通信測試技術發(fā)展透視

胡薛




  通信領域涉及范圍很廣,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、計算機網(wǎng)絡、因特網(wǎng)業(yè)務、廣播電視網(wǎng)、移動和固定無線通信業(yè)務、接入網(wǎng)業(yè)務及各種設備制造業(yè)等。目前隨著各種通信新技術的發(fā)展及新興通信設備的出現(xiàn),用于通信測試的測試手段及各種專用、通用測試設備也大量地得到應用。以下就通信測試的幾個發(fā)展方向做一個大體的論述。



一、移動通信測試技術



  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;DCS1800歐洲制式;CDMA碼分多址美國制式;PDC日本制式。中國計量院研制的GSM制式數(shù)字移動通信綜合測試儀校準系統(tǒng)可用于校準HP8960,HP6392E,Wavetek4400,IFR2935,Wavetek4201,Recal6113等通信測試儀器。



 。茫模停良夹g系統(tǒng)由于容量大、抗干擾能力強、保密性好等優(yōu)點而具有潛在應用前景。它以碼分多址技術為基礎,使用PN(偽隨機碼)和功率控制這兩種方法允許鄰接小區(qū)共享業(yè)務提供者提供的全部頻率配置,一個用戶的通信信號用一個唯一的正交碼來擴展,在2G中,CDMA信號以1.2288Mbit/s擴展,第三代CDMA2000將使用SR3碼片速率,可以在3.75MHz載波中擴展(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)這些技術特性,傳統(tǒng)的RF發(fā)生器一定要有寬帶數(shù)字調制能力,以模擬一個寬帶的CDMA發(fā)射機,用以測試接收機以及CDMA移動設備信道和信道外的RF部件性能。由于CDMA信號的復雜性,要確保測試精度和適應高速數(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標準及LDGE這一類臨時標準。適合于平滑過渡的第三代移動通信技術測試用信號源、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



  光纖光纜是光信號傳輸?shù)拿劫|,它是光通信的基礎。在這個領域國際電聯(lián)(ITU)制定了一系列標準,它們有G.650、G.651、G.652、G.653、G.655等。除G.650是有關測試方法以外,其它標準都是按光纖種類分類的產(chǎn)品標準。在這些標準中規(guī)范了該種光纖及由其組成光纜的具體性能指標。光纖的特性參數(shù)分幾何特性參數(shù)、光學特性參數(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。光纖和光纜的測試儀表大多建立在光學和電子學原理之上的,因此系統(tǒng)復雜,設備昂貴。



  光通信實際上是給各種通信業(yè)務提供了一個大容量的傳送平臺,同時在這個平臺上利用DWDM、SDH、路由器等技術可以組建四通八達的通信基礎網(wǎng)絡,而構成這個網(wǎng)絡中的各個網(wǎng)元就是光通信設備。由于網(wǎng)絡設備的多樣性和復雜性,其標準也是大量的。光通信設備測試分為如下三類:光接口參數(shù)測試、電接口參數(shù)測試和設備實現(xiàn)功能的測試。



  光纖網(wǎng)絡測試的儀器是各通信測試儀器供應商特別看重的產(chǎn)品,特別是對于密集波分復用(DWDM)的測試設備。早期的光測試儀器大部分在電測試儀器前添加光轉換器件構成,例如Tektronix公司的數(shù)字取樣示波器TD68000,本身具有50GHz的電學等效帶寬,添加光電附件后光學帶寬變?yōu)椋常埃牵龋,可用于光元件和光集成電路的研發(fā);添加時域反射附件后又可構成光時域反射計,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,電學的頻譜分析儀亦可構成光譜分析儀。DWDM工作波段是1530-1565nm。在35nm通帶內(nèi)可傳送8、16個或更多的波長,構成全球性的光纖網(wǎng)絡,相應的光放大器、光轉換器、光復用器、光電集成電路等純光學部件的問世,使得光纖網(wǎng)絡測試儀器從發(fā)射、傳輸、接收的全面考慮進行設計,制成以光學部件為主的測試儀器,例如采用衍射光柵構成的光譜分析儀,使波長分辨率達到10-20pm,并能在850、1300、1500nm的波段內(nèi)測試單個載波功率、通道波長、通道間隔、總功率以及串擾等特性。光通信測試儀器的供應商中以Agilent和Anritsu公司的產(chǎn)品最多,指標也較高。



  光通信系統(tǒng)的測試是指系統(tǒng)網(wǎng)元已按設計要求在實際網(wǎng)絡或模擬實驗網(wǎng)連接構成系統(tǒng)的測試,它包括設備之間互連互通的測試、設備與網(wǎng)絡之間的互通測試、網(wǎng)管功能實現(xiàn)的測試、業(yè)務互通測試等。系統(tǒng)在實際或模擬網(wǎng)絡進行試驗時不可避免地會存在傳輸損傷,這些傳輸損傷是否影響整個系統(tǒng)的正常工作是衡量系統(tǒng)質量的依據(jù),此時系統(tǒng)的誤碼性能、抖動性能、漂移性能是測試系統(tǒng)質量的重要指標,其中誤碼率是數(shù)字傳輸系統(tǒng)的重要技術指標,也是最常用的測試指標,定時抖動是數(shù)字傳輸設備的一項主技術指標。



三、網(wǎng)絡通信測試技術



  隨著網(wǎng)絡的規(guī)模及復雜性越來越大,各種業(yè)務的數(shù)量急劇增加,網(wǎng)絡的運行、管理和維護的成本越來越高。降低成本的根本出路是使網(wǎng)絡管理標準化、簡單化和自動化。這種標準化的網(wǎng)管系統(tǒng)意味著接口的標準化、體系結構的標準化,使各種設備方便地和網(wǎng)管系統(tǒng)相連。網(wǎng)管應具有以下功能:性能管理、故障及維護管理、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,它包括實現(xiàn)功能測試、信息模型測試、標準接口協(xié)議測試等。在網(wǎng)絡的研制開發(fā)、工程安裝和日常維護檢測中都需要用到網(wǎng)絡測試儀。主要的網(wǎng)絡測試儀有局域網(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)絡進行監(jiān)測和管理,測試網(wǎng)絡任何點的流量數(shù)據(jù),測試各種網(wǎng)絡設備如路由器、交換機、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)絡測試儀有數(shù)據(jù)濾波器,以檢測特殊的命令和響應,提供可選觸發(fā)條件,以避免在高速運行條件下,磁盤上存放了太多的元用數(shù)據(jù)。在正常運行下主要通過誤碼率監(jiān)測未檢查網(wǎng)絡的完整性,以評定光電連接是否正常。如果誤碼超出規(guī)定值,首先要檢查機械電氣連接和電子器件。如果網(wǎng)絡完整性是好的,網(wǎng)絡過載也會導致傳輸延遲和響應變慢以至造成誤碼突然增加,要使用相應專家診斷軟件進行分析以正確定位網(wǎng)絡故障。網(wǎng)絡測試儀正在向多功能、小型化發(fā)展,以便現(xiàn)場施工和運行維修使用。



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),以滿足通信設備的需求。這些儀表的共同特點是測試通信系統(tǒng)的主要表征系統(tǒng)指標的基本參數(shù),同時將這些參數(shù)進行運算處理、分析,給出通信系統(tǒng)需要的指標參數(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。通信設備的制造廠商和通信設備的運營維護部門,他們關心的是技術規(guī)范要求指標的合格與不合格,而不關心指標量的大小,測試的過程是自動按程序進行。這類儀表是人們先按技術規(guī)范要求的指標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,實現(xiàn)自動化測試除省時、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)絡間接口必須按標準協(xié)議,網(wǎng)絡間的信令必須一致,才能使傳輸?shù)男畔M足質量要求。這樣就要求通信測試儀表的測試項目、指標參量、測試方法嚴格按ITU-T、ITU-R建議標準設計,世界各通信儀表公司、工廠都按ITU的標準進行生產(chǎn)。各儀表公司產(chǎn)品的差異性主要表現(xiàn)在儀表生產(chǎn)的系列完整性、儀表智能軟件編輯的程序、儀表采用的專用芯片設計、儀表的專門工藝等差異。因此,世界各儀表公司技術競爭焦點是軟件工程和專用芯片的競爭。





----《通信世界報》
   

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