天馈线测试仪

1、前言从1876年贝尔发明电话机，到今天人手一部手机，实现随时随地视频通话。短短一百年来，通信产业呈指数性增长。测试技术与仪器仪表自通信产品的诞生起就成为通信产业中不可或缺的部分，与通信技术同步甚至超前发展。伟大的科学家门德列耶夫说过：“科学是从测量开始的，没有测量就没有科学”。钱学森同志说过：“新技术革命的关键是信息技术。信息技术由测量技术、计算技术、通信技术三部分组成。测量技术是关键和基础。”数据通信测试仪器主要泛指通信传输与网络测试仪器，是对通信终端设备和通信网络设备的科研、生产、试验和运营管理全寿命周期的各种定量、定性参数进行分析评定的手段和方法的总称，涉及语音、报文、数据、图像、视频的采集、信元和信道编码、传输媒质、信令与协议等设备和产品的测试与分析评估。本文简要介绍国内数据通信测试仪表的发展历程，展望面临的挑战。2、数字测试--数据通信测试仪器的昨天上世纪八十年代，从中国引进数字程控交换机进入数字化时代起，测试技术与产品得到发展。这一阶段通信主要以语音传输为主，涉及的测试技术主要有语音测试、传输测试和信令规程测试。相关的测试仪器主要有话路特性测试仪、传输分析仪、信令测试仪和规程测试仪等产品。语音测试主要测试话路语音质量测试，主要参数包括频率、电平、失真度等。话路特性测试仪是对语音模拟信号的较为全面测试，PCM测试仪则对话音通道的语音/数字编码转换和数字编码/语音转换进行测试，二者互为补充。传输测试是当时通信测试最重要的一项测试技术，主要对通信传输质量进行测量和评估，除最重要的误码率这个参数外，还有抖动、漂移等测试评估参数。这类仪器根据通信传输的线路不同可分为高速比特误码测试仪、PCM综合测试仪（2Mb/s）、PDH数字传输分析仪、PDH/SDH数字传输分析仪和电信/数据传输分析仪。高速比特误码测试仪速率一般在140Mb/s～15Gb/s连续可调，PDH数字传输分析仪用于PDH 1～４次群通信设备的研制、生产、通信建设和维修，主要测量误码和抖动。PDH/SDH数字传输分析仪用于STM-1/4/16/64/256等速率的SDH通信设备的测试，兼顾PDH测试。信令测试仪则用于程控交换机的控制平面测试，全面测试用户线信令和局间信令，可接入SS7、GSM、CDMA、V5、ISDN及中国一号信令等各级接口，完成协议的有效性与兼容性测试。测试分为信令监测与仿真测试二种。规程测试仪则主要完成相关数据通信接口测试，常见有V.11、V.24、V.35、X.21等，具备DTE与DCE测试能力，支持同步与异步测试，主要进行误码测量和误码性能分析。这一时期，网络产品稀少且较为初级，各生产厂家确保产品可用即可，主要进行功能测试。网络测试仪器较为简单，只是进行发送和接收测试。3、网络测试--数据通信测试仪器的今天随着集线器、交换机、路由器等产品的广泛运用，网络测试技术得到重视。网络测试技术包含内容有测试对象、测试方法、测试工具及测试经验等方面内容，逐渐形成以RFC相关规范为基础的测试方法标准化，如RFC1242规范了网络互联设备的基本术语，RFC2544规定了互联设备的基准测试方法，RFC2889规定了交换设备的测试方法等。测试内容覆盖了ISO二至七层。测试方法有主动测试与被动测试（监测）。在测试功能上除网络性能测试外，还具备网络业务测试，可对业务支持能力、业务性能、业务可靠性与安全性进行测试评估。在云网融合、算网一体等信息技术快速发展的大环境下，面向高速以太网、物联网、5G承载网、5G核心网等核心技术领域的需求，作为网际互联中的核心骨干组成部分，路由交换设备的发展在很大程度上决定了整个网络的性能瓶颈。网络接口复杂多样、电信级业务流量、接入用户指数级增长对于高速数据通信下的网络承载能力提出了进一步挑战。与此同时，我国新一代路由交换设备的迭代发展速度，迫切需要与之相匹配的数据通信测试仪器发展水平，这对数据通信测试仪器的发展提供了千载难逢的发展机遇，也对数据通信测试仪器的发展提出了更加严峻的挑战。经过20多年的艰苦努力，我国数据通信测试仪表取得了重要进展，基本解决了测试功能和速率覆盖的问题。在产品形态上，有手持式、便携式与机架式；在速率上，最高测试达到400Gbps；端口密度达到整机80个100Gbps端口，单板20个80个100Gbps端口；在协议方面，支持路由、接入、组播、数据中心等协议仿真，以及VxLAN、EVPN、SRv6等新协议测试；支持RFC2544等多种套件；同时支持自动化测试，可适配TCL、Python等自动化接口，满足网络设备从研发到生产各个环节的测试需求。4、面向下一代网络测试---数据通信测试仪器的明天随着5G/6G时期的到来，网络设备的不断革新、新兴协议的不断提出以及电信级网络应用业务升级，现有的仪器不论是测试端口密度、时延测量精度以及协议仿真覆盖率等核心指标，难以满足测试需求，必须跟踪最新网络技术发展。高速率、IPv6+、确定性网络、超融合等网络技术应用场景给数据通信网络测试仪器提出了新需求：1）高速率测试随着互联网和5G用户的增加以及来自人工智能、机器学习、物联网和虚拟现实流量的延迟敏感性流量激增，数据中心的带宽要求与日俱增，并且对低延迟有极高的要求，可以预见，在未来的人工智能应用中，800GE技术将发挥越来越重要的作用。测试仪器必须具备多达几十个端口的800GE测试能力。2）高精度测试现有的毫秒级的流量调度及采样结果统计不能满足TSN/TTE、无损以太网等高性能网络测试要求，网络测试仪必须实现微秒级的流量调试和纳秒级时钟同步精度。3）灵活智能的高性能软件架构平台随着新兴的数据网络架构及新协议、新业务的持续不断的出现，要求测试仪器能够快速满足新协议与新业务测试需求。这就要求测试仪器具备灵活、智能、弹性的高性能软件架构平台，解耦软件平台与硬件平台，集中主控运维管理，统一硬件驱动层，屏蔽硬件差异，支持多种速率与多种测试端口，支持快速迭代、增加新协议测试功能，满足车载网络、云网融合、算网一体等下一代数据网络测试需求。结束语当前，网络技术的迅速发展和市场需求是网络测试技术发展的驱动力，网络测试仪器前景看好。新技术的发展快于相关标准制定的速度，各国都在结合自身的具体情况制定适合本国发展需求的新网络架构与新协议。这对国内测试厂商是一次机遇，也是挑战。测试仪器厂家应积极参与未来网络技术研究，参与到相关标准制定工作中，将标准与产品体系进一步融合，提升产品的竞争力，为通信行业的发展提供保障。

p style="text-indent: 2em "span style="text-indent: 2em "在我国陶瓷制作工艺中，软软的陶泥在高温烧制之后，就会变成硬度较高的精美陶瓷；在日常生活中，如果用塑料勺炒菜，遇到高温塑料会慢慢变软。这可能是我们对温度会影响材料力学性征最朴素的认知，但是什么类型的材料在什么温度和强度下，会发生怎么样的变化我们似乎还一知半解。/span/pp style="text-indent: 2em "在重庆大学航天航空学院教授李卫国眼里，这些材料力学行为随温度的演化都可以用理论模型进行预测。他的最新研究成果是，在明确温度这一单一变量的状况之下，就可以预测出相关材料的力学行为和强度性能，其成果被国内外学者认为是该领域的重大突破，为进一步促进我国航空航天、能源及核工业等高新技术领域发展作出了贡献。/pp style="text-indent: 2em "strong创造性提出无拟合参数的“温度相关性理论模型”/strong/pp style="text-indent: 2em "随着现代科技的快速发展，拓展服役条件的需求愈发强烈，材料在超常条件下的性能成为研究的热点和难点。拿航空航天领域来讲，飞行器在高速运行时温度可达3000摄氏度以上，那么在这样的高温条件下，什么样的材料才能满足这么苛刻的使役需求，以及其力学行为会发生怎样的变化？这些问题都一直困扰着科研工作者，也制约着我国相关领域的发展。/pp style="text-indent: 2em "李卫国自2005年在清华大学做博士后研究工作起，便开始从事超高温极端条件下固体力学行为与强度理论的研究。“那时候，我国还没有建立起材料性能和相关温度之间的定量关系，要测试一个材料在什么温度下会发生断裂或者变形，只能靠实验。”李卫国说，实验不仅耗时耗力，最为关键的是成本太高。之后，建立基于物理机理的高温强度理论预测模型成了李卫国最大的课题。/pp style="text-indent: 2em "为了攻克这一难题，李卫国搜集整理了各类实验数据，夜以继日地对数据进行归类分析。经过不懈努力，创造性地提出了材料性能温度相关性建模思想，突破了温度对现有强度理论模型的禁锢，并首次针对超高温陶瓷材料建立了不包含任何拟合参数的温度相关性断裂强度理论表征模型。/pp style="text-indent: 2em "无拟合参数意味着什么？诺贝尔物理学奖获得者列夫· 达维多维奇· 朗道说过：“一个模型的价值随它包含的拟合参数的数目成指数级下降”。李卫国教授提出的模型，不需要任何拟合参数，突破了原有高温理论模型对于拟合参数的需求，大大降低了研究高温力学行为的实验难度，同时提高了实验结果的准确度。/pp style="text-indent: 2em "strong自主研发测试仪器打破欧美技术垄断/strong/pp style="text-indent: 2em "说起全世界的航天事业，总是不能忽略伟大而悲怆的哥伦比亚号航天飞机。1981年首次发射，揭开了世界航天史上新的一页。2003年2月1日，哥伦比亚号航天飞机在经过大气层时产生了高达1400摄氏度的热空气，致使机翼出现裂隙，超高温气体进入机体，最终在空中爆炸解体，7名宇航员全部遇难。而哥伦比亚号航天飞机使用的热防护材料正是由陶瓷材料构成的。/pp style="text-indent: 2em "近年来我国对飞行器热防护材料强度的研究从未间断过，但仍然存在很多亟待解决的难题。“特别是欧美等国家的技术垄断，让我们更加迫切希望在这一领域拥有属于自己的技术。”为此，李卫国开始了漫漫“取经路”。/pp style="text-indent: 2em "在诸如航空航天、能源勘测等领域，材料所经受的超长环境是复杂多变的，可能是高温状态，也可能是极寒温度，可能氧气富足，也可能氧气稀薄。鉴于此，在之前提出的“温度相关性强度模型”的基础上，李卫国研制了一种测试仪器，通过建立三个不同的环境模块，让试件在不同的环境模块间切换，以此来模拟复杂热冲环境对材料的影响。/pp style="text-indent: 2em "现在，在李卫国团队的努力下，测试版仪器已经完成。“接下来，我们将通过实验对设备进行完善改进，希望研制出能够测试各种复杂环境的仪器，助力我国航天事业的发展。”李卫国表示，这一设备的研制，将会广泛应用于对热障材料、环境障涂层的性能检测，相当于为高温材料应用又增加了一道保障。“真金不怕火炼”，经过这样高标准的测试检测能保持原有性能的高温材料，才能经得住现实复杂冲击环境的考验，为国家航空航天等关键领域提供安全保障。/pp style="text-indent: 2em "strong经常为了一个问题和学生讨论到深夜/strong/pp style="text-indent: 2em "李卫国不仅仅是一名在高温固体力学领域优秀的研究者，同时也是重庆大学航空航天学院的博士生导师，在平时指导教育学生时，言传身教，用自己对待科研严谨的态度影响着自己的学生。/pp style="text-indent: 2em " “李老师以身作则对待科研的严谨态度，让我们受益匪浅。在学术研究上，李老师总是要求我们在保质保量完成学业的基础上，成为这一领域的全国优秀人才。”2017级在读博士邓勇说，李教授对待科研工作满腔热忱，经常为了一个问题和学生讨论到深夜，这种执着的精神也影响着学生们，全身心地跟随导师投身科研工作。/pp style="text-indent: 2em "除了培养高等教育人才，李卫国还参与了重庆市青少年创新人才“雏鹰计划”，积极启发培养高中生的科研创新能力。据了解，李卫国已经指导了四期来自南开中学“雏鹰计划”学员，正在准备申报下一期的志愿者导师，在所教授的高中生学员中，有5人参与发表了SCI论文，申请发明专利6项。/pp style="text-indent: 2em "作为一名科研工作者，李卫国认真严谨，开拓创新，攻克一个又一个科研难题；作为一名教育工作者，李卫国甘为人梯，传道、授业、解惑，为我国科研创新培养人才。他说，自己将一直坚守在科研、教学的第一线，用创造性的思维和严谨求实的态度迎接下一项科研挑战。/p

5月24日，北京吉天仪器有限公司参加第十一届国际分析测试仪器/生物技术展览会暨技术研讨会，并携顺序注射原子荧光光度计、流动注射分析仪、APLE快速溶剂萃取仪等BCEIA金奖产品，参加2010华南国际实验室设备展览会。获得与会专家及用户的关注和一致好评。