儀器有「工業(yè)之母」的稱號，從長期來看，工業(yè)發(fā)達的國家，由於生產(chǎn)的產(chǎn)品種類龐雜，要維持產(chǎn)品品質(zhì)，就必須透過高科技現(xiàn)代化的量測儀器，才能提高效率、節(jié)省人力。精準的除錯，能避免人為操作不當?shù)氖枋В瑏K快速將問題反映出來，維持產(chǎn)品品質(zhì)水準，也能為產(chǎn)品提供更佳的品質(zhì)保證，近年來智慧化趨勢席捲全球，而智慧化除了讓舊有技術(shù)有了全新的創(chuàng)意應用外，也不斷有新技術(shù)與新標準問世，而不管是應用、技術(shù)或標準，都需要有因應的量測儀器，以維持設備系統(tǒng)的穩(wěn)定與精確。
就現(xiàn)況來看，智慧化發(fā)展最受重視的技術(shù)是5G，系統(tǒng)則是物聯(lián)網(wǎng)，這兩者涵蓋了包括城市基礎建設、製造業(yè)與各類型垂直產(chǎn)業(yè)應用，是德科技（Keysight）行銷處資深行銷專案經(jīng)理郭丁豪指出，不同領域的應用特色，會產(chǎn)生不同的量測儀器需求。
5G的多通道與高速需求
5G發(fā)展目前有eMBB、MIoT與MCC等3大面向，其中eMBB是增強行動寬頻，顧名思義針對的是大流量行動寬頻業(yè)務，滿足VR之類的大量即時訊號傳輸需求，URLLC是超高可靠超低延遲通訊，應用於無人駕駛、醫(yī)療手術(shù)或是建築物內(nèi)的大型機具控制等，有超高穩(wěn)定度需求的設備，至於mMTC：大連接物聯(lián)網(wǎng)，則是針對大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，訴求低耗能、長時間運作，可讓更多設備可以連上網(wǎng)路，智慧電表或是環(huán)境監(jiān)測的感測網(wǎng)路都可應用。
| 圖1 : 是德科技行銷處資深行銷專案經(jīng)理郭丁豪指出，不同領域的應用特色，會產(chǎn)生不同的量測儀器需求。（攝影／王明德） |
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郭丁豪表示，從這些不同應用可以歸納出幾個5G時代對量測儀器的需求，首先是因應5G的高速特性，儀器需要有更寬的頻寬、更高的速度與更多通道，其次是為使驗證更具可靠性，低延遲成為必然，第三是更多種波形，讓設備更穩(wěn)定，不至於輕易失效當機，最後則是在多節(jié)點、多設備聯(lián)網(wǎng)的狀況下，系統(tǒng)的調(diào)度需求會更高。
過去2G與3G時代，訊號傳輸都只有單通道，因此通常只要一部設備就足夠測試通訊晶片，後來到3.5G時代，多通道技術(shù)的MIMO（multiple input multiple output）出現(xiàn)，單一通道的量測儀器要完整測試所有通道有其難度，若逐一測試每一個通道，這種作法不但耗時太久，而且無法得知各通道之間的交互影響，但若同時使用多臺儀器，不但佔用空間過大，方便性和成本效益也問題重重，因此後來多通道量測儀器出現(xiàn)，同時解決了此一問題，現(xiàn)在5G的毫米波（mmWave）頻段與大規(guī)模多重輸入多重輸出（Massive MIMO）天線架構(gòu)，已經(jīng)成為設備廠商的重要設計，在此態(tài)勢下，多波形、高速與多通道也成為5G產(chǎn)品的量測儀器必要選擇。
從整體來看，郭丁豪指出5G需要的量測共有7層，包括Channel Emulation、Mobile Device Test、BTS Drive Test、Drive Test、Mobile Network Test、Customer Experience Management、Network Test, Visibility and Security等，這7層完整涵蓋了5G設備會面臨的狀況，例如Channel Emulation主要是模擬行動通訊在外遇到的狀況，BTS Drive Test則是透過裝置擷取5G基地臺在室外環(huán)境的佈建狀態(tài)，其他部分也都是5G設備驗研發(fā)時，必須具備的量測功能。
對於5G的布局，郭丁豪表示，是德科技已有完整產(chǎn)品線，他以旗下的E6640A EXM無線測試儀為例，此款產(chǎn)品針對物聯(lián)網(wǎng)及車聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展的製造測試，增添新的功能，包括對WLAN 802.11P、802.11ah、802.11ac Wave 2 Measurement，以及Bluetooth 4.2版標準提供支援，符合工程師在無線通訊領域的量測需求。
多通訊標準與低功耗帶來物聯(lián)網(wǎng)量測挑戰(zhàn)
至於在物聯(lián)網(wǎng)方面，其量測需求也會有幾大重點，首先是多通訊標準，由於物聯(lián)網(wǎng)的應用多元，而且涵蓋面積大，系統(tǒng)中混用不同通訊標準的機會相當高，因此也對量測儀器帶來嚴峻挑戰(zhàn)。無論是從成本面與易用性來看，工程師都希望用單一設備就可同時測試於不同的通訊標準。
| 圖2 : 物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)複雜、應用特殊，系統(tǒng)與設備在設計階段的量測非常重要。（Source: Enterprise IoT Insights） |
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對於多通訊標準的物聯(lián)網(wǎng)量測，模組化量測會是較佳的選擇，模組化近年來逐漸成為量測領域的主流架構(gòu)，尤其是PXI標準，各大廠都已有相關產(chǎn)品，模組化儀器的優(yōu)點，是使用者可依本身需求定義儀器功能，只要先添購同一規(guī)格的機箱後，再視所需插入功能卡片，就可組成符合所需的量測儀器，目前物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有不同標準的無線通訊技術(shù)，相關技術(shù)都已有對應的板卡，工程師可以彈性組合，打造出符合所需的量測設備。
第2部分則是低功率，部分應用如環(huán)境監(jiān)測的感測網(wǎng)路架構(gòu)中，各感測節(jié)點的分布區(qū)域廣闊，不但難以佈線，同時也無法時時更換電池，再加上需要24小時長時間運作，因此這類型設備都有極低電量的耗電設計，過去這類型量測主要使用示波器，而一般示波器的安培量測有其極限，若要偵測更低的電量，就要用SMU（電源量測設備），而這兩者在低功耗物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的量測中都有其缺點，示波器的取樣率不高，而SMU則只能量測單一時間點的電源變化，工程師無法得知設備運作時，因應不同動作的電量變化，對此是德科技對應的產(chǎn)品為電流波形分析儀，此設備可偵測極低安培，同時具備高取樣率，另一款產(chǎn)品則是物聯(lián)網(wǎng)設備電池壽命優(yōu)化解決方案X8712A，可分析設備在不同動作時所使用的功率。
觀察整體發(fā)展態(tài)勢，物聯(lián)網(wǎng)目前已在快速啟動中，5G則被認為在2019年中就會開始啟動，這兩者都會是未來各類型智慧化應用的主要技術(shù)與架構(gòu)，由於5G不會只鎖定在個人應用，物聯(lián)網(wǎng)更是各企業(yè)與組織的重要營運骨幹，其精準性、可運作性與穩(wěn)定性，都是系統(tǒng)成敗的重要因素，因此研發(fā)設計階段的量測將更見重要，透過完善量測方案，設備與系統(tǒng)的品質(zhì)方能進一步提升，同時落實智慧化願景。
**刊頭圖（Source: The Equinix）
