1、 前言

從1876年貝爾發(fā)明電話機，到今天人手一部手機，實現(xiàn)隨時隨地視頻通話。短短一百年來，通信產(chǎn)業(yè)呈指數(shù)性增長。測試技術(shù)與儀器儀表自通信產(chǎn)品的誕生起就成為通信產(chǎn)業(yè)中不可或缺的部分，與通信技術(shù)同步甚至超前發(fā)展。偉大的科學家門德列耶夫說過：“科學是從測量開始的，沒有測量就沒有科學”。錢學森同志說過：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵是信息技術(shù)。信息技術(shù)由測量技術(shù)、計算技術(shù)、通信技術(shù)三部分組成。測量技術(shù)是關(guān)鍵和基礎(chǔ)。”

數(shù)據(jù)通信測試儀器主要泛指通信傳輸與網(wǎng)絡(luò)測試儀器，是對通信終端設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的科研、生產(chǎn)、試驗和運營管理全壽命周期的各種定量、定性參數(shù)進行分析評定的手段和方法的總稱，涉及語音、報文、數(shù)據(jù)、圖像、視頻的采集、信元和信道編碼、傳輸媒質(zhì)、信令與協(xié)議等設(shè)備和產(chǎn)品的測試與分析評估。本文簡要介紹國內(nèi)數(shù)據(jù)通信測試儀表的發(fā)展歷程，展望面臨的挑戰(zhàn)。

2、 數(shù)字測試--數(shù)據(jù)通信測試儀器的昨天

上世紀八十年代，從中國引進數(shù)字程控交換機進入數(shù)字化時代起，測試技術(shù)與產(chǎn)品得到發(fā)展。這一階段通信主要以語音傳輸為主，涉及的測試技術(shù)主要有語音測試、傳輸測試和信令規(guī)程測試。相關(guān)的測試儀器主要有話路特性測試儀、傳輸分析儀、信令測試儀和規(guī)程測試儀等產(chǎn)品。

語音測試主要測試話路語音質(zhì)量測試，主要參數(shù)包括頻率、電平、失真度等。話路特性測試儀是對語音模擬信號的較為全面測試，PCM測試儀則對話音通道的語音/數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換和數(shù)字編碼/語音轉(zhuǎn)換進行測試，二者互為補充。

傳輸測試是當時通信測試最重要的一項測試技術(shù)，主要對通信傳輸質(zhì)量進行測量和評估，除最重要的誤碼率這個參數(shù)外，還有抖動、漂移等測試評估參數(shù)。這類儀器根據(jù)通信傳輸?shù)木€路不同可分為高速比特誤碼測試儀、PCM綜合測試儀（2Mb/s）、PDH數(shù)字傳輸分析儀、PDH/SDH數(shù)字傳輸分析儀和電信/數(shù)據(jù)傳輸分析儀。高速比特誤碼測試儀速率一般在140Mb/s～15Gb/s連續(xù)可調(diào)，PDH數(shù)字傳輸分析儀用于PDH 1～4次群通信設(shè)備的研制、生產(chǎn)、通信建設(shè)和維修，主要測量誤碼和抖動。PDH/SDH數(shù)字傳輸分析儀用于STM-1/4/16/64/256等速率的SDH通信設(shè)備的測試，兼顧PDH測試。

信令測試儀則用于程控交換機的控制平面測試，全面測試用戶線信令和局間信令，可接入SS7、GSM、CDMA、V5、ISDN及中國一號信令等各級接口，完成協(xié)議的有效性與兼容性測試。測試分為信令監(jiān)測與仿真測試二種。

規(guī)程測試儀則主要完成相關(guān)數(shù)據(jù)通信接口測試，常見有V.11、V.24、V.35、X.21等，具備DTE與DCE測試能力，支持同步與異步測試，主要進行誤碼測量和誤碼性能分析。

這一時期，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品稀少且較為初級，各生產(chǎn)廠家確保產(chǎn)品可用即可，主要進行功能測試。網(wǎng)絡(luò)測試儀器較為簡單，只是進行發(fā)送和接收測試。

3、 網(wǎng)絡(luò)測試--數(shù)據(jù)通信測試儀器的今天

隨著集線器、交換機、路由器等產(chǎn)品的廣泛運用，網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)得到重視。網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)包含內(nèi)容有測試對象、測試方法、測試工具及測試經(jīng)驗等方面內(nèi)容，逐漸形成以RFC相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)的測試方法標準化，如RFC1242規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的基本術(shù)語，RFC2544規(guī)定了互聯(lián)設(shè)備的基準測試方法，RFC2889規(guī)定了交換設(shè)備的測試方法等。測試內(nèi)容覆蓋了ISO二至七層。測試方法有主動測試與被動測試（監(jiān)測）。在測試功能上除網(wǎng)絡(luò)性能測試外，還具備網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)測試，可對業(yè)務(wù)支持能力、業(yè)務(wù)性能、業(yè)務(wù)可靠性與安全性進行測試評估。

在云網(wǎng)融合、算網(wǎng)一體等信息技術(shù)快速發(fā)展的大環(huán)境下，面向高速以太網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、5G承載網(wǎng)、5G核心網(wǎng)等核心技術(shù)領(lǐng)域的需求，作為網(wǎng)際互聯(lián)中的核心骨干組成部分，路由交換設(shè)備的發(fā)展在很大程度上決定了整個網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸。網(wǎng)絡(luò)接口復(fù)雜多樣、電信級業(yè)務(wù)流量、接入用戶指數(shù)級增長對于高速數(shù)據(jù)通信下的網(wǎng)絡(luò)承載能力提出了進一步挑戰(zhàn)。與此同時，我國新一代路由交換設(shè)備的迭代發(fā)展速度，迫切需要與之相匹配的數(shù)據(jù)通信測試儀器發(fā)展水平，這對數(shù)據(jù)通信測試儀器的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展機遇，也對數(shù)據(jù)通信測試儀器的發(fā)展提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。

經(jīng)過20多年的艱苦努力，我國數(shù)據(jù)通信測試儀表取得了重要進展，基本解決了測試功能和速率覆蓋的問題。在產(chǎn)品形態(tài)上，有手持式、便攜式與機架式；在速率上，最高測試達到400Gbps；端口密度達到整機80個100Gbps端口，單板20個80個100Gbps端口；在協(xié)議方面，支持路由、接入、組播、數(shù)據(jù)中心等協(xié)議仿真，以及VxLAN、EVPN、SRv6等新協(xié)議測試；支持RFC2544等多種套件；同時支持自動化測試，可適配TCL、Python等自動化接口，滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從研發(fā)到生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的測試需求。

4、 面向下一代網(wǎng)絡(luò)測試---數(shù)據(jù)通信測試儀器的明天

隨著5G/6G時期的到來，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的不斷革新、新興協(xié)議的不斷提出以及電信級網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)升級，現(xiàn)有的儀器不論是測試端口密度、時延測量精度以及協(xié)議仿真覆蓋率等核心指標，難以滿足測試需求，必須跟蹤最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展。

高速率、IPv6+、確定性網(wǎng)絡(luò)、超融合等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用場景給數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)測試儀器提出了新需求：

1)  高速率測試

隨著互聯(lián)網(wǎng)和5G用戶的增加以及來自人工智能、機器學習（ML）、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實流量的延遲敏感性流量激增，數(shù)據(jù)中心的帶寬要求與日俱增，并且對低延遲有極高的要求，可以預(yù)見，在未來的人工智能應(yīng)用中，800GE技術(shù)將發(fā)揮越來越重要的作用。測試儀器必須具備多達幾十個端口的800GE測試能力。

2）高精度測試

現(xiàn)有的毫秒級的流量調(diào)度及采樣結(jié)果統(tǒng)計不能滿足TSN/TTE、無損以太網(wǎng)等高性能網(wǎng)絡(luò)測試要求，網(wǎng)絡(luò)測試儀必須實現(xiàn)微秒級的流量調(diào)試和納秒級時鐘同步精度。

3）靈活智能的高性能軟件架構(gòu)平臺

隨著新興的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及新協(xié)議、新業(yè)務(wù)的持續(xù)不斷的出現(xiàn)，要求測試儀器能夠快速滿足新協(xié)議與新業(yè)務(wù)測試需求。這就要求測試儀器具備靈活、智能、彈性的高性能軟件架構(gòu)平臺，解耦軟件平臺與硬件平臺，集中主控運維管理，統(tǒng)一硬件驅(qū)動層，屏蔽硬件差異，支持多種速率與多種測試端口，支持快速迭代、增加新協(xié)議測試功能，滿足車載網(wǎng)絡(luò)、云網(wǎng)融合、算網(wǎng)一體等下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)測試需求。

結(jié)束語

當前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和市場需求是網(wǎng)絡(luò)測試技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動力，網(wǎng)絡(luò)測試儀器前景看好。新技術(shù)的發(fā)展快于相關(guān)標準制定的速度，各國都在結(jié)合自身的具體情況制定適合本國發(fā)展需求的新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與新協(xié)議。這對國內(nèi)測試廠商是一次機遇，也是挑戰(zhàn)。測試儀器廠家應(yīng)積極參與未來網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究，參與到相關(guān)標準制定工作中，將標準與產(chǎn)品體系進一步融合，提升產(chǎn)品的競爭力，為通信行業(yè)的發(fā)展提供保障。