L’analizzatore di protocollo è uno strumento di test che analizza i dati scambiati nell’ambito di una comunicazione digitale per verificarne la conformità rispetto al particolare protocollo (standard) utilizzato. Per ogni protocollo di comunicazione standardizzato esistono appositi analizzatori; la varietà degli strumenti offerti dal mercato è quindi enorme, poiché altrettanto grande è il numero dei protocolli utilizzati nelle diverse applicazioni. Occorre infatti ricordare che in questo contesto il termine “comunicazione” si applica a qualunque modalità di trasferimento di informazioni digitali, indipendentemente dalla distanza (da pochi centimetri a migliaia di chilometri) e dal mezzo fisico utilizzato (rame, fibra ottica od onde radio). Gli analizzatori di protocollo sono utilizzati nell’industria elettronica, nel settore IT e nelle telecomunicazioni per svolgere varie attività: progettare e sviluppare i sistemi che devono conformarsi a uno specifico protocollo; individuare le cause dei malfunzionamenti nei sistemi già installati; infine, nel caso delle reti di telecomunicazione, anche per monitorare il traffico in relazione alla qualità del servizio.
Protocolli di comunicazione
Per descrivere le funzioni svolte da questi strumenti è utile esaminare brevemente il concetto di protocollo. In termini generali, un protocollo di comunicazione è l’insieme delle regole che devono essere seguite per lo scambio dei dati tra i diversi elementi di un sistema elettronico o tra i diversi sistemi connessi a una rete. Ogni specifico protocollo definisce una varietà di aspetti, tra cui il formato in cui i dati devono essere organizzati (la sintassi e la semantica dei messaggi), le relative sincronizzazioni, i messaggi utilizzati per la gestione del canale di comunicazione ed eventualmente i metodi per rilevare e correggere gli errori.
Per comodità utilizzeremo qui una sommaria classificazione dei protocolli di comunicazione riferita ai loro principali ambiti applicativi, che definiremo (in modo del tutto informale) come elettronica, informatica e telecomunicazioni. Possono essere considerati come protocolli per applicazioni elettroniche quelli riguardanti le comunicazioni tra elementi di uno stesso sistema elettronico, come ad esempio i bus e le interfacce all’interno di un computer o di un telefono cellulare; rientrano in questa categoria le interfacce Ddr3 e Ddr4, il bus Pci Express e l’interfaccia DigRF. Possono essere invece considerati protocolli per applicazioni informatiche quelli riguardanti le comunicazioni a breve distanza tra sistemi IT, come ad esempio il bus Usb, lo standard Bluetooth, l’interfaccia Ieee 1394 e gli standard utilizzati nei sistemi di archiviazione, come Serial Ata, Serial Attached Scsi, Fibre Channel e InfiniBand. Infine possono essere considerati come protocolli per applicazioni di telecomunicazione – sempre sulla base di una classificazione del tutto informale – quelli utilizzati nelle reti a lunga distanza, come l’onnipresente protocollo Internet, gli standard della telefonia cellulare (Gprs, Umts, Lte) e altri standard wireless tra cui WiMax.
Le funzioni
In termini generali, gli analizzatori di protocollo svolgono le loro funzioni leggendo i dati che transitano sul canale di comunicazione ed elaborandoli tramite un apposito software. Quest’ultimo contiene le “conoscenze” relative al particolare protocollo da analizzare e pertanto costituisce il cuore dello strumento. Le specifiche funzionalità di un determinato analizzatore dipendono dalle caratteristiche del particolare protocollo da analizzare; poiché i protocolli sono innumerevoli e molto diversi tra loro, l’esame delle funzionalità deve essere riferito allo specifico protocollo in esame. Sempre in termini generali, la qualità di un analizzatore di protocollo può essere valutata considerando vari aspetti:
- l’efficacia dell’analisi, cioè la capacità di individuare ogni possibile difformità rispetto alle regole stabilite dal protocollo; a questo scopo gli strumenti possono comprendere moduli che stimolano il sistema per generare traffico (detti “exerciser”) o moduli che consentono di iniettare errori nella comunicazione;
- la facilità d’uso, che comprende la possibilità di mostrare i risultati dell’analisi in modo chiaro e comprensibile;
- la capacità di leggere i dati senza turbare elettricamente il sistema in esame, anche grazie ad apposite sonde o connettori.
In generale si può affermare che esiste una tendenza verso un aumento della complessità degli strumenti, che devono tenere il passo con protocolli sempre più sofisticati. Ad esempio, lo standard Pci Express usa un complicato sistema di “debiti” e “crediti” per il controllo del flusso, inoltre può variare continuamente la larghezza dei link e recentemente è stato ampliato con l’aggiunta degli Address Translation Services; un analizzatore di protocollo per Pci Express deve ovviamente essere in grado di verificare anche tutti questi aspetti.
Il mercato degli analizzatori di protocollo
Tutti i principali produttori di strumentazione di misura e collaudo offrono una grande varietà di analizzatori di protocollo; l’elenco dei produttori attivi in questo settore comprende – ad esempio – Agilent, Fluke Networks, Jdsu, LeCroy, Tektronix e molte altre aziende. Complessivamente, i produttori offrono analizzatori rivolti a tutti i protocolli standardizzati. Gli strumenti specificamente rivolti ai protocolli utilizzati nei bus dei sistemi elettronici sono a volte indicati con l’espressione di “bus analyzer” e in genere rappresentano un’opzione più economica rispetto agli analizzatori logici, che pure possono essere utilizzati per questo tipo di applicazioni. Gli strumenti che analizzano i protocolli di telecomunicazione basati su pacchetti (tipicamente il traffico Internet) sono invece indicati anche come “analizzatori di pacchetti”. L’andamento del mercato degli analizzatori di protocollo è ovviamente legato alle sorti dei diversi protocolli; cresce, quindi, la domanda di strumenti rivolti agli standard di maggiore successo nei vari settori applicativi. Per quanto riguarda il mondo delle telecomunicazioni, ad esempio, attualmente la crescita riguarda soprattutto gli analizzatori per gli standard Lte e xDsl, come risulta dai dati diffusi da Frost & Sullivan. La società di ricerche di mercato prevede che nel 2016 il mercato degli strumenti rivolti allo standard Lte si assesterà sugli 850,6 milioni di dollari, mentre il giro d’affari degli strumenti di test per le reti xDsl varrà 545,7 milioni di dollari. La crescita in quest’ultimo settore sarà determinata anche dalla diffusione della Iptv, che richiede misure più sofisticate per assicurare la qualità del servizio (QoS) e la “qualità dell’esperienza” (QoE). In generale, la crescita del mercato degli analizzatori di protocollo è favorita anche dalla maggiore complessità degli standard, che rende più pressante il bisogno di strumentazione sofisticata.
