通信測試技術(shù)發(fā)展透視

通信領(lǐng)域涉及范圍很廣，除了傳統(tǒng)的交換以及各種傳輸網(wǎng)如光纖、微波衛(wèi)星通信系統(tǒng)外，還涉及到各種寬窄帶通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、因特網(wǎng)業(yè)務(wù)、廣播電視網(wǎng)、移動和固定無線通信業(yè)務(wù)、接入網(wǎng)業(yè)務(wù)及各種設(shè)備制造業(yè)等。目前隨著各種通信新技術(shù)的發(fā)展及新興通信設(shè)備的出現(xiàn)，用于通信測試的測試手段及各種專用、通用測試設(shè)備也大量地得到應(yīng)用。以下就通信測試的幾個(gè)發(fā)展方向做一個(gè)大體的論述。一、移動通信測試技術(shù)我國目前發(fā)展最為迅速的是數(shù)字移動通信。數(shù)字蜂窩移動通信制式主要有：GSM900;DCS180。歐洲制式；CDMA碼分多址美國制式；PDC日本制式。中國計(jì)量院研制的GSM制式數(shù)字移動通信綜合測試儀校準(zhǔn)系統(tǒng)可用于校準(zhǔn)HP8960,HP6392E,Wavetek4400,IFR2935,Wavetek4201,Recal6113等通信測試儀器。CDMA技術(shù)系統(tǒng)由于容量大、抗干擾能力強(qiáng)、保密性好等優(yōu)點(diǎn)而具有潛在應(yīng)用前景。它以碼分多址技術(shù)為基礎(chǔ)，使用PN（偽隨機(jī)碼）和功率控制這兩種方法允許鄰接小區(qū)共享業(yè)務(wù)提供者提供的全部頻率配置，一個(gè)用戶的通信信號用一個(gè)唯一的正交碼來擴(kuò)展，在2G中，CDMA信號以1.2288Mbit/s擴(kuò)展，第三代CDMA2000將使用SR3碼片速率，可以在3.75MHz^波中擴(kuò)展（多載波方式）。為了改善信道，基站端使用正交沃什爾碼。根據(jù)這些技術(shù)特性，傳統(tǒng)的RF發(fā)生器一定要有寬帶數(shù)字調(diào)制能力，以模擬一個(gè)寬帶的CDMA發(fā)射機(jī)，用以測試接收機(jī)以及CDMA移動設(shè)備信道和信道外的RF部件性能。由于CDMA信號的復(fù)雜性，要確保測試精度和適應(yīng)高速數(shù)據(jù)的測試，必須要提高儀器的智能程度，以從原始數(shù)據(jù)中求出CDMA的各種有用參數(shù)，測試儀器的軟件要便于升級以支持新出現(xiàn)的CDMA標(biāo)準(zhǔn)及LDGE這一類臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。適合于平滑過渡的第三代移動通信技術(shù)測試用信號源、傳輸分析儀、信令測試儀以及頻譜分析儀和矢量分析儀正在紛紛推向市場。具有VXI總線的通信儀器模塊的儀器測試頻率范圍大，主要針對移動通信測試之用。二、光纖通信測試技術(shù)光纖光纜是光信號傳輸?shù)拿劫|(zhì)，它是光通信的基礎(chǔ)。在這個(gè)領(lǐng)域國際電聯(lián)（ITU）制定了一系列標(biāo)準(zhǔn)，它們有G.650、G.651、G.652、G.653、G.655等。除G.650是有關(guān)測試方法以外，其它標(biāo)準(zhǔn)都是按光纖種類分類的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。在這些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范了該種光纖及由其組成光纜的具體性能指標(biāo)。光纖的特性參數(shù)分幾何特性參數(shù)、光學(xué)特性參數(shù)、傳輸特性。此外，對于高速、多信道、長距離光通信系統(tǒng)，規(guī)范中未給出的光纖非線性也是光通信需要考慮的重要指標(biāo)。光纖和光纜的測試儀表大多建立在光學(xué)和電子學(xué)原理之上的，因此系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)備昂貴。光通信實(shí)際上是給各種通信業(yè)務(wù)提供了一個(gè)大容量的傳送平臺，同時(shí)在這個(gè)平臺上利用DWDM、SDH、路由器等技術(shù)可以組建四通八達(dá)的通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，而構(gòu)成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)網(wǎng)元就是光通信設(shè)備。由于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，其標(biāo)準(zhǔn)也是大量的。光通信設(shè)備測試分為如下三類：光接口參數(shù)測試、電接口參數(shù)測試和設(shè)備實(shí)現(xiàn)功能的測試。光纖網(wǎng)絡(luò)測試的儀器是各通信測試儀器供應(yīng)商特別看重的產(chǎn)品，特別是對于密集波分復(fù)用（DWDM）的測試設(shè)備。早期的光測試儀器大部分在電測試儀器前添加光轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成，例如Tektronix公司的數(shù)字取樣示波器TD68000,本身具有50GHz的電學(xué)等效帶寬，添加光電附件后光學(xué)帶寬變?yōu)?0GHz,可用于光元件和光集成電路的研發(fā)；添加時(shí)域反射附件后又可構(gòu)成光時(shí)域反射計(jì)，可用于光纖鏈路的光信號完整性測試；配備一些專用軟件、光源和分光器等構(gòu)成光通信測試系統(tǒng)（型號為CSA8000）,可用于DWDM的測試。利用類似的辦法，電學(xué)的頻譜分析儀亦可構(gòu)成光譜分析儀°DWDM工作波段是1530-1565nm。在35nm通帶內(nèi)可傳送8、16個(gè)或更多的波長，構(gòu)成全球性的光纖網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)的光放大器、光轉(zhuǎn)換器、光復(fù)用器、光電集成電路等純光學(xué)部件的問世，使得光纖網(wǎng)絡(luò)測試儀器從發(fā)射、傳輸、接收的全面考慮進(jìn)行設(shè)計(jì)，制成以光學(xué)部件為主的測試儀器，例如采用衍射光柵構(gòu)成的光譜分析儀，使波長分辨率達(dá)到10-20pm，并能在850.1300、1500nm的波段內(nèi)測試單個(gè)載波功率、通道波長、通道間隔、總功率以及串?dāng)_等特性。光通信測試儀器的供應(yīng)商中以Agilent和Anritsu公司的產(chǎn)品最多，指標(biāo)也較高。光通信系統(tǒng)的測試是指系統(tǒng)網(wǎng)元已按設(shè)計(jì)要求在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)或模擬實(shí)驗(yàn)網(wǎng)連接構(gòu)成系統(tǒng)的測試，它包括設(shè)備之間互連互通的測試、設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的互通測試、網(wǎng)管功能實(shí)現(xiàn)的測試、業(yè)務(wù)互通測試等。系統(tǒng)在實(shí)際或模擬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)不可避免地會存在傳輸損傷，這些傳輸損傷是否影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的依據(jù)，此時(shí)系統(tǒng)的誤碼性能、抖動性能、漂移性能是測試系統(tǒng)質(zhì)量的重要指標(biāo)，其中誤碼率是數(shù)字傳輸系統(tǒng)的重要技術(shù)指標(biāo)，也是最常用的測試指標(biāo)，定時(shí)抖動是數(shù)字傳輸設(shè)備的一項(xiàng)主技術(shù)指標(biāo)。三、網(wǎng)絡(luò)通信測試技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模及復(fù)雜性越來越大，各種業(yè)務(wù)的數(shù)量急劇增加，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行、管理和維護(hù)的成本越來越高。降低成本的根本出路是使網(wǎng)絡(luò)管理標(biāo)準(zhǔn)化、簡單化和自動化。這種標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)管系統(tǒng)意味著接口的標(biāo)準(zhǔn)化、體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化，使各種設(shè)備方便地和網(wǎng)管系統(tǒng)相連。網(wǎng)管應(yīng)具有以下功能：性能管理、故障及維護(hù)管理、配置管理、帳目管理和安全管理等。網(wǎng)管系統(tǒng)的測試也屬于軟件測試的范疇，它包括實(shí)現(xiàn)功能測試、信息模型測試、標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議測試等。在網(wǎng)絡(luò)的研制開發(fā)、工程安裝和日常維護(hù)檢測中都需要用到網(wǎng)絡(luò)測試儀。主要的網(wǎng)絡(luò)測試儀有局域網(wǎng)測試儀、廣域網(wǎng)測試儀以及協(xié)議分析儀。這些儀器都能對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測和管理，測試網(wǎng)絡(luò)任何點(diǎn)的流量數(shù)據(jù)，測試各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如路由器、交換機(jī)、工作站的性能。但局域網(wǎng)測試儀只能測試以太網(wǎng)和ATM網(wǎng)，而協(xié)議分析儀有不同的接口適配器和支持包括幀中繼、X.25、ISDN、ATM、DXT等各種廣域網(wǎng)協(xié)議，既可用于測試局域網(wǎng)，又可用于廣域網(wǎng)和ATM等多種網(wǎng)絡(luò)測試。光纖主干網(wǎng)，性能測試包括數(shù)據(jù)速率，鏈路利用率、流量特性、誤碼條件等內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)測試儀有數(shù)據(jù)濾波器，以檢測特殊的命令和響應(yīng)，提供可選觸發(fā)條件，以避免在高速運(yùn)行條件下，磁盤上存放了太多的元用數(shù)據(jù)。在正常運(yùn)行下主要通過誤碼率監(jiān)測未檢查網(wǎng)絡(luò)的完整性，以評定光電連接是否正常。如果誤碼超出規(guī)定值，首先要檢查機(jī)械電氣連接和電子器件。如果網(wǎng)絡(luò)完整性是好的，網(wǎng)絡(luò)過載也會導(dǎo)致傳輸延遲和響應(yīng)變慢以至造成誤碼突然增加，要使用相應(yīng)專家診斷軟件進(jìn)行分析以正確定位網(wǎng)絡(luò)故障。網(wǎng)絡(luò)測試儀正在向多功能、小型化發(fā)展，以便現(xiàn)場施工和運(yùn)行維修使用。四、發(fā)展趨勢展望隨著光纖通信、移動通信和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，近年來以測試通信系統(tǒng)參數(shù)為目的的各種分析儀表相繼出現(xiàn)，以滿足通信設(shè)備的需求。這些儀表的共同特點(diǎn)是測試通信系統(tǒng)的主要表征系統(tǒng)指標(biāo)的基本參數(shù)，同時(shí)將這些參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理、分析，給出通信系統(tǒng)需要的指標(biāo)參數(shù)，這樣參數(shù)測試將由基本測試向系統(tǒng)測試方向發(fā)展。通信設(shè)備的制造廠商和通信設(shè)備的運(yùn)營維護(hù)部門，他們關(guān)心的是技術(shù)規(guī)范要求指標(biāo)的合格與不合格，而不關(guān)心指標(biāo)量的大小，測試的過程是自動按程序進(jìn)行。這類儀表是人們先按技術(shù)規(guī)范要求的指標(biāo)范圍輸入到鍵盤程序中，測試符合規(guī)范書的要求則給出合格產(chǎn)品，予以通過，因此測試將由自動化向智能化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自動化測試除省時(shí)、省力外，還可減少測試過程中人為的誤差。由于通信系統(tǒng)的國際化，為保證其通信的互聯(lián)，要求網(wǎng)絡(luò)間接口必須按標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)間的信令必須一致，才能使傳輸?shù)男畔M足質(zhì)量要求。這