一、慨述
在通信、計算機(jī)、數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)中,以規(guī)定格式、控制功能部件之間的相互作用和通信的一組正式約定;規(guī)定功能部件在進(jìn)行通信時的行為的一組正式語義和語法規(guī)則;在分層通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi),用來促成分層結(jié)構(gòu)內(nèi)的功能互操作的一組正式規(guī)程;這些約定、語義/語法規(guī)則、規(guī)程統(tǒng)稱為通信協(xié)議(以下簡稱協(xié)議)。協(xié)議能控制網(wǎng)絡(luò)的各個部分,各類服務(wù)和管理過程。例如數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議,根據(jù)特定的傳輸模式、控制過程,恢復(fù)過程,說明在數(shù)據(jù)鏈路上進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的方法。
協(xié)議控制信息通常由通信設(shè)備的詢問和響應(yīng)組成,用來確定通信鏈路兩端設(shè)備各自的能力;分層系統(tǒng)中,在同一指定層上的實體間,為完成它們的共同操作,利用低一層提供的服務(wù)交換信息。
新一代短波通信網(wǎng)絡(luò)實際上是一種無線分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò),采用OSI七層結(jié)構(gòu)參考模型,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在OSI各層中的相互關(guān)系:
HF網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實體和在實體接口上的用戶程序之間,采用服務(wù)原語交換信息;協(xié)議實體與遠(yuǎn)端對等實體之間以協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)傳送信息,協(xié)議和數(shù)據(jù)使用同類波形(BWO-BW4五種突發(fā)波形)以8PSK調(diào)制到1800HZ副載頻上。
下面分別從自動鏈路建立、數(shù)據(jù)鏈路、HF網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用方面詳細(xì)介紹各種協(xié)議。
二、第三代自動鏈路建立(3G-ALE)協(xié)議
3G-ALE協(xié)議與HF數(shù)據(jù)鏈路的業(yè)務(wù)管理(TM)、高速數(shù)據(jù)鏈路(HDL)、低速數(shù)據(jù)鏈路(LDL)、電路鏈路(CLM)諸協(xié)議形成了一個相互依賴的3GHF協(xié)議族,是新一代短波通信的專門技術(shù)。3G-ALE大大提高了重負(fù)荷信道的鏈接能力鏈接速度,提高了面向數(shù)據(jù)的大型網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率。
2.1 3G-ALE數(shù)據(jù)鏈路
3G系統(tǒng)在網(wǎng)管接口上實施以上數(shù)據(jù)機(jī)構(gòu):
2.1.1臺站本址
每個臺站工作表的地址,是進(jìn)入工作表的索引。
2.1.2臺站工作表
女
3G-ALE臺站工作表可存儲至少128個條目,每條目包括:臺站呼叫符號(15個ASCII-38字符)、3G地址(11比特)、多址通信標(biāo)志(是否與該臺監(jiān)聽的多址相關(guān))、有效地址信道、每個呼叫信道與業(yè)務(wù)信道鏈路質(zhì)量檢測、當(dāng)前臺站狀態(tài)等。
2.1.3信道表
至少存儲128個信道條目,獨(dú)特標(biāo)志表明建立2G/3G鏈路,還是業(yè)務(wù)通信。每條目信道包括發(fā)/收頻率、天線設(shè)置、調(diào)制類型和功率限制等。
2.2服務(wù)原語
3G-ALE實體(物理層)與實體接口上高層用戶程序之間交換信息使用的服務(wù)原語,例如LE-LINK-Req表示ALE用戶程序請求建立鏈路,包括目的地址、呼叫類型、業(yè)務(wù)類型、優(yōu)先級、呼叫信道、業(yè)務(wù)信道等參數(shù)。
2.3協(xié)議數(shù)據(jù)單元
鏈路建立協(xié)議數(shù)據(jù)單元(LE-PDU),采用突發(fā)波形BWO發(fā)送和接收,傳輸順序按PDU中的域從左到右;域中的位從高(MSB)到低(LSB)順序發(fā)送。
2.4同步駐留結(jié)構(gòu)
3G-ALE可在同步/異步模式中運(yùn)行,同步模式系統(tǒng)可識別異步模式掃描信號、呼叫地址。當(dāng)使用同步模式掃描時,3G系統(tǒng)在每個分配信道駐留4秒,每個同步駐留時間分為五個800毫秒的時隙,時隙0為調(diào)諧和監(jiān)聽時間;時隙1~4用于呼叫信道上的PDU同步交換。
2.5 3G-ALE
用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、狀態(tài)、事件、行動、定時和狀態(tài)轉(zhuǎn)換描述3G-ALE協(xié)議的特性,同步模式和異步模式協(xié)議分別用不同特征定義,這些特性僅僅說明適應(yīng)了系統(tǒng)的空中傳播特性。
2.5.1同步模式協(xié)議
同步模式鏈路建立協(xié)議應(yīng)符合時隙選擇、單呼、選呼、多站點呼叫、廣播呼叫、鏈路釋放、時序特性一系列要求。建立鏈路后,系統(tǒng)等待時間不應(yīng)超過預(yù)置時間,如果等待時間內(nèi)業(yè)務(wù)還未建立,系統(tǒng)重新進(jìn)入掃描狀態(tài)。
2.5.2異步模式協(xié)議
LE呼叫PDU之后,不斷重復(fù)發(fā)送LE-掃描呼叫,以捕獲掃描接收(類似2G-ALE),異步模式握手為自我定時;異步模式進(jìn)入同步網(wǎng)采用發(fā)送常規(guī)掃描呼叫或擴(kuò)展掃描呼叫選址到這些臺站。
2.6同步管理協(xié)議
同步運(yùn)行的3G網(wǎng)絡(luò),使用GPS等外置設(shè)備維持同步,當(dāng)外部參考時間無效時則使用該協(xié)議。同步管理協(xié)議支持同步保持、補(bǔ)償時基漂移;用于遲后入網(wǎng)的報時服務(wù);網(wǎng)絡(luò)成員臺站初始時間分配。
同步管理協(xié)議數(shù)據(jù)單元包括群定時廣播LE-GTBPDU、同步檢驗PDU和同步補(bǔ)償PUD。
2.7呼叫3G網(wǎng)絡(luò)
在網(wǎng)絡(luò)中沒有分配到地址的臺站,可使用隨機(jī)選擇的網(wǎng)絡(luò)入口地址(形式為1111×××××××)呼叫3G網(wǎng)絡(luò),并按相應(yīng)呼叫協(xié)議使用該地址接入呼叫。當(dāng)一個主呼叫進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的臺站,像網(wǎng)絡(luò)成員那樣正規(guī)操作時,使用3G分組協(xié)議把網(wǎng)絡(luò)操作數(shù)據(jù)(新入網(wǎng)臺站本機(jī)地址、信道表 )傳送到入網(wǎng)的臺站。
2.8通知協(xié)議特性
在跟蹤臺站和信道狀態(tài)中,使用信道時間提供需要復(fù)原的附加功能,網(wǎng)絡(luò)管理者恢復(fù)操作通知協(xié)議。
當(dāng)臺站狀態(tài)變化或定時器提示通知時,臺站廣播一個LE-通知PDU,以有效地將臺站狀態(tài)通知給其他網(wǎng)絡(luò)成員。
異步網(wǎng)中,如果傳播數(shù)據(jù)不能用其他方法取得,則要求探測,周期性地發(fā)送表示臺站狀態(tài)的LE-通知PDU。
同步網(wǎng)絡(luò)中,隨機(jī)選擇時隙單獨(dú)發(fā)送LE-通知PDU,異步網(wǎng)絡(luò)中,在發(fā)送之前,監(jiān)聽之后發(fā)送LE-通知PDUMC+1次(C-掃描信道數(shù),M-掃描呼叫系數(shù))。
三、HF數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(HFDLP)
開放系統(tǒng)體系中的數(shù)據(jù)鏈路層,提供在用戶端的各種設(shè)備和交換中心間,網(wǎng)絡(luò)兩個交換中心間建立、保持和釋放鏈路所需的功能、規(guī)程和協(xié)議;在站點高級邏輯和數(shù)據(jù)鏈路間提供接口(含位置入或提取,解釋地址和控制字段,指令響應(yīng)的產(chǎn)生、發(fā)送和解釋,幀校驗系列計算和解釋)。
3.1業(yè)務(wù)管理(TM)協(xié)議
TM協(xié)議用作使用3G-ALE協(xié)議建立鏈接后協(xié)調(diào)同等的業(yè)務(wù)交換。隨著ALE的結(jié)束,參與鏈接的臺站進(jìn)入TM協(xié)議業(yè)務(wù)建立階段,TM協(xié)議建立傳輸業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)鏈路。參與連接的臺站一旦建立了連接,臺站身份、連接拓?fù)、鏈接方式和使用頻率均已確定。
3.1.1業(yè)務(wù)類型
在TM協(xié)議中用來表示規(guī)定的數(shù)據(jù)體類型,使用定義的術(shù)語,以識別用TM協(xié)議建立的業(yè)務(wù)鏈路上傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)類型。
3.1.2TM服務(wù)原語
例如:服務(wù)原語TM-Connect-Req:由用戶程序向TM實體發(fā)出建立業(yè)務(wù)鏈路的請求,包括拓?fù)洹I(yè)務(wù)類型、(主臺/從屬臺)角色、優(yōu)先等級、地址等參數(shù)。
3.1.3TM協(xié)議數(shù)據(jù)單元
TM協(xié)議有TM-RedTM-CONF和TM-TERM三種PDU,分別用類型域數(shù)值0,1,2,來區(qū)別。全部TM PDU有共同的格式采用突發(fā)波形BW1發(fā)送和接收。
3.1.4TM協(xié)議特征
使用事件(實體響應(yīng)的事件)、行動(實體響應(yīng)這些事件采取的行動)、數(shù)據(jù)項(實體應(yīng)用和保存的數(shù)據(jù)項)等術(shù)語,提供狀態(tài)圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表,詳細(xì)說明TM實體的運(yùn)轉(zhuǎn)特性。根據(jù)業(yè)務(wù)鏈路種類對點到點分組業(yè)務(wù)鏈路、點到點電路鏈路和多站點電路鏈路的定時特性分別確認(rèn)時間間隔和定時要求。
3.2高速數(shù)據(jù)鏈路(HDL)協(xié)議
HDL協(xié)議用于建立的HF鏈路上發(fā)送接收臺站之間,數(shù)據(jù)報的點到點傳輸,并有選擇的將接收錯誤的數(shù)據(jù)重發(fā)(ARQ)。通過HDL傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報,是一個有限的8比特數(shù)據(jù)字序列。HDL協(xié)議適宜在完好的HF信道條件下,傳輸相對長的數(shù)據(jù)報。
3.2.1HDL服務(wù)原語
例如當(dāng)用戶有一個數(shù)據(jù)報要在已建立的HF鏈路上發(fā)送時,由用戶程序發(fā)出發(fā)送請求服務(wù)原語HDL-Send-Req其參數(shù)為要傳的數(shù)據(jù)報和num pkt(即每個Tx幀傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組數(shù)量np)。
●HDL-DATA PDU是一個np數(shù)據(jù)分組序列(np=24、12、6、3、np的取值由最新的發(fā)送/接收請求服務(wù)原語的num pkt參數(shù)確定)。即發(fā)射幀(Tx),其中每個數(shù)據(jù)分組的有效載荷為233個字節(jié)(1864bps),序列號17bps。有效載荷字節(jié)按其在數(shù)據(jù)報出現(xiàn)的順序發(fā)送。
●HDL-ACK PDU傳送選擇性認(rèn)可,在HDL-DATA PDU中每個數(shù)據(jù)分組以一位ACK掩碼形式包含單個比特,每個比特指示對應(yīng)的數(shù)據(jù)分組是否無錯接收(1=ACK,0=NAK),該PDU由收端傳送的發(fā)端。
●HDL-EOM PDU表示發(fā)射臺接收了接收臺在數(shù)據(jù)報中傳送的每個數(shù)據(jù)分組的認(rèn)可,且不再為數(shù)據(jù)發(fā)送HDL-DATA PDU。在正向傳輸時間間隔內(nèi),盡可能多次發(fā)送,以提高無錯接收慨率。
3.2.3HDL協(xié)議特性
HDL協(xié)議運(yùn)轉(zhuǎn)特性用時間和行動術(shù)語確定HDL運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),用數(shù)據(jù)項確定轉(zhuǎn)換條件,以兩種等效方法狀態(tài)圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換表示。
HDL協(xié)議定時特性與TM協(xié)議定時特性一起分析,PDU使用突發(fā)波形BW2。
3.3低速數(shù)據(jù)鏈路(LDL)協(xié)議
LDL協(xié)議用作已建立的HF鏈路點到點數(shù)據(jù)報傳輸,數(shù)據(jù)報是一個有限長的8bps數(shù)據(jù)字節(jié)的有序序列。LDL協(xié)議適合惡劣的HF信道條件下為所有長度數(shù)據(jù)報提供改善性能,或者在所有信道條件下,為短數(shù)據(jù)報道提供改善性能。
3.3.1LDL服務(wù)原語
例如用戶有數(shù)據(jù)報要使用LDL協(xié)議在已建立的HF鏈路上發(fā)送,則由用戶程序發(fā)出LDL-Send-Req發(fā)送請求服務(wù)原語。其參數(shù)為數(shù)據(jù)報和Pkt長度(每個數(shù)據(jù)分組中的有效載荷數(shù)據(jù)字節(jié)和填充字節(jié)的數(shù)量為64、128、256、512)。
3.3.2LDL協(xié)議數(shù)據(jù)單元
●LDL-DATA PDU為一個發(fā)射幀(Tx),其中每個數(shù)據(jù)分組的有效載荷有512、1024、2048、或4096比特,序列號17比特,控制8比特。
●LDL-ACK PDU用作傳輸認(rèn)可,由接收臺站發(fā)給發(fā)送臺站。
●LDL-EOM對發(fā)送臺收到接收臺傳送的數(shù)據(jù)報中每個數(shù)據(jù)分組認(rèn)可,且不再為數(shù)據(jù)報發(fā)送LDL-DATA PDU。在正向傳輸時間間隔內(nèi),盡可能多次發(fā)送LDL-EOM PDU。以使無差錯接收概率最大。
3.3.3LDL協(xié)議特征
LDL運(yùn)轉(zhuǎn)特性和定時特性的描述與HDL協(xié)議相同。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)PDU使用突發(fā)波形BW4。
3.4電路鏈路控制(CLC)協(xié)議
CLC在已建立的電路鏈路上監(jiān)控和協(xié)調(diào)業(yè)務(wù),提供簡單的發(fā)前監(jiān)聽、通道控制。
3.4.1CLC服務(wù)原語
例如:CLC行動請求服務(wù)原語(CLC-Active-Req),由用戶程序發(fā)給CLC實體,請求CLC給出優(yōu)先等級,開始監(jiān)視和判斷是否接入當(dāng)前建立的電路鏈路,CLC設(shè)定業(yè)務(wù)優(yōu)先等級的參數(shù)值。
3.4.2CLC協(xié)議數(shù)據(jù)單元
CLC與遠(yuǎn)程對等實體之間不交換PDU。
3.4.3CLC協(xié)議特征
待機(jī)狀態(tài)下,CLC不監(jiān)視鏈路業(yè)務(wù)或控制鏈路接入;建立鏈路時,啟動鏈路的臺站CLC進(jìn)入預(yù)備狀態(tài),然后監(jiān)視鏈路上業(yè)務(wù);當(dāng)檢測到送出/進(jìn)入業(yè)務(wù)時,CLC從預(yù)備狀態(tài)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的發(fā)送/接收狀態(tài);業(yè)務(wù)結(jié)束時,轉(zhuǎn)入等待補(bǔ)償狀態(tài),達(dá)到補(bǔ)償間隔時長后,返回到預(yù)備狀態(tài)。狀態(tài)圖根據(jù)事件和行動術(shù)語規(guī)范CLC運(yùn)轉(zhuǎn)特性。
四、HF網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
當(dāng)傳播不支持直接鏈路時,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行支持間接路由傳遞信息。HF網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包括HF網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(HNMP)、中繼管理協(xié)議(HRMP)和用于自動化站點中的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(SDLP)、站點狀態(tài)協(xié)議(HSSP)。
4.1HF網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議
將簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)用戶HF網(wǎng)絡(luò),并適當(dāng)修改(以減少網(wǎng)管協(xié)議占用帶寬開銷),這種SNMP與增強(qiáng)型HF電臺的結(jié)合,稱為HNMP。SNMP是最廣泛應(yīng)用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn),成為事實上的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理國際性標(biāo)準(zhǔn)。SNMP的網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn),成為事實上的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理國際性標(biāo)準(zhǔn)。SNMP的網(wǎng)管體系結(jié)構(gòu)由管理者、管理代理和管理信息庫(MIB)組成。SNMP是一個異步請求/響應(yīng)協(xié)議,有四種基本的協(xié)議交換過程,四個PDU。
●Get Request/Response 提。聪虬l(fā)送指定的網(wǎng)管信息。
●Get-next Request 提供掃描MIB樹并依次檢索數(shù)據(jù)。
●SetRequest對管理信息進(jìn)行控制。
●Trap通報重要事件的發(fā)生(由代理發(fā)給管理者)。
簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議第二版本(SNMPV2)用于HF網(wǎng)管有如下改進(jìn):
●HFMIB定義的對象標(biāo)識,使用縮位編碼,有利于HF傳輸。
●HNMP取信息行的操作類似SNMPV2取信息塊的操作。
●個人識別號碼(PIN)的識別有效。
在HF網(wǎng)絡(luò)中的所有HF無線電設(shè)備都應(yīng)實現(xiàn)SNMP功能,收、發(fā)裝置和相關(guān)RF設(shè)備、ALE控制器、LP、數(shù)據(jù)Modem和相關(guān)鏈路控制器以及HFNC都能使用MIB模塊,沒有HNMP功能的設(shè)備,通過代理來管理,代理負(fù)責(zé)HNMP指令和設(shè)備特定指令集之間的轉(zhuǎn)換。
所有代理(包括網(wǎng)絡(luò)站點)必須支持用戶數(shù)據(jù)報(UDP)和IP,因為那些不支持TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不能被直接管理,HF網(wǎng)絡(luò)中有多個SNMP代理,可作為那些不支持SNMP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的委托代理,通常委托代理可以受委托于多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
SNMP在HF網(wǎng)絡(luò)中使用要點:⑴網(wǎng)絡(luò)管理者借助與網(wǎng)絡(luò)單元中代理臺信息,監(jiān)控該網(wǎng)絡(luò)單元。⑵代理臺收集到的信息,以異步方式發(fā)送到管理臺,通告重要事件。⑶MIB面向TCP/IP,數(shù)據(jù)對象定義用ASN.1表示。⑷對象名稱與數(shù)值用ASN.1基本編碼規(guī)則編碼。⑸網(wǎng)絡(luò)成員不執(zhí)行SNMP時,通過委托代理臺將SNMP信息轉(zhuǎn)換成非SNMP成員能接受的專用信息。⑹使用一般鑒別,以類似HF鏈路保護(hù)(LP)的思路擴(kuò)展。(未完待續(xù))
----《通信世界報》