壽國(guó)礎(chǔ) (北京郵電大學(xué)北京 100876)
摘 要 本文簡(jiǎn)要描述了光纖通信、移動(dòng)通信和IP網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等目前的熱點(diǎn)儀表，然后分析了通信測(cè)試儀表的技術(shù)走向。
關(guān)鍵詞 通信測(cè)試儀表綜合化智能化
1 前言
通信測(cè)試儀表作為衡量通信性能和質(zhì)量的手段，在通信產(chǎn)品研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的各個(gè)過(guò)程中，用于測(cè)試相關(guān)的通信器件、設(shè)備、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)的特性，使之符合相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求，以確保網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)運(yùn)行的可靠和暢通。通信測(cè)試儀表作為尖端的高技術(shù)產(chǎn)品，在很大程度上反映了一個(gè)國(guó)家的通信技術(shù)水平。世界通信強(qiáng)國(guó)都具有很強(qiáng)的通信測(cè)試儀表研發(fā)能力，也具有較大的應(yīng)用規(guī)模。近年來(lái)，全球通信測(cè)試儀表的銷(xiāo)售額已占到了電子測(cè)試儀表的30%左右，市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)到數(shù)十億美元。伴隨我國(guó)通信業(yè)的發(fā)展，我國(guó)通信測(cè)試儀表市場(chǎng)規(guī)模據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)應(yīng)在30億人民幣左右。
2 通信測(cè)試儀表的熱點(diǎn)
隨著光纖通信、移動(dòng)通信和以IP為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用的飛速發(fā)展，其相應(yīng)的測(cè)試技術(shù)也呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，光纖通信儀表、移動(dòng)通信儀表和網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表成為當(dāng)今通信測(cè)試儀表研制、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用熱點(diǎn)。
(1) 光纖通信測(cè)試儀表
光纖通信的發(fā)展始于80年代初，是電信網(wǎng)核心和接入的主要傳輸方式，也是有線電視網(wǎng)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)主干段的主要傳輸方式。近些年來(lái)，光纖通信干線傳輸容量越來(lái)越大，光纖接入向最終用戶越來(lái)越接近，應(yīng)用的覆蓋面也越來(lái)越廣。因此，不斷有支持SDH、DWDM、光放大器的新的光纖通信測(cè)試儀表面世，滿足光纖通信研發(fā)、生產(chǎn)、檢測(cè)等環(huán)節(jié)的測(cè)試要求。基本的光測(cè)試儀表，例如光源、光功率計(jì)、OTDR等，在測(cè)試精度、操作簡(jiǎn)單性和智能化程度方面都得到了大幅度提高，非常適用于工程和維護(hù)測(cè)試的需要，有力地促進(jìn)了光纖化發(fā)展。
(2) 移動(dòng)通信測(cè)試儀表
在移動(dòng)通信測(cè)試領(lǐng)域，伴隨著模擬移動(dòng)通信的淘汰和數(shù)字移動(dòng)通信的應(yīng)用普及，數(shù)字化測(cè)試技術(shù)逐漸取代了模擬技術(shù)。GSM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)測(cè)試在移動(dòng)通信的發(fā)展建設(shè)中產(chǎn)生了重要作用。由于移動(dòng)通信發(fā)展迅速、潛力巨大，再過(guò)若干年，移動(dòng)通信用戶規(guī)模將超過(guò)固定網(wǎng)，因此移動(dòng)通信測(cè)試儀表市場(chǎng)也隨之?dāng)U大。另外移動(dòng)通信技術(shù)新概念不斷提出，從3G到4G，以及中間的2.5G等，移動(dòng)通信新儀表也是層出不窮，甚至相關(guān)技術(shù)是否和什么時(shí)候應(yīng)用還沒(méi)有確定，測(cè)試儀表的廣告已先入為主，移動(dòng)通信測(cè)試儀表市場(chǎng)的熱度可見(jiàn)一斑。
(3) 網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表
以IP為代表的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展速度前所未有，IP網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是三網(wǎng)融合的最佳結(jié)合點(diǎn)，用于IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的設(shè)備越來(lái)越多，采用的技術(shù)也更加復(fù)雜。如何設(shè)計(jì)符合客戶需求的網(wǎng)絡(luò)、如何在設(shè)備選型時(shí)比較各廠家設(shè)備的性能、如何在網(wǎng)絡(luò)實(shí)際運(yùn)行之前判斷網(wǎng)絡(luò)是否符合設(shè)計(jì)的要求、如何在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能瓶頸和故障原因等一系列問(wèn)題就成為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商和網(wǎng)絡(luò)用戶必須面對(duì)和解決的問(wèn)題。所有這一切都需要IP網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表的應(yīng)用和IP網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)的支持。
盡管已有很多關(guān)于局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)等IP網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表推向應(yīng)用，但與其他通信網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試水平相比，IP網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試技術(shù)還跟不上網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展尤其是新興網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，其測(cè)試規(guī)范的制定也相對(duì)滯后，很多的測(cè)試只能利用儀表廠商提供的意見(jiàn)作為依據(jù)，其一致性和適用性則難以保證。因此IP網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀表將有大的需求，但其測(cè)試技術(shù)有待于進(jìn)一步的研究和發(fā)展。
3 通信測(cè)試儀表的技術(shù)走向
通信測(cè)試儀表與通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、集成技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。近些年來(lái)，通信測(cè)試儀表的技術(shù)走向主要表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)化、綜合化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化。
(1) 計(jì)算機(jī)化
在80年代，微機(jī)控制是反映通信測(cè)試儀表水平的一個(gè)重要特點(diǎn)，而現(xiàn)在儀表中使用微處理器已經(jīng)不足為奇，多處理器甚至“奔騰”級(jí)高性能處理器都已嵌入到儀表中。以前計(jì)算機(jī)在儀表中應(yīng)用的主要目的是對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行控制，例如通過(guò)按鈕控制計(jì)算機(jī)選擇測(cè)試功能，或控制LED數(shù)碼管、液晶顯示屏顯示輸出。計(jì)算機(jī)化使測(cè)試儀表中的計(jì)算機(jī)不僅參與控制過(guò)程，而且成為數(shù)據(jù)采集、處理和分析的主體，實(shí)質(zhì)上儀表已成為具有測(cè)試功能的計(jì)算機(jī)。也正因如此，計(jì)算機(jī)軟件在通信測(cè)試儀表中的比重越來(lái)越大。在很多儀表中，軟件模塊比重最大，軟件的價(jià)值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了儀表的其他部分。
通信測(cè)試儀表的計(jì)算機(jī)化不僅大大提高了控制、數(shù)據(jù)采集、處理和分析的能力。而且，通過(guò)采用通用計(jì)算機(jī)技術(shù)、通用軟件技術(shù)，能有效地建立起通用的儀表平臺(tái)，成為通信測(cè)試儀表綜合化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。通信測(cè)試儀表的計(jì)算機(jī)化還加快了儀表開(kāi)發(fā)的速度，也大大降低了成本。
(2) 綜合化
通信測(cè)試儀表的綜合化通過(guò)模塊化實(shí)現(xiàn)，可分為硬件模塊化和軟件模塊化。硬件模塊化主要是支持多種接口測(cè)試要求，軟件模塊化則面向測(cè)試應(yīng)用的多樣性要求。
集成技術(shù)是硬件模塊化的基礎(chǔ)，包括光和電的集成。例如光傳輸測(cè)試儀表，可以在同一儀表主機(jī)中選擇配置多種光和電的接口模塊。
軟件模塊化則是通信測(cè)試儀表計(jì)算機(jī)化的結(jié)果，使測(cè)試功能更加豐富。例如，我們開(kāi)發(fā)的協(xié)議測(cè)試儀表在同一平臺(tái)中可配置多種協(xié)議測(cè)試軟件模塊，包括七號(hào)信令基本的TUP/ISUP、接入網(wǎng)的V5、ISDN的DSS1、智能網(wǎng)的INAP、移動(dòng)網(wǎng)的MAP/BSSAP、移動(dòng)智能網(wǎng)的CAP等。
由于綜合化使測(cè)試儀表具備模塊共用、可選配置、靈活升級(jí)等能力，不僅為采購(gòu)和應(yīng)用帶來(lái)了便捷性，還可提高儀表生產(chǎn)的批量，因此通信測(cè)試儀表的綜合化是儀表設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者和應(yīng)用者都樂(lè)于接受的方式，成為現(xiàn)代通信測(cè)試儀表的一個(gè)重要特點(diǎn)。
(3) 智能化
智能化一方面是高性能計(jì)算機(jī)在儀表中應(yīng)用的結(jié)果，使儀表具備更高的信息采集、存儲(chǔ)、處理和分析能力；另一方面是應(yīng)用的需要，測(cè)試儀表應(yīng)盡可能把測(cè)試結(jié)果清晰呈現(xiàn)在測(cè)試者面前。由于測(cè)試的功能和內(nèi)容越來(lái)越多、越來(lái)越復(fù)雜，如果儀表只能反映原始數(shù)據(jù)，往往會(huì)增加測(cè)試人員進(jìn)行操作、分析的難度，降低測(cè)試效率。
智能化應(yīng)用最典型的例子莫過(guò)于通信協(xié)議測(cè)試儀表。繁多、復(fù)雜的協(xié)議消息令專家都會(huì)感到頭疼，更不用說(shuō)是普通的測(cè)試人員。如果這類儀表沒(méi)有智能分析功能，在維護(hù)測(cè)試中幾近無(wú)用。我們近年來(lái)研制的UPTS通用規(guī)程測(cè)試系統(tǒng)、SuperLink網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀正是由于具備了智能化分析功能，能夠以圖、表等形式提供呼叫流程、網(wǎng)絡(luò)性能、故障原因等測(cè)試結(jié)果，大大方便了維護(hù)人員，因此獲得了較廣泛的應(yīng)用。
(3) 網(wǎng)絡(luò)化
雖然單機(jī)形式的通信測(cè)試儀表仍然會(huì)繼續(xù)存在和應(yīng)用，而網(wǎng)絡(luò)化將成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。通信測(cè)試儀表網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的代表性產(chǎn)品為光纜線路集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和信令網(wǎng)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。測(cè)試儀表或其變形設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連形成集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，單獨(dú)或與網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)合能提高全網(wǎng)綜合測(cè)試、分析的能力，從而實(shí)現(xiàn)綜合化的維護(hù)與管理。
而目前網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的一個(gè)主要問(wèn)題是經(jīng)濟(jì)性。由于構(gòu)建集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用儀表式的前端機(jī)，監(jiān)測(cè)中心配置高性能計(jì)算機(jī)，硬件和軟件投入都很高。在本地網(wǎng)建立集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其投資規(guī)模少則數(shù)百萬(wàn)，高則數(shù)千萬(wàn)，對(duì)運(yùn)營(yíng)企業(yè)壓力很大。
因此從測(cè)試儀表到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的當(dāng)務(wù)之急是降低成本。最容易想到的解決方法是提高集成度以降低前端機(jī)成本，但這種方法降低成本的空間并不大。更好的方法是改變現(xiàn)有的集中計(jì)算模式，而采用分布式計(jì)算模式，以降低計(jì)算機(jī)平臺(tái)尤其是監(jiān)測(cè)中心的硬件和軟件投入。我們的研究和試驗(yàn)表明：采用上述方法，再結(jié)合應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低網(wǎng)絡(luò)化成本投入是可行的。
4 結(jié)束語(yǔ)
通信測(cè)試儀表是多學(xué)科技術(shù)的綜合，具備相應(yīng)測(cè)試功能和技術(shù)性能并且穩(wěn)定、可靠是基本要求，而通信網(wǎng)越來(lái)越面向大眾，作為通信測(cè)試的專用儀表也必須要降低成本，還要適合人們的操作習(xí)慣，適應(yīng)實(shí)際的各種測(cè)試需要。如果說(shuō)現(xiàn)代通信測(cè)試儀表的技術(shù)特點(diǎn)表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)化、綜合化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，那么現(xiàn)代通信測(cè)試儀表的應(yīng)用特點(diǎn)可歸結(jié)為先進(jìn)可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用。通信及通信測(cè)試儀表將相互促進(jìn)，共同快速發(fā)展。
