大国重“器”：信息通信仪器仪表创新发展，产业集群规模初具

C114讯 8月7日消息（九九）产业商用，测试先行。仪器仪表作为测试工作的标尺，是推动信息通信产业和技术发展的“重器”。

目前，国内市场对仪器仪表的需求旺盛，我国仪器仪表行业在国家的大力支持下正持续向好。其中，移动通信产业是仪器仪表发展的一个重要引擎，在当今数智化时代，信息通信仪器仪表不仅是科研探索的“基石”，更是整个产业升级的“加速器”。

日前，以“‘仪’筑新质生产力，‘智’引测试新未来”为主题的第二届信息通信仪器仪表产业技术峰会在成都举办。本次峰会由中国仪器仪表学会信息通信测试仪器仪表专业委员会（以下简称“专委会”）主办，中国移动研究院承办。峰会全面展示了我国信息通信仪器仪表领域优秀产品和测试测量技术的水平，并面向未来信息通信仪器仪表产业技术发展方向，启动“下一代信息通信仪器仪表”系列联合创新项目，搭建起仪器仪表与信息通信产业协同发展的桥梁。

“3+X+Y”协同创新，专委会取得重要进展

中国仪器仪表学会副理事长兼秘书长张彤在峰会致辞中表示，信息通信测试仪器仪表作为仪器仪表领域的重要分支，广泛应用于信息通信全行业场景，贯穿信息通信产品技术商用的全生命周期，是网络及产品质量保证的基础，具有高科技、高性能、高价值的特征。

据C114了解，专委会是为了加大对高端仪器仪表的科研攻关支持和产业推进力度，中国移动牵头在中国仪器仪表学会下成立的我国首个信息通信测试仪器仪表产业组织，挂靠于中国移动研究院。专委会聚焦信息通信行业各领域专业仪器仪表及测试测量关键技术，联合产业各方力量共同推动国内相关高端仪器仪表产业和技术成熟、标准化及应用，形成一个信息共享、技术共识、产业协同的平台，实现产业生态的健康循环。

为推动国内仪器仪表产业生态发展，中国移动充分发挥产业链链长作用，以专委会为平台，联合产业合作伙伴开创性采用“3+X+Y”协同创新模式：即“3”大运营商负责需求协同、攻关协同及应用协同，“X”家仪表厂家、科研单位负责技术研究及产品研发，“Y”家设备商参与仪表研发、性能评测及应用，共同助力仪器仪表关键技术的突破和创新。

专委会主任、中国移动研究院副院长段晓东指出，专委会一年以来在高端仪器仪表成果协同创新、测试验证、产业生态构建等方面取得了重要进展。中国移动作为专委会的挂靠单位，将继续协同产业界合作伙伴，共同推动形成国内信息通信测试仪器仪表的产业良性循环。

成立“TestReady”验证评价中心，发布国内首个数通网络测试仪技术标准

值得一提的是，为了加快仪器仪表创新成果到产业应用的转化过程，专委会在学会的支持下，成立TestReady信息通信测试仪器仪表验证评价中心，构建科学、权威、专业的行业级评价体系，打造一批行业信任的高端信息通信仪器仪表品牌。

验证评价中心按照信息通信仪器仪表的应用领域和场景，依托专委会统一产业共识、制定权威的仪器仪表技术规范；联合泰尔实验室等业界权威评测机构、形成仪器仪表科学评测体系；并开展高端用户的应用评价及能力鉴定，助力打造一批高端仪器仪表产品品牌，助推信息通信行业的高质量发展。

针对数通网络测试仪、频谱仪、信号源、矢量网络分析仪等四类仪器仪表，经过严格的验证与综合评价，来自思仪科技、北京信而泰、成都玖锦、极致汇仪公司的4类7款仪表通过验评并获评TestReady首批优秀产品。

此外，专委会牵头立项2 项学会团体标准《数据通信网络测试仪通用技术规范》和《5G 信号与频谱分析仪通用规范》，其中《数据通信网络测试仪通用技术规范》已正式发布，是国内首个数通网络测试仪技术标准。

为凝聚产业共识，推动信息通信仪器仪表演进满足行业发展需要，专委会还提出了“未来信息通信仪器仪表产业技术十大方向”，面向6G、算力网络、人工智能，提出了下一代信息通信仪器仪表在无线射频、信道仿真、终端仿真、OTA、网络测试、高速信号测量、智能检测、数字孪生等多方面的需求，全景式地展现了未来信息通信仪器仪表产业技术发展的趋势。

中国移动践行“链长”责任，助推高端仪器仪表创新发展

我国信息通信仪器仪表起步晚、体量小，发展滞后，产业生态薄弱。近年来，受益于政策的大力支持以及5G技术、国产化芯片、雷达等下游产业的快速发展，我国信息通信仪器仪表市场高速增长，迎来新的发展机遇。

二十届三中全会特别提出，要抓紧打造自主可控的产业链供应链，健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表等重点产业链发展体制机制，这极大地鼓舞了仪器仪表行业，市场规模已攀升至200多亿元人民币。

中国移动发起成立专委会，旨在积极践行“链长”责任，服务国家科技创新战略，构建一个需求一致、技术创新、产业协同的平台，弥补国内产业生态短板，助推高水平科技自立自强。

作为牵头单位，中国移动后续将同产业合作伙伴一起，准确把握行业发展机遇，协同推进国内信息通信高端仪器仪表的核心技术攻关、产业生态建设、产品应用创新及下一代信息通信仪器科学研究，提升我国在仪器仪表领域的行业影响力，支撑信息通信行业高质量发展。

具体而言，一是聚焦产业需求、持续推进高端产品和核心技术攻关；二是联合产学研用单位、持续推进TestReady验证评价工作，构建科学、权威、专业的行业级评价体系，打造一批行业信任的高端信息通信仪器仪表品牌，为产品的应用、改进、推广构建良性机制；三是完成《5G信号与频谱分析仪通用规范》报批评审，推动信息通信仪器仪表标准规范体系建立；四是在“下一代信息通信仪器仪表”系列联合创新专项中，充分利用“3+X+Y”协同创新模式，以开放式运营的方式开展各方向的研讨创新活动，促进高端仪器及测试测量新技术交流合作，加速面向未来仪器仪表创新成果的转化。

数字通信型仪表可以用于安全仪表系统吗？

本文内容来自：作者：魏毅，高级工程师，致力于推动流程工业自动化技术创新和发展。

GBT 50770-2013《石油化工安全仪表系统设计规范》6.1.5条规定：测量仪表不应采用现场总线或其他通信方式作为安全仪表系统的输入信号。6.1.2条规定：测量仪表宜采用4-20mA叠加HART传输信号的智能变送器。

上述两条规定决定了当前国内石油化工安全仪表系统只能采用模拟信号仪表作为输入输出设备。标准是实践的总结，并且用来规范和指导实践。这些规定反映了当时的技术水平。

与模拟信号仪表相比，现场总线仪表、工业以太网仪表等数字通信型仪表有着巨大的性能优势。随着技术进步，数字通信型仪表的可靠性不断提高，具备了应用于安全仪表系统的可行性。

IEC 61784-3-2021《工业通信网络-行规-第3部分：功能安全现场总线-通用规则和行规定义》规定了工业通信网络和系统中使用的数据传输协议和通信规范。

IEC 61784-3主要涉及工业自动化领域中的实时现场总线和以太网通信，包括数据传输速率、数据传输方式、数据帧格式、数据传输控制以及网络拓扑结构等方面的内容。该标准的目的是为工业自动化安全仪表系统领域提供一种可靠、高效的通信方式，以实现设备之间的数据交换和信息共享。

符合IEC61784-3的通信协议可以理解为具有功能安全特性同时又满足工业现场总线要求的安全通信过程。满足工业现场总线要求即意味着满足整个IEC61784系列标准，具有功能安全特性即是具有相应的SIL能力。

对安全通信的基本要求是：通信过程的残余差错率应该小于要求SIL对应PFD或PFH的1%，例如某个安全回路要求实现SIL3，其整个回路的PFH要求应该小于10E-7，而其中安全通信的残余差错率应该小于10E-9。

从功能安全的角度，实现安全通信的方式主要为黑通道技术。黑通道的含义是两端的设备（安全数据发送和安全数据最终接收）符合IEC61508，中间的通信过程符合IEC61784-3，中间的软硬件不要求符合IEC61508要求。采用黑色通道实现安全通信的基本理念如下图所示：

实现安全通信的关键是设计安全通信层（SCL），对安全数据按照标准要求进行封装。至于实现通信过程的其他层：物理、数据链路、会话、传输、应用等可以根据具体的应用自行设计，包括通信过程中的所有中间管道，包括网关、路由器、无线等都可以自行设计，这些设备的软硬件没有任何额外的要求。

安全通信层是位于黑通道之上的一层，它包含了所有必要的措施以确保数据安全传输，满足IEC 61508标准的功能安全要求。SCL负责实现数据的完整性、时间戳、连接认证、冗余校验等安全措施。

SCL的关键技术细节包括：

- 数据完整性：通过使用如循环冗余校验（CRC）等校验方法，确保传输数据未被损坏。

- 时间戳：消息中包含时间戳，以确保数据在特定时间点的准确性。

- 连接认证：确保消息来源和目的地的正确性。

- 冗余与交叉检查：通过发送多份相同消息并进行比对，以检测和纠正错误。

- 不同数据完整性保证系统：如果通过同一总线传输安全相关（SR）和非安全相关（NSR）数据，可以使用不同的数据完整性保证系统或编码原则，以确保NSR消息不会影响SR接收器中的任何安全功能。

在评估和测试安全通信系统时，需要验证SCL的实现是否符合IEC 61508标准的要求，并确保所选的安全通信配置文件（FSCP）能够在系统中实现所需的安全完整性等级（SIL）。

综上所述，符合IEC61784-3的数字通信型仪表符合相关标准和安全等级要求，能够有效保护装置安全运行，可以用于安全仪表仪表系统。现行国标中不应使用现场总线或者其他通信方式仪表的规定与现有技术发展水平有差距，未能充分利用新技术发展带来的能力，希望未来的标准修订能够有所改进。

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