測(cè)試儀表在數(shù)據(jù)通信中的作用是什么？有哪些應(yīng)用？

“儀器是認(rèn)識(shí)世界的工具。這是相對(duì)機(jī)器是改造世界的工具而言，而改造世界是以認(rèn)識(shí)世界為基礎(chǔ)的?！眱x器儀表行業(yè)專家王大珩院士曾這樣說(shuō)。從數(shù)字測(cè)試到網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，再到下一代網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀器也隨著網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的革新不斷創(chuàng)新發(fā)展，為通信行業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

受益于5G商用化、信息通信以及工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我國(guó)電子測(cè)量?jī)x器行業(yè)近年來(lái)發(fā)展迅速。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)電子測(cè)量?jī)x器的市場(chǎng)規(guī)模從2015年的171.5億元增長(zhǎng)至2021年的328.2億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為11.42%，2022年中國(guó)電子測(cè)量?jī)x器的市場(chǎng)規(guī)模為346.7億元，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到368.5億元。

當(dāng)前，高速率、IPv6+、確定性網(wǎng)絡(luò)、超融合等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器提出了新需求。在此背景下，國(guó)內(nèi)儀器測(cè)試廠家也主動(dòng)擁抱新型技術(shù)，積極參與到未來(lái)通信技術(shù)研究與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作中，不斷推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品體系融合，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，為信息通信行業(yè)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)保障。

產(chǎn)學(xué)研用各方齊聚，共探未來(lái)高端信息通信測(cè)試儀器儀表及測(cè)試技術(shù)的發(fā)展之路。近日，在2023年國(guó)內(nèi)首屆信息通信測(cè)試儀器儀表產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會(huì)上，“信息通信測(cè)試儀器儀表驗(yàn)證評(píng)價(jià)中心”正式揭牌，標(biāo)志著業(yè)界在儀器儀表新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)跟進(jìn)、高端儀器需求牽引、開(kāi)發(fā)驗(yàn)證及能力準(zhǔn)入等環(huán)節(jié)達(dá)成緊密協(xié)作共識(shí)，共同建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)以用促研、以研帶產(chǎn)。

會(huì)上，中國(guó)工程院院士張平將未來(lái)信息通信需求測(cè)試概括為“智、全、精、快”四個(gè)字。他建議未來(lái)信息通信測(cè)試應(yīng)構(gòu)建需求共識(shí)、技術(shù)創(chuàng)新、高效協(xié)同的產(chǎn)業(yè)集群;發(fā)揮國(guó)內(nèi)信息通信高端產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，培育儀器儀表的真功夫;產(chǎn)業(yè)高校聯(lián)合，培養(yǎng)儀器科學(xué)與技術(shù)高端人才，攻關(guān)難點(diǎn)堵點(diǎn)，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研正循環(huán)。

眾所周知，產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路不僅需要從宏觀上把握方向，還要從底層技術(shù)上培育發(fā)展新動(dòng)能。對(duì)信息通信測(cè)試產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，促進(jìn)測(cè)量?jī)x器與前沿科技深度融合、提升傳統(tǒng)儀器的性能、開(kāi)發(fā)新型測(cè)量?jī)x器是關(guān)乎未來(lái)發(fā)展之大計(jì)。

助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展，前瞻導(dǎo)向技術(shù)。會(huì)上，中國(guó)電科首席科學(xué)家年夫順在主題分享中，提出了未來(lái)智能化儀器的發(fā)展方向。他認(rèn)為未來(lái)的智能化儀器應(yīng)具備動(dòng)態(tài)感知、智慧識(shí)別、自動(dòng)反應(yīng)能力并共享網(wǎng)絡(luò)、共享數(shù)據(jù)、共享算法。

“加快檢測(cè)裝備和通信及智能技術(shù)融合，提升產(chǎn)業(yè)鏈韌性和安全水平，對(duì)支撐制造強(qiáng)國(guó)、質(zhì)量強(qiáng)國(guó)、數(shù)字中國(guó)建設(shè)具有重要意義?！蹦攴蝽樳@樣說(shuō)。

作為測(cè)試儀器行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)，思儀科技致力于毫米波測(cè)量、通信測(cè)量和基礎(chǔ)測(cè)量等電子測(cè)試領(lǐng)域前沿技術(shù)的探索和研究，并實(shí)現(xiàn)了高端電子測(cè)量和元器件等一系列重大技術(shù)突破。會(huì)上，中電科思儀科技股份有限公司黨委書記、董事長(zhǎng)張紅衛(wèi)深入介紹了測(cè)試儀器儀表發(fā)展現(xiàn)狀、未來(lái)6G通信技術(shù)的發(fā)展對(duì)測(cè)試提出了哪些新挑戰(zhàn)以及未來(lái)生態(tài)構(gòu)建模式。

跟隨網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，測(cè)試儀器也經(jīng)歷了從2G逐步起步、3G部分突破、4G形成體系、5G全面保障到6G協(xié)同創(chuàng)新的跨越式發(fā)展。張紅衛(wèi)表示，在這個(gè)過(guò)程中，測(cè)試儀器借助產(chǎn)業(yè)發(fā)展契機(jī)，研發(fā)能力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)品性能持續(xù)提升，產(chǎn)品種類不斷擴(kuò)大;儀表廠商積極參與5G通信測(cè)試規(guī)范的編制工作，并形成了門類齊全、性能先進(jìn)的產(chǎn)品體系。具體來(lái)看，通信測(cè)試產(chǎn)業(yè)根據(jù)被測(cè)對(duì)象開(kāi)發(fā)周期可分為測(cè)試與開(kāi)發(fā)、批量生產(chǎn)、認(rèn)證與驗(yàn)收、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與維護(hù)四大類應(yīng)用儀表，這構(gòu)成了通信測(cè)試產(chǎn)品體系。根據(jù)被測(cè)對(duì)象類別分為終端測(cè)試儀器、基站測(cè)試儀器、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器，形成了三大類儀表布局。

以儀器助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展。針對(duì)終端測(cè)試，思儀科技推出了覆蓋低頻到毫米波的終端綜合測(cè)試儀以及能提供性能卓越的終端研發(fā)、產(chǎn)線、外場(chǎng)測(cè)試等整體解決方案。針對(duì)基站測(cè)試，思儀科技推出了高性能信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)分析儀和綜合測(cè)試儀，可應(yīng)用于基站研發(fā)、生產(chǎn)、認(rèn)證、外場(chǎng)等領(lǐng)域，具備多通道、可級(jí)聯(lián)、多域解析等特點(diǎn)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，為解決5G移動(dòng)核心網(wǎng)控制面信令和用戶面數(shù)據(jù)的仿真和采集，思儀科技推出了數(shù)通分析儀、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀和誤碼儀。為解決5G光通信產(chǎn)業(yè)鏈中的光發(fā)射、光接收、光電調(diào)制模塊的光功、光衰、光偏振等基本光學(xué)參數(shù)的綜合測(cè)試，思儀科技推出了光學(xué)參數(shù)測(cè)試儀、光器件測(cè)試儀、光譜分析儀等產(chǎn)品。

不止于布局5G，面對(duì)6G演進(jìn)發(fā)展的必然趨勢(shì)，思儀科技也給出了測(cè)試儀器界的“答案”。針對(duì)6G通信面臨的通感一體測(cè)試、AI性能測(cè)試、可見(jiàn)光通信測(cè)試、太赫茲大帶寬測(cè)試等挑戰(zhàn)，思儀科技積極應(yīng)對(duì)，提供關(guān)鍵儀表支撐。其中包括基于大帶寬的6G新技術(shù)驗(yàn)證硬件平臺(tái)、B5G/6G新技術(shù)驗(yàn)證軟件平臺(tái)、6G太赫茲通信測(cè)試模塊等。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)包括很多系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備, 可能有數(shù)字傳輸系統(tǒng), 分組交換、DDN、幀中繼、ATM、Internet系統(tǒng)，公用電話交換網(wǎng)、市話電纜線，以及路由器、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)橋、復(fù)用器、頻帶或基帶調(diào)制解調(diào)器、用戶終端設(shè)備等。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中進(jìn)行系統(tǒng)連接、安裝調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)驗(yàn)收時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)建成后的維護(hù)檢查、判斷和排除故障時(shí)，都離不開(kāi)測(cè)試儀表。數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀表主要有通信規(guī)程測(cè)試、傳輸差錯(cuò)測(cè)試、傳輸信道測(cè)試和接口測(cè)試等測(cè)試設(shè)備。

一、規(guī)程分析(測(cè)試)儀　　數(shù)據(jù)通信是人和計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)之間的通信，要實(shí)現(xiàn)有效、快速、可靠的通信，就需要有一套通信的規(guī)約，稱之為通信協(xié)議或通信規(guī)程。為此國(guó)際上提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連的七層模式，每一層都有其特定的功能，上一層利用下層的功能所提供的服務(wù)。為了使網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備能協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)正確有效的通信，就要求它們?cè)谡麄€(gè)通信過(guò)程中，包括在任何可能發(fā)生的細(xì)節(jié)上都要遵循共同的協(xié)議。因此規(guī)程測(cè)試在數(shù)據(jù)通信中是非常重要的。

規(guī)程測(cè)試分析儀可能提供的功能概述如下：

⑴. 在線監(jiān)測(cè)功能

將規(guī)程測(cè)試分析儀跨接在接口處，監(jiān)測(cè)兩個(gè)方向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，用來(lái)監(jiān)視工作狀態(tài)、跟蹤規(guī)程和查找錯(cuò)誤。

- 接口狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

- 實(shí)時(shí)捕獲數(shù)據(jù)到磁盤或緩沖區(qū)，以便進(jìn)一步調(diào)出分析。

- 事件觸發(fā)功能，即當(dāng)所定義的事件發(fā)生時(shí)，引起儀表的相應(yīng)動(dòng)作。

- 過(guò)濾功能，用來(lái)監(jiān)測(cè)符合用戶定義條件的數(shù)據(jù)。

- 實(shí)時(shí)解碼，將數(shù)據(jù)流按幀以分層方式解碼。

- 統(tǒng)計(jì)，包括流量和事件的統(tǒng)計(jì)。

⑵. 仿真功能　　要能仿真"用戶"， 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性能;仿真"網(wǎng)絡(luò)" ，測(cè)試用戶設(shè)備的相應(yīng)功能。內(nèi)裝仿真應(yīng)用程序，自動(dòng)產(chǎn)生相應(yīng)規(guī)程的仿真。能夠自動(dòng)應(yīng)答查詢，建立和維護(hù)鏈路管理，進(jìn)行流控以及網(wǎng)絡(luò)的建鏈和拆線等。用戶可自行定義規(guī)程的參數(shù)。

當(dāng)仿真時(shí)，能使用實(shí)時(shí)功能，同時(shí)顯示仿真和實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)行各層的譯碼、統(tǒng)計(jì)，也可捕獲數(shù)據(jù)。

⑶. 分析功能　　可實(shí)時(shí)分析統(tǒng)計(jì)或事后回送分析，能將分析結(jié)果編輯、列表和打印。

- 按不同的元素，如源地址、目的地址、地址對(duì)、協(xié)議等，分析網(wǎng)絡(luò)的傳輸錯(cuò)誤。

- 從譯碼數(shù)據(jù)狀態(tài)中實(shí)時(shí)"聚焦放大"，就是選擇與某元素相關(guān)的數(shù)據(jù)流，進(jìn)行詳盡的分析。

- 用戶確認(rèn)的各種狀態(tài)的顯示。

- 帶時(shí)間間隔刻度的狀態(tài)圖。

- 明細(xì)表統(tǒng)計(jì)。包括幀分布統(tǒng)計(jì)、利用率、業(yè)務(wù)流量、差錯(cuò)等。

⑷. 專家系統(tǒng)　　捕捉按用戶確認(rèn)的事件，按用戶制定的規(guī)則對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，識(shí)別事件，分析問(wèn)題，指出原因，提出解決辦法。一般只有在高檔的規(guī)程分析儀中才具備專家系統(tǒng)。

⑸. 多端口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)　　用于測(cè)試網(wǎng)際聯(lián)接的參數(shù)，如網(wǎng)際間的傳輸時(shí)延，路由器的時(shí)延，顯示運(yùn)行狀態(tài)等。

⑹. 過(guò)濾功能　　配合監(jiān)測(cè)、分析和專家系統(tǒng)，用以篩選出感興趣的數(shù)據(jù)。

⑺. 報(bào)表生成和打印功能　　配備規(guī)程測(cè)試儀時(shí)，如下問(wèn)題可供參考：

一種型號(hào)的規(guī)程測(cè)試儀可以測(cè)試的規(guī)程是多種的，可適用于分組交換、幀中繼、ATM等廣域網(wǎng)和以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)、FDDI等局域網(wǎng)，ASYNC、SYNC(BSC)、HDLC、SDLC、X.25、FR、ATM、TCP/IP、PPP、SLIP等等，要選擇能支持你系統(tǒng)中所涉及的各種規(guī)程的儀表，用不到的規(guī)程選件可不選購(gòu)。很多型號(hào)的儀表是具有擴(kuò)展功能的，將來(lái)需要時(shí)可再購(gòu)買相應(yīng)的模塊和軟件包。

物理接口及其速率要滿足您的需要。

高檔的規(guī)程分析儀功能齊全，價(jià)錢也比較高(幾十萬(wàn)元)，適于配置在省或地區(qū)級(jí)維護(hù)中心。在基層維護(hù)單位可裝備一般檔次的儀表，它們也具有監(jiān)視、仿真、捕獲和分析功能，能滿足一般維護(hù)和開(kāi)通用戶的需要;可由用戶根據(jù)需要進(jìn)行編程;可與維護(hù)中心的高檔規(guī)程分析儀對(duì)測(cè);若需要進(jìn)一步分析，可將捕獲的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存，以便事后調(diào)出，再做更完善的工作。很多一般檔次的規(guī)程測(cè)試儀是便攜式儀表，價(jià)格不高(一般價(jià)格在幾萬(wàn)元)，使用方便，很適于用戶開(kāi)通和日常維護(hù)中使用。

二、誤碼測(cè)試儀　　數(shù)據(jù)電路的質(zhì)量是以差錯(cuò)率來(lái)衡量的。傳輸差錯(cuò)可分為離散差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)兩種類型，對(duì)不同系統(tǒng)的影響也不一樣?，F(xiàn)在多用反饋重發(fā)差錯(cuò)控制方法，系統(tǒng)的質(zhì)量是以傳輸效率來(lái)衡量的，出現(xiàn)差錯(cuò)而重發(fā)的次數(shù)越多，則效率越低，離散差錯(cuò)對(duì)傳輸效率的影響要比突發(fā)差錯(cuò)大。而對(duì)那些實(shí)時(shí)傳輸?shù)南到y(tǒng)有時(shí)突發(fā)差錯(cuò)的影響要更大一些。為此，常用誤碼率、誤字率、誤組率、無(wú)差錯(cuò)秒等從不同的角度對(duì)差錯(cuò)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。