第一篇：光纖通信技術的發展及展望

通信原理論文

通信技術的新寵—光纖通信技術

班級：信息101 學號：201027012 姓名：張化迪

通信技術的新寵—光纖通信技術

摘要：

光纖通信技術就是以光波作為消息載體，以光導纖維作為傳輸媒介的一種通信技術。光纖通信的歷史雖然不長，但其發展速度和規模卻十分驚人。光纖通信以其寬帶、大容量、低損耗、中繼距離長、抗電磁干擾、體積小、重量輕、便于運輸和敷設等一系列優點，成為當代信息傳輸的最主要的一種技術手段。

關鍵詞：

通信技術、光纖通信、光通信歷史、光纖通信發展趨勢

正文：

一、光通信的發展歷史：

1.古老的光通信技術： 光無處不在，在人類發展的早期，人類已經開始使用光傳遞信息，舉例來說：打手勢是一種目視形式的光通信，在黑暗中不能進行。白天太陽充當這個傳輸系統的光源，太陽輻射攜帶發送者的信息傳送給接收者，手的動作調制光波，人的眼睛充當檢測器；3000多年前就有的烽火臺以及直到目前仍然使用的信號燈、旗語等都可以看作是原始形式的光通信。

這類古代的光通信方式有顯著的缺點，一是它們能夠傳輸的容量極其有限。二是其所利用的自然光為非相干光，方向性不好，不易調制和傳輸；第三點是這種通信技術以空氣作為傳輸介質，損耗會很大，無法實現遠距離傳輸，又易受天氣影響，通信極不穩定可靠。

2.現代光通信技術發展簡述：

要發展光通信，最重要的問題就是要尋找適用于光通信的光源和傳輸介質。（1）光源

1960年，美國的梅曼（T.H.Maiman）發明了紅寶石激光器，它可以產生單色相干光，使高速信息的光調制成為可能。

1970年，美國貝爾實驗室研制出在室溫下連續工作的砷化鎵鋁半導體激光器，為光纖通信找到了一種可實用化的光源器件。后來逐漸發展到性能更好、壽命更長的異質結條型激光器和現在的分布反饋式單縱模式激光器以及多量子阱激光器。

在研究光通信光源的同時，人們進行了多種光波導的研究，其中包括光導纖維。

（2）傳輸介質 1966年，美籍華人高錕發表了關于傳輸介質新概念的論文，指出了利用光纖進行信息傳輸的可能性和技術途徑，奠定了光纖通信的基礎。

1970年，美國康寧公司研制出成功損耗僅為20dB/km的石英光纖。從而明確了光通信的發展目標。1974年美國貝爾實驗室制造出了損耗為1db/km的光纖，到1990年損耗降到了1.1dB/km。

至此制約光纖通信的兩個關鍵問題，光源和傳輸媒介問題都得到了解決。光纖通信的普及和推廣獲得了高速發展的基本條件。

二、探討光纖通信的可應用性

光纖通信技術近年來迅速發展，已經成為當代信息傳輸的最主要的技術手段，這些與其自身的特性是分不開的。

光纖是光導纖維的簡稱，光纖通信是以光波作為消息載體，以光導纖維作為傳輸媒介的一種通信技術。光纖通信以其寬帶、大容量、低損耗、中繼距離長、抗電磁干擾、體積小、重量輕、便于運輸等一系列有點，在信息傳輸的多種方式中脫穎而出。

光纖通信系統主要由電端機、光端機、光中繼器和光纜組成。

1.電發送端機

如果信源是數字信號，電發送端機即成為信源；如果信源是模擬信號，電發送端機把其轉換為電數字信號。2.光發送端機

光發送端機主要由光源、驅動電路和控制電路組成。電發送端機給出的電數字脈沖信號經過線路編碼形成適合于光纖通信的碼型。驅動電路用該碼型對光源發出的光波進行調制，并將調制后的光信號耦合到光纖纖芯上去傳輸，完成電/光轉換。3.中繼器

中繼器起到放大信號功率、延長通信距離的作用。4.光端接收機 光端接收機主要由光檢測器、前置放大器、主放大器、均衡器、時鐘提取電路、取樣判決器以及自動控制增益電路組成。其功能是將光纖傳輸過來的微弱光信號，經光檢測器轉變為電信號，然后再經放大電路放大到足夠大的電平，送到電接收端機。5.電接收端機

電接收端機接收判決器輸出的再生碼元數據流，并還原為信宿可接收的形式。

三、光纖通信的特點

光纖通信獲得如此巨大的發展和廣泛的應用是與其自身所具有的許多特點密切相關的。

1.傳輸損耗小，中繼距離長。

在長途光纖通信系統中，通常大約每2km需要一個光纖熔接點，每個熔接點的損耗不超過0.2db。光纖的這種低損耗特點支持長距離無中繼傳輸。并可大大減少系統的維護費用。

2.傳輸頻帶寬，通信容量大。

用于光纖通信的近紅外區段的光波波長為800～2000nm之間，具有非常寬的傳輸頻帶。

3.抗電磁干擾，保密效果好。

光纖的非金屬制造材料決定了它是一種電磁絕緣體，因此高壓、雷電、磁暴都不能對它產生影響。其次，光波的頻率很高，而各種外界電磁干擾信號的頻率相對來說較低，很難對它產生干擾。光信號一旦逸出就會衰減消失，具有極強的保密效果。

4.體積小、重量輕、便于運輸和敷設

光纖制成的光纜直徑一般為十幾毫米，比金屬制作的電纜線徑細、重量輕，在長途運輸或敷設的時候空間利用率高。

5.原材料豐富、有利于環保

制造光纖的主要原料石英在地球上儲量十分豐富，而制造電纜的銅、鋁等有色金屬材料儲量有限且造價昂貴。光纖還具有耐高溫、化學穩定性好、抗腐蝕能力強，不怕潮濕、可在有害氣體下工作的優點。

但是，光纖傳輸媒介有其自身的不足，光纖質地脆弱易斷，需要適當增加保護層保護；光纜鋪設時彎曲半徑不宜太小，否則會產生彎曲損耗；切斷和連接光纖時需要高精度溶解技術和器具，接續點存在著接續損耗；光信號的分路耦合也不是很方便。但這些不足在現在都一一被人類克服。從長遠來看，光纖通信技術完全會成為通信技術領域的新寵兒。

四、光纖通信的前景

（1）向超高速系統的發展。光纖通信系統的傳輸速率在過去20多年來一直在持續增加,未來的光纖高速系統的出現不僅會增加業務傳輸容量，也會為各種各樣的新業務，特別是寬帶業務和多媒體提供了實現的可能。

（2）向超大容量波分復用系統的演進。如果將多個發送波長適當錯開的光源信號同時在一極光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，滿足波分復用的基本思路。

（3）新一代的光纖。近幾年來隨著IP業務量的爆炸式增長，傳統的單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網絡的發展需要方面已暴露出力不從心的態勢，開發新型光纖已成為開發下一代網絡基礎設施的重要組成部分。

（4）光接入網。過去幾年間，網絡的核心部分發生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都已更新了好幾代。另一方面，現存的接入網仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統。兩者在技術上的巨大反差說明接入網已確實成為制約全網進一步發展的瓶頸。唯一能夠根本上徹底解決這一瓶頸問題的長遠技術手段是光接入網。

五、結束語

總的說來，任何一項技術的發展都是要與人類生活相適應的。目前社會，很多產品都在向小型化、集成化方向發展，光纖通信領域的設備也不例外，而其技術則在向越來越有利于人類的方向發展，這些技術、設備的進步都是在我們的研究中不斷進步的，并且我國的光纖通信技術的建設還需要我們進一步的學習和研究發展。

【參考文獻】：

[1] 樊昌信 曹麗娜編著 《通信原理》

[2] 崔健雙主編 《現代通信技術概論》 [3] 穆道生主編 《現代光纖通信系統》

第二篇：電鍍技術發展展望

電鍍技術發展展望

在我國電鍍工作者的共同努力下，無論在開發研究電鍍專用輔化工材料；務類光亮劑、添加劑；電鍍光亮劑中間體；電鍍主體設備與輔助設備都取得很大的進步，為邁入二十一世紀奠定了良好的基礎，主要鍍種的工藝水平已能滿足國內生產的需要。展望未來，我們信心百倍。

8.1 培養與造就一批高素質的電鍍復合型人材，培訓一大批現場工程師與技師

二十一世紀我國將邁入知識經濟時代，我國的電鍍技術要與國家經濟建設同步發展，全體同仁要重視技術創新。技術創新的核心是科技，關鍵是人材。邁入二十一世紀，我們要提高電鍍技術對經濟增長的貢獻率，要形成一個比較完善的電鍍技術研究開發體系。電鍍行業要培養造就一大批既懂化工，又懂電子、機械的復合型人材。高等學校與研究所要積極申報科研項目，選題要既有分工又有合作并緊密結合生產需要。目前從事電鍍現場技術研發與管理的工程師、技師、工藝員奇缺。許多工廠的“打工仔”文化素質不高，干了1年半載就是“師傅”，這些人化工基礎知識差，技術單一。與昔日上海電鍍工廠師傅的綜合技術素質相差甚遠，急待對他們進行全面技能培訓與考核，特別是對電鍍故障的分析與排除技術，不提高他們的整體技術素質，加工“零缺陷”的目標何日能實現！

8.2 形成比較完善的電鍍技術研究開發體系

今后若干年將會出現更多的以電鍍為專業的公司，這些單位將派生出添加劑、基礎化工和專業電鍍設備的生產廠。技術成果商品化的趨勢會更明顯。更專業，特別是為電子電鍍生產服務的電鍍設備的研制、生產和供應將向更專業化、系列化方向發展。

我國的高校與研究所要瞄準世界先進國家電鍍技術的發展方向，結合我國工業生產中量大面廣的產品，開發新的工藝和材料，少搞純學術的研究，從事電鍍研究的碩士、博士論文要結合生產實踐。如：

1)長周期（10個周期以上）的光亮化學鍍工藝及其自動補料裝備。

2)鋅、銅、鎳、鉻四個大鍍種光亮劑中間體及高性能光亮劑的研究，特別是高品質酸性光亮銅工藝的研究。

3)納米新材料在電鍍工藝中的應用。

4)三價鉻鍍鉻的工業應用。

5)高裝飾、高耐蝕后處理工藝的研究。

6)電鍍涂裝復合工藝研究。

7)高工藝性能無氰電鍍工藝的研究。

8)新型環保設備、環保材料的開發研究，等等。

國家新高科技的發展也離不開電鍍技術，我們要加強對電子零部件的滾鍍、卷對卷選擇性電鍍，PCB前處理及終飾技術的研究，有經濟實力與技術基礎的公司，也要有點風險精神，加大對電子電鍍科研的投入，爭取2年內將一批接近國際水平的工藝與材料推向工業應用。

8.3 我們基礎化工原材料、金屬材料品種還不夠齊全，質量參差不一

特別是應用于電鍍工藝材料中的特殊表面活性劑品種很少，阻礙了高品質前后處理劑及光亮劑的開發。多年來我們的酸性鍍錫光亮劑SS820一直應用TX-

10、OP21之類傳統表面活性劑，工藝性能欠佳，最近河北金日化工才開發應用于Sn的ENSA和高速鍍錫的SH-13，但品種還是很少而且不配套，更未形成系列。

今后應擴大品種，并對量大面廣的基礎化工原材料，金屬材料、各種表面活性劑，進行質量控制并責令制訂相關的企業或行業標準，從源頭卡住劣質原材料影響電鍍產品的品質。這塊的質量與行業標準大家很少關心，但銷量驚人，廣東南海的高力、華創兩家全國最大的電鍍化工原材料供應商年銷售額分別達8億元多，溫州有一家也愈四億。

8.4 電鍍生產過程的自動化控制

電鍍加工過程中除了大量應用掛、滾自動線以外，還要普遍應用電鍍生產過程中不可缺少的輔助設備，如化學脫脂過濾技術，槽液冷凍或加熱控溫技術，超聲波清洗技術，無油空氣攪拌應用于水洗及允許采用的鍍槽；多級逆流漂洗節水技術；鍍液主成份分析調整技術；循環過濾技術；添加劑自動補加技術等等。以保證電鍍加工過程的高品質。溫州電鍍工作者敢于在輔助設備應用上加大投資，已取得令人囑目的成績。

8.5 宣傳、貫徹質量管理和質量保證體系的ISO9000標準、ISO14000及電鍍國家、行業標準

進入二十一世紀，要爭取有更多的電鍍設計與研究單位、添加劑生產廠、電鍍設備廠、輔機生產廠和電鍍加工廠通過ISO9000，甚至ISO14000，自1985年9月以來的17年間，全國電鍍與精飾標準化分技術委員會（TC 57/SC1）組織全國各部委、各行業的電鍍專家與標準化工作者共同制訂、修訂了70多項標準。其中有工藝標準，亦有實驗檢測方法標準。除了16項是行業標準之外，其余50多項均為國家標準仍需要向行業進行宣傳、貫徹。今后也要注意標準的技術創新，在制、修訂新的國家標準的同時，敦促添加劑廠、電鍍設備廠、重要輔機廠將典型產品制訂成相關行業標準。

8.6 加強國際間的合作與交流，參加國際市場競爭

我國的電鍍工作者自1980年以來與日本同行保持經常聯絡較多，但對美國、德國較少，其他國家更是空白。

中國表面工程協會電鍍分會今后應組織我國的專家、學者和企業家赴先進國家考察學習。或請進來交流技術，以擴大全體同仁的視野，鼓勵更多的年輕學者出席國際學術會議。學習先進國家的生產管理經驗，使我國的電鍍生產走上科學化、規范化與國際接軌的道路。隨著我國加入WTO、對外開放及電鍍產品質量的提高，國外的添加劑、設備及測試儀器目前已大量進入我國市場，中外合資企業的產品在國內已占領一部分市場，使我國電鍍界更現實地認識到世界電鍍技術水平與我國的差距，由此而帶來的競爭必然是劇烈的，這對我國初步形成的電鍍體系是一次嚴峻考驗，我們應有所準備，迎接挑戰。我們的優秀產品也要打入國際市場。

8.7 加強工藝管理及設備配套，切實提高產品質量

我國電鍍技術最大差距在于大規模生產中的工藝管理，溶液的維護太差，不能保證成熟的研究成果在生產中穩定地體現出來，生產中，往往表現在前處理工藝不完整也不精細，很多工廠不采用連續循環過濾。其他輔助設備也不完善，這就決定了我國電鍍產品在抗蝕性和外觀質量等方面與國際先進水平相比仍有較大的差距。今后努力縮小這方面的差距，反之，工藝研究者，產品開發者也要千錘百煉，注意自己成果的真實性與可操作性，特別要緊密結合生產實際。現場說“OK”才行。工藝員（工程師或技師）要對自己加工的產品有“零缺陷”的信心，因此對工藝管理要“勤”，即對每一個槽、上、下午都得作赫爾槽試驗，每日都要有分析報告，做到防微杜漸。

注意開發為未來經濟成長型的新高科技服務的工藝。長期以來，我國同仁做了太多的低層次重復研究工作，對那些未來會大幅度提高產品附加值的工藝，由于困難大開發成本高，很少研究。如電子電鍍中的選擇電鍍工藝與裝備，高效的線材、板材連續電鍍生產線。生產的高要求會迫使我們動腦筋改變觀念與思維方式。過去傳統的光亮鍍鎳都設計所謂“大處理”備槽。筆者曾看到一個為20萬升光亮鍍鎳槽服務的電解循環處理重金屬裝置。集低DK電解、活性碳吸附和循環過濾于一身形成沒有大處理電鍍溶液的概念的新設備。

8.8 縮小南北、東西差距，重新思維觀念定位

無可爭辨的事實反映出電鍍技術在廣東珠江三角洲經濟發達區，溫州地區以及以上海為中心的江、浙沿海地區、金華地區、山東、東北的沿海地區、重慶地區得到了更大的發展，他們思維敏捷，觀念更新，這些地區的電鍍企業有一個共同的特點：

1)依托沿海的區位優勢，或地區機電產品出口的優勢，對國際、國內市場電鍍加工的需求了解快、行動快，產品結構隨市場需求而作調整。從低價位、低檔次上升到高檔次、大批量的“多商品大市場”格局。

2)重視前處理、后處理，解決電鍍加工中的質量問題，眾所周知，電鍍加工中的故障有80%來自前處理不良，他們重視前處理，下決心引進設備，用進口或國產優秀設備解決前處理不良，同時加強后處理解決外觀漂亮與良好的耐蝕性。

3)對電鍍主、輔設備進行技術改進和增添。

4)不怕冒風險，敢于引進新工藝和實踐新工藝，敢干創新電鍍新工藝，溫州就是一個典型的例子；如變電流電鍍類似24K的仿金電鍍，一陰極電泳復合工藝對付高附加值產品，創新的多色調金色對付新開發的出口產品。這一切都是國際、國內電鍍加工的要求而迫使我們的電鍍加工廠從工藝、材料、設備、觀念作出的快速反應。幾年間昆山的同心電鍍廠就發展到一個加工產值超億元的工廠，這些寶貴的經驗值得內地的電鍍廠學習和借鑒。

5)采取“請進來，派出去”頻繁進行國內、國際交流與合作，促進新工藝、新材料、新設備很快落戶并為生產服務。

8.9 環境保護與資源回收利用

電鍍工作者必需考慮自己開發研究的工藝對環境的影響并尋求可靠的對策。今后要努力推行清潔生產工藝，盡可能應用少污染、低濃度、易處理的工藝。推廣應用化學法+綜合治理電鍍廢水自動控制系統；微生物處理電鍍廢水系統。開發高效固液分離裝置；開發污染空氣的各有害排氣的傳感器和高效吸收裝置。研究電鍍過程中重金屬回收裝置。可以先從Au，Ag，Ni，Cu，Cr做起。

為了實現我國“可持續發展”的宏圖大略，我們電鍍工作者任重而道遠，讓我們這些老、中、青企業家、專家相結合活躍在中國表面工程協會的一支龐大隊伍中，在上級協會的正確領導下，為我國的經濟建設再立新功。

致謝：1）本文以胡如南教授和張立茗高工撰寫聯合署名的文章作基本框架，但增添許多新的內容，特向他們致謝！

2）本文撰寫過程中，得到一些地方協會與老專家的幫助，在此表示深深的謝意；

3）電子電鍍篇幅很大，希望引起同行的高度重視。許多電子電鍍專家提供了素材，作者僅向他們的無私支持表示感謝！

4）我國幅員遼闊，對許多企業在開發應用電鍍新工藝、新材料、新設備、新的檢測儀器、儀表方面的業績不可能一一列舉，甚至對十分優秀的工

藝與產品介紹疏漏，在此作者深表歉意；

5）由于時間倉促，文章涉及到的技術內容寬廣，作者水平有限文中不可避免有錯誤或疏漏

之處，敬請同行批評指正。

本講座來自中國表面工程信息網，沒有刪節

第三篇：計算機技術發展展望

對未來機器人技術的發展展望

------學科前沿知識聽課報告

通過對機器人技術的發展與應用前沿課程的學習，我初步的了解了當今機器人技術的發展和現狀，機器人技術代表了如今科學技術的前沿，以后隨著科學技術的不斷發展進步，機器人技術也必然在各個科學領域有更加廣泛的應用，各個領域更加智能的機器也將會不斷的涌現出來，具有更加智能化的機器人也會出現到我們日常家庭生活之中，成為我們生活之中必不可少的東西。因此對機器人技術研究也會成為以后的一門非常重要的學科內容，作為機電學院的學生來說，關注機器人技術的未來發展對我們今后的學習研究有著重要指導作用，通過學習，我對未來機器人技術發展有下面的幾點理解。

一、未來科學技術與機器人技術關系越來越密切

從機器人的發展進程可以看出，隨著計算機技術、人工智能技術、信息技術等的飛速發展，使機器人在功能和技術層次上有了很大的提高，機器人的視覺、觸覺、自主控制等技術就是典型的代表。由于這些技術的發展，推動了機器人概念的延伸。20世紀80年代，將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人，這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一概念不但指導了機器人技術的研究和應用，而且又賦予了機器人技術向深廣發展的巨大空間，水下機器人、空間機器人、空中機器人、地面機器人、微小型機器人等各種用途的機器人相繼問世，許多夢想成為了現實。將機器人的單元技術滲透到社會的各個領域形成了各式各樣的新機器――機器人化機器。當前與信息技術的交互和融合產生了“軟件機器人”、“網絡機器人”；與納米技術、分子生物學的交叉和融合又產生了“納米機器人”；今后也許與克隆技術的結合將會產生“克隆機器人”問。這說明了機器人所具有的創新活力，也說明了客觀世界是一個相互作用，相互聯系的統一世界。任何一門學科都是對客觀世界某一方面或某種運動形式的本質和規律的正確反映，客觀世界普遍聯系的特征也必然會在各門學科的思想、理論體系中反映出來，同時也決定了各門學科之間的相互聯系、相互依賴和相互作用的關系，決定了它們是一個有機聯系的科學整體。機器人融合了計算機、信息、自動控制、機械、仿生等技術，從而使機器人技術的發展與其它學科的技術發展極為密切。縱觀機器人的發展史，我們可以發現機器人是隨著其它學科的興旺發達而呈現出勃勃生機的。

相關學科理論與技術的進步推動機器人技術的發展，而機器人技術的進步又將刺激與推動各相關學科理論與技術的不斷發展。機器人與其它學科的關系不僅僅是索取，它們是相互促進，共同發展的伙伴。如微電子技術、計算機技術等發展的同時，也促進了機器人能力的發展，人工智能的發展，也促進了智能機器人的產生和發展，納米技術的出現，導致了納米機器人的誕生，同時機器人的發展反過來又在促進著生物科學、海洋科學、空間科學、人工智能等的發展，為它們提供必不可少的研究手段、研究載體，提高它們的研究效率和研究水平，縮短它們的研究周期。機器人的發展也給計算機技術、信息技術、自動控制、機械等提出了更高的要求，為它們提出了新的研究課題，促進著它們的進步和發展。

二、未來機器人的發展趨勢

隨著人類活動領域的不斷擴展和對快捷舒適生活方式的要求，同時隨著計算機技術的快速發展和人工智能研究的逐步深入，本世紀機器人技術仍將會繼續保持高速的發展態勢，機器人的發展會呈現以下幾方面的趨勢：

1、開發具有高智能的智能機器人將成為機器人技術的一個發展重點。智能機器人具有較高的思維判斷能力，語言理解和表達能力，能夠較好地與人類交流，并能夠完成比較復雜的任務。

2、較強的自適應性將成為未來機器人的一個重要發展方向。自適應性強意味著機器人能夠自發調整自己的行為狀態來適應外部環境的變化，從而提高了機器人工作的穩定性。

3、在工業機器人大力普及的同時，服務性機器人將快速走進人類生活的方方面面，而且擁有較強的語言交流能力，仿人形的外部特征的仿人機器人將極大拉近人類與機器人之間的距離。

4、多機器人協作以發揮群體智能的多機器人系統將越來越受到重視。雖然隨著機器人技術的發展，機器人的能力不斷提高, 機器人應用的領域和范圍也在不斷擴展，但是對于一些復雜的任務，單個機器人不再是最好的解決方案,而由是多個機器人組成的系統。機器人技術將是決定一個國家現代化程度的重要標志。一個國家的機器人技術要發展首先需要國家的大力扶植,即國家從政策和資金上支持本國機器人產業的發展。在日本機器人產業發展的初期,日本出臺了一系列支持本國機器人發展的政策,如購買本國機器人的公司會在稅收上得到優惠,大力鼓勵購買國產機器人,為機器人的發展提供了良好的環境；同時國家也在科研經費上支持機器人技術的研究,并以經費引導本國機器人技術的發展方向,為以后日本成為機器人行業最大的生產國和出口國奠定了基礎，所以這也會是今后各國發展機器人的一個趨勢。

三、機器人在未來的發展前景

當今機器人技術的發展有兩個突出的特點：一是在橫向上，機器人的應用領域不斷擴大，機器人的種類日趨增多；一是在縱向上，機器人的性能不斷提高，并逐步向智

能化方向發展。21世紀，機器人技術將繼續是科學與技術發展的熱點。機器人技術的進一步發展必將對社會經濟和生產力的發展產生更加深遠的影響。在未來的100年中，科學與技術的發展將會使機器人技術提高到一個更高的水平。機器人將成為人類的伙伴，更加廣泛地參與人類的生產活動和社會生活。人類生產活動的需要是生產作業機器人技術發展的基本動力，社會的科學技術水平是機器人技術的基礎。

目前，機器人技術的發展尚存在許多待解決的瓶頸問題。從仿生學角度看，現代機器人的驅動系統還是相當笨重的，雖然人們曾經努力創造了數種用于機器人的驅動系統，但是現在還沒有任何驅動系統能與人的肌肉相媲美；需要研究體積小、重量輕、出力大、靈敏度高的新型驅動系統，用于取代現在使用的笨重的驅動系統；對于移動機器人來說，還需要解決可攜帶能源問題，研究新型高效能源。現在使用的蓄電池的體積和重量，相對其蓄電容量來講，顯得太大、太重；計算機的信息傳輸與處理速度還不夠快，還不能滿足機器人實時感知系統的需要；機器人的“思維能力”也將取決于計算機的智能化程度；傳感器的微型化和集成化仍然不能滿足機器人技術的發展需要；納米機器人的研究，需要人們對生命過程分子水平生物學原理的每一步都有深刻的認識；水下機器人的研究，要求解決動力定位的控制問題、遠距離水下通信和能源問題；為了提高太空機器人的可靠性和靈活性，促進其智能化和微型化，需要研究用靈巧的、可變形的材料來代替電動機等執行機構；機器人的進化研究，需要人們搞情人類社會進化的每一步，研究其機器實現的方法等。

總而言之，機器人作為一種高技術，是不斷發展和完善的，這種不斷的發展和完善是通過技術革命的內在推動力來實現的，機器人的發展給現代科學技術提出了亟待解決的問題，問題的解決又將極大地推動機器人的進步。在21世紀的未來，科學技術更加發達，機器人種類更加繁多，機器人家族將會越來越興旺，機器人也將越來越多才多藝，越來越聰明伶俐，伴隨著機器人的發展和廣泛應用，必然也會極大地推動著科學技術的發展和人類社會的進步，因此我堅信機器人發展將使世界的明天更加絢麗多彩。作為機電學院的一員，我們也要更多的了解和學習更多的學科前沿知識，了解科學技術的最新成果，不斷的學習和研究，用自己的知識為人類社會的發展做出自己的貢獻。

第四篇：光纖通信技術發展的現狀及趨勢

光纖通信技術發展的現狀及趨勢

年級：大一

學號：***

姓名：傅天一

專業：計科

指導老師：

二零一四年五月

摘要：由于光纖通信具有損耗低、傳榆頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點,備受業內人士青睞,發展非常迅速,文章概述光纖通信技術的發展現狀,并展望其發展趨勢。

關鍵詞：光纖通信技術;趨勢;光纖到戶;全光網絡

一、前 言

1966年,美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發表論文,預見了低損耗的光纖能夠用于通信,敲開了光纖通信的大門,引起了人們的重視。1970年,美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點,備受業內人士青睞,發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從

1980年到2000年增加了近1萬倍,傳輸速度在過去的10年中大約提高了10倍。

二、光纖通信技術的發展現狀

為了適應網絡發展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統供應商都在技術開發上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進行了55x20Gbit/s傳輸的研究,實現了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進行了132x20Gbit/s、120km傳輸的研究,實現了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發達國家,在光纖傳輸方面實現了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統,對超長距離的傳輸已達到4000km無電中繼的技術水平。在光網絡方面,光網技術合作計劃(ONTC)、多波長光網絡(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(PHOTON)、泛歐光網絡(OPEN)、光通信網管理(MOON)、光城域通信網(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成,為下一代寬帶信息網絡,尤其為承載未來IP業務的下一代光通信網絡奠定了良好的基礎。

(一)復用技術

光傳輸系統中,要提高光纖帶寬的利用率,必須依靠多信道系統。常用的復用方式有:時分復用(TDM)、波分復用(WDM)、頻分復用(FDM)、空分復用(SDM)和碼分復用(CDM)。目前的光通信領域中,WDM技術比較成熟,它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。

(二)寬帶放大器技術

摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術實用化的關鍵,它具有對偏振不敏感、無串擾、噪聲接近量子噪聲極限等優點。但是普通的EDFA放大帶寬較窄,約有35nm(1530~1565nm),這就限制了能容納的波長信道數。進一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有:(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA),它可實現75nm的放大帶寬;(2)碲化物光纖放大器,它可實現76nm的放大帶寬;(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來,可放大帶寬約80nm;(4)拉曼光纖放大器(RFA),它可在任何波長處提供增益,將拉曼放大器與EDFA結合起來,可放大帶寬大于100nm。

(三)色散補償技術

對高速信道來說,在1550nm波段約18ps(mmokm)的色散將導致脈沖展寬而引起誤碼,限制高速信號長距離傳輸。對采用常規光纖的10Gbit/s系統來說,色散限制僅僅為50km。因此,長距離傳輸中必須采用色散補償技術。

(四)孤子WDM傳輸技術

超大容量傳輸系統中,色散是限制傳輸距離和容量的一個主要因素。在高速光纖通信系統中,使用孤子傳輸技術的好處是可以利用光纖本身的非線性來平衡光纖的色散,因而可以顯著增加無中繼傳輸距離。孤子還有抗干擾能力強、能抑制極化模色散等優點。色散管理和孤子技術的結合,凸出了以往孤子只在長距離傳輸上具有的優勢,繼而向高速、寬帶、長距離方向發展。

(五)光纖接入技術

隨著通信業務量的增加,業務種類更加豐富。人們不僅需要語音業務,而且高速數據、高保真音樂、互動視頻等多媒體業務也已得到用戶青睞。這些業務不僅要有寬帶的主干傳輸網絡,用戶接人部分更是關鍵。傳統的接入方式已經滿足不了需求,只有帶寬能力強的光纖接人才能將瓶頸打開,核心網和城域網的容量潛力才能真正發揮出來。光纖接入中極有優勢的PON技術早就出現了,它可與多種技術相結合,例如ATM、SDH、以太網等,分別產生APON、GPON和EPON。由于ATM技術受到IP技術的挑戰等問題,APON發展基本上停滯不前,甚至走下坡路。但有報道指出由于ATM交換在美國廣泛應用,APON將用于實現FITH方案。GPON對

電路交換性的業務支持最有優勢,又可充分利用現有的SDH,但是技術比較復雜,成本偏高。EPON繼承了以太網的優勢,成本相對較低,但對TDM類業務的支持難度相對較大。所謂EPON就是把全部數據裝在以太網幀內傳送的網絡技術。現今95%的局域網都使用以太網,所以選擇以太網技術應用于對IP數據最佳的接入網是很合乎邏輯的,并且原有的以太網只限于局域網,而且MAC技術是點對點的連接,在和光傳輸技術相結合后的EPON不再只限于局域網,還可擴展到城域網,甚至廣域網,EPON眾多的MAC技術是點對多點的連接。另外光纖到戶也采用EPON技術。

三、光纖通信技術的發展趨勢

對光纖通信而言,超高速度、超大容量、超長距離一直都是人們追求的目標,光纖到戶和全光網絡也是人們追求的夢想。

(一)光纖到戶

現在移動通信發展速度驚人,因其帶寬有限,終端體積不可能太大,顯示屏幕受限等因素,人們依然追求陸能相對占優的固定終端,希望實現光纖到戶。光纖到戶的魅力在于它有極大的帶寬,它是解決從互聯網主干網到用戶桌面的“最后一公里”瓶頸現象的最佳方案。隨著技術的更新換代,光纖到戶的成本大大降低,不久可降到與DSL和HFC網相當,這使FITH的實用化成為可能。據報道,1997年日本NTT公司就開始發展FTTH,2000年后由于成本降低而使用戶數量大增。美國在2002年前后的12個月中,FTTH的安裝數量增加了200%以上。在我國,光纖到戶也是勢在必行,光纖到戶的實驗網已在武漢、成都等市開展,預計2012年前后,我國從沿海到內地將興起光纖到戶建設高潮。可以說光纖到戶是光纖通信的一個亮點,伴隨著相應技術的成熟與實用化,成本降低到能承受的水平時,FTTH的大趨勢是不可阻擋的。

(二)全光網絡

傳統的光網絡實現了節點間的全光化,但在網絡結點處仍用電器件,限制了目前通信網干線總容量的提高,因此真正的全光網絡成為非常重要的課題。全光網絡以光節點代替電節點,節點之間也是全光化,信息始終以光的形式進行傳輸與交換,交換機對用戶信息的處理不再按比特進行,而是根據其波長來決定路由。全光網絡具有良好的透明性、開放性、兼容性、可靠性、可擴展性,并能提供巨大的帶寬、超大容量、極高的處理速度、較低的誤碼率,網絡結構簡單,組網非常靈活,可以隨時增加新節點而不必安裝信號的交換和處理設備。當然全光網絡的發展并不可能獨立于眾多通信技術,它必須要與因特網、ATM網、移動通信網等相融合。目前全光網絡的發展仍處于初期階段,但已顯示出良好的發展前景。從發展趨勢上看,形成一個真正的、以WDM技術與光交換技術為主的光網絡層,建立純粹的全光網絡,消除電光瓶頸已成未來光通信發展的必然趨勢,更是未來信息網絡的核心,也是通信技術發展的最高級別,更是理想級別。

四、結 語

光通信技術作為信息技術的重要支撐平臺,在未來信息社會中將起到重要作用。在國內各研發機構、科研院所、大學的科研人員的共同努力下,我國已研制開發了一些具有自主知識產權的光通信高技術產品,取得了一批重要的研究與應用成果。這些研究工作和突出成果為O-TIME(光時代)計劃的實施奠定了堅實的基礎,有望在“十一五”期間取得更多的成果,為我國的信息基礎設施建設做出貢獻。

第五篇：光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

學號： 20085044013 本科學年論文

學

院

物理電子工程學院

專

業

電子科學與技術

年

級

2008級

姓

名

王震

論文題目

光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

指導教師

張新偉

職稱

講師

成績

2012年1月10日

目 錄

摘 要.......................................................1 Abstract................................................................1 緒 論.......................................................1 1光纖通信發展歷程..........................................1 1.1 世界光纖通信發展史.....................................1 1.2 中國光纖通信發展史.....................................2 2 光纖通信技術的特點........................................3 2.1 頻帶極寬，通信容量大...................................3 2.2 損耗低，中繼距離長.....................................3 2.3 抗電磁干擾能力強.......................................3 2.4 無串音干擾，保密性好...................................3 3 不斷發展的光纖通信技術....................................3 3.1 SDH系統...............................................3 3.2 不斷增加的信道容量.....................................3 3.3 光纖傳輸距離...........................................4 3.4 向城域網發展...........................................4 3.5 互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢.................4 4 結束語....................................................4 參考文獻....................................................4

光纖通信技術發展歷程、特點及現狀

摘 要：光纖通信是利用光作為信息載體、以光纖作為傳輸的通信方式。光纖通信是以其傳輸頻帶寬、通信容量大、中繼距離長、損耗低特點，并具有抗電磁干擾能力強，保密性好的優勢，光纖通信不僅可以應用在通信的主干線路中，還可以應用在電力通信控制系統中，進行工業監測、控制，而且在軍事領域的用途也越來越為廣泛。光纖通信技術正朝著超大容量、超長距離傳輸和交換、全光網絡方向發展。

關鍵詞：光纖通信；發展歷程；特點；發展現狀

緒論

光纖通信技術已成為現代通信的主要通信方式，在現代信息網中起著非常重要的作用，隨著信息技術的發展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。有專家預測，21世紀將是“光子世紀”，十年內，光子產業可能會全面取代傳統電子工業，成為本世紀最大的產業。光纖通信又進入了一個蓬勃發展的新時期，而這一次發展將涉及信息產業的各個領域，其范圍更廣，技術更新，難度更大，動力更強，無疑將對21世紀信息產業的發展和社會進步產生巨大影響。光纖通信發展歷程

1.1 世界光纖通信發展史

光纖的發明，引起了通信技術的一場革命，是構成21世紀即將到來的信息社會的一大要素。

1966年出生在中國上海的英籍華人高錕，發表論文《光頻介質纖維表面波導》，提出用石英玻璃纖維（光纖）傳送光信號來進行通信，可實現長距離、大容量通信。于1970年損失為20db/km的光纖研制出來了。據說康寧公司花費3000萬美元，得到30米光纖樣品，認為非常值得。這一突破，引起整個通信界的震動，世界發達國家開始投入巨大力量研究光纖通信。1976年，美國貝爾實驗室在亞特蘭大到華盛頓間建立了世界第一條實用化的光纖通信線路，速率為45Mb/s，采用的是多模光纖，光源用的是發光管LED，波長是0.85微米的紅外光。在上世紀70年代末，大容量的單模光纖和長壽命的半導體激光器研制成功。光纖通信系統開始顯示出長距離、大容量無比的優越性。

按理論計算：就光纖通信常用波長1.3微米和1.55微米波長窗口的容量至少有25000GHz。自然會想到采用多波長的波分復用技術WDM。1996年WDM技術取得突破，貝爾實驗室發展了WDM技術，美國MCI公司在1997年開通了商用的WDM線路。光纖通信系統的速率從單波長的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地發展到多波長的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)傳輸。當今實驗室光系統速率已達10Tb/s，幾乎是用之不盡的，所以它的前景輝煌。1.2 中國光纖通信發展史

1973年，世界光纖通信尚未實用。郵電部武漢郵電科學研究院（當時是武漢郵電學院）就開始研究光纖通信。由于武漢郵電科學研究院采用了石英光纖、半導體激光器和編碼制式通信機正確的技術路線，使我國在發展光纖通信技術上少走了不少彎路，從而使我國光纖通信在高新技術中與發達國家有較小的差距。

我國研究開發光纖通信正處于十年**時期，處于封閉狀態。國外技術基本無法借鑒，純屬自己摸索，一切都要自己搞，包括光纖、光電子器件和光纖通信系統。就研制光纖來說，原料提純、熔煉車床、拉絲機，還包括光纖的測試儀表和接續工具也全都要自己開發，困難極大。武漢郵電科學研究院，考慮到保證光纖通信最終能為經濟建設所用，開展了全面研究，除研制光纖外，還開展光電子器件和光纖通信系統的研制，使我國至今具有了完整的光纖通信產業。

1978年改革開放后，光纖通信的研發工作大大加快。上海、北京、武漢和桂林都研制出光纖通信試驗系統。1982年郵電部重點科研工程“八二工程”在武漢開通。該工程被稱為實用化工程，要求一切是商用產品而不是試驗品，要符合國際CCITT標準，要由設計院設計、工人施工，而不是科技人員施工。從此中國的光纖通信進入實用階段。

在20世紀80年代中期，數字光纖通信的速率已達到144Mb/s，可傳送1980路電話，超過同軸電纜載波。于是，光纖通信作為主流被大量采用，在傳輸干線上全面取代電纜。經過國家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”計劃，中國已建成“八縱八橫”干線網，連通全國各省區市。現在，中國已敷設光纜總長約250萬公里。光纖通信已成為中國通信的主要手段。在國家科技部、計委、經委的安排下，1999年中國生產的8×2.5Gb/s WDM系統首次在青島至大連開通，隨之沈陽至大連的32×2.5Gb/s WDM光纖通信系統開通。2005年3.2Tbps超大容量的光纖通信系統在上海至杭州開通，是至今世界容量最大的實用線路。

中國已建立了一定規模的光纖通信產業。中國生產的光纖光纜、半導體光電子器件和光纖通信系統能供國內建設，并有少量出口。光纖通信技術的特點

2.1 頻帶極寬，通信容量大

光纖的傳輸帶寬比銅線或電纜大得多。對于單波長光纖通信系統，由于終端設備的限制往往發揮不出帶寬大的優勢。因此需要技術來增加傳輸的容量，密集波分復用技術就能解決這個問題。2.2 損耗低，中繼距離長

目前，商品石英光纖和其它傳輸介質相比的損耗是最低的；如果將來使用非石英極低損耗傳輸介質，理論上傳輸的損耗還可以降到更低的水平。這就表明通過光纖通信系統可以減少系統的施工成本，帶來更好的經濟效益。2.3 抗電磁干擾能力強

石英有很強的抗腐蝕性，而且絕緣性好。而且它還有一個重要的特性就是抗電磁干擾的能力很強，它不受外部環境的影響，也不受人為架設的電纜等干擾。這一點對于在強電領域的通訊應用特別有用，而且在軍事上也大有用處。2.4 無串音干擾，保密性好

在電波傳輸的過程中，電磁波的傳播容易泄露，保密性差。而光波在光纖中傳播，不會發生串擾的現象，保密性強。除以上特點之外，還有光纖徑細、重量輕、柔軟、易于鋪設；光纖的原材料資源豐富，成本低；溫度穩定性好、壽命長。正是因為光纖的這些優點，光纖的應用范圍越來越廣。不斷發展的光纖通信技術

3.1 SDH系統

光通信從一開始就是為傳送基于電路交換的信息的，所以客戶信號一般是TDM的連續碼流，如PDH、SDH等。伴隨著科技的進步，特別是計算機網絡技術的發展，傳輸數據也越來越大。分組信號與連續碼流的特點完全不同，它具有不確定性，因此傳送這種信號，是光通信技術需要解決的難題。而且兩種傳送設備也是有很大區別的。3.2 不斷增加的信道容量 光通信系統能從PDH發展到SDH，從155Mb/s發展到l0Gb/s，近來，40GB/s已實現商品化。專家們在研究更大容量的，如160Gb/s(單波道)系統已經試驗成功，目前還在為其制定相應的標準。此外，科學家還在研究系統容量更大的通訊技術。3.3 光纖傳輸距離

從宏觀上說，光纖的傳輸距離是越遠越好，因此研究光纖的研究人員們，一直在這方面努力。在光纖放大器投入使用后，不斷有對光纖傳輸距離的突破，為增大無再生中繼距離創造了條件。3.4 向城域網發展

光傳輸目前正從骨干網向城域網發展，光傳輸逐漸靠近業務節點。而人們通常認為光傳輸作為一種傳輸信息的手段還不適應城域網。作為業務節點，既接近用戶，又能保證信息的安全傳輸，而用戶還希望光傳輸能帶來更多的便利服務。3.5 互聯網發展需求與下一代全光網絡發展趨勢

近年來，互聯網業發展迅速，IP業務也隨之火爆。研究表明，隨著IP業的迅速發展，通信業將面臨“洗牌”，并孕育著新技術的出現。隨著軟件控制的進一步開發和發展，現代的光通信正逐步向智能化發展，它能靈活的讓營運者自由的管理光傳輸。而且還會有更多的相關應用應運而生，為人們的使用帶來更多的方便。

綜上所述，以高速光傳輸技術、寬帶光接入技術、節點光交換技術、智能光聯網技術為核心，并面向IP互聯網應用的光波技術是目前光纖傳輸的研究熱點，而在以后，科學家還會繼續對這一領域的研究和開發。從未來的應用來看，光網絡將向著服務多元化和資源配置的方向發展，為了滿足客戶的需求，光纖通信的發展不僅要突破距離的限制，更要向智能化邁進。結束語

現在光通信網絡的容量雖然已經很大，但還有許多應用能力在閑置，今后隨著社會經濟的不斷發展，作為經濟發展先導的信息需求也必然不斷增長，一定會超過現有網絡能力，推動通信網絡的繼續發展。因此，光纖通信技術在應用需求的推動下，一定不斷會有新的發展。

參考文獻

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