Keysight 是德科技 Keysight EXata HYPERSIM PROPSIM Eggplant

基於量測專業逐步擴展 完善端到端應用場景模擬

整合資通訊異質技術 數位分身執行非侵入驗證

2024-09-19
是德科技(Keysight)為電子量測領域中的老牌大廠,更於2021收購了在網路數位分身和網路建模方面擁有獨特技術的SCALABLE,取得EXata軟體方案,以協助開發、測試和部署複雜的大型有線、無線網路和通訊設備,擴展關鍵基礎設施、自動駕駛等應用領域的模擬和量測分析能力。

是德科技行銷處資深專案經理郭丁豪說明,Keysight的EXata軟體能夠進行資料的收集工作,並運用演算法模型進行分析,以預測可能出現的故障點。例如,在半導體產業中以探針執行量測時,根據大數據分析顯示,當溫度達到一定程度,錯誤的測試結果可能會顯著增多。這顯示了量測技術在面對高溫環境時可能需要特別注意和調整。

在智慧工廠的應用中,自主移動機器人(AMR)的行走順暢性受到關注,尤其當工廠環境遭遇電子干擾、屏蔽現象或網路訊號覆蓋不全時,這些因素都可能對AMR的運作造成影響。為了優化這些設備的表現,Keysight通常會在部署階段運用數位分身技術建立的虛擬環境,來模擬各種可能的操作狀況。

數位分身應用允許工程師在一個完全模擬的環境中測試和驗證各種假設和配置,以確保營運環境的可靠度與可用性。郭丁豪指出,從基地台、路由器到工廠機台的各種設備部署方式,甚至包括營運現場遭到的惡意軟體感染都可模擬,以確保在不干擾生產線正常運行的前提下,迅速並有效地排除任何風險。

模擬關鍵基礎設施應用場域

數位分身技術在工業與通訊領域的重要性逐漸增加,其原因不僅在於能夠預測分析、排除生產線的問題,還因數位分身技術能模擬更加複雜與惡劣的應用環境。郭丁豪說明,在傳統的工業應用場域,操作環境與可能面對的問題較為單純,一旦應用範圍擴展到人們難以到達的地區,例如人煙罕至的高山或礦坑等,勢必要靠數位分身技術模擬特定地形或極端環境條件,以及對設備運作的影響,藉此規畫設計出更適合應用場域的產品與配置。

其次是現代通訊需求的多樣性要求技術能夠跨越不同的媒介與領域。從地面到空中,甚至是衛星通訊,每種通訊方式都有其獨特的挑戰,例如訊號衰減、干擾和傳播距離等限制。數位分身的應用允許模擬這些情境,提供了一個測試和優化通訊策略的平台,以應對各種建築物和地形造成訊號干擾的影響。 郭丁豪進一步說明,Keysight提供的EXata網路建模—關鍵基礎設施(EXata CPS),是專門為網路規畫與分析、IT技術、通訊等專家所設計的解決方案,用以協助建立通訊網路的軟體模型。EXata CPS還可以與OPAL-RT的HYPERSIM或RT-LABS模擬器整合於相同硬體平台,提供完整的即時網路實體解決方案,讓用戶能夠有效地開發、測試和評估所有通訊網路的輸電網路。

HYPERSIM是一款模擬物理系統的數位模擬器,也是能夠實時模擬大規模電力系統電磁瞬變的模擬器,藉此處理可能威脅電力系統網路正常傳輸和可靠性的問題。EXata CPS與HYPERSIM進行整合,提供了測試電力系統對網路攻擊的彈性應變方式,並提高其網路防禦的能力,有助於確保關鍵基礎設施營運系統的網路安全、可靠性和效率。

轉硬整合驗證異質網路平順切換

數位分身技術透過模擬真實世界的裝置、系統和環境,讓製造商可在實驗室中完成測試與驗證產品功能。例如手機連接至基地台可能會遇到訊號衰減或切換至其他通訊技術(如衛星通訊)的需求,這樣的場景通常需要運用模擬環境來驗證手機在各種複雜環境中的效能表現。

是德科技(Keysight)行銷處資深專案經理郭丁豪指出,藉由虛實整合的能力,不僅提升了測試的效率和可靠性,同時也推動了端到端的全面性產品驗證,保障最終用戶的使用體驗和產品品質。

Keysight提供的整合解決方案,結合了EXata和PROPSIM的通道模擬技術,可在虛擬環境中進行端到端的效能測試。PROPSIM幾何通道模型(GCM)軟體所生成的射頻傳播通道數據可匯入到EXata場景中,藉此建立高度貼近真實網路的環境。基於PROPSIM廣泛的訊號頻寬和多路徑傳播,可用於模擬5G、衛星、航太及國防通訊系統的技術,以及與地面網路交互作用。該技術能夠精確重現複雜的三維傳播環境,並在高速環境下模擬都卜勒效應和長時間延遲。

「在市場上,數位分身的討論往往聚焦於軟體的應用。然而,Keysight的優勢在於其能夠利用實體儀器來代表基地台、衛星和路由器等設備,實現虛實整合,使手機能夠實際連線到模擬環境中的這些儀器。」郭丁豪說。

此外,通道模擬器技術在模擬中也展現出效益。例如,當手機在特定情況下訊號中斷時,疑似由天線問題所致,便可在EXata整合的模擬環境中直接調整天線的功率放大器參數,藉此找到解決問題的方法。此技術不僅限於手機,同樣適用於晶片和元件製造商,以及驗證單位,協助在真實環境中調整電路配置以達到最佳效能。

增進AI驅動軟體開發測試

Keysight除了將數位分身技術運用於關鍵基礎設施、資通訊的驗證與測試,亦提供Eggplant軟體工具,讓App開發團隊藉由人工智慧(AI)與大數據分析,自動化建立模型執行測試,為車載資訊娛樂系統(IVI)等應用場景提高可靠與安全性。

郭丁豪指出,當手機App啟動時,通常會在作業系統層面呼叫多個元件進行整合與運作。在App開發過程的最後階段,執行驗證測試時,正可利用數位分身技術來提升App的可用性。開發者使用Eggplant Test軟體,可建立App運行時所需的元件及其相互關聯性。這套軟體透過AI演算模型來模擬操作過程中所有可能的行為,以進行全面的驗證測試。當發現問題時,Eggplant Test還能指出問題的根源並提供相應的修復指引。

實際上,Eggplant也是Keysight於2020年藉由收購取得的技術。Keysight的策略是,如今軟硬體整合測試和通訊協定測試已逐漸成熟,須更進一步擴展到終端用戶體驗,以實踐端到端的應用場景模擬與驗證。Eggplant借助AI應用運行大數據分析,提高識別行為模式的能力,能夠檢測到過往難以發現的程式碼邏輯缺陷或漏洞,再加上透過自動化重複性任務進行全面的測試,有助於提高App的可靠度。郭丁豪強調,相較於手動測試,Eggplant改以AI驅動的工具能以驚人速度執行測試,並且迅速回饋程式碼變更的影響,有助於改善使用者介面和操作體驗。


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