1、 前言

從1876年貝爾發(fā)明電話機(jī)，到今天人手一部手機(jī)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地視頻通話。短短一百年來(lái)，通信產(chǎn)業(yè)呈指數(shù)性增長(zhǎng)。測(cè)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(xué)家門(mén)德列耶夫說(shuō)過(guò)：“科學(xué)是從測(cè)量開(kāi)始的，沒(méi)有測(cè)量就沒(méi)有科學(xué)”。錢(qián)學(xué)森同志說(shuō)過(guò)：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵是信息技術(shù)。信息技術(shù)由測(cè)量技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)三部分組成。測(cè)量技術(shù)是關(guān)鍵和基礎(chǔ)。”

數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀器主要泛指通信傳輸與網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器，是對(duì)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(yàn)和運(yùn)營(yíng)管理全壽命周期的各種定量、定性參數(shù)進(jìn)行分析評(píng)定的手段和方法的總稱，涉及語(yǔ)音、報(bào)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(cè)試與分析評(píng)估。本文簡(jiǎn)要介紹國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀表的發(fā)展歷程，展望面臨的挑戰(zhàn)。

2、 數(shù)字測(cè)試--數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀器的昨天

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

語(yǔ)音測(cè)試主要測(cè)試話路語(yǔ)音質(zhì)量測(cè)試，主要參數(shù)包括頻率、電平、失真度等。話路特性測(cè)試儀是對(duì)語(yǔ)音模擬信號(hào)的較為全面測(cè)試，PCM測(cè)試儀則對(duì)話音通道的語(yǔ)音/數(shù)字編碼轉(zhuǎn)換和數(shù)字編碼/語(yǔ)音轉(zhuǎn)換進(jìn)行測(cè)試，二者互為補(bǔ)充。

傳輸測(cè)試是當(dāng)時(shí)通信測(cè)試最重要的一項(xiàng)測(cè)試技術(shù)，主要對(duì)通信傳輸質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量和評(píng)估，除最重要的誤碼率這個(gè)參數(shù)外，還有抖動(dòng)、漂移等測(cè)試評(píng)估參數(shù)。這類(lèi)儀器根據(jù)通信傳輸?shù)木€路不同可分為高速比特誤碼測(cè)試儀、PCM綜合測(cè)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(cè)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(cè)量誤碼和抖動(dòng)。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(cè)試，兼顧PDH測(cè)試。

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

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

這一時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品稀少且較為初級(jí)，各生產(chǎn)廠家確保產(chǎn)品可用即可，主要進(jìn)行功能測(cè)試。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器較為簡(jiǎn)單，只是進(jìn)行發(fā)送和接收測(cè)試。

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

隨著集線器、交換機(jī)、路由器等產(chǎn)品的廣泛運(yùn)用，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)得到重視。網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)包含內(nèi)容有測(cè)試對(duì)象、測(cè)試方法、測(cè)試工具及測(cè)試經(jīng)驗(yàn)等方面內(nèi)容，逐漸形成以RFC相關(guān)規(guī)范為基礎(chǔ)的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)化，如RFC1242規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備的基本術(shù)語(yǔ)，RFC2544規(guī)定了互聯(lián)設(shè)備的基準(zhǔn)測(cè)試方法，RFC2889規(guī)定了交換設(shè)備的測(cè)試方法等。測(cè)試內(nèi)容覆蓋了ISO二至七層。測(cè)試方法有主動(dòng)測(cè)試與被動(dòng)測(cè)試（監(jiān)測(cè)）。在測(cè)試功能上除網(wǎng)絡(luò)性能測(cè)試外，還具備網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)測(cè)試，可對(duì)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(jìn)行測(cè)試評(píng)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(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸。網(wǎng)絡(luò)接口復(fù)雜多樣、電信級(jí)業(yè)務(wù)流量、接入用戶指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)對(duì)于高速數(shù)據(jù)通信下的網(wǎng)絡(luò)承載能力提出了進(jìn)一步挑戰(zhàn)。與此同時(shí)，我國(guó)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(cè)試儀器發(fā)展水平，這對(duì)數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀器的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展機(jī)遇，也對(duì)數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀器的發(fā)展提出了更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

經(jīng)過(guò)20多年的艱苦努力，我國(guó)數(shù)據(jù)通信測(cè)試儀表取得了重要進(jìn)展，基本解決了測(cè)試功能和速率覆蓋的問(wèn)題。在產(chǎn)品形態(tài)上，有手持式、便攜式與機(jī)架式；在速率上，最高測(cè)試達(dá)到400Gbps；端口密度達(dá)到整機(jī)80個(gè)100Gbps端口，單板20個(gè)80個(gè)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(cè)試；支持RFC2544等多種套件；同時(shí)支持自動(dòng)化測(cè)試，可適配TCL、Python等自動(dòng)化接口，滿足網(wǎng)絡(luò)設(shè)備從研發(fā)到生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的測(cè)試需求。

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

隨著5G/6G時(shí)期的到來(lái)，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(jí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用業(yè)務(wù)升級(jí)，現(xiàn)有的儀器不論是測(cè)試端口密度、時(shí)延測(cè)量精度以及協(xié)議仿真覆蓋率等核心指標(biāo)，難以滿足測(cè)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(chǎng)景給數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器提出了新需求：

1)  高速率測(cè)試

隨著互聯(lián)網(wǎng)和5G用戶的增加以及來(lái)自人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）、物聯(lián)網(wǎng)和虛擬現(xiàn)實(shí)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(duì)低延遲有極高的要求，可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)的人工智能應(yīng)用中，800GE技術(shù)將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。測(cè)試儀器必須具備多達(dá)幾十個(gè)端口的800GE測(cè)試能力。

2）高精度測(cè)試

現(xiàn)有的毫秒級(jí)的流量調(diào)度及采樣結(jié)果統(tǒng)計(jì)不能滿足TSN/TTE、無(wú)損以太網(wǎng)等高性能網(wǎng)絡(luò)測(cè)試要求，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀必須實(shí)現(xiàn)微秒級(jí)的流量調(diào)試和納秒級(jí)時(shí)鐘同步精度。

3）靈活智能的高性能軟件架構(gòu)平臺(tái)

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(cè)試儀器能夠快速滿足新協(xié)議與新業(yè)務(wù)測(cè)試需求。這就要求測(cè)試儀器具備靈活、智能、彈性的高性能軟件架構(gòu)平臺(tái)，解耦軟件平臺(tái)與硬件平臺(tái)，集中主控運(yùn)維管理，統(tǒng)一硬件驅(qū)動(dòng)層，屏蔽硬件差異，支持多種速率與多種測(cè)試端口，支持快速迭代、增加新協(xié)議測(cè)試功能，滿足車(chē)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(cè)試需求。

結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展和市場(chǎng)需求是網(wǎng)絡(luò)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試儀器前景看好。新技術(shù)的發(fā)展快于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定的速度，各國(guó)都在結(jié)合自身的具體情況制定適合本國(guó)發(fā)展需求的新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與新協(xié)議。這對(duì)國(guó)內(nèi)測(cè)試廠商是一次機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。測(cè)試儀器廠家應(yīng)積極參與未來(lái)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究，參與到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定工作中，將標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)品體系進(jìn)一步融合，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，為通信行業(yè)的發(fā)展提供保障。