数据通信测试仪表的配备
时间：2018-07-02 16:50:22
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[导读]
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
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。
误码仪是数据通信维护中经常使用的仪表。要按下列指标（主要是前三项）选择适用的仪表：数据速率、接口类型（V.24、V.35、X.21、RS-449、RS-530、G.703等）、数据格式（同步、异步等）、工作模式（DCE和DTE）、测试码型（511、2047、FOX等）、时钟选择、流控选择、测试时间控制、差错纪录统计分析能力、差错插入能力等。
应该指出的是，规程分析仪内一般都带有误码测试功能，这样就没有必要重复配备误码仪了。
三、数据传输信道测试仪表
X.25分组交换、DDN、帧中继、ATM、Internet等节点之间的连接，路由器、网关、网桥、复用器、频带或基带调制解调器、用户终端等用户设备与数据通信节点的连接，以及用户设备之间经专线的连接等，都需要通过各种类型的数据传输信道。数据传输信道的好坏直接影响着数据网络的通信质量，对它的测试也是非常必要的。
数据传输信道可分为数字信道和模拟信道两类。
⑴． 数字信道测试仪表 随着SDH的应用，现在主要使用2.048Mb/s E1和155.52Mb/s STM-1 (OC-3 ) 数字信道，随着宽带网的发展，用于数据传输的数字信道还要向更高的速率发展。随着2.048Mb/s E1用户和中继数量的迅速增加，在数据通信运维部门就有必要配备E1信道测试仪了。而更高速率的数字信道测试仪表，除了大型数据通信中心或与数字传输中心分处两地等情况外，我认为没有必要与数字传输中心进行重复的配备。
针对数据传输，E1信道测试仪表应具有以下主要功能：
G.703 E1差错测试，对电路的数据传输质量进行测试和分析。使用29-1、211-1、215-1等符合ITU-T O.151、O.152、O.153的随机码型和全"0"、全"1"、"1""0"交替等固定码型，测试比特差错、编码差错、成帧差错、CRC差错、E-bit差错和双极性差错，具有ITU-T G.821分析能力（或再增加G.826、M2100/550分析能力）。
能对时隙进行分出和插入。可在不干扰其他时隙业务的情况下，测试某时隙或FE1的数据传输质量。测试N×64kb/s数据的差错并进行分析。
E1线路信号质量在线监测。包括信号电平和频率的测量，脉冲模框分析和差错监测等。
帧和定时滑动测试，用于分析E1线路的同步问题。
实时状态和告警的监视，告警的功能测试。
可对非成帧和成帧（包括PCM-30、PCM-30 CRC、PCM31、PCM31 CRC）结构进行测试，以适应不同帧结构的应用情况。
可以端接测试、桥接测试和接在带保护的检测端子上进行测试。便于在不同的接入点进行测试。
符合上述要求的一些便携式或手持式E1信道测试仪非常实用而且使用方便，很受运维人员的青睐。
⑵． 模拟信道测试仪表
现在，通过载波电路传输数据的情况已经非常少了。随着X.25、DDN、FR、ATM网的应用，利用长途PCM话路的数据用户也不多了。随着Internet的广泛应用，人们已经不再愿意通过电话交换网进行点对点的数据传输了。因此当前模拟信道的维护和测试的重点就转到了用户至X.25、DDN、FR、ATM节点或Internet ISP的用户线上了。
另一方面，在用户线上的数据传输速率已经从音频MODEM的低速发展到了64/128kb/s基带或ISDN，N×64kb/s基带，直至2.048Mb/s的HDSL和8Mb/s的ADSL。传输速率的提高和传输频带的加宽对市话电缆用户线的质量提出了更高的要求。
因此要重视市话电缆用户线的维护和测量，配备相应的仪表。随着高速宽带数据业务的发展，这将变得越来越迫切和重要。
市话电缆用户线路测试仪表应具备下述功能：
用户线路直流环阻、绝缘电阻（线间和导线对地）、工作电容的测试。
这些是检查电缆线质量多年来采用的最基本的测试。用直流环阻可计算线路长度，判断混线地点；用工作电容判断开路地点。对数据线路来说，只用这些测试是远远不够的，还需要进行下面的测试。
线路传输衰减和衰减频率特性的测试
由于ISDN、基带MODEM、HDSL和ADSL在市话电缆线路上传输的信号具有相应的频带宽度，所以对测试仪表的带宽也应有一定的要求，例如对HDSL线路，要求测试仪表的带宽应达到500kHz，对ADSL要求1100kHz以上。
空闲噪声的测试。
有两种噪声测试方法，发送测试单音（820Hz或1004Hz或1020Hz）法和不发送测试单音法。由于音频频带MODEM、ISDN、基带MODEM、HDSL和ADSL信号拥有自己相应的频带宽度，只有落到该频带内的噪声才对数传产生影响，所以仪表内应具有相应频带的噪声滤波器，它们是D-滤波器（音频）、E-滤波器（ISDN和64/128kb/s 2B1Q编码方式的基带MODEM）、F-滤波器（HDSL）、G-滤波器（ADSL）。可计算出或从仪表中读出信噪比。
线路阻抗/回波损耗的测试。
要在相应的测试带宽内测试线路阻抗/回波损耗。
脉冲噪声测试。
根据所需的频带宽度，用D（或O.71）或E或F或G滤波器，测试不同门限电平下的脉冲噪声计数。
在线路工程竣工测试和选择数据线对时，还需测试线路串音（主要是近端串音），这就需要有宽频选频功能，一般需要另外配备相应仪表。
现在市场上的用户线路测试仪表趋向便携式或掌上型，价钱已不昂贵，使用十分方便。
这类仪表也可用于PCM话路测试，测试它的衰减、衰减频率失真、空闲电路噪声、量化噪声（单频法）、脉冲噪声和回波等主要参数。有的还具有拨号和直流保持功能，又可用于电话交换网的测试，使之用途更为广泛，称之为"模拟线路测试仪"或"传输线路测试仪"。配备这类仪表可用于数据传输用的各种模拟信道，特别是用户线的测量。
四、接口测试 常用V.24(RS-232)、V.35、V.36、X.21、RS449、RS530等接口标准。电气特性标准有V.28、V.10、V.11等，分为双流平衡和双流不平衡两类。常用接口测试器，用于各接口线的状态指示、为接口线提供正或负电压进行状态试验、接口线的连接试验、连接示波器或逻辑分析仪观察接口信号波形和时间关系，连接规程分析仪等。
接口测试盒是常用的小测试设备，但在解决具体的接口问题时还是非常有用的。
随着CPU技术的发展和大规模集成电路、数字信号处理技术的应用，现在数据通信测试仪表已向新技术、小型化、多功能、低价位、使用方便等方向发展。这些仪表的配备必将显著提高维护水平和维护质量。
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。
误码仪是数据通信维护中经常使用的仪表。要按下列指标（主要是前三项）选择适用的仪表：数据速率、接口类型（V.24、V.35、X.21、RS-449、RS-530、G.703等）、数据格式（同步、异步等）、工作模式（DCE和DTE）、测试码型（511、2047、FOX等）、时钟选择、流控选择、测试时间控制、差错纪录统计分析能力、差错插入能力等。
应该指出的是，规程分析仪内一般都带有误码测试功能，这样就没有必要重复配备误码仪了。
三、数据传输信道测试仪表
X.25分组交换、DDN、帧中继、ATM、Internet等节点之间的连接，路由器、网关、网桥、复用器、频带或基带调制解调器、用户终端等用户设备与数据通信节点的连接，以及用户设备之间经专线的连接等，都需要通过各种类型的数据传输信道。数据传输信道的好坏直接影响着数据网络的通信质量，对它的测试也是非常必要的。
数据传输信道可分为数字信道和模拟信道两类。
⑴． 数字信道测试仪表 随着SDH的应用，现在主要使用2.048Mb/s E1和155.52Mb/s STM-1 (OC-3 ) 数字信道，随着宽带网的发展，用于数据传输的数字信道还要向更高的速率发展。随着2.048Mb/s E1用户和中继数量的迅速增加，在数据通信运维部门就有必要配备E1信道测试仪了。而更高速率的数字信道测试仪表，除了大型数据通信中心或与数字传输中心分处两地等情况外，我认为没有必要与数字传输中心进行重复的配备。
针对数据传输，E1信道测试仪表应具有以下主要功能：
G.703 E1差错测试，对电路的数据传输质量进行测试和分析。使用29-1、211-1、215-1等符合ITU-T O.151、O.152、O.153的随机码型和全"0"、全"1"、"1""0"交替等固定码型，测试比特差错、编码差错、成帧差错、CRC差错、E-bit差错和双极性差错，具有ITU-T G.821分析能力（或再增加G.826、M2100/550分析能力）。
能对时隙进行分出和插入。可在不干扰其他时隙业务的情况下，测试某时隙或FE1的数据传输质量。测试N×64kb/s数据的差错并进行分析。
E1线路信号质量在线监测。包括信号电平和频率的测量，脉冲模框分析和差错监测等。
帧和定时滑动测试，用于分析E1线路的同步问题。
实时状态和告警的监视，告警的功能测试。
可对非成帧和成帧（包括PCM-30、PCM-30 CRC、PCM31、PCM31 CRC）结构进行测试，以适应不同帧结构的应用情况。
可以端接测试、桥接测试和接在带保护的检测端子上进行测试。便于在不同的接入点进行测试。
符合上述要求的一些便携式或手持式E1信道测试仪非常实用而且使用方便，很受运维人员的青睐。
⑵． 模拟信道测试仪表
模拟信道有电话交换网、市话电缆、长途模拟专线等，模拟信道的一些特性会对数据传输产生影响，这些特性称之为"损伤因素"，主要有总衰减、衰减频率失真、群时延失真、非线性失真、噪音、量化噪声、相位抖动、频率偏差、回波、脉冲噪声、瞬断、相位突变和幅度突变等。
不同类型的模拟信道所需测量的损伤参数是不同的。对于市话电缆线路，它的群时延失真很小，可不考虑；因为没有介入任何有源的传输设备，不会产生非线性失真、量化噪声、相位抖动、频率偏差、相位突变和幅度突变。载波话路不用测试量化噪声。对于PCM话路和程控电话交换电路也不用考虑相位抖动、频率偏差、相位突变和幅度突变。只有对二线电路才考虑测试回波。在所需测量的损伤参数中，一些是必测的主要参数，一些是要根据具体情况而测试的参数。现在，通过载波电路传输数据的情况已经非常少了。随着X.25、DDN、FR、ATM网的应用，利用长途PCM话路的数据用户也不多了。随着Internet的广泛应用，人们已经不再愿意通过电话交换网进行点对点的数据传输了。因此当前模拟信道的维护和测试的重点就转到了用户至X.25、DDN、FR、ATM节点或Internet ISP的用户线上了。
另一方面，在用户线上的数据传输速率已经从音频MODEM的低速发展到了64/128kb/s基带或ISDN，N×64kb/s基带，直至2.048Mb/s的HDSL和8Mb/s的ADSL。传输速率的提高和传输频带的加宽对市话电缆用户线的质量提出了更高的要求。
因此要重视市话电缆用户线的维护和测量，配备相应的仪表。随着高速宽带数据业务的发展，这将变得越来越迫切和重要。
市话电缆用户线路测试仪表应具备下述功能：
用户线路直流环阻、绝缘电阻（线间和导线对地）、工作电容的测试。
这些是检查电缆线质量多年来采用的最基本的测试。用直流环阻可计算线路长度，判断混线地点；用工作电容判断开路地点。对数据线路来说，只用这些测试是远远不够的，还需要进行下面的测试。
线路传输衰减和衰减频率特性的测试
由于ISDN、基带MODEM、HDSL和ADSL在市话电缆线路上传输的信号具有相应的频带宽度，所以对测试仪表的带宽也应有一定的要求，例如对HDSL线路，要求测试仪表的带宽应达到500kHz，对ADSL要求1100kHz以上。
空闲噪声的测试。
有两种噪声测试方法，发送测试单音（820Hz或1004Hz或1020Hz）法和不发送测试单音法。由于音频频带MODEM、ISDN、基带MODEM、HDSL和ADSL信号拥有自己相应的频带宽度，只有落到该频带内的噪声才对数传产生影响，所以仪表内应具有相应频带的噪声滤波器，它们是D-滤波器（音频）、E-滤波器（ISDN和64/128kb/s 2B1Q编码方式的基带MODEM）、F-滤波器（HDSL）、G-滤波器（ADSL）。可计算出或从仪表中读出信噪比。
线路阻抗/回波损耗的测试。
要在相应的测试带宽内测试线路阻抗/回波损耗。
脉冲噪声测试。
根据所需的频带宽度，用D（或O.71）或E或F或G滤波器，测试不同门限电平下的脉冲噪声计数。
在线路工程竣工测试和选择数据线对时，还需测试线路串音（主要是近端串音），这就需要有宽频选频功能，一般需要另外配备相应仪表。
现在市场上的用户线路测试仪表趋向便携式或掌上型，价钱已不昂贵，使用十分方便。
这类仪表也可用于PCM话路测试，测试它的衰减、衰减频率失真、空闲电路噪声、量化噪声（单频法）、脉冲噪声和回波等主要参数。有的还具有拨号和直流保持功能，又可用于电话交换网的测试，使之用途更为广泛，称之为"模拟线路测试仪"或"传输线路测试仪"。配备这类仪表可用于数据传输用的各种模拟信道，特别是用户线的测量。
四、接口测试 常用V.24(RS-232)、V.35、V.36、X.21、RS449、RS530等接口标准。电气特性标准有V.28、V.10、V.11等，分为双流平衡和双流不平衡两类。常用接口测试器，用于各接口线的状态指示、为接口线提供正或负电压进行状态试验、接口线的连接试验、连接示波器或逻辑分析仪观察接口信号波形和时间关系，连接规程分析仪等。
接口测试盒是常用的小测试设备，但在解决具体的接口问题时还是非常有用的。
随着CPU技术的发展和大规模集成电路、数字信号处理技术的应用，现在数据通信测试仪表已向新技术、小型化、多功能、低价位、使用方便等方向发展。这些仪表的配备必将显著提高维护水平和维护质量。
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