光纤通信技术的发展及展望

第一篇：光纤通信技术的发展及展望

通信原理论文

通信技术的新宠—光纤通信技术

班级：信息101 学号：201027012 姓名：张化迪

通信技术的新宠—光纤通信技术

摘要：

光纤通信技术就是以光波作为消息载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信技术。光纤通信的历史虽然不长，但其发展速度和规模却十分惊人。光纤通信以其宽带、大容量、低损耗、中继距离长、抗电磁干扰、体积小、重量轻、便于运输和敷设等一系列优点，成为当代信息传输的最主要的一种技术手段。

关键词：

通信技术、光纤通信、光通信历史、光纤通信发展趋势

正文：

一、光通信的发展历史：

1.古老的光通信技术： 光无处不在，在人类发展的早期，人类已经开始使用光传递信息，举例来说：打手势是一种目视形式的光通信，在黑暗中不能进行。白天太阳充当这个传输系统的光源，太阳辐射携带发送者的信息传送给接收者，手的动作调制光波，人的眼睛充当检测器；3000多年前就有的烽火台以及直到目前仍然使用的信号灯、旗语等都可以看作是原始形式的光通信。

这类古代的光通信方式有显著的缺点，一是它们能够传输的容量极其有限。二是其所利用的自然光为非相干光，方向性不好，不易调制和传输；第三点是这种通信技术以空气作为传输介质，损耗会很大，无法实现远距离传输，又易受天气影响，通信极不稳定可靠。

2.现代光通信技术发展简述：

要发展光通信，最重要的问题就是要寻找适用于光通信的光源和传输介质。（1）光源

1960年，美国的梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，它可以产生单色相干光，使高速信息的光调制成为可能。

1970年，美国贝尔实验室研制出在室温下连续工作的砷化镓铝半导体激光器，为光纤通信找到了一种可实用化的光源器件。后来逐渐发展到性能更好、寿命更长的异质结条型激光器和现在的分布反馈式单纵模式激光器以及多量子阱激光器。

在研究光通信光源的同时，人们进行了多种光波导的研究，其中包括光导纤维。

（2）传输介质 1966年，美籍华人高锟发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了光纤通信的基础。

1970年，美国康宁公司研制出成功损耗仅为20dB/km的石英光纤。从而明确了光通信的发展目标。1974年美国贝尔实验室制造出了损耗为1db/km的光纤，到1990年损耗降到了1.1dB/km。

至此制约光纤通信的两个关键问题，光源和传输媒介问题都得到了解决。光纤通信的普及和推广获得了高速发展的基本条件。

二、探讨光纤通信的可应用性

光纤通信技术近年来迅速发展，已经成为当代信息传输的最主要的技术手段，这些与其自身的特性是分不开的。

光纤是光导纤维的简称，光纤通信是以光波作为消息载体，以光导纤维作为传输媒介的一种通信技术。光纤通信以其宽带、大容量、低损耗、中继距离长、抗电磁干扰、体积小、重量轻、便于运输等一系列有点，在信息传输的多种方式中脱颖而出。

光纤通信系统主要由电端机、光端机、光中继器和光缆组成。

1.电发送端机

如果信源是数字信号，电发送端机即成为信源；如果信源是模拟信号，电发送端机把其转换为电数字信号。2.光发送端机

光发送端机主要由光源、驱动电路和控制电路组成。电发送端机给出的电数字脉冲信号经过线路编码形成适合于光纤通信的码型。驱动电路用该码型对光源发出的光波进行调制，并将调制后的光信号耦合到光纤纤芯上去传输，完成电/光转换。3.中继器

中继器起到放大信号功率、延长通信距离的作用。4.光端接收机 光端接收机主要由光检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、时钟提取电路、取样判决器以及自动控制增益电路组成。其功能是将光纤传输过来的微弱光信号，经光检测器转变为电信号，然后再经放大电路放大到足够大的电平，送到电接收端机。5.电接收端机

电接收端机接收判决器输出的再生码元数据流，并还原为信宿可接收的形式。

三、光纤通信的特点

光纤通信获得如此巨大的发展和广泛的应用是与其自身所具有的许多特点密切相关的。

1.传输损耗小，中继距离长。

在长途光纤通信系统中，通常大约每2km需要一个光纤熔接点，每个熔接点的损耗不超过0.2db。光纤的这种低损耗特点支持长距离无中继传输。并可大大减少系统的维护费用。

2.传输频带宽，通信容量大。

用于光纤通信的近红外区段的光波波长为800～2000nm之间，具有非常宽的传输频带。

3.抗电磁干扰，保密效果好。

光纤的非金属制造材料决定了它是一种电磁绝缘体，因此高压、雷电、磁暴都不能对它产生影响。其次，光波的频率很高，而各种外界电磁干扰信号的频率相对来说较低，很难对它产生干扰。光信号一旦逸出就会衰减消失，具有极强的保密效果。

4.体积小、重量轻、便于运输和敷设

光纤制成的光缆直径一般为十几毫米，比金属制作的电缆线径细、重量轻，在长途运输或敷设的时候空间利用率高。

5.原材料丰富、有利于环保

制造光纤的主要原料石英在地球上储量十分丰富，而制造电缆的铜、铝等有色金属材料储量有限且造价昂贵。光纤还具有耐高温、化学稳定性好、抗腐蚀能力强，不怕潮湿、可在有害气体下工作的优点。

但是，光纤传输媒介有其自身的不足，光纤质地脆弱易断，需要适当增加保护层保护；光缆铺设时弯曲半径不宜太小，否则会产生弯曲损耗；切断和连接光纤时需要高精度溶解技术和器具，接续点存在着接续损耗；光信号的分路耦合也不是很方便。但这些不足在现在都一一被人类克服。从长远来看，光纤通信技术完全会成为通信技术领域的新宠儿。

四、光纤通信的前景

（1）向超高速系统的发展。光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加,未来的光纤高速系统的出现不仅会增加业务传输容量，也会为各种各样的新业务，特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能。

（2）向超大容量波分复用系统的演进。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送，则可大大增加光纤的信息传输容量，满足波分复用的基本思路。

（3）新一代的光纤。近几年来随着IP业务量的爆炸式增长，传统的单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势，开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。

（4）光接入网。过去几年间，网络的核心部分发生了翻天覆地的变化，无论是交换，还是传输都已更新了好几代。另一方面，现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90％以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈。唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网。

五、结束语

总的说来，任何一项技术的发展都是要与人类生活相适应的。目前社会，很多产品都在向小型化、集成化方向发展，光纤通信领域的设备也不例外，而其技术则在向越来越有利于人类的方向发展，这些技术、设备的进步都是在我们的研究中不断进步的，并且我国的光纤通信技术的建设还需要我们进一步的学习和研究发展。

【参考文献】：

[1] 樊昌信 曹丽娜编著 《通信原理》

[2] 崔健双主编 《现代通信技术概论》 [3] 穆道生主编 《现代光纤通信系统》

第二篇：电镀技术发展展望

电镀技术发展展望

在我国电镀工作者的共同努力下，无论在开发研究电镀专用辅化工材料；务类光亮剂、添加剂；电镀光亮剂中间体；电镀主体设备与辅助设备都取得很大的进步，为迈入二十一世纪奠定了良好的基础，主要镀种的工艺水平已能满足国内生产的需要。展望未来，我们信心百倍。

8.1 培养与造就一批高素质的电镀复合型人材，培训一大批现场工程师与技师

二十一世纪我国将迈入知识经济时代，我国的电镀技术要与国家经济建设同步发展，全体同仁要重视技术创新。技术创新的核心是科技，关键是人材。迈入二十一世纪，我们要提高电镀技术对经济增长的贡献率，要形成一个比较完善的电镀技术研究开发体系。电镀行业要培养造就一大批既懂化工，又懂电子、机械的复合型人材。高等学校与研究所要积极申报科研项目，选题要既有分工又有合作并紧密结合生产需要。目前从事电镀现场技术研发与管理的工程师、技师、工艺员奇缺。许多工厂的“打工仔”文化素质不高，干了1年半载就是“师傅”，这些人化工基础知识差，技术单一。与昔日上海电镀工厂师傅的综合技术素质相差甚远，急待对他们进行全面技能培训与考核，特别是对电镀故障的分析与排除技术，不提高他们的整体技术素质，加工“零缺陷”的目标何日能实现！

8.2 形成比较完善的电镀技术研究开发体系

今后若干年将会出现更多的以电镀为专业的公司，这些单位将派生出添加剂、基础化工和专业电镀设备的生产厂。技术成果商品化的趋势会更明显。更专业，特别是为电子电镀生产服务的电镀设备的研制、生产和供应将向更专业化、系列化方向发展。

我国的高校与研究所要瞄准世界先进国家电镀技术的发展方向，结合我国工业生产中量大面广的产品，开发新的工艺和材料，少搞纯学术的研究，从事电镀研究的硕士、博士论文要结合生产实践。如：

1)长周期（10个周期以上）的光亮化学镀工艺及其自动补料装备。

2)锌、铜、镍、铬四个大镀种光亮剂中间体及高性能光亮剂的研究，特别是高品质酸性光亮铜工艺的研究。

3)纳米新材料在电镀工艺中的应用。

4)三价铬镀铬的工业应用。

5)高装饰、高耐蚀后处理工艺的研究。

6)电镀涂装复合工艺研究。

7)高工艺性能无氰电镀工艺的研究。

8)新型环保设备、环保材料的开发研究，等等。

国家新高科技的发展也离不开电镀技术，我们要加强对电子零部件的滚镀、卷对卷选择性电镀，PCB前处理及终饰技术的研究，有经济实力与技术基础的公司，也要有点风险精神，加大对电子电镀科研的投入，争取2年内将一批接近国际水平的工艺与材料推向工业应用。

8.3 我们基础化工原材料、金属材料品种还不够齐全，质量参差不一

特别是应用于电镀工艺材料中的特殊表面活性剂品种很少，阻碍了高品质前后处理剂及光亮剂的开发。多年来我们的酸性镀锡光亮剂SS820一直应用TX-

10、OP21之类传统表面活性剂，工艺性能欠佳，最近河北金日化工才开发应用于Sn的ENSA和高速镀锡的SH-13，但品种还是很少而且不配套，更未形成系列。

今后应扩大品种，并对量大面广的基础化工原材料，金属材料、各种表面活性剂，进行质量控制并责令制订相关的企业或行业标准，从源头卡住劣质原材料影响电镀产品的品质。这块的质量与行业标准大家很少关心，但销量惊人，广东南海的高力、华创两家全国最大的电镀化工原材料供应商年销售额分别达8亿元多，温州有一家也愈四亿。

8.4 电镀生产过程的自动化控制

电镀加工过程中除了大量应用挂、滚自动线以外，还要普遍应用电镀生产过程中不可缺少的辅助设备，如化学脱脂过滤技术，槽液冷冻或加热控温技术，超声波清洗技术，无油空气搅拌应用于水洗及允许采用的镀槽；多级逆流漂洗节水技术；镀液主成份分析调整技术；循环过滤技术；添加剂自动补加技术等等。以保证电镀加工过程的高品质。温州电镀工作者敢于在辅助设备应用上加大投资，已取得令人嘱目的成绩。

8.5 宣传、贯彻质量管理和质量保证体系的ISO9000标准、ISO14000及电镀国家、行业标准

进入二十一世纪，要争取有更多的电镀设计与研究单位、添加剂生产厂、电镀设备厂、辅机生产厂和电镀加工厂通过ISO9000，甚至ISO14000，自1985年9月以来的17年间，全国电镀与精饰标准化分技术委员会（TC 57/SC1）组织全国各部委、各行业的电镀专家与标准化工作者共同制订、修订了70多项标准。其中有工艺标准，亦有实验检测方法标准。除了16项是行业标准之外，其余50多项均为国家标准仍需要向行业进行宣传、贯彻。今后也要注意标准的技术创新，在制、修订新的国家标准的同时，敦促添加剂厂、电镀设备厂、重要辅机厂将典型产品制订成相关行业标准。

8.6 加强国际间的合作与交流，参加国际市场竞争

我国的电镀工作者自1980年以来与日本同行保持经常联络较多，但对美国、德国较少，其他国家更是空白。

中国表面工程协会电镀分会今后应组织我国的专家、学者和企业家赴先进国家考察学习。或请进来交流技术，以扩大全体同仁的视野，鼓励更多的年轻学者出席国际学术会议。学习先进国家的生产管理经验，使我国的电镀生产走上科学化、规范化与国际接轨的道路。随着我国加入WTO、对外开放及电镀产品质量的提高，国外的添加剂、设备及测试仪器目前已大量进入我国市场，中外合资企业的产品在国内已占领一部分市场，使我国电镀界更现实地认识到世界电镀技术水平与我国的差距，由此而带来的竞争必然是剧烈的，这对我国初步形成的电镀体系是一次严峻考验，我们应有所准备，迎接挑战。我们的优秀产品也要打入国际市场。

8.7 加强工艺管理及设备配套，切实提高产品质量

我国电镀技术最大差距在于大规模生产中的工艺管理，溶液的维护太差，不能保证成熟的研究成果在生产中稳定地体现出来，生产中，往往表现在前处理工艺不完整也不精细，很多工厂不采用连续循环过滤。其他辅助设备也不完善，这就决定了我国电镀产品在抗蚀性和外观质量等方面与国际先进水平相比仍有较大的差距。今后努力缩小这方面的差距，反之，工艺研究者，产品开发者也要千锤百炼，注意自己成果的真实性与可操作性，特别要紧密结合生产实际。现场说“OK”才行。工艺员（工程师或技师）要对自己加工的产品有“零缺陷”的信心，因此对工艺管理要“勤”，即对每一个槽、上、下午都得作赫尔槽试验，每日都要有分析报告，做到防微杜渐。

注意开发为未来经济成长型的新高科技服务的工艺。长期以来，我国同仁做了太多的低层次重复研究工作，对那些未来会大幅度提高产品附加值的工艺，由于困难大开发成本高，很少研究。如电子电镀中的选择电镀工艺与装备，高效的线材、板材连续电镀生产线。生产的高要求会迫使我们动脑筋改变观念与思维方式。过去传统的光亮镀镍都设计所谓“大处理”备槽。笔者曾看到一个为20万升光亮镀镍槽服务的电解循环处理重金属装置。集低DK电解、活性碳吸附和循环过滤于一身形成没有大处理电镀溶液的概念的新设备。

8.8 缩小南北、东西差距，重新思维观念定位

无可争辨的事实反映出电镀技术在广东珠江三角洲经济发达区，温州地区以及以上海为中心的江、浙沿海地区、金华地区、山东、东北的沿海地区、重庆地区得到了更大的发展，他们思维敏捷，观念更新，这些地区的电镀企业有一个共同的特点：

1)依托沿海的区位优势，或地区机电产品出口的优势，对国际、国内市场电镀加工的需求了解快、行动快，产品结构随市场需求而作调整。从低价位、低档次上升到高档次、大批量的“多商品大市场”格局。

2)重视前处理、后处理，解决电镀加工中的质量问题，众所周知，电镀加工中的故障有80%来自前处理不良，他们重视前处理，下决心引进设备，用进口或国产优秀设备解决前处理不良，同时加强后处理解决外观漂亮与良好的耐蚀性。

3)对电镀主、辅设备进行技术改进和增添。

4)不怕冒风险，敢于引进新工艺和实践新工艺，敢干创新电镀新工艺，温州就是一个典型的例子；如变电流电镀类似24K的仿金电镀，一阴极电泳复合工艺对付高附加值产品，创新的多色调金色对付新开发的出口产品。这一切都是国际、国内电镀加工的要求而迫使我们的电镀加工厂从工艺、材料、设备、观念作出的快速反应。几年间昆山的同心电镀厂就发展到一个加工产值超亿元的工厂，这些宝贵的经验值得内地的电镀厂学习和借鉴。

5)采取“请进来，派出去”频繁进行国内、国际交流与合作，促进新工艺、新材料、新设备很快落户并为生产服务。

8.9 环境保护与资源回收利用

电镀工作者必需考虑自己开发研究的工艺对环境的影响并寻求可靠的对策。今后要努力推行清洁生产工艺，尽可能应用少污染、低浓度、易处理的工艺。推广应用化学法+综合治理电镀废水自动控制系统；微生物处理电镀废水系统。开发高效固液分离装置；开发污染空气的各有害排气的传感器和高效吸收装置。研究电镀过程中重金属回收装置。可以先从Au，Ag，Ni，Cu，Cr做起。

为了实现我国“可持续发展”的宏图大略，我们电镀工作者任重而道远，让我们这些老、中、青企业家、专家相结合活跃在中国表面工程协会的一支庞大队伍中，在上级协会的正确领导下，为我国的经济建设再立新功。

致谢：1）本文以胡如南教授和张立茗高工撰写联合署名的文章作基本框架，但增添许多新的内容，特向他们致谢！

2）本文撰写过程中，得到一些地方协会与老专家的帮助，在此表示深深的谢意；

3）电子电镀篇幅很大，希望引起同行的高度重视。许多电子电镀专家提供了素材，作者仅向他们的无私支持表示感谢！

4）我国幅员辽阔，对许多企业在开发应用电镀新工艺、新材料、新设备、新的检测仪器、仪表方面的业绩不可能一一列举，甚至对十分优秀的工

艺与产品介绍疏漏，在此作者深表歉意；

5）由于时间仓促，文章涉及到的技术内容宽广，作者水平有限文中不可避免有错误或疏漏

之处，敬请同行批评指正。

本讲座来自中国表面工程信息网，没有删节

第三篇：计算机技术发展展望

对未来机器人技术的发展展望

------学科前沿知识听课报告

通过对机器人技术的发展与应用前沿课程的学习，我初步的了解了当今机器人技术的发展和现状，机器人技术代表了如今科学技术的前沿，以后随着科学技术的不断发展进步，机器人技术也必然在各个科学领域有更加广泛的应用，各个领域更加智能的机器也将会不断的涌现出来，具有更加智能化的机器人也会出现到我们日常家庭生活之中，成为我们生活之中必不可少的东西。因此对机器人技术研究也会成为以后的一门非常重要的学科内容，作为机电学院的学生来说，关注机器人技术的未来发展对我们今后的学习研究有着重要指导作用，通过学习，我对未来机器人技术发展有下面的几点理解。

一、未来科学技术与机器人技术关系越来越密切

从机器人的发展进程可以看出，随着计算机技术、人工智能技术、信息技术等的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，机器人的视觉、触觉、自主控制等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。20世纪80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的单元技术渗透到社会的各个领域形成了各式各样的新机器――机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合产生了“软件机器人”、“网络机器人”；与纳米技术、分子生物学的交叉和融合又产生了“纳米机器人”；今后也许与克隆技术的结合将会产生“克隆机器人”问。这说明了机器人所具有的创新活力，也说明了客观世界是一个相互作用，相互联系的统一世界。任何一门学科都是对客观世界某一方面或某种运动形式的本质和规律的正确反映，客观世界普遍联系的特征也必然会在各门学科的思想、理论体系中反映出来，同时也决定了各门学科之间的相互联系、相互依赖和相互作用的关系，决定了它们是一个有机联系的科学整体。机器人融合了计算机、信息、自动控制、机械、仿生等技术，从而使机器人技术的发展与其它学科的技术发展极为密切。纵观机器人的发展史，我们可以发现机器人是随着其它学科的兴旺发达而呈现出勃勃生机的。

相关学科理论与技术的进步推动机器人技术的发展，而机器人技术的进步又将刺激与推动各相关学科理论与技术的不断发展。机器人与其它学科的关系不仅仅是索取，它们是相互促进，共同发展的伙伴。如微电子技术、计算机技术等发展的同时，也促进了机器人能力的发展，人工智能的发展，也促进了智能机器人的产生和发展，纳米技术的出现，导致了纳米机器人的诞生，同时机器人的发展反过来又在促进着生物科学、海洋科学、空间科学、人工智能等的发展，为它们提供必不可少的研究手段、研究载体，提高它们的研究效率和研究水平，缩短它们的研究周期。机器人的发展也给计算机技术、信息技术、自动控制、机械等提出了更高的要求，为它们提出了新的研究课题，促进着它们的进步和发展。

二、未来机器人的发展趋势

随着人类活动领域的不断扩展和对快捷舒适生活方式的要求，同时随着计算机技术的快速发展和人工智能研究的逐步深入，本世纪机器人技术仍将会继续保持高速的发展态势，机器人的发展会呈现以下几方面的趋势：

1、开发具有高智能的智能机器人将成为机器人技术的一个发展重点。智能机器人具有较高的思维判断能力，语言理解和表达能力，能够较好地与人类交流，并能够完成比较复杂的任务。

2、较强的自适应性将成为未来机器人的一个重要发展方向。自适应性强意味着机器人能够自发调整自己的行为状态来适应外部环境的变化，从而提高了机器人工作的稳定性。

3、在工业机器人大力普及的同时，服务性机器人将快速走进人类生活的方方面面，而且拥有较强的语言交流能力，仿人形的外部特征的仿人机器人将极大拉近人类与机器人之间的距离。

4、多机器人协作以发挥群体智能的多机器人系统将越来越受到重视。虽然随着机器人技术的发展，机器人的能力不断提高, 机器人应用的领域和范围也在不断扩展，但是对于一些复杂的任务，单个机器人不再是最好的解决方案,而由是多个机器人组成的系统。机器人技术将是决定一个国家现代化程度的重要标志。一个国家的机器人技术要发展首先需要国家的大力扶植,即国家从政策和资金上支持本国机器人产业的发展。在日本机器人产业发展的初期,日本出台了一系列支持本国机器人发展的政策,如购买本国机器人的公司会在税收上得到优惠,大力鼓励购买国产机器人,为机器人的发展提供了良好的环境；同时国家也在科研经费上支持机器人技术的研究,并以经费引导本国机器人技术的发展方向,为以后日本成为机器人行业最大的生产国和出口国奠定了基础，所以这也会是今后各国发展机器人的一个趋势。

三、机器人在未来的发展前景

当今机器人技术的发展有两个突出的特点：一是在横向上，机器人的应用领域不断扩大，机器人的种类日趋增多；一是在纵向上，机器人的性能不断提高，并逐步向智

能化方向发展。21世纪，机器人技术将继续是科学与技术发展的热点。机器人技术的进一步发展必将对社会经济和生产力的发展产生更加深远的影响。在未来的100年中，科学与技术的发展将会使机器人技术提高到一个更高的水平。机器人将成为人类的伙伴，更加广泛地参与人类的生产活动和社会生活。人类生产活动的需要是生产作业机器人技术发展的基本动力，社会的科学技术水平是机器人技术的基础。

目前，机器人技术的发展尚存在许多待解决的瓶颈问题。从仿生学角度看，现代机器人的驱动系统还是相当笨重的，虽然人们曾经努力创造了数种用于机器人的驱动系统，但是现在还没有任何驱动系统能与人的肌肉相媲美；需要研究体积小、重量轻、出力大、灵敏度高的新型驱动系统，用于取代现在使用的笨重的驱动系统；对于移动机器人来说，还需要解决可携带能源问题，研究新型高效能源。现在使用的蓄电池的体积和重量，相对其蓄电容量来讲，显得太大、太重；计算机的信息传输与处理速度还不够快，还不能满足机器人实时感知系统的需要；机器人的“思维能力”也将取决于计算机的智能化程度；传感器的微型化和集成化仍然不能满足机器人技术的发展需要；纳米机器人的研究，需要人们对生命过程分子水平生物学原理的每一步都有深刻的认识；水下机器人的研究，要求解决动力定位的控制问题、远距离水下通信和能源问题；为了提高太空机器人的可靠性和灵活性，促进其智能化和微型化，需要研究用灵巧的、可变形的材料来代替电动机等执行机构；机器人的进化研究，需要人们搞情人类社会进化的每一步，研究其机器实现的方法等。

总而言之，机器人作为一种高技术，是不断发展和完善的，这种不断的发展和完善是通过技术革命的内在推动力来实现的，机器人的发展给现代科学技术提出了亟待解决的问题，问题的解决又将极大地推动机器人的进步。在21世纪的未来，科学技术更加发达，机器人种类更加繁多，机器人家族将会越来越兴旺，机器人也将越来越多才多艺，越来越聪明伶俐，伴随着机器人的发展和广泛应用，必然也会极大地推动着科学技术的发展和人类社会的进步，因此我坚信机器人发展将使世界的明天更加绚丽多彩。作为机电学院的一员，我们也要更多的了解和学习更多的学科前沿知识，了解科学技术的最新成果，不断的学习和研究，用自己的知识为人类社会的发展做出自己的贡献。

第四篇：光纤通信技术发展的现状及趋势

光纤通信技术发展的现状及趋势

年级：大一

学号：***

姓名：傅天一

专业：计科

指导老师：

二零一四年五月

摘要：由于光纤通信具有损耗低、传榆频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速,文章概述光纤通信技术的发展现状,并展望其发展趋势。

关键词：光纤通信技术;趋势;光纤到户;全光网络

一、前 言

1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表论文,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。光纤通信是以很高频率(1014Hz数量级)的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点,备受业内人士青睐,发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从

1980年到2000年增加了近1万倍,传输速度在过去的10年中大约提高了10倍。

二、光纤通信技术的发展现状

为了适应网络发展和传输流量提高的需求,传输系统供应商都在技术开发上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纤上进行了55x20Gbit/s传输的研究,实现了1.1Tbit/s的传输。NEC公司进行了132x20Gbit/s、120km传输的研究,实现了2.64Thit/s的传输。NTT公司实现了3Thit/s的传输。目前,以日本为代表的发达国家,在光纤传输方面实现了10.96Thit/s(274xGbit/s)的实验系统,对超长距离的传输已达到4000km无电中继的技术水平。在光网络方面,光网技术合作计划(ONTC)、多波长光网络(MONET)、泛欧光子传送重叠网(PHOTON)、泛欧光网络(OPEN)、光通信网管理(MOON)、光城域通信网(MTON)、波长捷变光传送和接入网(WOTAN)等一系列研究项目的相继启动、实施与完成,为下一代宽带信息网络,尤其为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。

(一)复用技术

光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。目前的光通信领域中,WDM技术比较成熟,它能几十倍上百倍地提高传输容量。

(二)宽带放大器技术

掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。

(三)色散补偿技术

对高速信道来说,在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码,限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。

(四)孤子WDM传输技术

超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显着增加无中继传输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势,继而向高速、宽带、长距离方向发展。

(五)光纤接入技术

随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、高保真音乐、互动视频等多媒体业务也已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求,只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开,核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、SDH、以太网等,分别产生APON、GPON和EPON。由于ATM技术受到IP技术的挑战等问题,APON发展基本上停滞不前,甚至走下坡路。但有报道指出由于ATM交换在美国广泛应用,APON将用于实现FITH方案。GPON对

电路交换性的业务支持最有优势,又可充分利用现有的SDH,但是技术比较复杂,成本偏高。EPON继承了以太网的优势,成本相对较低,但对TDM类业务的支持难度相对较大。所谓EPON就是把全部数据装在以太网帧内传送的网络技术。现今95%的局域网都使用以太网,所以选择以太网技术应用于对IP数据最佳的接入网是很合乎逻辑的,并且原有的以太网只限于局域网,而且MAC技术是点对点的连接,在和光传输技术相结合后的EPON不再只限于局域网,还可扩展到城域网,甚至广域网,EPON众多的MAC技术是点对多点的连接。另外光纤到户也采用EPON技术。

三、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。

(一)光纤到户

现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陆能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。据报道,1997年日本NTT公司就开始发展FTTH,2000年后由于成本降低而使用户数量大增。美国在2002年前后的12个月中,FTTH的安装数量增加了200%以上。在我国,光纤到户也是势在必行,光纤到户的实验网已在武汉、成都等市开展,预计2012年前后,我国从沿海到内地将兴起光纤到户建设高潮。可以说光纤到户是光纤通信的一个亮点,伴随着相应技术的成熟与实用化,成本降低到能承受的水平时,FTTH的大趋势是不可阻挡的。

(二)全光网络

传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

四、结 语

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。在国内各研发机构、科研院所、大学的科研人员的共同努力下,我国已研制开发了一些具有自主知识产权的光通信高技术产品,取得了一批重要的研究与应用成果。这些研究工作和突出成果为O-TIME(光时代)计划的实施奠定了坚实的基础,有望在“十一五”期间取得更多的成果,为我国的信息基础设施建设做出贡献。

第五篇：光纤通信技术发展历程、特点及现状

学号： 20085044013 本科学年论文

学

院

物理电子工程学院

专

业

电子科学与技术

年

级

2008级

姓

名

王震

论文题目

光纤通信技术发展历程、特点及现状

指导教师

张新伟

职称

讲师

成绩

2012年1月10日

目 录

摘 要.......................................................1 Abstract................................................................1 绪 论.......................................................1 1光纤通信发展历程..........................................1 1.1 世界光纤通信发展史.....................................1 1.2 中国光纤通信发展史.....................................2 2 光纤通信技术的特点........................................3 2.1 频带极宽，通信容量大...................................3 2.2 损耗低，中继距离长.....................................3 2.3 抗电磁干扰能力强.......................................3 2.4 无串音干扰，保密性好...................................3 3 不断发展的光纤通信技术....................................3 3.1 SDH系统...............................................3 3.2 不断增加的信道容量.....................................3 3.3 光纤传输距离...........................................4 3.4 向城域网发展...........................................4 3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势.................4 4 结束语....................................................4 参考文献....................................................4

光纤通信技术发展历程、特点及现状

摘 要：光纤通信是利用光作为信息载体、以光纤作为传输的通信方式。光纤通信是以其传输频带宽、通信容量大、中继距离长、损耗低特点，并具有抗电磁干扰能力强，保密性好的优势，光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业监测、控制，而且在军事领域的用途也越来越为广泛。光纤通信技术正朝着超大容量、超长距离传输和交换、全光网络方向发展。

关键词：光纤通信；发展历程；特点；发展现状

绪论

光纤通信技术已成为现代通信的主要通信方式，在现代信息网中起着非常重要的作用，随着信息技术的发展，大容量光纤通信网络的建设，光电子技术将起到越来越重要的作用。光电子技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命。有专家预测，21世纪将是“光子世纪”，十年内，光子产业可能会全面取代传统电子工业，成为本世纪最大的产业。光纤通信又进入了一个蓬勃发展的新时期，而这一次发展将涉及信息产业的各个领域，其范围更广，技术更新，难度更大，动力更强，无疑将对21世纪信息产业的发展和社会进步产生巨大影响。光纤通信发展历程

1.1 世界光纤通信发展史

光纤的发明，引起了通信技术的一场革命，是构成21世纪即将到来的信息社会的一大要素。

1966年出生在中国上海的英籍华人高锟，发表论文《光频介质纤维表面波导》，提出用石英玻璃纤维（光纤）传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于1970年损失为20db/km的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3000万美元，得到30米光纤样品，认为非常值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤通信。1976年，美国贝尔实验室在亚特兰大到华盛顿间建立了世界第一条实用化的光纤通信线路，速率为45Mb/s，采用的是多模光纤，光源用的是发光管LED，波长是0.85微米的红外光。在上世纪70年代末，大容量的单模光纤和长寿命的半导体激光器研制成功。光纤通信系统开始显示出长距离、大容量无比的优越性。

按理论计算：就光纤通信常用波长1.3微米和1.55微米波长窗口的容量至少有25000GHz。自然会想到采用多波长的波分复用技术WDM。1996年WDM技术取得突破，贝尔实验室发展了WDM技术，美国MCI公司在1997年开通了商用的WDM线路。光纤通信系统的速率从单波长的2.5Gb/s和10Gb/s爆炸性地发展到多波长的Tb/s(1Tb/s=1000Gb/s)传输。当今实验室光系统速率已达10Tb/s，几乎是用之不尽的，所以它的前景辉煌。1.2 中国光纤通信发展史

1973年，世界光纤通信尚未实用。邮电部武汉邮电科学研究院（当时是武汉邮电学院）就开始研究光纤通信。由于武汉邮电科学研究院采用了石英光纤、半导体激光器和编码制式通信机正确的技术路线，使我国在发展光纤通信技术上少走了不少弯路，从而使我国光纤通信在高新技术中与发达国家有较小的差距。

我国研究开发光纤通信正处于十年**时期，处于封闭状态。国外技术基本无法借鉴，纯属自己摸索，一切都要自己搞，包括光纤、光电子器件和光纤通信系统。就研制光纤来说，原料提纯、熔炼车床、拉丝机，还包括光纤的测试仪表和接续工具也全都要自己开发，困难极大。武汉邮电科学研究院，考虑到保证光纤通信最终能为经济建设所用，开展了全面研究，除研制光纤外，还开展光电子器件和光纤通信系统的研制，使我国至今具有了完整的光纤通信产业。

1978年改革开放后，光纤通信的研发工作大大加快。上海、北京、武汉和桂林都研制出光纤通信试验系统。1982年邮电部重点科研工程“八二工程”在武汉开通。该工程被称为实用化工程，要求一切是商用产品而不是试验品，要符合国际CCITT标准，要由设计院设计、工人施工，而不是科技人员施工。从此中国的光纤通信进入实用阶段。

在20世纪80年代中期，数字光纤通信的速率已达到144Mb/s，可传送1980路电话，超过同轴电缆载波。于是，光纤通信作为主流被大量采用，在传输干线上全面取代电缆。经过国家“六五”、“七五”、“八五”和“九五”计划，中国已建成“八纵八横”干线网，连通全国各省区市。现在，中国已敷设光缆总长约250万公里。光纤通信已成为中国通信的主要手段。在国家科技部、计委、经委的安排下，1999年中国生产的8×2.5Gb/s WDM系统首次在青岛至大连开通，随之沈阳至大连的32×2.5Gb/s WDM光纤通信系统开通。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。

中国已建立了一定规模的光纤通信产业。中国生产的光纤光缆、半导体光电子器件和光纤通信系统能供国内建设，并有少量出口。光纤通信技术的特点

2.1 频带极宽，通信容量大

光纤的传输带宽比铜线或电缆大得多。对于单波长光纤通信系统，由于终端设备的限制往往发挥不出带宽大的优势。因此需要技术来增加传输的容量，密集波分复用技术就能解决这个问题。2.2 损耗低，中继距离长

目前，商品石英光纤和其它传输介质相比的损耗是最低的；如果将来使用非石英极低损耗传输介质，理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。这就表明通过光纤通信系统可以减少系统的施工成本，带来更好的经济效益。2.3 抗电磁干扰能力强

石英有很强的抗腐蚀性，而且绝缘性好。而且它还有一个重要的特性就是抗电磁干扰的能力很强，它不受外部环境的影响，也不受人为架设的电缆等干扰。这一点对于在强电领域的通讯应用特别有用，而且在军事上也大有用处。2.4 无串音干扰，保密性好

在电波传输的过程中，电磁波的传播容易泄露，保密性差。而光波在光纤中传播，不会发生串扰的现象，保密性强。除以上特点之外，还有光纤径细、重量轻、柔软、易于铺设；光纤的原材料资源丰富，成本低；温度稳定性好、寿命长。正是因为光纤的这些优点，光纤的应用范围越来越广。不断发展的光纤通信技术

3.1 SDH系统

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。伴随着科技的进步，特别是计算机网络技术的发展，传输数据也越来越大。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有不确定性，因此传送这种信号，是光通信技术需要解决的难题。而且两种传送设备也是有很大区别的。3.2 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到l0Gb/s，近来，40GB/s已实现商品化。专家们在研究更大容量的，如160Gb/s(单波道)系统已经试验成功，目前还在为其制定相应的标准。此外，科学家还在研究系统容量更大的通讯技术。3.3 光纤传输距离

从宏观上说，光纤的传输距离是越远越好，因此研究光纤的研究人员们，一直在这方面努力。在光纤放大器投入使用后，不断有对光纤传输距离的突破，为增大无再生中继距离创造了条件。3.4 向城域网发展

光传输目前正从骨干网向城域网发展，光传输逐渐靠近业务节点。而人们通常认为光传输作为一种传输信息的手段还不适应城域网。作为业务节点，既接近用户，又能保证信息的安全传输，而用户还希望光传输能带来更多的便利服务。3.5 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势

近年来，互联网业发展迅速，IP业务也随之火爆。研究表明，随着IP业的迅速发展，通信业将面临“洗牌”，并孕育着新技术的出现。随着软件控制的进一步开发和发展，现代的光通信正逐步向智能化发展，它能灵活的让营运者自由的管理光传输。而且还会有更多的相关应用应运而生，为人们的使用带来更多的方便。

综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术是目前光纤传输的研究热点，而在以后，科学家还会继续对这一领域的研究和开发。从未来的应用来看，光网络将向着服务多元化和资源配置的方向发展，为了满足客户的需求，光纤通信的发展不仅要突破距离的限制，更要向智能化迈进。结束语

现在光通信网络的容量虽然已经很大，但还有许多应用能力在闲置，今后随着社会经济的不断发展，作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力，推动通信网络的继续发展。因此，光纤通信技术在应用需求的推动下，一定不断会有新的发展。

参考文献

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