(產通社/楊棋,12月10日)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、計算機網絡、Internet業(yè)務、廣播電視網、移動和固定無線通信業(yè)務、接入網業(yè)務及各種設備制造業(yè)等。通信網絡和設備的技術進步和發(fā)展離不開通信測試領域的技術進步,它使傳統(tǒng)意義上測試和計量的概念發(fā)生了變化,需要測試的參數越來越多,精度要求越來越高,測試速度越來越快,頻率范圍越來越寬。
通信產業(yè)是T&M儀器制造商最為重視領域之一。特別是,在3G網絡建設和3G應用的刺激下,制造商正在不斷進行創(chuàng)新,推出新的產品和方案。
無線通信測試
無線通信產品的技術競爭可概括為,最小的干擾到最大的距離,以及最好的服務質量,為了提高產品的性能,設備供應商需要擴大測量儀器的投資,為了向用戶提供良好的服務質量,運營商亦需要擁有優(yōu)良的測量儀器。據市場調查公司統(tǒng)計,2003年全球通信測量儀器銷售值達到50億美元,其中專用通信測量儀器的約30億美元,其它是通用測量儀器。隨著無線通信網絡向2.5G和3G的升級,今后幾年內無線通信測試儀器的銷售值將以年復合增長率17%左右增加,2007年全球移動通信測量儀器的銷售值將達到20億美元以上。
第一代移動通信屬于模擬方式,有許多模擬通用測量儀器可供使用,第二代移動通信采用數字方式,促進了通用測量儀器的數字化,第三代移動通信又融合語言和多媒體服務,在使用頻段、數據速率、網絡覆蓋范圍、信道數目都有明顯增加。例如2G的GSM制式網絡只支持14.4Kbps的數據速率,2.5G的GPRS、EDGE(GSM增強方案)、UMTS、W-CDMA等制式則支持171.2Kbps、384Kbps甚至2Mbps的數據速率,載波頻段也從900MHz增加到1800MHz,相應的信號發(fā)生器、功率計、示波器、頻譜分析儀、網絡分析儀也得水漲船高,并且推出碼率分析儀、協(xié)議分析儀等專用測量儀器。
由于無線通信無需固線通信那樣大量投資,用來鋪設電纜、光纖等基礎設施,因而無線通信的發(fā)展速度往往很快,有些國家移動通信的用戶已經超過固線電話的用戶數。但是無線通信存在頻率資源緊張,甚至頻率資源不足的困難,解決方法是使用更高載波和發(fā)展新的制式。目前3G無線通信制式主要有UMTS-CDMA和CDMA2000,前者的頻譜使用率較高,對于頻率資源緊缺的歐洲和日本來說更適用,預測UMTS-CDMA制式的全球用戶數將超過半數以上。中國也提出具有自主產權的TD-SCDMA制式,并且獲得ITU的認可。
光纖通信測試
光纖光纜是光信號傳輸的媒質,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。光纖的特性參數分幾何特性參數(纖芯直徑、包層直徑、纖芯不圓度、包層不圓度、同心度誤差等)、光學特性參數(折射率分布、最大數值孔徑、模場直徑、截止波長等)、傳輸特性(衰減、帶寬、群速度色散、偏振模色散等)。除此之外,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。此外,光纜分為機械性能測試、環(huán)境性能測試、工程測試等。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絡,而構成這個網絡中的各個網元就是光通信設備。由于網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:光接口參數測試(工作波長、平均發(fā)送功率、通道間隔、光譜特性、消光比、接收靈敏度、光發(fā)送信號眼圖等);電接口參數測試(比特率及容差、接口標準碼型、信號功率電平、接口過壓保護、抖動和漂移特性等);設備實現功能的測試,包括單元功能和復合功能。
光纖網絡測試的儀器是各通信測試儀器供應商特別看重的產品,特別是對于密集波分復用(DWDM)的測試設備。
光通信系統(tǒng)的測試是指系統(tǒng)網元已按設計要求在實際網絡或模擬實驗網連接構成系統(tǒng)的測試,它包括設備之間互連互通的測試、設備與網絡之間的互通測試、網管功能實現的測試、業(yè)務互通測試等。系統(tǒng)在實際或模擬網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,此時系統(tǒng)的誤碼性能、抖動性能、漂移性能(SDH特有)是測試系統(tǒng)質量的重要指標,其中誤碼率是數字傳輸系統(tǒng)的重要技術指標,也是最常用的測試指標,定時抖動是數字傳輸設備的一項主技術指標。
網絡測試
隨著網絡的規(guī)模及復雜性越來越大,各種業(yè)務的數量急劇增加,網絡的運行、管理和維護(OAM)的成本越來越高。降低成本的根本出路是使網絡管理標準化、簡單化和自動化。這種標準化的網管系統(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管系統(tǒng)相連。主要的網絡測試儀有局域網測試儀、廣域網測試儀以及協(xié)議分析儀。這些儀器都能對網絡進行監(jiān)測和管理,測試網絡任何點的流量數據,測試各種網絡設備如路由器、交換機、工作站的性能。但局域網測試儀只能測試以太網和ATM網,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等各種廣域網協(xié)議,既可用于測試局域網,又可用于廣域網和ATM等多種網絡測試。
光纖主干網的性能測量包括數據速率、鏈路利用率、流量特性、誤碼條件等內容,網絡測試儀有數據濾波器,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據。在正常運行下主要通過誤碼率監(jiān)測未檢查網絡的完整性,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。如果網絡完整性是好的,網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絡故障。網絡測試儀正在向多功能、小型化發(fā)展,以便現場施工和運行維修使用。