu-Punkt. 3.2.2 Kommunikationsdienst Dienst, der die Fhigkeit zur Datenbewegung zwischen Nutzern ermglicht Anmerkung 1 zum Begriff: Mindestens zwei Nutzer sind bei der Verwendung eines Kommun

8、ikationsdienstes beteiligt, einer, der Daten sendet und mindestens ein anderer, der Daten empfngt. 3.2.3 wechselseitige Untersttzung Verwendung eines Teils der Datensystemressourcen einer Partei durch eine andere Partei, um deren eigenes System zu ergnzen 3.2.4 Entitt aktives Element innerhalb eines

9、 Systems 3.2.5 Schnittstelle Beschreibung der Verbindung zwischen realen oder abstrakten Objekten 3.2.6 isochroner Dienst Dienst, fr die Datenbertragung mit einer festgelegten maximalen Abweichung vom Nennwert einer Ende-zu-Ende-Verzgerung 3.2.7 Protokoll Satz von Regeln und Formaten (semantisch und

10、 syntaktisch), die das Kommunikationsverhalten von Schicht-entitten bei der Ausfhrung der Kommunikationsfunktionen bestimmen 3.2.8 Dienst Fhigkeit einer Schicht und der Schichten darunter (ein Dienstanbieter), die Dienstbenutzern an der Grenze zwischen dem Dienstanbieter und den Dienstbenutzern bere

11、itgestellt wird DIN EN 16603-50:2014-12 4 Anmerkung 1 zum Begriff: Der Dienst legt das uere Verhalten des Dienstanbieters fest, unabhngig von den Mechanismen, die zur Bereitstellung dieses Verhaltens verwendet wurden. Schichten, Schichtentitten und Anwendungs-Dienstelemente sind Beispiele von Kompon

12、enten eines Dienstanbieters. 3.2.9 Dienstdateneinheit Informationsmenge deren Identitt bei der bertragung zwischen gleichrangigen Entitten in einer gegebenen Schicht erhalten bleibt und die nicht durch die untersttzenden Entitten in dieser Schicht interpretiert wird 3.2.10 Dienstanbieter abstrakte R

13、eprsentation der Gesamtheit der Entitten, die Dienstbenutzern einen Dienst bereitstellen Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Dienstanbieter umfasst Entitten in der Schicht, in der der Dienst bereitgestellt wird und in den Schichten darunter. 3.2.11 Dienstbenutzer Entitt in einem einzelnen System, die einen

14、 Dienst benutzt Anmerkung 1 zum Begriff: Der Dienstbenutzer benutzt den Dienst mittels einer Sammlung von Dienstelementen, die fr den Dienst festgelegt sind. 3.2.12 Simplex Kommunizieren in einer Richtung von der Datenquelle zur Datensenke 3.2.13 Quelle Entitt, die Dienstdateneinheiten unter Verwend

15、ung eines Dienstanbieters sendet 3.2.14 Senke Entitt, die Dienstdateneinheiten von einem Dienstanbieter empfngt 3.2.15 Fernsteuern Kommunikationsverbindung von Boden zu Weltraum, durch die ein Raumfahrzeug gesteuert wird 3.2.16 Telemetrie Housekeeping-Daten und Nutzlastdaten Anmerkung 1 zum Begriff:

16、 Housekeeping-Telemetrie wird blicherweise bei niedriger Rate bertragen, Nutzlastdaten knnen jedoch bei sehr hoher Rate bertragen werden. 3.2.17 Telemetrieverbindung Verbindung vom Raumfahrzeug zum Boden, ber die im Raumfahrzeug erzeugte Daten an den Boden bermittelt werden 3.2.18 Nutzer Dienstbenut

17、zer 3.2.19 Benutzeranwendung Anwendung die Datenverarbeitungssystemdienste verwendet Anmerkung 1 zum Begriff: Eine Anwendung kann eine Software-Entitt oder eine Nicht-Software-Entitt sein, die ein Bordsystem regelt. DIN EN 16603-50:2014-12 5 3.3 Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten di

18、e Abkrzungen nach ECSS-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen: AIT Baugruppe, Integration und Test (en: assembly, integration, and test) AR Abnahme-Review (en: acceptance review) ARQ automatische Wiederholungsanfrage (en: automatic repeat request) BER Bitfehlerquote (en: bit error rate) CCITT Interna

19、tionaler beratender Ausschuss fr den Fernsprech- und Funkdienst (en: Consultative Committee for International Telegraph and Telephone) CCSDS Beratender Ausschuss fr Raumfahrtdaten-Systeme (en: Consultative Committee for Space Data Systems) CDMU zentrale Datenmanagementeinheit (en: central data manag

20、ement unit) CDR kritisches Design-Review (en: critical design review) CSAD Dokument der Kommunikationssystemanalyse (en: communication system analysis document) CSADD Dokument zum Entwurf des Aufbaus eines Kommunikationssystems (en: communication system architectural design document) CSBD Grundlagen

21、definition des Kommunikationssystems (en: communication system baseline definition) CSDDD Dokument zur Entwicklungsphase des Kommunikationssystems (en: communication system detailed design document) CSOM Betriebshandbuch des Kommunikationssystems (en: communication system operations manual) CSPD Dok

22、ument zum Profil des Kommunikationssystems (en: communication system profile document) CSRD Dokument zu den Kommunikationssystemanforderungen (en: communication system requirements document) CSVP Prfplan des Kommunikationssystems (en: communication system verification plan) DRD Dokumenten-Anforderun

23、gsdefinition (en: document requirements definitions) EIRP quivalente isotrope Strahlungsleistung (en: equivalent isotropically radiated power) EMV elektromagnetische Vertrglichkeit (en: electromagnetic compatibility, EMC) ISO Internationale Organisation fr Normung (en: International Organization for

24、 Standardization) ITU Internationale Fernmeldeunion (en: International Telecommunication Union) ITU-R ITU-Funkkommunikation (en: ITURadiocommunication) ITU-RR ITU-Vollzugsordnung (en: ITURadio Regulations) LEOP Start und frhe Betriebsphase (en: launch and early operations phase) MEC Leitstelle fr Ex

25、perimente bei Raumfahrtmissionen (en: mission experiment centre) OSI Kommunikation offener Systeme (en: open system interconnection) OCC Betriebskontrollzentrum (en: operational control centre) PDR vorlufiges Design-Review (en: preliminary design review) PFD Leistungsflussdichte (en: power flux dens

26、ity) QR Qualifikations-Review (en: qualification review) RF Hochfrequenz, Funkfrequenz (en: radio frequency) SDU Dienstdateneinheit (en: service data unit) SRR Systemanforderungs-Review (en: system requirements review) TT to ensure that the RF links to and from the spacecraft can be used for orbit d

27、etermination and ranging; to ensure reliable and error free end-to-end communication between ground stations and the spacecraft; to enable the use of the same ground segment infrastructure by different spacecraft; EN 16603-50:2014 (E) DIN EN 16603-50:2014-12 14 to ensure that standard communication

28、interfaces are provided to the spacecraft payloads and experiments in order to simplify the spacecraft development process; to enable cross support between agencies. Cross support can be beneficial for many reasons, including: Technical: to attain additional network coverage or to conduct some progr

29、ammatic endeavour, such as very long baseline interferometry measurements. Economic: to avoid the expense of duplicate implementation, especially to meet some short term requirement. Emergency: to increase mission support over that normally planned. Research: to avoid the cost and time delay of repe

30、ating investigations or re-flying an experiment and to obtain unique data acquired in the past and held by another agency. These arguments were apparent as long ago as the early 1970s. For this reason, the Consultative Committee for Space Data Systems (CCSDS) was established to standardize space lin

31、k protocols. Where appropriate, this ECSS Standard calls up CCSDS recommendations directly. Space communication engineering involves many different disciplines. The physical layers of wireless communications links are the preserve of RF or optical specialists, and wired links are the speciality of a

32、nalogue electronics engineers. The electronic components that implement the communication services are designed and implemented by analogue and digital electronics engineers, and the design of the protocols used in the provision of services is entrusted to protocol experts. In many cases, the higher

33、 level services and protocols are implemented in software by specialized software engineers. Other ECSS Standards which are applicable to this discipline are called up within this Standard. 4.2 Overall space communication Figure 4-1 shows an example of a configuration for a space communication syste

34、m. NOTE This configuration includes a space-to-space link between two flight elements. Spacecraft 2 (e.g. Probe, Lander) Spacecraft 1 (e.g. Orbiter) Ground station Operations control centre (OCC) Mission experiment centre (MEC) Space link (Space-to -space) Space link (Space-to -ground) Terrestrial l

35、ink Terrestrial link Figure 4-1: Example configuration of a space communication system EN 16603-50:2014 (E)DIN EN 16603-50:2014-12 15 The overall data communication requirement is to transfer data to and from any element of the space system in accordance with the mission requirements. The elements o

36、f a space communication system are described in the following paragraphs. In a real space communication system, the number and type of elements actually present can vary. For example, in complex missions, there can be several spacecraft, and multiple ground stations. In other missions, a single spac

37、ecraft can be controlled from a single operation control centre, without a mission experiment centre. The space communication system elements are: a spacecraft linked to the ground via a space link (space-to-ground). This can also be linked to other spacecraft, landers, and probes via space-to-space

38、 (proximity) links; other spacecraft, landers, and probes linked only with the main spacecraft via proximity links; a ground station that forms the terrestrial end of the space-to-ground space link, and is connected to the operational control centre via a terrestrial link; an operational control cen

39、tre (OCC), connected to the ground station via a terrestrial link. The OCC is used to control the spacecraft; a dedicated mission experiment centre (MEC) connected to the operations control centre. Mission payloads and experiments are operated from the MEC. Each element includes a data handling syst

40、em, which provides three main communication functions: managing data communication interfaces internal to the element (internal links); managing data communication interfaces with external links (i.e. space links and terrestrial links to other elements); performing data processing for the transfer b

41、etween internal and external links. The data handling for transferring data from a sending element to a receiving element of the space communication system via an external link consists of: For the down-link data stream: At sender side o Acquisition of data from subsystems. o Processing and formatti

42、ng of the data stream for transmission to the ground via the external link as telemetry. o Forwarding of the data stream via the external link. At receiver side o Acquisition of the data stream from the sender via the external link. EN 16603-50:2014 (E) DIN EN 16603-50:2014-12 16 o De-formatting and

43、 processing for delivery to receiver internal elements (e.g. space system user for a link between ground station and OCC) and for transfer to the next element via an external link (e.g. transfer from ground station to OCC). o Delivery of data to receiver internal elements (e.g. space system user). F

44、or the up-link data stream: At sender side o Acquisition of data from space system user. o Processing and formatting of the data stream for transmission to the spacecraft via the external link as telecommand. o Forwarding of the data stream via the external link. At receiver side o Acquisition of th

45、e data stream from the sender via the external link. o De-formatting and processing for delivery to receiver internal elements (e.g. spacecraft subsystems for a link between ground station and spacecraft) and for transfer to the next element via an external link. o Delivery of data to receiver inter

46、nal elements (e.g. commands to spacecraft subsystems). The type of data to be transmitted can be telemetry, files, video, and digital voice for the down-link, and telecommands, files, video, and digital voice for the up-link. For each type of data transmission, protocols defined by CCSDS or other st

47、andardization bodies may be used. Figure 4-2 shows some of the CCSDS and internet protocols that can be used over the space-to-ground space link. This figure illustrates five of the seven ISO reference model layers defined in ISO 7498 (the session and presentation are not shown). EN 16603-50:2014 (E

48、)DIN EN 16603-50:2014-12 17 Application Layer CCSDS File Delivery Protocol (CFDP) CCSDS 727.0-B Transport Layer Network Layer Data Link Layer Protocol Sub-layer Synchronization and Coding Sub-layer Physical Layer SCPS-FP CCSDS 717.0-B FTP RFC-959 Application Specific Protocols SCPS-TP CCSDS 714.0-B

49、TCP RFC-793 Lossless Data Compression CCSDS 121.0-B UDP RFC-768 SCPS-NP CCSDS 713.0-B IP version 4 RFC-791 IP version 6 RFC-1883 Space Packet Protocol CCSDS 133.0-B TC Space Data Link Protocol CCSDS 232.0-B AOS Space Data Link Protocol CCSDS 732.0-B Proximity-1 Space Link Protocol CCSDS 211.0-B TM Space Data Link Protocol CCSDS 132.0-B Packet Telemetry CCSDS 102.0-B TC Synch. and Channel Coding CCSDS 201.0-B RF and Modulation Systems CCSDS 401.0-B CCSDS Time Code Format