eng
Выпуск #2/2011
Дж.Курран
Мы создаем то, что нужно инженерам. Рассказывает директор по маркетингу департамента СВЧ-решений и коммуникационных устройств компании Agilent Technologies
Мы создаем то, что нужно инженерам. Рассказывает директор по маркетингу департамента СВЧ-решений и коммуникационных устройств компании Agilent Technologies
Просмотры: 2514
Джим Курран – директор по маркетингу департамента СВЧ-решений и коммуникационных устройств компании Agilent Technologies. В ведении департамента находятся измерительные СВЧ-продукты компании: анализаторы сигналов, генераторы сигналов и тестовые системы для телекоммуникационных систем. Пользуясь визитом Д.Куррана в Россию, мы попросили рассказать о новинках в этой области и о стратегии компании в развитии контрольно-измерительного оборудования для коммуникационных задач.
Какое оборудование представляет департамент СВЧ-решений и коммуникационных устройств компании Agilent Technologies?
Можно выделить несколько типов оборудования. Во-первых, это генераторы сигналов – как аналоговые, так и векторные. Аналоговые генераторы известны в первую очередь высокой стабильностью и спектральной чистотой сигнала, поэтому они широко используются для разработки радиолокационных систем, спутниковой связи и СВЧ-оборудования.
Другая категория – это анализаторы сигналов, также аналоговые (анализаторы спектра) и векторные. Их различие – если анализаторы спектра измеряют уровень аналоговых сигналов в заданном частотном диапазоне, то векторные анализаторы осуществляют цифровую квадратурную демодуляцию сигналов, т.е. измеряют еще и их фазу. В нашу линейку продуктов также входят анализаторы коэффициента шума, измерители мощности и др. Все это – наши базовые средства, которые используются при проектировании СВЧ-систем.
Еще одна часть нашего бизнеса, приобретающая все более важное значение, – это программные приложения, которые используются совместно с измерительным оборудованием. Они существенно расширяют возможности оборудования и широко используются при решении различных инженерных задач.
Каковы основные области применения такого оборудования?
По сути, мы предоставляем базовый набор средств, предназначенных для решения широкого круга задач. И конкретизировать эти задачи проблематично, да и наши потребители зачастую избегают точно указывать область своей деятельности. Но одну сферу применения нашего оборудования можно и нужно выделить – это телекоммуникации.
В мире телекоммуникаций главную роль играет стандартизация, поэтому ряд наших решений создается специально для телекоммуникационной индустрии. Приборы Agilent используются для тестирования телекоммуникационного оборудования на производстве, при развертывании и эксплуатации сетей, при разработке новых устройств. Помимо уже названных категорий оборудования появляется новый класс решений – комбинация генератора и анализатора сигналов в одном приборе. Для решения специфичных задач в тестовых системах используется специализированное программное обеспечение.
Особо отмечу, что все современные продукты компании Agilent строятся на так называемой X-платформе. Она представлена на трех уровнях – ВЧ- и СВЧ-трансивер (аналоговая часть), модуль цифровой обработки и ввода-вывода информации, а также программное обеспечение (ПО). Именно на уровне ПО описываются те или иные телекоммуникационные протоколы и сценарии их тестирования. У нас 32 различных программных приложения, и любое из них может быть выбрано пользователем и загружено в любое устройство Х-серии (всего шесть типов таких устройств) – в анализатор сигналов, в генератор сигналов либо в специализированную систему для тестирования телекоммуникаций.
На недавнем Mobile World Congress 2011 в Барселоне компания Agilent продемонстрировала ряд новинок. Каковы основные из них?
Прежде всего, мы там представили генератор сигналов для стандарта широкополосной передачи данных LTE-Advanced. Хотя стандарт еще не утвержден альянсом 3GPP и находится в стадии разработки, тем не менее мы уже выпустили такой продукт. Он позволяет инженерам генерировать сигналы на начальном этапе разработки. Это первый в своем роде продукт на рынке. Также для анализатора сигналов мы первыми на рынке представили решение для демодуляции сигналов в соответствии со стандартом LTE-Advanced. Это программное обеспечение для векторного анализа сигналов 89600В.
Помимо этого, компания демонстрировала две тестовых системы в области LTE. Для исследовательских задач и разработки оборудования предназначена тестовая система PXT (Е6621А). Он позволяет проанализировать протокол обмена и радиочастотные параметры абонентских устройств на ранних этапах проекта. Функции, добавленные компанией Agilent в последней версии, поддерживают измерение параметров абонентского оборудования во время переключения между LTE и предшествующими технологиями сотовой связи, что очень важно для проверки многомодовых устройств. Имеются также средства автоматизации тестирования, позволяющие выполнять эффективные циклические измерения абонентского оборудования и ускоряющие продвижение товаров на рынок.
Другой наш прибор, система EXT E6670A, используется при производстве сотовых телефонов, в том числе с поддержкой стандарта LTE. Она позволяет кардинально повысить производительность тестирования телефонов следующего поколения. Кроме того, для серийного производства абонентских устройств нужны измерительные решения, более доступные по цене, поскольку здесь нет необходимости в столь высокоточных измерениях. При этом по-прежнему одна платформа позволяет тестировать как восходящие, так и нисходящие линии связи.
Уникальная особенность оборудования EXT – способность тестировать сотовый телефон в "бессигнализационном" (non-signaling) режиме. В обычном режиме при тестировании сотового телефона на него посылается сигнал вызова, происходит обмен с устройством, моделирующим базовую станцию, – т.е. реализуется весь протокол сигнализации, и только потом можно приступать к анализу сигналов в беспроводном канале. Этот процесс может занимать достаточно длительное время по меркам массового производства.
Режим non-signaling позволяет тестировать сотовый телефон, не моделируя вызов с базовой станции (т.е. не используя систему сигнализации в радиоканале). При этом задействуется встроенная в чипсет тестовая система телефона для контроля всех необходимых параметров. При тестировании происходит сигнальный обмен по всему диапазону мощностей, но за достаточно короткое время. Работа в non-signaling-режиме существенно экономит время тестирования, упрощает оборудование и в конечном итоге значимо снижает себестоимость производства. Особенно важна такая возможность, когда речь идет об абонентском оборудовании, поддерживающем несколько различных беспроводных стандартов – а его с каждым днем становится все больше. Система EXT E6670A поддерживает такие стандарты сотовой и широкополосной связи, как GSM, WCDMA, HSPA, CDMA, CDMA2000, LTE. И все это в одном тестовом приборе.
В перечне стандартов не фигурирует WiMAX. Означает ли это, что компания Agilent отказалась от поддержки данной технологии?
Если говорить об оборудовании ЕХТ, то сегодня оно не поддерживает стандарты WiMAX. Технически это возможно, поскольку поддержка того или иного стандарта – это просто программное приложение, которое устанавливается на платформу ЕХТ. Мы изначально не добавили опцию поддержки WiMAX, поскольку оборудование ЕХТ предназначено для индустрии мобильных телефонов и смартфонов, в которых сегодня WiMAX не реализуют.
Еще раньше мы создали много решений для тестирования WiMAX-оборудования и чипов, реализующих этот протокол. Поэтому поддержка тестирования WiMAX сложности не представляет. Одним из решений, наиболее полно представляющих возможность тестирования мобильных терминалов стандарта мобильного WiMAX, является система E6651A.
Существуют ли портативные модификации тестовых систем?
У нас есть два семейства портативных анализаторов для ВЧ- и СВЧ-диапазонов – портативные анализаторы спектра и РЧ-анализаторы FieldFox. Все они предназначены главным образом для монтажа и обслуживания базовых станций.
Портативные анализаторы спектра выпускаются с различными диапазонами (верхние частоты от 3 до 20 ГГц). Например, два новейших ручных анализатора спектра – N9344C и N9343C – предназначены для полевых измерений в процессе установки, эксплуатации и ремонта ВЧ- и СВЧ-систем, для мониторинга спектра или поиска источников помех. Они обладают всеми возможностями настольного прибора, а также средства автоматизации измерений. Встроенный планировщик задач позволяет задать непрерывное исполнение до 20 различных тестов. Анализатор N9344C работает в диапазонах частот от 1 МГц до 20 ГГц, анализатор N9343C – до 13,6 ГГц. Оба прибора могут перестраиваться до 9 кГц. Ими можно управлять дистанционно через интерфейсы USB или порты LAN.
Гибкие анализаторы спектра FieldFox N9912A и N9923A – это, пожалуй, самые интегрированные на рынке ручные телекоммуникационные тестеры. В одном приборе объединены семь различных функций – антенный и кабельный тестеры, векторный анализатор, анализатор спектра, генератор сигналов, анализатор помех, измеритель мощности и др. Они предназначены для работы в диапазонах до 6 ГГц и являются мощнейшим инструментом для специалистов в области беспроводных систем связи.
Эти портативные устройства измеряют только физические параметры сигналов или способны в том числе анализировать телекоммуникационные протоколы?
Сейчас в этих портативных устройствах анализа протоколов нет. Прежде всего потому, что это не нужно. Ведь специалистов, которые занимаются монтажом базовых станций, интересует мощность передатчика и наличие помех в близлежащих диапазонах. Иногда еще измеряют импеданс кабеля, чтобы проверить, нет ли повреждений.
Разрабатывая новые ручные приборы, мы обращаем основное внимание на главную задачу, которую должны решать эти приборы, – в данном случае это измерение мощности сигнала в одном канале, мощности в соседнем канале и их интерференции. Если операторы увидят, что для поддержки работоспособности сети, для обеспечения ее высокой пропускной способности нужны более широкие возможности для анализа, мы учтем их пожелания и создадим необходимые приложения. Но сегодня сервис-провайдеры, если это только не самая первая инсталляция, тестируют собственно протоколы в эфире в очень небольшом объеме.
Говоря про поддержку грядущего стандарта LTE-Advanced, ведет ли компания аналогичные работы в области WiMAX 2 (IEEE 802.16m)?
Прежде всего, благодаря выбранной стратегии развития платформ, потребуется всего от трех до шести месяцев, чтобы добавить подобную функцию к существующим приборам. Например, мы недавно представили решение для разрабатываемого стандарта IEEE 802.11ас сверхвысокоскоростных локальных сетей в диапазоне ниже 6 ГГц. Поэтому как только кто-нибудь из наших основных заказчиков попросит о поддержке IEEE 802.16m, мы начнем разработку.
Сегодня конкуренция между двумя технологиями ШПД продолжается. По определению Международного телекоммуникационного союза (ITU), поколение беспроводной связи 4G – это два стандарта: WiMAX 2 и LTE‑Advanced. Но поскольку стандарт LTE появился заметно позже спецификаций WiMAX, то разрыв между 4G-версиями этих технологий (т.е. между LTE и LTE-Advanced и между WiMAX и WiMAX 2) различен. LTE-Advanced с технической точки зрения – это лишь усовершенствование существующего стандарта LTE, изменений там не так уж много. Переход же к WiMAX 2 потребует новой разработки, поскольку существенно изменяются технические параметры, включая методы демодуляции. То есть в первом случае это эволюция, во втором – преобразование. И для нас переход к WiMAX 2 по сравнению с LTE-Advanced потребует гораздо более серьезных усилий. Даже на Тайване или в Южной Корее, где доминирует WiMAX, переход к WiMAX 2 предполагает существенные изменения.
В целом же мы сегодня говорим об LTE-Advanced, поскольку нам очевидно, что в ближайшие годы технология LTE будет массовой. И нужно думать о будущем. Компания Agilent – приверженец существующих форматов. Общаясь с производителями чипсетов и устройств, мы видим движение в сторону LTE-Advanced.
Особенность современных технологий широкополосной передачи – это применение многоантенных MIMO-технологий. Есть ли у компании Agilent специальные решения в этой области, особенно с увеличением числа антенных каналов?
Решения MIMO поддерживаются во всех наших тестовых устройствах, о которых мы говорили, в различных конфигурациях – 2×2, 3×3, 4×4. Так, например, у нас есть заказчик, которому нужно 8-канальное когерентное решение для MIMO. Мы уже сейчас занимаемся разработкой решений, которые позволят проводить когерентное тестирование по нескольким антенным каналам – входным и выходным.
Проблема в том, что если в задачах НИОКР необходимо анализировать сигналы в нескольких антенных каналах одновременно, при производстве оборудования достаточно одноканальных измерений. В производстве самый важный фактор – это стоимость тестирования по нескольким антенным каналам, и такие решения для производителей могут оказаться слишком дорогостоящими. Это – сегодняшняя реальность, но если производители захотят тестировать несколько каналов одновременно, мы сможем предоставить им соответствующее оборудование.
Одна из современных тенденций в области телекоммуникаций – появление сетей связи миллиметрового диапазона. В частности, в локальных сетях появляются стандарты и оборудование в диапазоне 60 ГГц. Поддерживает ли Agilent эту тенденцию своим тестовым оборудованием?
Разумеется, мы не можем оставаться в стороне от этой тенденции. Совсем недавно компания Agilent представила новый анализатор сигналов миллиметрового диапазона N9030A PXA. Прибор охватывает диапазон до 50 ГГц, а с внешним смесителем – до 325 ГГц и выше. Благодаря малошумящему сигнальному тракту прибор обладает средним уровнем собственных шумов -138 дБм на частоте 50 ГГц. Кроме того, применение нашей фирменной технологии NFE позволяет улучшить этот показатель еще примерно на 6 дБ. Прибор обладает самой широкой в отрасли полосой анализа – 140 МГц.
В качестве внешних смесителей используются устройства компании Agilent?
При работе на частотах до 110 ГГц можно использовать новые внешние интеллектуальные смесители Agilent M1970V/W. Они подключаются через интерфейс USB с поддержкой функции plug-and-play, что позволяет PXA автоматически настраиваться на подключенный смеситель и загружать из него данные о потерях преобразования. Кроме того, эти смесители автоматически компенсируют потери в тракте гетеродина в зависимости от длины кабеля. Разумеется, PXA поддерживает и традиционные волноводные гармонические смесители Agilent 11970.
Для работы в более высокочастотной области используются смесители других производителей. Так, в наших системах используются смесители до 750 ГГц компании Virginia Diodes. Очень часто заказчик вообще использует свои собственные смесители.
Поскольку объемы поставок такого оборудования пока достаточно малы, в области столь высокочастотных смесителей мы решили не работать. Но в будущем, если компания почувствует, что подобные смесители массово востребованы на рынке, мы можем ими заняться.
Есть ли у компании новые решения в области задач электромагнитной совместимости (ЭМС)?
На недавней выставке EMV по вопросам ЭМС в Штудгарде мы представили новый анализатор ЭМС N9038A MXE. Он уникален тем, что будучи прибором для измерения уровня электромагнитных помех, также является полнофункциональным анализатором сигналов. Типичное применение такого прибора – индустриальное тестирование уровня электромагнитных помех различных устройств на соответствие требованиями глобальных и локальных регуляторов. Ведь требования по области ЭМС в разных странах различны, и важно уметь проводить измерения ЭМС в соответствии с каждым из них.
Уникальная особенность нашего продукта – если при тестировании обнаруживается сигнал, не удовлетворяющий тем или иным требованиям, прибор может перейти в режим анализатора сигналов и определить как тип модуляции, так и другие параметры сигнала и его источник. Таким образом, устройство не просто позволяет загружать различные маски сигналов и проводить измерения на соответствие им, но и демодулировать сигнал и анализировать его структуру. Важно отметить, что MXE принадлежит к семейству анализаторов Х-серии, что позволяет легко добавлять в него новые возможности и опции.
Если в прошлом сертифицирующей организации приходилось покупать как анализатор сигналов, так и тестовый ЭМС-приемник, то теперь мы объединили их в одном приборе, что существенно экономит средства потребителей.
Какова стратегия развития продукции компании в области СВЧ-измерений на ближайшие 10 лет?
С 1960-х годов и до 2000 года архитектура СВЧ-систем практически не менялась. Все это, в принципе, были супергетеродинные приемники, основанные на аналоговых компонентах. В 2005 году мы предложили новую архитектуру. В нее входит повышающий либо понижающий СВЧ-преобразователь и ЦАП/АЦП (аналоговый модуль, AFE), а также цифровая часть – процессор, блок ввода-вывода и память. Самое важное в новой архитектуре – то, что мы называем цифровой промежуточной частотой. Ее реализует АЦП для анализаторов и ЦАП для генераторов сигналов. А поверх всего этого – программное обеспечение.
Эта трехуровневая архитектура создана таким образом, что и через 10 лет можно будет использовать тот же самый прибор, просто заменив процессор на более современный. Ведь развитие в области средств цифровой обработки, цифровой электроники происходит значительно быстрее, чем в аналоговой области. Например, еще в 1993 году у нас появился анализатор сигналов HP/Agilent 8566. С точки зрения цифровой электроники, он устарел, но используется и сегодня, поскольку у него очень низкие уровень шумов и коэффициент искажений при приеме. Сейчас пользователям 8566 приходится заменять его, например, на анализаторы семейства РХА, но вот владельцам такого оборудования Х-серии в дальнейшем потребуется только модернизация, но не полная замена. Не нужно будет покупать новый прибор – достаточно заменить отдельный цифровой модуль.
Для реализации такой концепции нужен очень хороший аналоговый СВЧ-модуль предобработки, включая ЦАП/АЦП. Как решается эта задача?
Действительно, уникальные характеристики наших устройств во многом определяются используемой в аналоговых трактах элементной базой. Во всех наших СВЧ-продуктах используются СВЧ монолитные интегральные схемы (МИС), которые производит сама компания Agilent. Например, в городе Санта-Роза, где я работаю, расположена наша фабрика HFTC (High Frequency Technology Center), производящая МИС по GaAs- и InP-технологии. В основном они используются только в нашем оборудовании.
Мы вынуждены сами производить МИС, поскольку на рынке нельзя найти компоненты с нужными нам характеристиками – например, усилитель мощности, работающий в диапазоне от 9 кГц до 50 ГГц. А нам нужны чрезвычайно широкополосные компоненты, с очень высоким динамическим диапазоном. Потому что у контрольно-измерительного оборудования должен быть более широкий спектр частот и более широкий диапазон по усилению, чем у тестируемых устройств.
В компании Agilent есть исследовательское подразделение Agilent Labs (Agilent Research Laboratories). Для достижения нужного нам динамического диапазона в Agilent Labs разрабатываются ЦАП и АЦП с самым высоким динамическим диапазоном из всех возможных. В состав Agilent Labs входят лаборатории и исследовательские центры по всему миру – в США, в Бельгии, Шотландии, Китае и Австралии.
В результате мы обладаем компонентами, позволяющими достигать уникальных характеристик. Например, только Agilent выпускает векторные генераторы сигналов с рабочим диапазоном до 44 ГГц (E8267D PSG). В области анализаторов сигналов благодаря нашим МИС понижающего преобразователя мы обладаем наибольшей полосой модуляции и обеспечиваем максимальный динамический диапазон 75 дБ. Наконец, уникальные характеристики наших осциллографов во многом обусловлены применением чипсета на основе фосфида индия.
InP-чипсеты будут использоваться только в осциллографах или и в других измерительных системах?
Наша философия проектирования – все компоненты, которые разрабатываются в Agilent Labs, используются в самых разных системах – и в осциллографах, и в анализаторах сигналов, и в генераторах – меняется только их комбинация. Мы намерены эти же компоненты использовать и в портативных, ручных приборах, и в модулях PXI, MXI. Это все – стратегия, которая обеспечивает нам лидирующие позиции в области контрольно-измерительного оборудования.
Российский рынок представляет интерес для компании Agilent?
Одна из стратегических задач Agilent – увеличение объема нашего бизнеса в России. Мы очень успешно работаем с аэрокосмической отраслью, с компаниями, занимающимися спутниковой связью, с предприятиями оборонного комплекса. Но нам было бы очень интересно, если бы в России появилось производство и массовых коммерческих продуктов.
Спасибо за интересный рассказ.
С Д.Курраном беседовал И.Шахнович
Можно выделить несколько типов оборудования. Во-первых, это генераторы сигналов – как аналоговые, так и векторные. Аналоговые генераторы известны в первую очередь высокой стабильностью и спектральной чистотой сигнала, поэтому они широко используются для разработки радиолокационных систем, спутниковой связи и СВЧ-оборудования.
Другая категория – это анализаторы сигналов, также аналоговые (анализаторы спектра) и векторные. Их различие – если анализаторы спектра измеряют уровень аналоговых сигналов в заданном частотном диапазоне, то векторные анализаторы осуществляют цифровую квадратурную демодуляцию сигналов, т.е. измеряют еще и их фазу. В нашу линейку продуктов также входят анализаторы коэффициента шума, измерители мощности и др. Все это – наши базовые средства, которые используются при проектировании СВЧ-систем.
Еще одна часть нашего бизнеса, приобретающая все более важное значение, – это программные приложения, которые используются совместно с измерительным оборудованием. Они существенно расширяют возможности оборудования и широко используются при решении различных инженерных задач.
Каковы основные области применения такого оборудования?
По сути, мы предоставляем базовый набор средств, предназначенных для решения широкого круга задач. И конкретизировать эти задачи проблематично, да и наши потребители зачастую избегают точно указывать область своей деятельности. Но одну сферу применения нашего оборудования можно и нужно выделить – это телекоммуникации.
В мире телекоммуникаций главную роль играет стандартизация, поэтому ряд наших решений создается специально для телекоммуникационной индустрии. Приборы Agilent используются для тестирования телекоммуникационного оборудования на производстве, при развертывании и эксплуатации сетей, при разработке новых устройств. Помимо уже названных категорий оборудования появляется новый класс решений – комбинация генератора и анализатора сигналов в одном приборе. Для решения специфичных задач в тестовых системах используется специализированное программное обеспечение.
Особо отмечу, что все современные продукты компании Agilent строятся на так называемой X-платформе. Она представлена на трех уровнях – ВЧ- и СВЧ-трансивер (аналоговая часть), модуль цифровой обработки и ввода-вывода информации, а также программное обеспечение (ПО). Именно на уровне ПО описываются те или иные телекоммуникационные протоколы и сценарии их тестирования. У нас 32 различных программных приложения, и любое из них может быть выбрано пользователем и загружено в любое устройство Х-серии (всего шесть типов таких устройств) – в анализатор сигналов, в генератор сигналов либо в специализированную систему для тестирования телекоммуникаций.
На недавнем Mobile World Congress 2011 в Барселоне компания Agilent продемонстрировала ряд новинок. Каковы основные из них?
Прежде всего, мы там представили генератор сигналов для стандарта широкополосной передачи данных LTE-Advanced. Хотя стандарт еще не утвержден альянсом 3GPP и находится в стадии разработки, тем не менее мы уже выпустили такой продукт. Он позволяет инженерам генерировать сигналы на начальном этапе разработки. Это первый в своем роде продукт на рынке. Также для анализатора сигналов мы первыми на рынке представили решение для демодуляции сигналов в соответствии со стандартом LTE-Advanced. Это программное обеспечение для векторного анализа сигналов 89600В.
Помимо этого, компания демонстрировала две тестовых системы в области LTE. Для исследовательских задач и разработки оборудования предназначена тестовая система PXT (Е6621А). Он позволяет проанализировать протокол обмена и радиочастотные параметры абонентских устройств на ранних этапах проекта. Функции, добавленные компанией Agilent в последней версии, поддерживают измерение параметров абонентского оборудования во время переключения между LTE и предшествующими технологиями сотовой связи, что очень важно для проверки многомодовых устройств. Имеются также средства автоматизации тестирования, позволяющие выполнять эффективные циклические измерения абонентского оборудования и ускоряющие продвижение товаров на рынок.
Другой наш прибор, система EXT E6670A, используется при производстве сотовых телефонов, в том числе с поддержкой стандарта LTE. Она позволяет кардинально повысить производительность тестирования телефонов следующего поколения. Кроме того, для серийного производства абонентских устройств нужны измерительные решения, более доступные по цене, поскольку здесь нет необходимости в столь высокоточных измерениях. При этом по-прежнему одна платформа позволяет тестировать как восходящие, так и нисходящие линии связи.
Уникальная особенность оборудования EXT – способность тестировать сотовый телефон в "бессигнализационном" (non-signaling) режиме. В обычном режиме при тестировании сотового телефона на него посылается сигнал вызова, происходит обмен с устройством, моделирующим базовую станцию, – т.е. реализуется весь протокол сигнализации, и только потом можно приступать к анализу сигналов в беспроводном канале. Этот процесс может занимать достаточно длительное время по меркам массового производства.
Режим non-signaling позволяет тестировать сотовый телефон, не моделируя вызов с базовой станции (т.е. не используя систему сигнализации в радиоканале). При этом задействуется встроенная в чипсет тестовая система телефона для контроля всех необходимых параметров. При тестировании происходит сигнальный обмен по всему диапазону мощностей, но за достаточно короткое время. Работа в non-signaling-режиме существенно экономит время тестирования, упрощает оборудование и в конечном итоге значимо снижает себестоимость производства. Особенно важна такая возможность, когда речь идет об абонентском оборудовании, поддерживающем несколько различных беспроводных стандартов – а его с каждым днем становится все больше. Система EXT E6670A поддерживает такие стандарты сотовой и широкополосной связи, как GSM, WCDMA, HSPA, CDMA, CDMA2000, LTE. И все это в одном тестовом приборе.
В перечне стандартов не фигурирует WiMAX. Означает ли это, что компания Agilent отказалась от поддержки данной технологии?
Если говорить об оборудовании ЕХТ, то сегодня оно не поддерживает стандарты WiMAX. Технически это возможно, поскольку поддержка того или иного стандарта – это просто программное приложение, которое устанавливается на платформу ЕХТ. Мы изначально не добавили опцию поддержки WiMAX, поскольку оборудование ЕХТ предназначено для индустрии мобильных телефонов и смартфонов, в которых сегодня WiMAX не реализуют.
Еще раньше мы создали много решений для тестирования WiMAX-оборудования и чипов, реализующих этот протокол. Поэтому поддержка тестирования WiMAX сложности не представляет. Одним из решений, наиболее полно представляющих возможность тестирования мобильных терминалов стандарта мобильного WiMAX, является система E6651A.
Существуют ли портативные модификации тестовых систем?
У нас есть два семейства портативных анализаторов для ВЧ- и СВЧ-диапазонов – портативные анализаторы спектра и РЧ-анализаторы FieldFox. Все они предназначены главным образом для монтажа и обслуживания базовых станций.
Портативные анализаторы спектра выпускаются с различными диапазонами (верхние частоты от 3 до 20 ГГц). Например, два новейших ручных анализатора спектра – N9344C и N9343C – предназначены для полевых измерений в процессе установки, эксплуатации и ремонта ВЧ- и СВЧ-систем, для мониторинга спектра или поиска источников помех. Они обладают всеми возможностями настольного прибора, а также средства автоматизации измерений. Встроенный планировщик задач позволяет задать непрерывное исполнение до 20 различных тестов. Анализатор N9344C работает в диапазонах частот от 1 МГц до 20 ГГц, анализатор N9343C – до 13,6 ГГц. Оба прибора могут перестраиваться до 9 кГц. Ими можно управлять дистанционно через интерфейсы USB или порты LAN.
Гибкие анализаторы спектра FieldFox N9912A и N9923A – это, пожалуй, самые интегрированные на рынке ручные телекоммуникационные тестеры. В одном приборе объединены семь различных функций – антенный и кабельный тестеры, векторный анализатор, анализатор спектра, генератор сигналов, анализатор помех, измеритель мощности и др. Они предназначены для работы в диапазонах до 6 ГГц и являются мощнейшим инструментом для специалистов в области беспроводных систем связи.
Эти портативные устройства измеряют только физические параметры сигналов или способны в том числе анализировать телекоммуникационные протоколы?
Сейчас в этих портативных устройствах анализа протоколов нет. Прежде всего потому, что это не нужно. Ведь специалистов, которые занимаются монтажом базовых станций, интересует мощность передатчика и наличие помех в близлежащих диапазонах. Иногда еще измеряют импеданс кабеля, чтобы проверить, нет ли повреждений.
Разрабатывая новые ручные приборы, мы обращаем основное внимание на главную задачу, которую должны решать эти приборы, – в данном случае это измерение мощности сигнала в одном канале, мощности в соседнем канале и их интерференции. Если операторы увидят, что для поддержки работоспособности сети, для обеспечения ее высокой пропускной способности нужны более широкие возможности для анализа, мы учтем их пожелания и создадим необходимые приложения. Но сегодня сервис-провайдеры, если это только не самая первая инсталляция, тестируют собственно протоколы в эфире в очень небольшом объеме.
Говоря про поддержку грядущего стандарта LTE-Advanced, ведет ли компания аналогичные работы в области WiMAX 2 (IEEE 802.16m)?
Прежде всего, благодаря выбранной стратегии развития платформ, потребуется всего от трех до шести месяцев, чтобы добавить подобную функцию к существующим приборам. Например, мы недавно представили решение для разрабатываемого стандарта IEEE 802.11ас сверхвысокоскоростных локальных сетей в диапазоне ниже 6 ГГц. Поэтому как только кто-нибудь из наших основных заказчиков попросит о поддержке IEEE 802.16m, мы начнем разработку.
Сегодня конкуренция между двумя технологиями ШПД продолжается. По определению Международного телекоммуникационного союза (ITU), поколение беспроводной связи 4G – это два стандарта: WiMAX 2 и LTE‑Advanced. Но поскольку стандарт LTE появился заметно позже спецификаций WiMAX, то разрыв между 4G-версиями этих технологий (т.е. между LTE и LTE-Advanced и между WiMAX и WiMAX 2) различен. LTE-Advanced с технической точки зрения – это лишь усовершенствование существующего стандарта LTE, изменений там не так уж много. Переход же к WiMAX 2 потребует новой разработки, поскольку существенно изменяются технические параметры, включая методы демодуляции. То есть в первом случае это эволюция, во втором – преобразование. И для нас переход к WiMAX 2 по сравнению с LTE-Advanced потребует гораздо более серьезных усилий. Даже на Тайване или в Южной Корее, где доминирует WiMAX, переход к WiMAX 2 предполагает существенные изменения.
В целом же мы сегодня говорим об LTE-Advanced, поскольку нам очевидно, что в ближайшие годы технология LTE будет массовой. И нужно думать о будущем. Компания Agilent – приверженец существующих форматов. Общаясь с производителями чипсетов и устройств, мы видим движение в сторону LTE-Advanced.
Особенность современных технологий широкополосной передачи – это применение многоантенных MIMO-технологий. Есть ли у компании Agilent специальные решения в этой области, особенно с увеличением числа антенных каналов?
Решения MIMO поддерживаются во всех наших тестовых устройствах, о которых мы говорили, в различных конфигурациях – 2×2, 3×3, 4×4. Так, например, у нас есть заказчик, которому нужно 8-канальное когерентное решение для MIMO. Мы уже сейчас занимаемся разработкой решений, которые позволят проводить когерентное тестирование по нескольким антенным каналам – входным и выходным.
Проблема в том, что если в задачах НИОКР необходимо анализировать сигналы в нескольких антенных каналах одновременно, при производстве оборудования достаточно одноканальных измерений. В производстве самый важный фактор – это стоимость тестирования по нескольким антенным каналам, и такие решения для производителей могут оказаться слишком дорогостоящими. Это – сегодняшняя реальность, но если производители захотят тестировать несколько каналов одновременно, мы сможем предоставить им соответствующее оборудование.
Одна из современных тенденций в области телекоммуникаций – появление сетей связи миллиметрового диапазона. В частности, в локальных сетях появляются стандарты и оборудование в диапазоне 60 ГГц. Поддерживает ли Agilent эту тенденцию своим тестовым оборудованием?
Разумеется, мы не можем оставаться в стороне от этой тенденции. Совсем недавно компания Agilent представила новый анализатор сигналов миллиметрового диапазона N9030A PXA. Прибор охватывает диапазон до 50 ГГц, а с внешним смесителем – до 325 ГГц и выше. Благодаря малошумящему сигнальному тракту прибор обладает средним уровнем собственных шумов -138 дБм на частоте 50 ГГц. Кроме того, применение нашей фирменной технологии NFE позволяет улучшить этот показатель еще примерно на 6 дБ. Прибор обладает самой широкой в отрасли полосой анализа – 140 МГц.
В качестве внешних смесителей используются устройства компании Agilent?
При работе на частотах до 110 ГГц можно использовать новые внешние интеллектуальные смесители Agilent M1970V/W. Они подключаются через интерфейс USB с поддержкой функции plug-and-play, что позволяет PXA автоматически настраиваться на подключенный смеситель и загружать из него данные о потерях преобразования. Кроме того, эти смесители автоматически компенсируют потери в тракте гетеродина в зависимости от длины кабеля. Разумеется, PXA поддерживает и традиционные волноводные гармонические смесители Agilent 11970.
Для работы в более высокочастотной области используются смесители других производителей. Так, в наших системах используются смесители до 750 ГГц компании Virginia Diodes. Очень часто заказчик вообще использует свои собственные смесители.
Поскольку объемы поставок такого оборудования пока достаточно малы, в области столь высокочастотных смесителей мы решили не работать. Но в будущем, если компания почувствует, что подобные смесители массово востребованы на рынке, мы можем ими заняться.
Есть ли у компании новые решения в области задач электромагнитной совместимости (ЭМС)?
На недавней выставке EMV по вопросам ЭМС в Штудгарде мы представили новый анализатор ЭМС N9038A MXE. Он уникален тем, что будучи прибором для измерения уровня электромагнитных помех, также является полнофункциональным анализатором сигналов. Типичное применение такого прибора – индустриальное тестирование уровня электромагнитных помех различных устройств на соответствие требованиями глобальных и локальных регуляторов. Ведь требования по области ЭМС в разных странах различны, и важно уметь проводить измерения ЭМС в соответствии с каждым из них.
Уникальная особенность нашего продукта – если при тестировании обнаруживается сигнал, не удовлетворяющий тем или иным требованиям, прибор может перейти в режим анализатора сигналов и определить как тип модуляции, так и другие параметры сигнала и его источник. Таким образом, устройство не просто позволяет загружать различные маски сигналов и проводить измерения на соответствие им, но и демодулировать сигнал и анализировать его структуру. Важно отметить, что MXE принадлежит к семейству анализаторов Х-серии, что позволяет легко добавлять в него новые возможности и опции.
Если в прошлом сертифицирующей организации приходилось покупать как анализатор сигналов, так и тестовый ЭМС-приемник, то теперь мы объединили их в одном приборе, что существенно экономит средства потребителей.
Какова стратегия развития продукции компании в области СВЧ-измерений на ближайшие 10 лет?
С 1960-х годов и до 2000 года архитектура СВЧ-систем практически не менялась. Все это, в принципе, были супергетеродинные приемники, основанные на аналоговых компонентах. В 2005 году мы предложили новую архитектуру. В нее входит повышающий либо понижающий СВЧ-преобразователь и ЦАП/АЦП (аналоговый модуль, AFE), а также цифровая часть – процессор, блок ввода-вывода и память. Самое важное в новой архитектуре – то, что мы называем цифровой промежуточной частотой. Ее реализует АЦП для анализаторов и ЦАП для генераторов сигналов. А поверх всего этого – программное обеспечение.
Эта трехуровневая архитектура создана таким образом, что и через 10 лет можно будет использовать тот же самый прибор, просто заменив процессор на более современный. Ведь развитие в области средств цифровой обработки, цифровой электроники происходит значительно быстрее, чем в аналоговой области. Например, еще в 1993 году у нас появился анализатор сигналов HP/Agilent 8566. С точки зрения цифровой электроники, он устарел, но используется и сегодня, поскольку у него очень низкие уровень шумов и коэффициент искажений при приеме. Сейчас пользователям 8566 приходится заменять его, например, на анализаторы семейства РХА, но вот владельцам такого оборудования Х-серии в дальнейшем потребуется только модернизация, но не полная замена. Не нужно будет покупать новый прибор – достаточно заменить отдельный цифровой модуль.
Для реализации такой концепции нужен очень хороший аналоговый СВЧ-модуль предобработки, включая ЦАП/АЦП. Как решается эта задача?
Действительно, уникальные характеристики наших устройств во многом определяются используемой в аналоговых трактах элементной базой. Во всех наших СВЧ-продуктах используются СВЧ монолитные интегральные схемы (МИС), которые производит сама компания Agilent. Например, в городе Санта-Роза, где я работаю, расположена наша фабрика HFTC (High Frequency Technology Center), производящая МИС по GaAs- и InP-технологии. В основном они используются только в нашем оборудовании.
Мы вынуждены сами производить МИС, поскольку на рынке нельзя найти компоненты с нужными нам характеристиками – например, усилитель мощности, работающий в диапазоне от 9 кГц до 50 ГГц. А нам нужны чрезвычайно широкополосные компоненты, с очень высоким динамическим диапазоном. Потому что у контрольно-измерительного оборудования должен быть более широкий спектр частот и более широкий диапазон по усилению, чем у тестируемых устройств.
В компании Agilent есть исследовательское подразделение Agilent Labs (Agilent Research Laboratories). Для достижения нужного нам динамического диапазона в Agilent Labs разрабатываются ЦАП и АЦП с самым высоким динамическим диапазоном из всех возможных. В состав Agilent Labs входят лаборатории и исследовательские центры по всему миру – в США, в Бельгии, Шотландии, Китае и Австралии.
В результате мы обладаем компонентами, позволяющими достигать уникальных характеристик. Например, только Agilent выпускает векторные генераторы сигналов с рабочим диапазоном до 44 ГГц (E8267D PSG). В области анализаторов сигналов благодаря нашим МИС понижающего преобразователя мы обладаем наибольшей полосой модуляции и обеспечиваем максимальный динамический диапазон 75 дБ. Наконец, уникальные характеристики наших осциллографов во многом обусловлены применением чипсета на основе фосфида индия.
InP-чипсеты будут использоваться только в осциллографах или и в других измерительных системах?
Наша философия проектирования – все компоненты, которые разрабатываются в Agilent Labs, используются в самых разных системах – и в осциллографах, и в анализаторах сигналов, и в генераторах – меняется только их комбинация. Мы намерены эти же компоненты использовать и в портативных, ручных приборах, и в модулях PXI, MXI. Это все – стратегия, которая обеспечивает нам лидирующие позиции в области контрольно-измерительного оборудования.
Российский рынок представляет интерес для компании Agilent?
Одна из стратегических задач Agilent – увеличение объема нашего бизнеса в России. Мы очень успешно работаем с аэрокосмической отраслью, с компаниями, занимающимися спутниковой связью, с предприятиями оборонного комплекса. Но нам было бы очень интересно, если бы в России появилось производство и массовых коммерческих продуктов.
Спасибо за интересный рассказ.
С Д.Курраном беседовал И.Шахнович
Отзывы читателей
