测试仪表在数据通信中的作用是什么？有哪些应用？

“仪器是认识世界的工具。这是相对机器是改造世界的工具而言，而改造世界是以认识世界为基础的。”仪器仪表行业专家王大珩院士曾这样说。从数字测试到网络测试，再到下一代网络测试，数据通信测试仪器也随着网络的演进发展，网络设备的革新不断创新发展，为通信行业发展奠定了坚实的技术基础。

受益于5G商用化、信息通信以及工业生产的发展，我国电子测量仪器行业近年来发展迅速。数据显示，中国电子测量仪器的市场规模从2015年的171.5亿元增长至2021年的328.2亿元，年复合增长率为11.42%，2022年中国电子测量仪器的市场规模为346.7亿元，预计2023年将达到368.5亿元。

当前，高速率、IPv6+、确定性网络、超融合等网络技术应用场景对数据通信网络测试仪器提出了新需求。在此背景下，国内仪器测试厂家也主动拥抱新型技术，积极参与到未来通信技术研究与相关标准制定工作中，不断推进标准与产品体系融合，提升产品竞争力，为信息通信行业发展提供了坚实保障。

产学研用各方齐聚，共探未来高端信息通信测试仪器仪表及测试技术的发展之路。近日，在2023年国内首届信息通信测试仪器仪表产业技术峰会上，“信息通信测试仪器仪表验证评价中心”正式揭牌，标志着业界在仪器仪表新技术标准跟进、高端仪器需求牵引、开发验证及能力准入等环节达成紧密协作共识，共同建立产业技术评价标准体系，推动以用促研、以研带产。

会上，中国工程院院士张平将未来信息通信需求测试概括为“智、全、精、快”四个字。他建议未来信息通信测试应构建需求共识、技术创新、高效协同的产业集群;发挥国内信息通信高端产业规模优势，培育仪器仪表的真功夫;产业高校联合，培养仪器科学与技术高端人才，攻关难点堵点，促进产学研正循环。

众所周知，产业发展之路不仅需要从宏观上把握方向，还要从底层技术上培育发展新动能。对信息通信测试产业来说，促进测量仪器与前沿科技深度融合、提升传统仪器的性能、开发新型测量仪器是关乎未来发展之大计。

助推产业发展，前瞻导向技术。会上，中国电科首席科学家年夫顺在主题分享中，提出了未来智能化仪器的发展方向。他认为未来的智能化仪器应具备动态感知、智慧识别、自动反应能力并共享网络、共享数据、共享算法。

“加快检测装备和通信及智能技术融合，提升产业链韧性和安全水平，对支撑制造强国、质量强国、数字中国建设具有重要意义。”年夫顺这样说。

作为测试仪器行业领先企业，思仪科技致力于毫米波测量、通信测量和基础测量等电子测试领域前沿技术的探索和研究，并实现了高端电子测量和元器件等一系列重大技术突破。会上，中电科思仪科技股份有限公司党委书记、董事长张红卫深入介绍了测试仪器仪表发展现状、未来6G通信技术的发展对测试提出了哪些新挑战以及未来生态构建模式。

跟随网络发展，测试仪器也经历了从2G逐步起步、3G部分突破、4G形成体系、5G全面保障到6G协同创新的跨越式发展。张红卫表示，在这个过程中，测试仪器借助产业发展契机，研发能力不断增强，产品性能持续提升，产品种类不断扩大;仪表厂商积极参与5G通信测试规范的编制工作，并形成了门类齐全、性能先进的产品体系。具体来看，通信测试产业根据被测对象开发周期可分为测试与开发、批量生产、认证与验收、网络建设与维护四大类应用仪表，这构成了通信测试产品体系。根据被测对象类别分为终端测试仪器、基站测试仪器、网络测试仪器，形成了三大类仪表布局。

以仪器助推产业发展。针对终端测试，思仪科技推出了覆盖低频到毫米波的终端综合测试仪以及能提供性能卓越的终端研发、产线、外场测试等整体解决方案。针对基站测试，思仪科技推出了高性能信号发生器、信号分析仪和综合测试仪，可应用于基站研发、生产、认证、外场等领域，具备多通道、可级联、多域解析等特点。针对网络测试，为解决5G移动核心网控制面信令和用户面数据的仿真和采集，思仪科技推出了数通分析仪、网络测试仪和误码仪。为解决5G光通信产业链中的光发射、光接收、光电调制模块的光功、光衰、光偏振等基本光学参数的综合测试，思仪科技推出了光学参数测试仪、光器件测试仪、光谱分析仪等产品。

不止于布局5G，面对6G演进发展的必然趋势，思仪科技也给出了测试仪器界的“答案”。针对6G通信面临的通感一体测试、AI性能测试、可见光通信测试、太赫兹大带宽测试等挑战，思仪科技积极应对，提供关键仪表支撑。其中包括基于大带宽的6G新技术验证硬件平台、B5G/6G新技术验证软件平台、6G太赫兹通信测试模块等。数据通信网络包括很多系统和相关设备, 可能有数字传输系统, 分组交换、DDN、帧中继、ATM、Internet系统，公用电话交换网、市话电缆线，以及路由器、网关、网桥、复用器、频带或基带调制解调器、用户终端设备等。在网络建设中进行系统连接、安装调试、网络验收时，在网络建成后的维护检查、判断和排除故障时，都离不开测试仪表。数据通信测试仪表主要有通信规程测试、传输差错测试、传输信道测试和接口测试等测试设备。

一、规程分析(测试)仪　　数据通信是人和计算机或计算机和计算机之间的通信，要实现有效、快速、可靠的通信，就需要有一套通信的规约，称之为通信协议或通信规程。为此国际上提出了开放系统互连的七层模式，每一层都有其特定的功能，上一层利用下层的功能所提供的服务。为了使网内的设备能协同工作，实现正确有效的通信，就要求它们在整个通信过程中，包括在任何可能发生的细节上都要遵循共同的协议。因此规程测试在数据通信中是非常重要的。

规程测试分析仪可能提供的功能概述如下：

⑴. 在线监测功能

将规程测试分析仪跨接在接口处，监测两个方向传输的数据，用来监视工作状态、跟踪规程和查找错误。

- 接口状态监测。

- 实时捕获数据到磁盘或缓冲区，以便进一步调出分析。

- 事件触发功能，即当所定义的事件发生时，引起仪表的相应动作。

- 过滤功能，用来监测符合用户定义条件的数据。

- 实时解码，将数据流按帧以分层方式解码。

- 统计，包括流量和事件的统计。

⑵. 仿真功能　　要能仿真"用户"， 测试网络的相关性能;仿真"网络" ，测试用户设备的相应功能。内装仿真应用程序，自动产生相应规程的仿真。能够自动应答查询，建立和维护链路管理，进行流控以及网络的建链和拆线等。用户可自行定义规程的参数。

当仿真时，能使用实时功能，同时显示仿真和实时状态，进行各层的译码、统计，也可捕获数据。

⑶. 分析功能　　可实时分析统计或事后回送分析，能将分析结果编辑、列表和打印。

- 按不同的元素，如源地址、目的地址、地址对、协议等，分析网络的传输错误。

- 从译码数据状态中实时"聚焦放大"，就是选择与某元素相关的数据流，进行详尽的分析。

- 用户确认的各种状态的显示。

- 带时间间隔刻度的状态图。

- 明细表统计。包括帧分布统计、利用率、业务流量、差错等。

⑷. 专家系统　　捕捉按用户确认的事件，按用户制定的规则对网络进行分析，识别事件，分析问题，指出原因，提出解决办法。一般只有在高档的规程分析仪中才具备专家系统。

⑸. 多端口实时监测　　用于测试网际联接的参数，如网际间的传输时延，路由器的时延，显示运行状态等。

⑹. 过滤功能　　配合监测、分析和专家系统，用以筛选出感兴趣的数据。

⑺. 报表生成和打印功能　　配备规程测试仪时，如下问题可供参考：

一种型号的规程测试仪可以测试的规程是多种的，可适用于分组交换、帧中继、ATM等广域网和以太网、令牌网、FDDI等局域网，ASYNC、SYNC(BSC)、HDLC、SDLC、X.25、FR、ATM、TCP/IP、PPP、SLIP等等，要选择能支持你系统中所涉及的各种规程的仪表，用不到的规程选件可不选购。很多型号的仪表是具有扩展功能的，将来需要时可再购买相应的模块和软件包。

物理接口及其速率要满足您的需要。

高档的规程分析仪功能齐全，价钱也比较高(几十万元)，适于配置在省或地区级维护中心。在基层维护单位可装备一般档次的仪表，它们也具有监视、仿真、捕获和分析功能，能满足一般维护和开通用户的需要;可由用户根据需要进行编程;可与维护中心的高档规程分析仪对测;若需要进一步分析，可将捕获的数据转存，以便事后调出，再做更完善的工作。很多一般档次的规程测试仪是便携式仪表，价格不高(一般价格在几万元)，使用方便，很适于用户开通和日常维护中使用。

二、误码测试仪　　数据电路的质量是以差错率来衡量的。传输差错可分为离散差错和突发差错两种类型，对不同系统的影响也不一样。现在多用反馈重发差错控制方法，系统的质量是以传输效率来衡量的，出现差错而重发的次数越多，则效率越低，离散差错对传输效率的影响要比突发差错大。而对那些实时传输的系统有时突发差错的影响要更大一些。为此，常用误码率、误字率、误组率、无差错秒等从不同的角度对差错进行统计。