第一篇：藥型罩材料技術發展現狀及趨勢

藥型罩材料技術發展現狀和趨勢

破 甲技 術 作為攻擊裝甲目標的一種重要手段，近幾十年來在我國進行了系統的研究。在破甲戰斗部方面:對起爆源、調整器、輔藥柱、隔板、主藥柱、藥型罩等各個環節，都進行了詳細研究。在破甲機理方面:對藥型罩的壓垮、射流的形成、侵徹過程的研究，均比較深人。在破甲彈對目標的侵徹方面:對炸高的影響、著靶姿態、引信瞬發度、破甲深度的動靜差等也都進行了研究。此外，在測試手段、計算技術、模擬技術等方面都進行了大量研究工作。隨著裝甲技術的不斷更新，對破甲技術的要求也越來越高。空心裝藥戰斗部與各種制導技術的結合使之成為目前最具威力的反裝甲武器，近年來隨著子母彈、末敏彈以及末制導炮彈等各種制導武器的發展，更加拓寬了空心裝藥戰斗部的應用前景。作為空心裝藥戰斗部的關鍵部件之一的藥型罩，其研究也相應地得到了加強，并取得很多進展。藥型 罩 有 兩大基本類型，即角度小于700的錐形藥型罩和角度大于120“的盤形或球缺形藥型罩。當炸藥引爆之后，錐形罩內表面形成軸向射流，而外表面材料朝與射流相反的方向形成一個大的柞體。射流頭部速度超過10 km/s。采用這種藥型罩的戰斗部，適宜攻擊厚裝甲目標。當炸 藥 引 爆之后，盤形或球缺形藥型罩向前翻轉，形成彈丸。人們稱這種彈為爆炸成形彈(EFP).它們的應變速率和應變比錐形罩的低得多，但破孔較大。因此，爆炸成形彈適宜攻擊較薄的裝甲目標，例如坦克的頂裝甲及艦船等。1 空心裝藥破甲彈錐形罩技術

年 代以 來，國外在銅藥型罩的基礎上，研究了鋁、鎢、鎳等單金屬及鎢合金、徠合金、超塑合金和非晶態合金等錐形罩罩材。對這些罩材的研究涉及材料的化學成分、靜態和動態力學性能、顯微結構等內容，涉及到電鑄、單晶和其它一些新制造方法在內的先進制造工藝。研究的目的是獲得具有高密度、穩定、延性好、速度高和抗旋等特點的高質量射流，以便有效侵徹現代復合裝甲。為了進一步提高破甲威力，反現代反應裝甲和復合裝甲，國外還研究了多級和新結構藥型罩。1.1 單金屬藥型罩

研究 和 實 踐證明，材料的塑性、密度和聲速與侵徹性能直接相關。塑性好的材料易于加工成形，可形成侵徹性能較好的長射流。而射流的長度與侵徹深度成正比關系。此外，總侵徹深度還同射流密度與靶密度之比的平方根成正比關系，因而罩材的密度越高，侵徹深度將越深。材料的聲速越高，射流的伸長速度越快，有利于射流侵徹裝甲。因此，材料的塑性、密度和聲速是選擇藥型罩材料不可缺少的參考指標。1.1.1 銅

純銅 是 錐 形罩普遍采用的材料。其原因是，純銅具有優良的綜合性能，即塑性好，密度和聲速較高，最終獲得延性射流。國內外的研究人員詳盡地研究了銅藥型罩的影響因素，研究了不同顯微結構、不同再結晶溫度對銅藥型罩射流特性的影響，研究了材料雜質及晶粒尺寸和結構對藥型罩射流性能的影響。除了傳統的制造工藝外，還研究了多種制造工藝，如電鑄藥型罩、單晶銅藥型罩技術。1.1.2 鎢

鎢具 有 高 聲速和高密度，是一種藥型罩侯選材料。雖然鎢材在室溫條件下非常脆，但是，鎢罩可獲得延性良好的射流。目前，鎢罩由于射流破斷性能不穩定，而限制了實際應用。國外對鎢罩射流的脆性破斷性能進行了研究，得出鎢罩射流的脆性破斷性能可能與高溫脆性有關。1.1.3 鎳 鎳與 銅 相 比，都是塑性優良的材料，密度相伺，聲速卻較高。鎳罩形成射流的頭部速度為11400m/s，比銅罩形成射流的速度大約高巧%。因此，鎳是一種良好的藥型罩侯選材料。目前，美國的海爾法導彈串聯戰斗部的主裝藥已采用電鑄鎳藥型罩。法國、德國均試驗了鎳藥型罩，研究了晶粒尺寸與射流延性的關系以及晶粒尺寸的影響因素。1.2 合金藥型罩

近幾 年 來，國內外都在積極尋求更高性能的藥型罩新材料。其中一條途徑就是研制高性能合金藥型罩，包括W一CU,Re一Cu,Ni 合金以及超塑合金等。1.2.1 鎢合金

W 一C u合 金因具有高密度，用作藥型罩可改善射流對均質鋼靶的侵徹性能。但W與Cu不能互相溶解，難以用常規工藝制造，所以其發展相當緩慢。日本采用粉末冶金技術成功地制造了W一Cu合金。1.2.2 鎳合金

199 2 年，瑞典粉末技術公司提出了一種高密度、高延性鎳基單相合金材。據稱，該藥型罩的侵徹性能遠遠高于純銅藥型罩。1.2.3 超塑合金

法國 研 究 了具有超塑性細晶Zn一Al,C u 一Zn合金藥型罩可產生理想射流，但是由于這些材料的射流對靶板強度敏感而缺乏實用性。合金 藥 型 罩的缺點就是合金密度不均勻，射流性能不穩定。需要解決的問題是精密制粉和精密粉末冶金技術，目標是使材料微區密度均勻，沒有缺陷，并且可獲得高致密度。

1.3 新結構藥型罩

隨著 反 應 裝甲的出現，串聯戰斗部應運而生。它的基本原理是:用前邊一個小破甲戰斗部引爆反應裝甲，為后面的主破甲戰斗部掃清通道，避免了反應裝甲盒爆炸后產生的爆轟波和破片對主射流的干擾。無論美國或者西歐研制的新一代反坦克破甲彈，都考慮了串聯戰斗部方案。實踐證明，國外配置成功的串聯戰斗部，破甲威力遠遠大于配置單一藥型罩的普通破甲彈。對藥型罩結構的改進，可以提高或改變裝藥質量與藥型罩質量的比值，借此控制射流速度，使侵徹性能得到提高。2 爆炸成形彈丸(EFP)技術

爆炸 成 形 彈丸(EFP)是反坦克彈藥的一個新支。它的爆炸成形類似于破甲彈射流的形成，不同之處是藥型罩為大錐角，因而在壓垮過程中藥型罩要翻轉，最終形成一個彈丸。同時該彈對裝甲目標的侵徹又類似于穿甲彈。因此,它是把破甲和穿甲聯系于一體的一種新型彈丸。爆炸 成 形 彈丸(EFP)與普通破甲彈相比，具有以下特點:①對炸高不敏感;②反應裝甲對其干擾小;③侵徹后效大。由于 爆 炸 成形彈丸(EFP)是從頂部攻擊坦克要害部位，頂部攻擊面積大，彈丸的攻擊效果又不受炸高的限制，特別是爆炸成形彈丸(EFP)能夠有效攻擊披掛了反應裝甲的坦克，而且后效又大，所以是一個應用前景廣泛的新彈種。它與制導武器結合是對付直升機、坦克及其它裝甲車輛頂部防護的有力武器。爆炸 成 形 彈丸(EFP)是末敏彈的關鍵部件之一。美國1972年就完成了末敏彈的概念研究，1985年已經突破了末敏彈的技術關鍵。繼美國之后，德國、法國和瑞典等國也都開展了末敏彈的研究。我國從70年代即開展了末敏彈的可行性研究，同時開始了關鍵技術的攻關，其中爆炸成形彈丸(EFP)戰斗部是關鍵技術之一。影 響爆 炸 成形的主要因素有:炸藥性能、藥型罩材料和錐角。關于藥型罩材料:鎢合金密度高、強度高，侵徹效果好，但由于其脆性和不易成型，應用難度較大。國外目前廣泛采用鈕罩，但其成本高，我國尚未進行試驗。目前試驗大部分采用紫銅。2.1 單金屬藥型罩材料

爆炸 成 形 彈丸(EFP)的罩材目前主要是軟鋼或紫銅。研究表明，罩材特性如強度和密度對形成爆炸成形彈丸(EFP)有著重要影響。如果罩材強度、塑性差，則跟不上變形速度，在變形過程中罩體會破碎。因此，為形成彈丸，減小變形過程中的質量損失，必須選擇韌性、塑性較好的材料，尤其要考慮材料的動態特性。目前正在研究的韌性較好的重金屬有Ta,U.2.1.1 延性鐵

延性 鐵 的 塑性類似于銅，是爆炸成形彈丸(EFP)用藥型罩廣泛使用的材料之一。2.1.2 銅

純銅 是 爆 炸成形彈用藥型罩普遍采用的材料。其原因是純銅塑性很好，密度較高。2.2 新結構藥型罩

多級 球 缺 形藥型罩英國 亨 廷 有限公司研究一種爆炸成形彈，其中有兩個口部朝向完全相反的球缺形藥型罩。這兩個球缺形藥型罩口部與戰斗部飛行方向垂直。當戰斗部飛越目標時，爆炸成形彈丸(EFP)對目標實施攻擊。德 國應 用 研究公司研究了串聯重金屬雙球缺藥 型罩。戰斗部中的裝藥爆炸后，雙球缺形藥型罩生 成一前一后在同一彈道上飛行的兩個彈丸。前一彈 丸可用于攻擊反應裝甲，后一彈丸用于破壞主裝甲。法 國軍 械 部研究了一種帶有變壁厚緊貼雙球缺 形藥型罩的戰斗部。在裝 藥 量 給定的條件下，雙藥型罩產生的爆炸 成形彈丸質量要比單藥型罩的大，而且在彈道上的 速度降低較小，終點彈道效果也較好。

就侵 徹 特 性而言，爆炸成形彈丸(EFP)很難與 現代的動能彈和優化破甲彈的高速射流相比。然 而，它在這兩類侵徹裝甲彈藥中占有重要的地位。一方面，爆炸成形彈丸(EFP)不需要象動能彈那樣 直接向目標發射和具有很高的速度;另一方面與成 形裝藥彈頭相比，爆炸成形彈丸(EFP)不要求直接 接觸被侵徹靶而發生作用，而且因為爆炸成形彈質 量較大，所以在侵徹之后它具有比破甲彈更高的二 次效應。

隨著 先 進 的爆炸成形彈和現代傳感技術的發 展，利用爆炸成形彈自動對付裝甲車輛新系統的研 究將會不斷發展和加強。3 總結

隨著 材 料 科學技術的發展，破甲彈用藥型罩材 料與技術研究取得了一系列重大進展。除傳統的銅 藥型罩材料外，又逐步研究了多種金屬材料。破甲 彈各部分與最終形成的射流或彈丸各部分之間存在 著對應關系，對這種對應關系認識的逐步加深，今后 會出現各種形式的藥型罩。各種性能的材料和最佳 結構使藥型罩既具有先進材料效應又具有先進結構 效應，從而大大提高了破甲彈的侵徹威力。

第二篇：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。

參考文獻：

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第三篇：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。

第四篇：淺談5G移動通信技術發展現狀及未來趨勢

淺談5G移動通信技術發展現狀及未來趨勢

劉遠石

（通信工程 1312402-11）

摘要：隨著現代社會的快速發展，現代科學技術的發展也日新月異，而通信技術方面的技術變革，更是站在當今發展最快的技術變革行列的前茅。4G移動網絡是我國當前正大力推廣的移動通信技術，現已發展的十分成熟，而5G移動網絡則是面向2020年的第五代移動通信技術。很多國家自2013年起就開始研究5G移動網絡，目前我國5G移動網絡正處于探索階段。文章根據我國5G移動網絡應用現狀，對5G移動網絡的發展趨勢進行了分析與預測。關鍵詞：5G、移動通信、發展現狀、未來趨勢 1、5G發展現狀及應用前景

隨著社會經濟以及科學技術的不斷發展，移動通信技術也有突飛猛進餓進步和發展。從2G到3G，再到當前的4G，短短幾年移動通信技術有質的飛躍。不同類型的通信技術具有各自的發展階段和技術特點。接下來的通信技術朝什么方向發展，有什么創新技術，這些都是人們對移動通信技術發展的期望和關注點。5G通信技術是接下來發展的趨向，也將成為新一代的的移動通信系統。每一代網絡的出現與應用都是對移動網絡技術進步的充分肯定與證明。為進一步促進移動網絡技術發展，加快新一代5G移動網絡的來臨，有需要對5G移動網絡應用現狀與發展趨勢進行關注與分析。5G是未來十年的發展方向，在2020年以后將成為第五代的移動通信系統。根據以往的移動通信技術發展的規律分析，5G應具有著超高的頻譜利用率及利用能效，在傳輸速率和資源的利用效率方面，將比現今的4G技術有一個高度和質的提升，在其無線信號的[1]覆蓋性能、傳輸時效、通信安全及用戶體驗方面也將會有明顯的提高和進步。5G移動通信技術和其他無線移動技術有著深入的聯系和結合，形成了新一代的全面性的通信網絡。滿足未來十年互聯網移動通信網速的1000倍要求。未來5G移動通信還須很強的靈活性，可實現自動化和智能化的網絡調整。移動互聯網技術的發展為5G移動通信提供了動力基礎。移動互聯網將成為未來各種技術的基礎性平臺。當前的移動通信技術和無線技術將成為5G通信系統的基礎，但有著更高的通信傳輸質量和系統效率的要求。未來5G技術的發展方向將在三個方面得到提升：（1）無線傳輸效率；（2）通信系統的智能化和系統吞吐率；（3）無線通信頻率資源。當前科學信息技術處于新的發展和變革時期，5G技術的發展將有這樣的特點：一，更加注重用戶的體驗，提高和改善通信網絡的傳輸速率、吞吐效率及3D等下能力，將成為5G性能的重要指標；二，完善和健全網絡，實現多點、多面、多用戶多無線，提高系統性能；三，5G技術將實現無處不在的無線信號覆蓋，優化系統的設計目標；四，充分利用高頻段頻譜資源，實現5G的普遍廣泛應用；五，可靈活化的配置5G移動無線通信網絡，相關通信運營商科根據實時的流量動態調整網絡資源，降低成本和消耗。

5G移動通信技術，已經成為移動通信領域的全球性研究熱點。隨著科學技術的深入發展，5G移動通信系統的關鍵支撐技術會得以明確，在未來幾年，該技術會進入實質性的發展階段，即標準化的研究與制定階段。同時，5G移動通信系統的容量也會大大提升，其途徑主要是進一步提高頻譜效率、變革網絡結構、開發并利用新的頻譜資源等。2013年初，歐盟等國家的第7框架計劃中啟動了關于5G的研發項目，共有29個參加方，我國的華為公司也參與其中。隨著該項目的啟動，各種5G移動通信技術的研發組織應運而生，如韓國成立的5G技術論壇，中國成立的IMT-2020(5G)推進組等。目前，世界各個國家正積極的就5G移動通信技術的應用需求、關鍵技術指標、使能技術、候選頻段、發展愿景等各個方面進行全面的研討，以期在2015年召開世界無線電大會時達成共識，在2016年后積極啟動關于5G移動通信技術的相關行業標準進程。

移動互聯網的快速發展是推動5G移動通信技術發展的主要動力，移動互聯網技術是各種新興業務的基礎平臺，目前現有的固定互聯網絡的各種服務業務將通過無線網絡的方式提供給用戶，后臺服務及云計算的廣泛應用勢必會對5G移動通信技術系統提出較高的要求，尤其是在系統容量要求與傳輸質量要求上。5G移動通信技術的發展目標主要定位在要密切銜接其他各種無線移動通信技術上，為快速發展的網絡通信技術提供全方位和基礎性的業務服務。就世界各國的初步估計，包括5G移動通信技術在內的無線移動網絡，其在網絡業務能力上的提升勢必會在三個維度上同步進行：第一，引進先進的[2]無線傳輸技術之后，網絡資源的利用率將在4G移動通信技術的基礎上提高至少10倍以上；第二，新的體系結構（如高密集型的小區結構等）的引入，智能化能力在深度上的擴展，有望推進整個無線網絡系統的吞吐率提升大概25倍左右；第三，深入挖掘更為先進的頻率資源，比如可見光、毫米波、高頻段等，使得未來的無線移動通信資源較4G時代擴展4倍左右。為了提升5G移動通信技術的業務支撐能力，其在網絡技術方面和無線傳輸技術方面勢必會有新的突破。在網絡技術方面，將采用更智能、更靈活的組網結構和網絡架構，比如采用控制與轉發相互分離的軟件來定義網絡架構、異構超密集的部署等。在無線傳輸技術方面，將會著重于提升頻譜資源利用效率和挖掘頻譜資源使用潛能，比如多天線技術、編碼調制技術、多址接入技術等等。

5G移動通信技術的發展，在移動通信技術領域掀起了新一輪的競爭熱潮，加快5G技術的研發應用，力求在5G通信領域的商業競爭中脫穎而出，已成為各國信息領域發展的重要任務。5G移動通信技術，必將會得到空前的發展，并給社會的進步帶來前所未有的推動力。

2、5G移動通信的核心技術

2.1 非正交多址接入技術

非正交多址技術（Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA）的基本思想是在發送端采用非正交發送，主動引入干擾信息，在接收端通過串行干擾刪除（SIC）接收機實現正確解調。NOMA的子信道傳輸依然采用正交頻分復用（OFDM）技術，子信道之間是正交的，互不干擾，但是一個子信道上不再只分配給一個用戶，而是多個用戶共享。同一子信道上不同用戶之間是非正交傳輸，這樣就會產生用戶間干擾問題，這也就是在接收端要采用SIC技術進行多用戶檢測的目的。

2.2 高頻段傳輸技術

移動通信傳統工作頻段主要集中在3GHz以下，這使得頻譜資源十分擁擠，而在高頻段(如毫米波、厘米波頻段)可用頻譜資源豐富，能夠有效緩解頻譜資源緊張的現狀，可以實現極高速短距離通信，支持5G容量和傳輸速率等方面的需求。[3]高頻段在移動通信中的應用是未來的發展趨勢，業界對此高度關注。足夠量的可用帶寬、小型化的天線和設備、較高的天線增益是高頻段毫米波移動通信的主要優點，但也存在傳輸距離短、穿透和繞射能力差、容易受氣候環境影響等缺點。射頻器件、系統設計等方面的問題也有待進一步研究和解決。

2.3 超密集組網技術

超密集網絡能夠改善網絡覆蓋，大幅度提升系統容量，并且對業務進行分流，具有更靈活的網絡部署和更高效的頻率復用。未來，面向高頻段大帶寬，將采用更加密集的網絡方案，部署小區/扇區將高達100個以上。與此同時，愈發密集的網絡部署也使得網絡拓撲更加復雜，小區間干擾已經成為制約系統容量增長的主要因素，極大地降低了網絡能效。干擾消除、小區快速發現、密集小區間協作、基于終端能力提升的移動性增強方案等，都是目前密集網絡方面的研究熱點。

2.4 大規模 MIMO（multiple input multiple output）技術

現有4G網絡的 8 端口多用戶MIMO不能滿足頻譜效率和能量效率的數量級提升需求，而大規模 MIMO系統可以顯著提高頻譜效率和能量效率。大規模MIMO 技術是MIMO技術的擴展和延伸，其基本特征是在基站側配置大規模的天線陣列(從幾十至幾千)，其中基站天線的數量比每個信令資源的設備數量大得多，利用空分多址原理，同時服務多個用戶.此外，大規模 MIMO系統中，使用簡單的線性預編碼和檢測方法，噪聲和快速衰落對系統的影響將逐漸消失，因此小區內干擾也得到了降低.這些優勢使得大規模 MIMO系統成為5G 的一大潛在關鍵技術。

3、對5G的看法

目前，5G標準正處于技術研究和評估的階段。2016年，產業界將進一步遴選出5G采用的技術，進行單一技術的仿真與驗證，開展系統性的仿真工作及原理驗證工作。同時，5G在網絡架構上也將產生深刻變化，SDN/NFV技術的引入，將使5G網絡能夠更靈活、更智能地適合應用需求。5G是基于第四代移動通信的演進，其未來的發展方向必定以“人的體驗”為中心，在終端、無線、業務、網絡等領域進行融合以及創新。同時，5G在用戶感知、獲取、參與和控制信息的能力上帶來革命性的影響。5G網未來將會結合蜂窩網和局域網的優點，形成一個更加智能、友好的環境。

4、總結

根據移動通信發展規律和本文對5G移動網絡發展趨勢分析來看，5G移動網絡預計將在2020年正式實現商用，以滿足未來移動通信用戶和移動互聯網業務飛速增長的高需求。雖然我國關于5G移動網絡的研究尚處于起步階段，但隨著研究力度與深度的逐漸加大，今后幾年時間里我國5G移動網絡研究工作將進入技術研究的關鍵時期，從而為5G移動網絡的形成打下堅實基礎。參考文獻

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[3]孔令兵.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術[J].通信電源技術，2015,04：124-125.

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

1.路甬祥.百年物理學的啟示[J].新華文摘,2005,(17):34-36.2.諸錫斌等.自然辯證法概論[M].云南科技出版社,2004.3.米克容,范杰敏等.論現代科學技術發展的新趨勢[J].山東經濟,2006,22(6):5-9.