第一篇：光纖通信技術的發展及趨勢

關鍵詞：光纖通信技術 發展歷史 現狀 發展趨勢

摘要：本文針對光纖通信技術的發展及趨勢展開研究，分別介紹了光纖通信技術的發展歷史和現狀，以及光纖通信技術的發展趨勢，對一些先進的光纖通信技術進行了介紹。

1、導言

目前，在實際運用中相當有前途的一種通信技術之一，即光纖通信技術已成為現代化通信非常重要的支柱。作為全球新一代信息技術革命的重要標志之一，光纖通信技術已經變為當今信息社會中各種多樣且復雜的信息的主要傳輸媒介，并深刻的、廣泛的改變了信息網架構的整體面貌，以現代信息社會最堅實的通信基礎的身份，向世人展現了其無限美好的發展前景。

自上世紀光纖通信技術在全球問世以來，整個的信息通訊領域發生了本質的、革命性的變革，光纖通信技術以光波作為信息傳輸的載體，以光纖硬件作為信息傳輸媒介，因為信息傳輸頻帶比較寬，所以它的主要特點是:通信達到了高速率和大容量，且損耗低、體積小、重量輕，還有抗電磁干擾和不易串音等一系列優點，從而備受通信領域專業人士青睞，發展也異常迅猛。

2、光纖通信技術的發展歷史總結

近十幾年來，光纖通信技術有了長足的進展，其中的新技術也不斷被發掘，大大提高了傳統意義上的通信能力，這使得光纖通信技術在更大的范圍內得到了應用。

光纖通信技術是指把光波作為信息傳輸的載波，以光纖作為信息傳輸的媒介，將信息進行點對點發送的現代通信方式。光纖通信技術的誕生及深入發展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術從理論提出到工程領域的技術實現，再到今天高速光纖通信的實現，前后經歷了幾十年的時間。

上世紀六十年代開始的光纖通信技術最開始起源于國外，當時研制的光纖損耗高達400分貝/千米，后來，英國標準電信研究所提出，在理論上光纖損耗能夠降低到20分貝/千米，然后，日本緊接著研制出通信光纖的損耗是100分貝/千米，康寧公司基于粉末法研制出了損耗在20分貝/千米以下的石英光纖，到最近的摻鍺石英光纖的損耗降低至0.2分貝/千米，已經接近了石英光纖理論上提出的損耗極限。

由以上光纖通信技術的發展歷程，可以把光纖通信技術分為大致五個階段，即850納米波段的多模光波，到1310納米多模光纖，到1310納米單模光纖，再到1550納米單模光纖，最后是長距離進行傳輸的光纖通信技術。

3、光纖通信技術的現狀研究

(1)光纖通信技術中的波分復用技術。即WDM，充分利用了單模光纖低損耗區的優勢，獲得了大的帶寬資源。波分復用技術基于每一信道光波的頻率和波長不同等情況出發，把光纖的低損耗窗口規劃為許多個單獨的通信管道，并在發送端設置了波分復用器，將波長不同的信號集合到一起送入單根光纖中，再進行信息的傳輸，而接收端的波分復用器把這些承載

著多種不同信號的、波長不同的光載波再進行分離。

（2)光纖通信技術中的光纖接入技術。光纖接入網技術是信息傳輸技術的一個嶄新的嘗試，它實現了普遍意義上的高速化信息傳輸，滿足了廣大民眾對信息傳輸速度的要求，主要由寬帶的主干傳輸網絡和用戶接入兩部分組成。其中后者起著更為關鍵的作用，即FTTH(意思是光纖到戶)，作為光纖寬帶接入的最后環節，負責完成全光接入的重要任務，基于光纖寬帶的相關特性，為通信接收端的用戶提供了所需的不受限制的帶寬資源。

4、光纖通信技術的發展趨勢

下面介紹在未來將會大有發展的幾種光纖通信技術，如下圖1所示。

（1）光接入網通信技術的更進一步發展。現存技術上的接入網依舊是雙絞線銅線的連接，仍然是原始的、落后的模擬系統，而網絡中的光接入技術的應用使其成為了全數字化的，且高度集成的智能化網絡。

光接入網通信技術所要達到的主要目標有:最大程度的使維護費用得到降低，故障率得到明顯下降;可以用于新設備的開發和新收入的不斷增加;與本地網絡相結合，達到減少節點數目和擴大覆蓋面范圍的目的;通過光網絡的建立，為多媒體時代的到來做好準備;另外，可以最大化的利用光纖本身的一些優勢特點。

（2）光纖通信技術中光傳輸與交換技術的融合一光接入網通信技術的后延。基于上述光接入網通訊技術的成熟發展，網絡的核心架構己經得到了翻天覆地的改變，并正在日新月異的變化發展著，在交換和傳輸兩方面來講也都早已進行了好幾代的更新。光接入網技術和光輸與交換技術的融合技術，前者較后者在技術應用上有了一些技術上改進，從而也就提高了全網的往前的進一步有效發展，但此項技術相對來講仍不成熟。

（3）新一代的光纖在光纖通信技術中的應用。傳統意義上的G.652單模光纖已經在長距離且超高速的傳送網絡發展中表現出了力不從心的缺點，新一代光纖的研發己成為當今務實之需，它也構成了新一代網絡基礎設施建設工作的一個重要組成部分。在目前普遍需求的干線網和城域網的背景下，基于不同的發展需要，己經發展出了兩種新一代光纖一非零色散光纖和全波光纖。

5、結束語

光纖通信技術現已作為一種重要的現代信息傳輸技術之一，在現在的信息社會背景下得到了普遍意義上的應用，在全球通信領域及相關行業在全球處于非常低迷的狀態時，光纖通信技術仍得到了一些發展。依照我國現行的通信技術領域的發展模式，光纖通信技術的應用必會代替一切其他的信息傳送方式，而成為未來通信領域發展的主流技術，帶領人類進入全光時代!

第二篇：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。

第三篇：數控機床技術發展現狀及趨勢

數控機床技術發展現狀及趨勢

趙 學 明

（廣東工業大學，廣東 廣州 510006）

摘要：現在世界上很多發達的工業化國家在生產中廣泛應用數控機床。隨著電子技術和控制技術的飛速發展，當今的數控系統功能已經非常強大，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。隨著科學技術的發展，世界先進技術的興起和不斷成熟，對數控技術提出了更高的要求。當今數控機床正在不斷采用最新成果，朝著高速化、超精度化、多功能化、智能化、系統化、網絡化、高可靠性與環保等方向發展。

關鍵字：數控機床、技術、現狀、發展趨勢

引言

從20世紀中葉數控技術出現以來，數控機床給機械制造業帶來了革命性的變化。數控加工具有如下特點：加工柔性好，加工精度高，生產率高，減輕操作者勞動強度、改善勞動條件，有利于生產管理的現代化以及經濟效益的提高。數控機床是一種高度機電一體化的產品，適用于加工多品種小批量零件、結構較復雜、精度要求較高的零件、需要頻繁改型的零件、價格昂貴不允許報廢的關鍵零件、要求精密復制的零件、需要縮短生產周期的急需零件以及要求100%檢驗的零件。數控機床的特點及其應用范圍使其成為國民經濟和國防建設發展的重要裝備。

進入21世紀，我國經濟與國際全面接軌，進入了一個蓬勃發展的新時期。機床制造業既面臨著機械制造業需求水平提升而引發的制造裝備發展的良機，也遭遇到加入世界貿易組織后激烈的國際市場競爭的壓力，加速推進數控機床的發展是解決機床制造業持續發展的一個關鍵。隨著制造業對數控機床的大量需求以及計算機技術和現代設計技術的飛速進步，數控機床的應用范圍還在不斷擴大，并且不斷發展以更適應生產加工的需要。1 數控機床的簡單介紹

車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等都是機械加工方法，所謂機械加工，就是把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，包含尺寸精度和幾何精度兩個方面。能完成以上功能的設備都稱為機床，數控機床就是在普通機床上發展過來的，數控的意思就是數字控制。數控系統是由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構成。目前世界上最大的三家廠商是：日本法拉克、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西

班牙凡高等。國內有華中數控、航天數控等。從目前來看，我們國家機床業最薄弱的環節就在數控系統。國內的數控系統剛剛才開始，產業化、質量、技術水平一般，故障率比較高，質量精度一般。因此，高檔次的數控系統全都是依賴進口，每年國家需要在此方面花費大量的外匯。給機床裝上數控系統后，機床就成了數控機床。當然，普通機床發展到數控機床不只是加裝數控系統這么簡單，例如：從銑床發展到加工中心，機床結構發生變化，最主要的是加了刀庫，大幅度提高了精度。加工中心最主要的功能是銑、鏜、鉆的功能。我們一般所說的數控設備，主要是指數控車床和加工中心。我國數控機床的機遇與挑戰

近6年來我國數控機床產量一直處于持續地以年均增長超過30％快速發展，據初步統計2004年數控機床的產量為51860臺，同比年增長40.8％，數控機床的消費量約70000余臺，同比年增長約30％。數控機床需求的旺盛也促進了2004年內新建的三資和民營機床廠以及數控機床品種的明顯增加。但是，另一方面進口的數控機床數量也在逐年同步增加，而且進口數控機床的消費額的增長趨勢更快。2004年數控機床的進口數量同比年增長30％，而進口消費額的增長卻達52％，從而導致國產數控機床在國內市場消費額中的所占比例已不足30％。之所以出現這一現象，其主要原因在于國內市場對技術和附加值高的高效精密數控機床和高性能大重型數控機床需求增長，要依靠進口解決。大量的高檔數控機床的進口，主要由于以下三個領域發展的需求：高新技術和國防工業領域；重大基礎裝備制造領域。國民經濟支柱產業領域等。因此，對于高速超精密數控機床，國內還是欠缺的，主要依賴進口。

但是最近幾年國家也加大了對數控機床研發的大力支持。科技部將為數控機床專項研發投入2億元，主要圍繞數控設備支撐技術和航天、交通、能源等方面需要的超大型超精密加工設備。第一個建立在企業的數控機床國家重點實驗室已經進入審批階段。科技部還將組織重大專項研究，在關鍵功能部件等配套技術和產品研發上取得核心技術。國家的政策支持，產業扶持，這是數控機床業的春天，將會促進我國數控機床朝向世界頂級技術邁進。3 數控機床技術發展的趨勢高速度與超精度化

速度和精度是數控機床的兩個重要指標，它直接關系到加工效率和產品的質量。高速度、超精度加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會(CIRP)

將其確定為21世紀的中心研究方向之一。特別是在超高速切削、超精密加工技術的實施中，對機床各坐標軸位移速度和定位精度提出了更高的要求；另外，這兩項技術指標又是相互制約的，也就是說要求位移速度越高，定位精度就越難提高。

目前，在超高速加工中，車削和銑削的切削速度已達到5000～8000m/min以上；主軸轉數在30000轉/分(有的高達10萬轉/分)以上；工作臺的移動速度(進給速度)：在分辨率為l微米時，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率為0.1um時，在24m/min以上；自動換刀速度在1秒以內；小線段插補進給速度達到12m/min。

在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10um 提高到5um，精密級加工中心則從3～5um，提高到1～1．5um,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0．01um)。2 高可靠性

隨著數控機床網絡化應用的發展，數控機床的高可靠性已經成為數控系統制造商和數控機床制造商追求的目標。對于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在l6小時內連續正常工作，無故障率在P(t)>99％以上，則數控機床的平均無故障運行時間MTBF就必須大于3000小時。我們只對一臺數控機床而言，如主機與數控系統的失效率之比為l0：1(數控的可靠比主機高一個數量級)。此時數控系統的MTBF就要大于33333．3小時，而其中的數控裝置、主軸及驅動等的MTBF就必須大于l0萬小時。當前國外數控裝置的MTBF值已達6000小時以上，驅動裝置達30000小時以上，但是，可以看到距理想的目標還有差距。多功能化

在零件加工過程中有大量的無用時間消耗在工件搬運、上下料、安裝調整、換刀和主軸的升、降速上，為了盡可能降低這些無用時間，人們希望將不同的加工功能整合在同一臺機床上，因此數控機床實現了一機多能，以最大限度地提高設備利用率。另外前臺加工、后臺編輯的前后臺功能，充分提高其工作效率和機床利用率。數控機床還具有更高的通訊功能，現代數控機床除具有通信口，DNC功能外，還具有網絡功能。多軸化

隨著5軸聯動數控系統和編程軟件的普及，5軸聯動控制的加工中心和數控銑床已經成為當前的一個開發熱點，由于在加工自由曲面時，5軸聯動控制對球頭銑刀的數控編程比較簡單，并且能使球頭銑刀在銑削3維曲面的過程中始終保持合理的切速，從而顯著改善加工表面的粗糙度和大幅度提高加工效率，而在3軸聯動控制的機床無法避免切速接近于零的球頭銑刀端部參與切削，因此，5軸聯動機床以其無可替代的性能優勢已經成為各大機床廠家積極開發和競爭的焦點。

數控機床的網絡化，主要指機床通過所配裝的數控系統與外部的其它控制系統或上位計算機進行網絡連接和網絡控制。數控機床一般首先面向生產現場和企業內部的局域網，然后再經由因特網通向企業外部，這就是所謂Internet/Intranet技術。隨著網絡技術的成熟和發展，最近業界又提出了數字制造的概念。數字制造，是機械制造企業現代化的標志之一，也是國際先進機床制造商當今標準配置的供貨方式。

隨著信息化技術的大量采用，越來越多的國內用戶在進口數控機床時要求具有遠程通訊服務等功能。機械制造企業在普遍采用CAD/CAM的基礎上，越加廣泛地使用數控加工設備。數控應用軟件日趨豐富和具有“人性化”。虛擬設計、虛擬制造等高端技術也越來越多地為工程技術人員所追求。通過軟件智能替代復雜的硬件，正在成為當代機床發展的重要趨勢。在數字制造的目標下，通過流程再造和信息化改造，ERP等一批先進企業管理軟件已經脫穎而出，為企業創造出更高的經濟效益。柔性化、智能化

數控機床向柔性自動化系統發展的趨勢是：從點(數控單機、加工中心和數控復合加工機床)、線(FMC、FMS、FTL、FML)向面(工段車間獨立制造島、FA)、體(CIMS、分布式網絡集成制造系統)的方向發展，另一方面向注重應用性和經濟性方向發展。柔性自動化技術是制造業適應動態市場需求及產品迅速更新的主要手段，是各國制造業發展的主流趨勢，是先進制造領域的基礎技術。其重點是以提高系統的可靠性、實用化為前提，以易于聯網和集成為目標；注重加強單元技術的開拓、完善；CNC單機向高精度、高速度和高柔性方向發展；數控機床及其構成柔性制造系統能方便地與CAD、CAM、CAPP、MTS聯結，向信息集成方向發展；網絡系統向開放、集成和智能化方向發展。

智能化是21世紀制造技術發展的一個大方向。智能加工是一種基于神經網絡控制、模糊控制、數字化網絡技術和理論的加工，它是要在加工過程中模擬人類專家的智能活動，以解決加工過程許多不確定性的、要由人工干預才能解決的問題。智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量的智能化，如自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作的智能化，如智能化的自動編程，智能化的人機界面等；智能診斷、智能監控，方便系統的診斷及維修等。世界上正在進行研究的智能化切削加工系統很多，其中日本智能化數控裝置研究會針對鉆削的智能加工方案具有代表性。

21世紀的金切機床必須把環保和節能放在重要位置，即要實現切削加工工藝的綠色化。目前這一綠色加工工藝主要集中在不使用切削液上，這主要是因為切削液既污染環境和危害工人健康，又增加資源和能源的消耗。干切削一般是在大氣氛圍中進行，但也包括在特殊氣體氛圍中(氮氣中、冷風中或采用干式靜電冷卻技術)不使用切削液進行的切削。不過，對于某些加工方式和工件組合，完全不使用切削液的干切削目前尚難與實際應用，故又出現了使用極微量潤滑(MQL)的準干切削。對于面向多種加工方法/工件組合的加工中心之類的機床來說，主要是采用準干切削，通常是讓極微量的切削油與壓縮空氣的混合物經由機床主軸與工具內的中空通道噴向切削區。在各類金切機床中，采用干切削最多的是滾齒機。結束語

總之，數控(NC)機床技術已成為制造技術的發展基礎。數控機床技術的進步和發展為現代制造業的發展提供了良好的條件，促使制造業向著高效、優質以及人性化的方向發展。為了滿足制造技術不斷發展的需要，NC機床將朝著智能化、網絡化、集成化、數字化的方向發展。今后，隨著計算技術、測試技術、微電子技術、計算機技術、材料和機械結構等方面的研究和科技的進步，也必將面臨著新的挑戰。可以預見，隨著數控機床技術的發展和數控機床的廣泛應用 制造業將迎來一次足以撼動傳統制造業模式的深刻革命。

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第四篇：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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第五篇：現代科學技術發展的特點和趨勢

現代科學技術發展的特點和趨勢

摘要：本文對現代科學技術發展的特點和趨勢進行了初步分析，科學技術正在呈現加速發展、社會化和各學科領域相互滲透的特點，以及高技術不斷滲透、軟件備受重視、技術與科學共鳴、軍導時代走向終結等趨勢，探討現代科學技術的發展趨勢,對于尋求科學技術發展的路徑和機遇,從而推動科學技術和社會的發展具有重要意義。

關鍵字：科學技術;融合;特點;發展趨勢引言

現代自然辭學在廣度和深度上、在思維方式和研究方法上、在學科結構及與社會的關系等方面均出現質的飛躍，由此引發的第二次產業革命對人類社會產生深刻影響，跨越式地進入現代工業文明時代。本世紀中葉以來，數學、物理學、遺傳學等自然科學在理論上相繼取得重大突破，生物技術、微電子技術、計算機技術、核技術、航天技術和激光技術等新技術群相繼問世并得到蓬勃發展。已經形成第三次科技革命的浪潮。現代科學與現代技術緊密相聯，突飛猛進的發展正在導致全球政治、經濟、社會的激烈變革。現代科學技術對社會進步的巨大推動作用，已顯示出與以往任何歷史時期不同的新的特點和新的發展趨勢。科技正在作為增強綜合國力的主導因素和標志，已直接影響和決定著一個國家在國際競爭中的地位和作用，未來綜合國力的競爭，實質上已成為科技的競爭[1]。現代科學技術呈現出的主要特點

現代科學與現代技術緊密相聯，突飛猛進的發展正在導致全球政治、經濟、社會的激烈變革。現代科學技術對社會進步的巨大推動作用，已顯示出與以往任何歷史時期不同的新的特點。

2.1加速性發展的特點

科學技術加速發展，呈現知識爆炸的現象。二十世紀的后三十年來，人類所取得的科技成果，比過去2000年的總和還要多。二十世紀中葉人類的科技知識每10年增加1倍，當代，每3-5年增加1倍。以此推算，人類在2020年所擁有的知識當中，有90％現在還沒有創造出來。今天的大學生到畢業的時候，他所學的知識有60％到70％已經過時。

2.2科技應用于生產的周期大大縮短

在19世紀，電動機發明到應用共用了65年，電話用了56年，無線電用了35年，直空管用了31年，電磁波通信時隔26年；而到了20世紀，這種時間間隔大大縮短了，如雷達從發明到應用用了15年，噴氣發動機用了14年，電視用了12年，尼龍用了11年，集成電路僅僅用了2年時間得到應用，而激光器僅僅用了1年。

2.3社會化的特點

科學技術的社會化主要表現在：其一，已從較分散的少數人活動轉向社會化的集體活動，研究活動的規模和組織形式愈來愈大。從企業規模發展到國家規模，甚至國際規模。其二，科研條件和資金投入的社會化和國際化。其三，科技工作領導

與協調中，政府的作用愈來愈重要。如美國成立了國家科學技術委員會，韓國成立了總統親自主持的“技術振興審議會”，日本歐盟國家也都相繼加強了政府的作用。

2.4各學科、各技術領域相互滲透、交叉和融合當前科學技術相互滲透、交叉和綜合，集中表現在科學技術正在宏觀和微觀兩個尺度上向著最復雜、最基本的方向發展。一方面，建立在多學科基礎上的復雜系統研究已經列入科學研究的重大議程，如對社會系統、經濟系統、大腦和生命系統、生態系統、網絡系統的研究，將對經濟、社會和人類自身的發展產生重大影響；另一方面，對微觀系統的深入探索，如對基本粒子研究和受控核聚變、基因、微機械、微加工和納米材料的研究，可能引起全新的技術革命。現代科學技術發展呈現出的主要趨勢

現代科學技術的發展及其所產生的影響，達到了前所未有的廣度和深度，它已經成為一個國家和社會發展的重要決定因素之一。同時，現代科學技術在各種因素的作用下，也發生了巨大的變化，呈現出了新的發展趨勢，主要表現在以下四個方面[3]。

3.1高技術不斷滲透

90年代工業技術的一大特征是走向高技術化。具體地說，今后的工業領域將應用以計算機、電子器件為核心的電子技術；精細陶瓷、金屬新材料及其復合材料等新材料系列；以重新編排遺傳基因、組織培養為基礎技術的生物技術；以工業機器人、計算機輔助設計和制造系統等為基礎的生產系統；以宇宙航空、海洋開發、原子能利用等為基礎的巨型系統技術，等等。

3.2軟件倍受重視

當前，世界各國都很重視軟件的發展，推行軟件化。這一傾向正不斷涌入由硬件操縱的技術世界。一方面，信息技術將進入事務部門和生產現場，使生產活動的效率和柔性得到提高，實現工業信息化。另一方面，以信息為中心的新型產業將逐步形成。

這一流向中，人的創造性活動是至關重要的因素，特別是設計人員、計算機編程人員和數據專家等，將發揮越來越重要的作用。由此可見，加深對信息、軟件價值的認識，加快培養軟件人材，已成為當務之急。

3.3技術與科學共鳴

隨著技術革新的日新月異，“科學”與“技術”的界線將變得難于劃清，而且日

益接近和共鳴。目前，在某些領域（如超導和生物學等），科學研究已和技術開發圍繞同一課題展開，研究、開發工作渾然一體。

科學與技術接近和共鳴，將強有力地推進90年代工業技術的進步，新材料、電子、生物諸領域出現的新技術，將成為21世紀技術革新的支柱。

3.4軍導時代走向終結

以前，軍用技術和民用技術之間的傳播方式，總是由軍用轉向民用，軍用是第一位的。美國的計算機、集成電路、激光等技術，就是作為軍用技術首先開發出來然后向民用工業擴散的。

但是，在當今民用市場上，由于技術開發方面的競爭越來越激烈，使得民用產品的技術水平和質量都有了長足的提高。因此，最先進的技術經常首先由民用部門開發出來，從而打破了以往軍用技術領導新潮的格局。預計，在90年代，民用技術在提高軍事技術方面所發揮的作用將越來越大，民用技術轉向為軍事技術服務將成為新的發展結語

對于我們這樣一個國家、一個世界來說,現代科學技術已經發展到一個全新的時代。因此。我們對科學技術的研究必須要有一個全新的視角、全新的思維、全新的理念。嚴峻、近似殘酷的國際競爭現實一再提醒我們，科學技術的落后和缺乏剖新，必然導致經濟發展的落后和乏力，只有依靠科學技術特別是高新技術才能大幅度提高勞動生產率，在發展經濟和國際競爭中占居主動。讓我們共同攜起手來，為創立和發展科學技術研究事業而奮斗努力。我們堅信，2l世紀的中國科學技術事業必定會有一個大的發展!

參考文獻

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