ICS 25.040 CCS N 10
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T 42019—2022
基于时间敏感技术的宽带工业总线 AUTBUS 系统架构与通信规范
AUTBUS boradband industrial fieldbus based on time-sensitive technology-
Systemarchitectureand communication specification
2023-05-01实施
2022-10-12发布
国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会
发布 GB/T42019—2022
次
目
前言 1 范围
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规范性引用文件术语和定义、缩略语、符号、约定…. 3.1 术语和定义 3.2 缩略语 3.3 符号 3.4 约定 3.4.1 通用约定 3.4.2 原语 3.4.3 状态机描述数据类型 4.1 概述 4.2 基本数据类型
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4.2.1 有符号整型INT)编码 4.2.2 无符号整型(UINT)编码 4.2.3 浮点（FLOAT)类型编码 4.2.4 时间（TIMEV)类型编码 4.2.5 日期（TIMEDATE)类型编码 4.2.6 时刻（TIMEOFDAY)类型编码· 4.2.7 时差（TIMEDIFFER)类型编码 4.2.8 字符串（STRING)类型编码 4.2.9 位图(BITMAP)类型编码. 4.3复合数据类型. 4.3.1 结构体（STRUCT)类型编码： 4.3.2 数组（ARRAY)类型编码系统架构 5.1 概述 5.2 网络拓扑 5.3 协议栈架构系统管理 6.1 概述· 6.2 系统管理流程 6.3 系统管理信息库 6.3.1 概述 6.3.2 设备配置信息表
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6.3.3 工作模式信息表 6.3.4 同步管理信息表 6.3.5 系统诊断维护信息表 6.3.6 通信资源管理信息表 6.3.7 链路节点管理信息表… 6.3.8 链路超时管理信息表 6.3.9 时间管理信息表. 6.3.10 网络管理信息表物理层· 7.1 物理层概述· 7.2 物理层资源· 7.2.1 信号顿 7.2.2 OFDM符号 7.2.3 码块 7.2.4 资源元素 7.2.5 工作模式 7.3 DLL-PhL接口 7.3.1 概述 7.3.2 服务原语 7.4系统管理-PhL接口
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7.4.1 概述 7.4.2 服务原语 7.5 DTE-DCE接口 7.5.1 概述 7.5.2 数据序列化 7.5.3 接口信号 7.5.4 信号过程 7.6 MDS介质相关子层 7.6.1 概述 7.6.2 MDS子层规范 7.7 MDS-MAU接口 7.7.1 概述 7.7.2 MDS-MAU接口. 7.8介质附属单元 7.8.1 概述 7.8.2 电气规格 7.8.3 发射规范 7.8.4 介质 8 数据链路层 8.1 数据链路层协议架构 8.2 数据链路层工作机制
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8.2.1 节点
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8.2.2 寻址 8.2.3 组播 8.2.4 资源映射与调度 8.3 数据链路层服务 8.3.1 概述
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8.3.2 数据链路服务 8.3.3 数据链路管理服务 8.3.4 时钟同步服务 8.4 数据链路层协议 8.4.1 工作过程 8.4.2 DLPDU结构 8.4.3 状态机描述 8.4.4 错误处理应用层 9.1 应用层协议架构 9.2 应用层数据类型 9.2.1 时间信息结构体 9.2.2 时钟选项结构体 9.2.3 网络配置参数结构体 9.2.4 MAC映射表结构体 9.2.5 IP映射表结构体 9.3 数据对象模型 9.4 应用层通信模型 9.4.1 概述 9.4.2 P/S 9.4.3 C/S 9.5 应用层服务 9.5.1 概述 9.5.2 应用服务元素ASE 9.5.3 应用服务 9.6应用层协议规范 9.6.1 概述 9.6.2 ALPDU结构. 9.6.3 状态机附录A（资料性） 数据子顿示例 A.1 示例A A.2 示例B. A.3 示例C 附录B（规范性） RS码生成多项式系数.. 附录C（资料性） NodeID与MAC地址映射表结构及示例附录D（资料性） 组播映射表结构及组播工作机制示例附录E（资料性） OPCUA数据模型与AUTBUS数据模型对应举例
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附录F（资料性） 业务数据映射数据传输单元报文举例附录G（资料性） AUTBUS总线虚拟化方案示例. 附录H（资料性）基于AUTBUS规范的钢铁行业应用推荐 H.1钢铁行业工业通信需求 H.2基于AUTBUS规范的钢铁行业应用系统架构 H.3基于AUTBUS规范的钢铁行业组网架构 H.4 基于AUTBUS规范的钢铁行业应用效果附录I（资料性）基于AUTBUS规范的石油天然气行业应用推荐参考文献
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图1 状态机示意图图2 BITMAP数据类型示意图图 3 AUTBUS线形总线网络拓扑图 4 AUTBUS环形总线网络拓扑... 图5 AUTBUS协议栈模型与OSI各层对应关系图 6 AUTBUS协议栈架构. 图7 AUTBUS系统管理流程图图8 资源块信息结构示意图图9 AUTBUS物理层模型示意图. 图10 AUTBUS信号顿及OFDM符号
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图11 信号顿结构· 图12 数据子顿的承载模式A与承载模式B 图13 物理层OFDM符号结构图14 OFDM_Timing结构图15 数据链路层协议数据单元与码块：图16 资源元素示意图…. 图17 DLL-PhL接口上数据单元之间的映射图18 Ph-Param服务过程图19 Ph-Data服务过程图20 Ph-Clock-Sync服务过程图21 Ph-RESET服务过程. 图22 Ph-SET-VALUE服务过程图23 Ph-GET-VALUE服务过程图 24 Ph-EVENT服务过程图25 Ph-SYNC服务过程图26 DTE-DCE接口信号过程示意图图27 MDS子层过程图28 扰码序列生成过程示意图.· 图29 码率为1/2的归零卷积编码器… 图30 码率为3/4比特删除过程图31 码率为2/3比特删除过程图32 m序列的 IV
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图33OFDM符号结构图图34 MDS-MAU接口服务过程示意图.. 图35 信号频谱模板. 图36 双绞线连接器· 图37 同轴电缆连接器图38 双绞线两端连接的终端电阻示意图 ..... 图39 AUTBUSDLL协议架构.. 图40 DLL与PhL资源映射示意图图41 DLL消息队列调度示意图图42 CLMA服务过程示意图图43 CLMNA服务过程示意图图44 CLMRA服务过程示意图图45 CLMRRNA服务过程示意图图46 CMA服务过程示意图图47 CMNA服务过程示意图图48 数据链路配置管理服务过程示意图
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图49 终端节点主动发现管理服务过程示意图 ... 图50 终端节点被动发现管理服务过程示意图
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图51 本地数据链路维护管理服务过程示意图图52 远端数据链路维护管理服务过程示意图
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图53 数据链路创建管理服务过程示意图图54 数据链路释放管理服务过程示意图 .... 图55 数据链路更新管理服务过程示意图.. 图56 延时测量服务过程示意图图57 时钟同步服务过程示意图图58 时钟中断服务过程示意图图59 资源映射配置示意图图60 初始接人配置过程示意图图61 随机接入过程示意图图62 节点退出过程示意图图63 数据链路层业务数据发送过程示意图图64 数据链路层业务数据接收过程示意图图65 时钟同步延时测量过程示意图图66 时钟寄存器结构示意图图67 时钟同步过程示意图图68 通用DLPDU结构图69 基础配置DLPDU结构图70 通用配置结构图71 标识分配DLPDU结构图72 组播分配DLPDU结构图73 资源分配DLPDU结构图74 接人通告DLPDU结构图75 资源申请DLPDU结构
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图76 资源释放DLPDU结构图77 状态查询DLPDU结构图78 状态应答DLPDU结构图79 核心配置DLPDU结构图80 时钟同步DLPDU结构图81 数据DLPDU结构图82 DLDE状态机图83 DLME状态机图84 DLCE状态机图85 AUTBUS应用层协议架构示意图..…. 图86 应用进程对象数据模型图87 数据缓冲区结构示意图
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图88 P/S模型示意图图89 PUSH模式的P/S模型图90 PULL模式的P/S模型图91 C/S通信模型示意图图92 实时数据服务交互过程图93 实时非周期数据交互过程图94 非实时数据请求应答模型示意图图95 基于C/S通信模型的非实时数据通道建立示意图图96 基于P/S通信模型的非实时数据应用进程交互示意图图97 时间同步应用交互流程图98 时间查询服务交互过程图99 基于C/S通信模型的资源申请过程图100 资源ASE本地服务功能示意图图101 NAOID字段结构图102 NAOID交互过程示意图图103 IP映射表交互过程示意图.. 图104 AUTBUSAL数据报文映射为IP有效数据载荷图105 AUTBUSAL协议报文头与IP协议报文头映射图106 IP数据报文映射为AUTBUS应用层数据报文有效数据图107 配置初始化流程… 图108 节点加人交互流程图109 节点被动离开网络交互流程图110 节点主动离开网络交互流程· 图111 诊断过程示意图. 图112 日志过程示意图· 图113 包含两个虚拟总线域的网络拓扑示意图. 图114 基于C/S通信模型的虚拟化应用进程交互示意图..· 图115 虚拟ASE本地实现示意图图116 ALPDU消息头结构图117 包含多个DTU的消息结构图118 DTU消息格式 V
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图119 时间服务通告消息结构图120 系统管理数据报文格式图121 发布者状态机状态迁移示意图图122 订阅者状态机状态迁移示意图图123 客户端状态机状态迁移示意图图124 服务器端状态机状态迁移示意图· 图125 时间实体状态机状态迁移示意图图126 数据实体状态机示意图· 图127 系统管理实体状态机状态迁移示意图图A.1 示例A资源分配图A.2 示例B资源分配图A.3 示例C资源分配. 图 D.1 组播组工作机制示意图. 图 E.1 OPCUA数据模型与AUTBUS数据模型的对应图 F.1 数据传输单元报文内容示例图 G.1 AUTBUS网络拓扑示意图图 G.2 AUTBUS虚拟总线拓扑示意图图 G.3 基于逻辑业务功能RT1的虚拟总线网络拓扑示意图图 H.1 钢铁生产主流程· 图H.2 基于AUTBUS规范的钢铁行业应用系统架构图H.3 基于AUTBUS规范的钢铁行业组网架构图 1.1 AUTBUS双环形典型网络架构示意图.. 图 1.2 石油天然气行业现场总线应用数据模型示意图图1.3 数据管理工作过程示意图
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表 1 原语类型和缩写表 2 服务原语和参数说明约定表3 原语参数表示约定. 表4 状态机转移定义表5 INT编码表. 表6 INT16类型数据编码· 表 7 UINT编码表表8 UINT16类型数据编码表9 单精度浮点（SingleFLOAT)类型数据编码表10 双精度浮点(DoubleFLOAT)类型数据编码表11 TIMEV类型数据编码表12 TIMEDATE类型编码表13 TIMEOFDAY类型编码表14 TIMEDIFFER类型编码表15 STRING类型数据编码. 表16 设备配置信息表表17 工作模式信息表表18 同步管理信息表
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