1、 前言

從1876年貝爾發(fā)明電話機，到今天人手一部手機，實現隨時隨地視頻通話。短短一百年來，通信產業(yè)呈指數性增長。測試技術與儀器儀表自通信產品的誕生起就成為通信產業(yè)中不可或缺的部分，與通信技術同步甚至超前發(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：“新技術革命的關鍵是信息技術。信息技術由測量技術、計算技術、通信技術三部分組成。測量技術是關鍵和基礎。”

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

2、 數字測試--數據通信測試儀器的昨天

上世紀八十年代，從中國引進數字程控交換機進入數字化時代起，測試技術與產品得到發(fā)展。這一階段通信主要以語音傳輸為主，涉及的測試技術主要有語音測試、傳輸測試和信令規(guī)程測試。相關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)程測試儀等產品。

語音測試主要測試話路語音質量測試，主要參數包括頻率、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/數字編碼轉換和數字編碼/語音轉換進行測試，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，主要對通信傳輸質量進行測量和評估，除最重要的誤碼率這個參數外，還有抖動、漂移等測試評估參數。這類儀器根據通信傳輸的線路不同可分為高速比特誤碼測試儀、PCM綜合測試儀（2Mb/s）、PDH數字傳輸分析儀、PDH/SDH數字傳輸分析儀和電信/數據傳輸分析儀。高速比特誤碼測試儀速率一般在140Mb/s～15Gb/s連續(xù)可調，PDH數字傳輸分析儀用于PDH 1～4次群通信設備的研制、生產、通信建設和維修，主要測量誤碼和抖動。PDH/SDH數字傳輸分析儀用于STM-1/4/16/64/256等速率的SDH通信設備的測試，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數據通信接口測試，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，網絡產品稀少且較為初級，各生產廠家確保產品可用即可，主要進行功能測試。網絡測試儀器較為簡單，只是進行發(fā)送和接收測試。

3、 網絡測試--數據通信測試儀器的今天

隨著集線器、交換機、路由器等產品的廣泛運用，網絡測試技術得到重視。網絡測試技術包含內容有測試對象、測試方法、測試工具及測試經驗等方面內容，逐漸形成以RFC相關規(guī)范為基礎的測試方法標準化，如RFC1242規(guī)范了網絡互聯設備的基本術語，RFC2544規(guī)定了互聯設備的基準測試方法，RFC2889規(guī)定了交換設備的測試方法等。測試內容覆蓋了ISO二至七層。測試方法有主動測試與被動測試（監(jiān)測）。在測試功能上除網絡性能測試外，還具備網絡業(yè)務測試，可對業(yè)務支持能力、業(yè)務性能、業(yè)務可靠性與安全性進行測試評估。

在云網融合、算網一體等信息技術快速發(fā)展的大環(huán)境下，面向高速以太網、物聯網、5G承載網、5G核心網等核心技術領域的需求，作為網際互聯中的核心骨干組成部分，路由交換設備的發(fā)展在很大程度上決定了整個網絡的性能瓶頸。網絡接口復雜多樣、電信級業(yè)務流量、接入用戶指數級增長對于高速數據通信下的網絡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備的迭代發(fā)展速度，迫切需要與之相匹配的數據通信測試儀器發(fā)展水平，這對數據通信測試儀器的發(fā)展提供了千載難逢的發(fā)展機遇，也對數據通信測試儀器的發(fā)展提出了更加嚴峻的挑戰(zhàn)。

經過20多年的艱苦努力，我國數據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、數據中心等協(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，滿足網絡設備從研發(fā)到生產各個環(huán)節(jié)的測試需求。

4、 面向下一代網絡測試---數據通信測試儀器的明天

隨著5G/6G時期的到來，網絡設備的不斷革新、新興協(xié)議的不斷提出以及電信級網絡應用業(yè)務升級，現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，必須跟蹤最新網絡技術發(fā)展。

高速率、IPv6+、確定性網絡、超融合等網絡技術應用場景給數據通信網絡測試儀器提出了新需求：

1)  高速率測試

隨著互聯網和5G用戶的增加以及來自人工智能、機器學習（ML）、物聯網和虛擬現實流量的延遲敏感性流量激增，數據中心的帶寬要求與日俱增，并且對低延遲有極高的要求，可以預見，在未來的人工智能應用中，800GE技術將發(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

現有的毫秒級的流量調度及采樣結果統(tǒng)計不能滿足TSN/TTE、無損以太網等高性能網絡測試要求，網絡測試儀必須實現微秒級的流量調試和納秒級時鐘同步精度。

3）靈活智能的高性能軟件架構平臺

隨著新興的數據網絡架構及新協(xié)議、新業(yè)務的持續(xù)不斷的出現，要求測試儀器能夠快速滿足新協(xié)議與新業(yè)務測試需求。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，滿足車載網絡、云網融合、算網一體等下一代數據網絡測試需求。

結束語

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