ICS 35.110 CCS L 79 中华人民共和国国家标准 GB/T 42402—2023 信息技术 系统间远程通信和信息交换 6TiSCH网络协议 Information technologyTelecommunications and information exchangebetweensystems6TisCHnetworkprotocol 2023-03-17发布 2023-10-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42402—2023 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 缩略语 4 总体描述 5.1 概述 5.2 6TiSCH网络架构 5.3 6TiSCH协议栈架构 66TiSCH协议栈组件 6.1 物理层 6.2 数据链路层 6.3 网络层 29 6.4 传输层 33 6.5 应用层 33 6TiSCH网络通信机制 34 7.1 接入与注册 34 7.2 网络同步 37 7.3 调度与管理： 37 附录A（资料性）6TiSCH中时隙跳频模式及其设置 44 A.1时隙跳频信道跳频 44 A.26TiSCH时隙跳频模式配置 44 A.36TiSCH最小配置模式时隙跳频调度 45 参考文献 GB/T 42402—2023 前言 本文件按照GB/T1.1—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。 本文件由全国信息技术标准化技术委员会（SAC/TC28）提出并归口。 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。 本文件起草单位：重庆邮电大学、中国电子技术标准化研究院、江苏赛西科技发展有限公司、深圳赛 西信息技术有限公司、中国互联网络信息中心、重庆邮电大学工业互联网研究院、北京赛西科技发展有 限责任公司、北京华物科技有限公司、北京东土科技股份有限公司、东南大学。 本文件主要起草人：张焱、王婷、郭雄、魏曼、韩延、杨宏、王平、卓兰、韦锦驹、黄庆卿、董子轩、汪晶晶、 张弛、延志伟、程远、蒲亘、郭京龙、冯乔琦、凌振、杨明。 GB/T 42402—2023 信息技术 系统间远程通信和信息交换 6TiSCH网络协议 1范围 本文件定义了基于IEEE802.15.4时隙跳频模式的6TiSCH网络结构与通信协议。 本文件适用于工业现场级测量、监视与控制应用的IPv6无线网络系统。 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 本文件。 GB/T9387.1一1998信息技术开放系统互连基本参考模型第1部分：基本模型 IEEE802.15.4：2020低速率无线网（Low-RateWirelessNetworks) IEEE802.15.4e：2012局域网和城域网第15.4部分：低速率无线个域网（LR-WPAN）修订1： MAC子层(Local and metropolitan area networks-Part 15.4: Low-Rate Wireless Personal Area Net- works (LR-WPANs)Amendment 1: MAC sublayer) IETFRFC4944:2007IPv6包在IEEE802.15.4网络上的传输（TransmissionofIPv6packets 0ver IEEE 802.15.4 networks) IETFRFC6550：2012RPL：IPv6低功耗有损网络路由协议（RPL：IPv6routingprotocolfor LowPowerandlossynetworks) IETFRFC7252:2014受限应用协议(CoAP)[TheConstrainedApplicationProtocol（CoAP) IETFRFC8138：2017低功耗无线个域网上IPv6（6LoWPAN）路由报头[IPv6overLow-Powe Wireless Personal Area Network(6LoWPAN)routing header) IETFRFC8180:20176TiSCH网络最小配置模式[MinimalIPv6overtheTSCHmodeofIEEE 802.15.4e（6TiSCH)configuration] IETFRFC8200：2017互联网协议版本6（IPv6）规范[InternetProtocol，Version6（IPv6） specification IETFRFC8480：20186TiSCH操作子层（6top）协议（6P)[6TiSCHOperationSublayer（6top） Protocol（6P)J 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 6TiSCH网络IPv6overthe TSCHModeof IEEE802.15.4 一种IEEE802.15.4时隙跳频模式的IPv6无线网络。 1 GB/T42402—2023 3.2 确定性网络deterministicnetwork 能在有限的延内最大化数据包传递率以满足任务关键型机器对机器操作的网络。 注：6TiSCH网络通过路径的预留以保证端到端的延迟和优化包传递率。 3.3 6TiSCH操作子层6TiSCHoperationsublayer 位于网络层和媒体访问控制层之间的逻辑链路控制子层。提供管理接口以供管理实体配置调度 单元。 3.4 时隙timeslot 在工业无线网络中交换数据所采用的基本时间单位。 注：工业无线网络中的时隙长度是可配置的。 [GB/T38618—2020,定义3.22] 3.5 时隙偏移 timeslot offset 标识时隙跳频调度中特定时隙的序号，从当前时隙帧起始位置开始经过的时隙数目。 3.6 信道偏移channeloffset 标识时隙跳频调度中特定信道的序号，取值受限于可用信道数目。根据依赖于绝对时间的特定函 数，信道偏移值可被转换为用于设备通信的通信频率，实现跳信道。 3.7 调度单元cell 信道分配与使用矩阵中的传输资源单位，由时隙偏移和信道偏移共同标识。 3.8 软调度单元softcell 可由6TiSCH操作子层进行动态配置的调度单元。 3.9 硬调度单元hard cell 不能由6TiSCH操作子层进行动态配置的调度单元。 3.10 信道分配与使用矩阵channel distribution and usagematrix 6TiSCH中用于描述格式化时间和频率的调度单元位置信息矩阵。 3.11 组块chunk 信道分配与使用矩阵中被全局节点已知、分布在时间和频率上的调度单元的列表。 3.12 待入网节点pledge 尝试加人6TiSCH网络的新设备。 3.13 接入过程join process 待入网节点发现网络和执行接入协议的整个过程。 2 GB/T 42402—2023 3.14 接入协议joinprotocol 包括身份验证、授权和参数分配，允许待入网节点加入网络的协议。 3.15 时隙跳频timeslottedchannelhopping 为了避免干扰和衰减，按照一定规律，在每个时隙改变收发频率。 [GB/T26790.1—2011,定义3.1.40] 3.16 轨迹track 从6TiSCH源节点到目的节点的有向路径。 3.17 增强信标enhancedbeacon 包含信息元素（而不是超顿规范）的信标，用于描述网络的各种属性。 3.18 信息元素 informationelement 媒体访问控制报头未尾由类型一长度一值字段组成，并用于在层或设备之间传递数据的域， 3.19 调度函数 文 scheduling function 控制调度单元的动态属性以适应可变流量的动态变化的调度单元管理实体。 3.20 入网代理 joinproxy 为待人网节点和人网注册器间连接提供转发的6TiSCH网络节点。 4缩略语 下列缩略语适用于本文件。 ACK：确认（Acknowledgement) AL：应用层（ApplicationLayer) ALDE：应用层数据实体（ApplicationLayerDataEntity） ALDE-SAP：应用层数据实体服务访问点（ALDEServiceAccessPoint) ALME：应用层管理实体（ApplicationLayerManagementEntity） ALME-SAP：应用层管理实体服务访问点（ALMEServiceAccessPoint) ASN:绝对时隙号(Absolute Slot Number) BE：回退指数（BackoffExponent) CDUM：信道分配与使用矩阵（ChannelDistributionandUsageMatrix） CoAP：受限应用协议（ConstrainedApplicationProtocol) CoJP：约束连接协议（ConstrainedJoinProtocol) CSMA/CA：带冲突避免的载波侦听多路访问（CarrierSenseMultipleAccesswithCollision Avoidance) DAC：重复地址确认（DuplicateAddressConfirmation） DAR：重复地址请求（DuplicateAddressRequest） 3 GB/T42402—2023 DIO:DODAG信息对象（DODAGInformation Object) DLL：数据链路层(DataLinkLayer) DODAG：目标导向的有向无环图（De