关键词：
未来通信技术（精选十篇）
未来通信技术 篇1
一、光纤通讯技术概述
光纤通信技术是一种以光导纤维为载体的信号传播技术。光纤作为信息传播的主要媒介, 其主要由包层、纤芯以及涂层三部分构成, 信息的传播主要是借助光纤内的纤芯发射进行传播。传统的信息传播技术主要是借助电缆或者更老的铜线作为载体, 电缆或者铜线传播信息, 其传播信息速度较慢、抗干扰能力差、绝缘效果不够理想等缺点[2]。光纤技术之所以被广泛应用, 主要变现在以下几方面:其一, 光纤通讯技术的传输容量大、频带宽。传统的信息传输主要是借助电缆或者铜线, 光纤通讯技术的信息传播速度明显高于前面两种介质, 信息传输速度的提高, 使得信息交换更加便捷, 在相同的时间内获得更多的有效信息。其二, 光纤通讯技术在传输信息时, 其损耗较低, 中继传播距离长, 该优势是传统的通讯技术媒介无法拥有的, 光纤通讯技术优势可以降低电信公司前期投资, 为后期获得更多的经济利益。
二、光纤通信技术发展现状
1、光纤接入技术。
光纤通信技术的出现改变人们生产与生活方式, 光纤接入技术主要分为光纤到户与光纤到路边两种技术[3]。人们对光纤通讯技术的需求越来越大, 光纤接入技术在该种情况下诞生。光纤引入技术的应用满足人们的对通讯技术的需求, 但是, 目前由于光纤引入技术的双绞线主要是使用铜线, 铜线在传播信息信号时, 速度慢、损耗大等特点, 光纤通讯技术发展因为该不足而受到阻碍, 为了及时有效的解决该问题, 通讯企业采用光接入网。光纤接入技术的产生主要是在能够满足企业生产与人们的生活的极大需求下诞生的。
2、波分复用技术。
单模光纤拥有损耗低、增加宽带的利用率的特点, 波分复用技术就是利用单模光纤的的特性而诞生的。光纤传播技术在传播信息时, 主要是利用信道光波的长度与频率实施信息传播的, 并对低损耗窗口进行分解, 最后将信息传递出去, 利用波分复用器将光波收集, 然后在利用接受设备将不同光波进行划分。在光波信号传输区与分离区, 不用的光波是相互独立的, 不同光比互不干扰, 因为该性质可在同一条光线中传输, 节约材料, 具有复用的作用。
三、未来光纤通讯技术的发展趋势
1、加大光接入研究。
在现实的生活中, 光纤通讯技术被广泛的使用, 这主要归功于光纤接入技术的应用, 该技术的出现使得通讯用户进一步增多。但是, 由于该技术当前仍然采用双绞线连接为主, 连接线是以黄铜现为主, 黄铜线在传输信息时效率低、损耗量大以及技术落后, 现在已经难以满足通信信息的发展需要。因此, 需要对光纤接入连接以及材质进行更新, 研究出更先进的连接技术, 不断提高光纤接技术水平显得尤为重要, 光纤接入技术水平的提升可以最大限度的节约前期的投入成本, 降低故障发生频率。新时期需要的是信息交流加快, 通讯行业需要做好正确的预测, 抓住机遇, 最大限度的发挥光纤技术的优势。
2、提升光纤通讯技术的信息传播速度。
提升传输速度是光纤通信技术的未来发展的方向, 通过对我国通讯事业与发达国家通讯事业相比较, 网络传输速度都比网络信息容量需求慢。为了尽可能的缩短两者间的差距, 满足社会发展与人们生活的需要, 必须加快光纤通讯技术的速度[5]。光纤通讯信息技术在传输信息时, 其传输速度提高3倍以上时, 节约一半的成本。所以为了降低通讯企业的成本投入, 需加快研制出更高的传输技术, 提更信息传播速度, 提升网络容量。
结语:
光纤通讯技术作为通讯事业发展关键所在, 只有通过技术研究提高信息传输速度与信息安全度, 不断满足生产与人们生活对信息传输的速度的要求, 为我国现代化建设作出应有的贡献。
摘要：随着科学技术的不断的发展, 促进了我国通讯事业的健康发展, 为了更好的满足生产与生活的需要, 我国加大对光纤通信技术的资金投入。由于光纤通信技术具有传播速度快速、损耗小、抗外界干扰能力强等特点, 使得光纤通信技术在许多生产领域获得应用与推广, 在日常生活中得到人们的喜爱。本文主要是通过对光纤技术的特点进行介绍, 并探究其发展的现状与将来发展的态势进行分析。
关键词：光纤通讯技术,应用现状,未来趋势
参考文献
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[2]齐相军.浅谈当前光纤通信技术的现状与发展趋势[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2011, 08:289.
[3]刘赞娟.浅析我国光纤通信技术的现状及发展趋势[J].科技信息, 2012, 06:276-277.
[4]张正开.浅论我国光纤通信的现状及未来发展出路[J].数字技术与应用, 2010, 10:18.
未来通信和生活作文 篇2
未来的手机已经变成了一个隐形眼镜。这副隐形眼镜非常小巧，柔软。所以当它贴在眼睛上的时候，不会有任何的感觉。现在的手机和电脑，以及其他的电子产品，都是需要充电的。但是这个眼镜避免了这一个缺点，它并不需要充电，只要把这副眼镜戴上，它就会马上透过人们的视网膜，连接到大脑。所以人们想什么，它都会如实地显现出来。当人们给他人打电话的时候，只需要想一下那个人，就可以开始通话了，而且它的声音效果非常好，不会有任何通话的障碍。这副隐形眼镜可不只有这些优点，它还是一部百科全书呢。只要你在脑子里想一下问题，它就会给你仔细地解答出来，这一点对我们小孩子非常有用。因为他不会像其他的辅导机构那样，只告诉我们答案却不讲解出来，这副隐形眼镜则会一直讲解，直到我们听懂为止。
未来的手机就像你的朋友，你的老师，你的家人一样。无时无刻不在陪伴着你，监督着你，提醒着你。当你成功时，它提醒你，不要太骄傲;失败时，他会鼓励你再接再厉;不开心的时候，它会在你耳边播放出一首首快乐的歌曲，让你开心起来;高兴时，它便播放节奏明快的奏鸣曲;累了，它还会播放清静悦耳的安眠曲;睡梦中，它还可以为你编织美梦，让你在睡眠中得到最大的放松。
量子通信：绝密的未来通信 篇3
在量子的世界中，對于一个微观的粒子，测量过程本身将不可避免的给我们要测量的物体造成一个显著的扰动，而且即使在原则上，我们也完全没办法把这一扰动减小到零；另一方面，观测行为本身又会破坏粒子原来的状态，让你永远不可能知道粒子本来的状态是什么。这就是量子不可克隆原理：你不能够复制一个未知的量子态，而不改变量子态本身。量子不可克隆原理是量子加密的基础。如果我们把想要保密传输的信息，加载到一个个不可能被准确观测和复制的量子态上，而任何的窃听行为都会改变原本传输的数据。那么最后我们取一部分数据出来，检查原本传输的信息是否被破坏，就能够检测到窃听者是否存在。
整个量子通信中，具有短期内真实的应用潜能的就是量子保密通信，其中最有用的部分就是量子密钥分发。经典通信使用最广泛的公钥密码，是假定一些数学难题，最典型的是假定大型数据分解的数学难题。但是，随着计算能力的不断提高，特别是未来量子计算机如果实现的话，这种数学难题的复杂性就迎刃而解了，换句话说，经典保密通信基于的数学方法不能获得严格的数学证明。在这个背景下，量子保密通信最大的卖点就是它的安全性获得了严格的数学证明，这也可以从其量子力学的基本原理来解释。
量子通信另一个核心内容是隐形传输，是利用了光子等基本粒子的量子纠缠原理来实现保密通信过程。纠缠是一种诡异的超距离相互关联的现象：两个纠缠在一起的粒子，即使被完全隔离，当观测一个粒子的状态时，另一个粒子的状态也会发生瞬时的改变。换言之，两个粒子的量子状态是完全关联的。量子物理让人最不可思议的地方在于，事物的状态并不是唯一确定的。对于宏观的硬币而言，只可能存在两种状态：正面朝上或是反面朝上。但对于一枚量子硬币，它可以既是正面朝上又是反面朝上。对于两枚纠缠在一起的量子硬币，如果发现其中一枚是正面朝上，另一枚也一定是正面朝上；当发现一枚是反面朝上，另一枚也一定是反面朝上；如果发现一枚既是正面朝上又是反面朝上，另外一枚也一定既是正面朝上又是反面朝上。因此，纠缠所包含的关联性，要比我们通常理解的宏观上的关联性强得多。
事实上，纠缠的两个粒子尽管可以在很远的距离上一个影响另一个，但它们无法传递任何信息。以密钥为例，当双方共享同一套密钥时，并没有发生信息的传递，直到加密的文本传来，密钥才有意义。量子通信和传统通信的唯一区别在于，量子通信采用了一种新的密钥生成方式，而且密钥不可能被第三方获取。
向全球的量子通信网迈进
发展量子通信技术的终极目标是构建广域乃至全球范围的绝对安全的量子通信网络体系。通过光纤实现城域量子通信网络连接一个中等城市内部的通信节点、通过量子中继实现邻近两个城市之间的连接、通过卫星与地面站之间的自由空间光子传输和卫星平台的中转实现遥远两个区域之间的连接，是实现全球广域量子通信最理想的路线图。
在这一路线图的指引下，欧洲、美国和中国等在过去几年中均进行了战略性部署，投入了大量的科研资源和开发力量，进行关键技术攻关和实用化、工程化探索，力争在激烈的国际竞争中占据先机。光纤量子密码技术目前正从点对点量子密钥分发的初级阶段向实现多节点网络内的量子安全性方向深入发展阶段，全球各地正在加紧进行量子通信系统的实用化和工程化建设。
由美国国防部高级研究署（DARPA）支持， BBN公司（具有很强的军方特色）技术部联合波斯顿大学与哈佛大学共同开展了量子保密通信与IP 互联网结合的五年试验计划。该计划主要内容是以BBN技术部、波斯顿大学和哈佛大学作为三个节点以构建融合现行光纤通信网、互联网和量子光通信的量子互联网，并在此基础上实现保密通信。
在欧盟发布的《量子信息处理和通信：欧洲研究现状、愿景与目标战略报告》中给出了欧洲未来五年和十年量子信息的发展目标，例如将重点发展量子中继和卫星量子通信，实现1000公里量级的量子密钥分配。欧洲空间局计划到2018年将国际空间站上的量子通信终端与一个或多个地面站之间建立自由空间量子通信链路，首次演示绝对安全的空间量子密钥全球分发的可行性。欧盟在2008年9月发布了关于量子密码的商业白皮书，启动量子通信技术标准化研究，并联合了来自12个欧盟国家的41个伙伴小组成立了SECOQC工程。
实用化进程：与经典通信的融合
从目前的实际应用来看，将量子通信网络与现有网络进行融合是最优的发展战略。互联网在设计时并没有深入地考虑安全性，这造成当今的网络安全问题十分突出。量子通信是人类能掌握的最保密的通信技术，量子通信和经典通信网络的融合研究对于提升未来网络的安全性具有重要的意义。
量子通信和经典网络的融合需要解决物理层和组网技术、中继技术和通信应用技术等几个方面的融合问题。对于未来网，应当从基础设施的建设和利用上就考虑和量子通信的融合。由于传统的光通信可能在很长一段时间内仍然是主要通信技术手段，在光通信网络上实现量子通信网络，将是融合的基础。
实际的量子通信中，量子通信与现有通信的融合是一个相互取长补短的过程，量子通信不会完全替代现有的通信技术，而是在现有的技术上在物理层、网络层、应用层将两者进行了融合。
从物理层来说，可以从光源、探测器和信道方面考虑。在光源方面，利用单光子源或者单离子源，或者将激光光源衰减到单光子量级应用到实际工程中；在探测方面，因为是单光子信号源，需要特测器有单光子量级特征，对量子密钥分发中的连续变量进行测量；在信道方面，对于不同的光源用不同波长的商用光纤即可满足条件。
从网络层来说，一方面我们可以采取独立的信道和统一的网络结构，也可以用一根光纤既传递量子信号又传递经典信号；除了光纤技术，还需要采取例如基于纠缠交换的量子中继技术来解决量子通信的远距离传输这一核心问题；此外，在组网的往来上，可以采取电路交换或者波长复用技术，并且增加量子路由器来进行控制。
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从应用层来看，我们可以跟现有的互联网安全协议结合，用量子密码来替换现有协议中的初始密码，这样既可以得到更高的安全性也可以保持实际的通信速率。现在实际用到的量子保密分发的方法都是用诱骗态量子密钥分发的方法。而一旦用量子的方法产生密钥，则必须与后继的经典通信结合才能实际应用。比如，我们用量子密码生成种子密钥，然后用经典的方法进行扩张，这样既保证了种子密钥的安全，同时也有很高的通信效率。
量子通信在中国
量子信息因其传输高效和绝对安全等特点，被认为可能是下一代IT技术的支撑性研究，并成为全球物理学研究的前沿与焦点领域。基于我国近10年来在量子纠缠态、纠错、存储等核心领域的系列前沿性突破，中科院于2011年启动了空间科学战略性先导科技专项，力争在2015年左右发射全球首颗“量子通讯卫星”。
中国科学技术大学教授潘建伟、彭承志、陈宇翱等人，与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成联合团队，于2011年10月在青海湖首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。实验证明，无论是从地面指向卫星的上行量子隐形传态，还是卫星指向两个地面站的下行双通道量子纠缠分发均可行，为基于卫星的广域量子通信和大尺度量子力学原理检验奠定了技术基础。
如果应用量子通信这项高科技，中国军方能瞬间传送军事信息而又确保万无一失。通过这项保密力度极强的科技的应用，能大幅度提升军队的指挥和控制能力，使得中国在信息战能力方面超越美国。
发射量子通讯卫星早就被中国科学界列为一项核心任务。早在2011年9月，中国科学院院长、党组书记白春礼在谈到中国能否抓住第六次科技机遇时透露，中科院计划在未来十年发射五颗科学卫星，其中，量子通讯卫星的卫星发射将列为重中之重。
由于量子信号的携带者光子在外層空间传播时几乎没有损耗，如果能够在技术上实现纠缠光子再穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性，人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。这样一来，这种世界上最为保密的通信手段将会覆盖世界任何角落。
在西方眼中，中国未来将要发射的首颗量子通讯卫星将是一颗战略性和科学试验性的卫星。关于这颗卫星，中国科技大学早在三四年前就提出申请，国家2011年批准可发射，目前计划在2015年发射。据中国科技大学内部人员透露，首颗量子通讯卫星属于一颗小卫星，一般的卫星都是几吨重，它只有几百公斤。另外，这枚量子通讯卫星的执行目标很单一，就是用来试验量子通信的相关内容。据了解，将会有专门的机构制造出量子通讯卫星，中科大只是在它上天后利用其做实验。
此外，首颗量子通讯卫星的设计寿命也很短，只有两三年，完成预定的实验后可能就要坠毁。看来，这颗卫星只是“探路者”，今后更多的量子通讯卫星“上天”后，就可以打造一个全球性的量子通信网络。
通信技术未来的发展及实际应用 篇4
1 通信技术未来的发展及实际应用
通信技术未来的发展及实际应用前景是非常美好的, 多种形式的通信技术将会得到互补发展, 扬长避短, 发挥自身的优势, 发展成为接入方式多元化、网络一体化、应用综合化的宽带无线网络, 同时, 将会为用户提供更加个性化的服务方式, 与宽带固定网络的集成也会逐渐实现。下面对于通信技术未来的发展及实际应用进行详细的阐述。
1.1 多种形式的通信技术将会得到互补发展
多种形式的接入技术的接入速率、技术特点、适用区域和覆盖范围各不相同。例如, 第三代移动通信技术和无线局域网、超宽带等, 将会得到互补发展。第三代移动通信技术能够满足广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求, 无线局域网能够满足中距离的较高速数据接入的需求, 而超宽带能够满足近距离的超高速无线接入的需求。其中, 分布式对象中间件的基础通信技术主要包括:Java RMI (Remote Method Invocation, 远程方法调用) 、CORBA (Com m on Obje ct Re que s t Broke r Archite cture, 公共对象请求代理体系结构) 和DCOM (Dis tribute d Com pone nts Obje ct Mode l, 分布式组件对象模型) 等分布式对象技术。目前, 可视电话和数字电视都已经实现, 它们是对实时性要求很高的多媒体通信技术, 对带宽有很高的要求。其中, 数字电视需要实时传输高质量的电视节目, 对带宽的要求最高。更多的通信技术也将会出现, 这些技术可以综合利用并且共同发展, 从而实现更多的功能, 更加方便实际应用。所以, 通过多种形式的通信技术的互补发展, 有利于促进通信技术的均衡全面发展。
1.2 多种形式的通信技术将会为用户提供更加个性化的服务方式
通过政府和通信行业自身的努力, 多种形式的通信技术将会为用户提供更加个性化的服务方式。我国政府将会为各种企业提供更多的无线频率资源, 推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。有利于各种企业按照各自的发展策略和市场需求, 对自身的无线通信网络进行综合地规划, 对于企业实现自身资源的优化配置, 起着举足轻重的作用。
1.3 物联网的发展将会为通信技术未来的发展注入新的活力
在当前形势下, 已经表现出了传统的移动手机通信用户增长的天花板效应, 在世界范围内, 许多市场上的移动通信业务增长量都已经逐渐缓慢, 而与此同时, 物联网的发展将会为通信技术未来的发展注入新的活力。可以预测, 十年之后, 在通信技术中物联网的应用会成为一种事实。所谓物联网, 就是将所有物品通过射频识别 (RFID) 、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备与互联网进行无缝的连接, 从而能够进行智能化识别和管理。物联网的发展, 毫无疑问, 会带动通信技术更快的发展, 并且能够扩大通信技术的实际应用范围。由于物联网是物体和物体之间连接起来的网络, 因此, 可以应用于图书馆的条码扫描、智能大厦的门禁卡以及超市的商品识别等等, 这些都促进了通信技术的应用范围的扩大。
1.4 电信设备制造商将会集体转型
在以语音和低速率的数据业务为应用主体的第二代移动通信技术时代, 一方面, 做网络设备服务没有太大的价值, 另一方面, 为了获取最大的利润的设备商也不乐意做网络设备服务。在向服务的转型的过程中, 许多通信企业先走一步, 也有的通信企业却被远远的落在最后。爱立信、诺西和华为能够走在所有通信企业的最前面, 遥遥领先于其它的通信企业, 这是有其自身的原因的, 这和这些企业在第三代移动通信技术中所占的重要地位是完全一致的。因此, 可以预测, 在通信技术未来的发展中, 电信设备制造商将会集体转型。
1.5“份额替代”的局面将会继续持续下去
全球设备市场“份额替代”的局面将会继续持续下去。金融危机的发生使得通信设备运营商被迫对于成本控制引起了高度的重视, 中国企业体现出了更为显著的成本优势。诺西、摩托罗拉、北电等企业接连不断的通过大规模的裁员来度过金融危机, 这就导致了技术开发水平受到必然的损害和降低, 这为中国通信设备商的快速发展提供了良好的机遇。
1.6 GSM/WCDMA阵营分裂速度加快
通信企业之间的竞争并不仅仅只是几种技术自身或者几个企业之间的竞争, 而是产业链的竞争。在产业链不是非常开放强大的时候, 技术上的优势不可能转变成为市场上的优势, GSM (全球移动通信系统, Global Sys te m for Mobile Com m unications) 和CDMA (码分多址, Code Divis ion Multiple Acce s s) 之间的阵营是一个非常好的案例。
2 结语
随着社会经济的快速发展以及通信技术的广泛应用, 人们的工作、学习和生活也变得更加便利。未来通信技术将具有更广阔的发展前景, 它正在从单一窄带业务的通信技术网, 发展成为一个将电信、广播、计算机融合起来的宽带通信技术网络。希望本文能够抛砖引玉, 引起国内外更多专家学者对于通信技术未来的发展以及实际应用的关注, 这一领域仍然需要进一步的研究。
摘要：通信技术在未来美好的发展前景, 并且其实际应用领域将会更加广泛。通信技术在我国开始应用的世界至今不是很长, 至今只有几十年的历史, 然而, 通信技术的快速发展方便了人们的学习、工作和生活。必须根据通信行业的特点, 探索通信技术未来的发展及实际应用。本文探讨了通信技术未来的发展及实际应用, 希望对于通信行业的发展能够提供一定的借鉴。
关键词：通信技术,发展,实际应用
参考文献
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用信息技术引领未来教育 篇5
何 松
时间：2014年11月12日至18日 地点：苏州大学
人物：蜀山区信息技术学科教师
十分荣幸我参加了蜀山区教体局组织的信息技术学科骨干教师研修班培训学习。专家们的报告，内容既深刻独到又通俗易懂、既旁征博引又紧扣主题、既发人深省又生动有趣。虽然只有短短的5天时间，但确使我受益匪浅。通过此次培训，既使我增长了理论素养、开拓了视野、磨练了意志，提升了处理和解决实际问题的能力，同时也培养了良好的学习习惯。现总结如下：
首先是满满的收获。
第一、知识专业性强，自身综合素质不断提升。
此次为期五天的学习培训中共开展了9堂讲座，参观了苏州工业园区星港学校，此次培训主要注重的是学习和实践相结合，使学员们充分体会到了学以致用的乐趣，在实践中学习。通过较系统的专业性知识的学习实践活动，极大地拓展了学习的深度和广度，提高了开拓创新和应对处理实际问题的能力，为今后的工作打下了坚实的基础。第二、紧密结合实际，能力和水平不断提升
此次培训，开设了紧密联系实际的教学方式、每天的安排很合理，参观和讲座紧密结合，使我们的能力和水平得到了很大的提高。其中“魔灯平台”的建构和使用老师们很很感兴趣。参观苏州工业园星港学校给了我很大的震撼，学员们也都是惊叹不已。惊叹当地学生计算机水平之高超！惊叹教师技艺之绝妙！这些都很值得我们去思考，去学习，去借鉴的地方。
第三、通过学习和交流，找准了自身差距
在这次培训过程中，涉及到信息技术学科多方面知识，不仅拓宽了知识面，开拓了视野，同时，在与来自不同单位的同行们接触交流、共同培训、共同参观中，还收获了他们的学习方式，他们的工作经验、锻练了沟通协调、团结互助能力，同时也了解了许多不同领域的知识和工作开展情况，更看到了自身存在的差距和不足，对我今后的人生有着极大地促进作用。
其次是今后的打算。
这段时间的学习拓展了我的视野，开拓了我的思路，启迪了我的思想。我也在培训中不断反思：今后的路我该怎么走？在今后的工作中，我会以这次学习培训为起点，重新认识自身的价值，带着责任感、使命感，以强烈的进取心和开拓意识，为蜀山区信息技术教育鞠躬尽瘁。
第一、不断加强学习
要坚持终身学习的思想，不断增强学习的自觉性和紧迫感，善于管理和利用时间，注重知识的更新，在坚持不懈学习业务知识的基础上，还要加强现代科技知识、传统文化知识等多方面的学习，要广泛涉取，博采众长。同时，还要深入实践中学习，勤于思考、善于思考，多积累、多探索，真正做到学以致用。
第二、要勇于开拓创新
要以社会主义核心价值观为指导，紧密联系教体局信息技术工作主导方针，结合自身工作特点，用全新的理念不断破解工作中的新情况、新问题，不断超越自我，敢为人先。
第三、扎扎实实工作
结合工作实际，查找自身不足，要克服工作中安于现状、因循守旧、不思进取的思想，要带着问题和思考，变被动服务为主动服务，认真解决工作中的难点问题。要创造性的开展工作，大胆实践，努力改进工作作风。对自己承担的任务和职责内的工作，既要想深想透、尽职尽责，又要讲求变通、善于创造，更要求真务实，不断提高工作能力和水平。
最后，用信息技术引领未来教育
通过培训，我的教育理念有了更新。作为一名信息技术教师，有责任和义务不断提升自身的信息技术素养和应用理念。未来的学校教育将和信息技术息息相关、密不可分。要从某种意义上让教育翻天覆地，最终还要用信息技术来引领广大教师，用信息技术来引领未来教育。
未来十大创新技术 篇6
在最新医疗设备帮助下，外科医生得以为患者实施令人难于置信的手术。借助于研究人员在生物工程学方面取得的成果，医学的边疆不断向外延伸。有关克隆和复活灭绝动物的研究越来越引起人们的关注和警觉，一些人担忧可能出现科幻小说和影片中展现的灾难。然而，即便是最先进的科技手段仍无法解决气候变化和饥荒，或者征服一些可怕的疾病。
在地球资源不断萎缩的同时，全球人口数量却一直呈增长趋势，并由此引发了激烈的政治对抗和军事冲突。如何应对和战胜这些挑战，很显然，这份重担要落在科学家肩上。借助于他们在一些最为热门的研究领域取得的成果，我们能够缔造一个更为美好的明天。日前，美国《生活科学》杂志将目光聚焦这些领域，并评选出未来十大意义最深远的革新技术排行榜。具体榜单如下：
1．打造人造人脑
人类大脑是一个异常复杂的组织，内有数十亿个神经细胞。虽然相关研究一直没有停止脚步，但有关大脑的很多东西仍旧是未解之迷。参与“蓝脑计划”的研究人员宣布，计划在10年时间内研制出一个功能性人造人脑。借助于IBM公司的超级计算机“蓝色基因”，他们已经能够对一个人造老鼠大脑的部分区域进行模拟。这些模拟脑细胞已能够在没有人干涉情况下自我组织。
毫无疑问，在大脑逆向工程方面取得的成果将促使科学家创建一个用于生物医学测试的模型，进而进一步了解人类的意识。研究人员表示，人造大脑并不具备人工智能，至少目前尚无法做到这一点。
2．利用核聚变
剧烈的核聚变已经让太阳闪闪发光了数十亿年之久。科学家希望在地球上创造这种可怕的能量，并最终利用核聚变无与伦比的能源效率。位于美国国家点火设施(NIF)的巨型激光器可以通过将能量聚焦在一个微型氢燃料小球上这种方式实现这种突破。小球能够释放出超过激光器所需的能量。其它能够产生巨大能量的可选性方式包括：利用核聚变中高温等离子体的磁约束或者所谓的冷核聚变。目前，《生活科学》杂志读者开始对可选性能量创造方式进行投票。
3．全球气候控制
阻止老天爷在奥运会期间下雨不过是气候控制所能实现的一个最微不足道的目标罢了。目前，适合007影片中恶棍实施的地球工程学计划已成为美国国家科学院、美国气象学会以及白宫科学顾问的热门话题。实现气候控制的想法包括：向大气层发射反射粒子，通过让阳光发生偏向达到为地球降温的目的；在海洋内部署大量铁，刺激狂吞碳的海藻生长。
目前，亿万富翁比尔·盖茨加入申请一项专利的行列。这项专利指的是一个用于延缓或阻止飓风的想法。具体方式是通过部署舰队搅动海洋，同时冷却为飓风提供能量的温暖海表水。气候控制技术几乎已经成为现实，并引发了人们对科学家和决策者是否愿意冒着产生副作用的风险实施气候控制计划的疑问。
4．废物再利用
借助于一系列新技术，我们产生的所有废物都可转换成可重复使用的材料。鸡毛以及其它农业生产废物能够成为塑料的未来。可生物降解塑料在海中溶解后并不会对海洋造成危害，这种优势可能促使人们将垃圾扔进大海。残羹剩饭、污水以及其它废物已开始成为美国军队以及民间一些发电厂及发动机的燃料。
虽然100％地实现可持续性可能仍旧是一项艰难的挑战，但随着研究深入以及不断加大努力，我们正朝着这一目标迈进。目前，麻省理工学院的研究人员已启动“Trash Track”计划，评估纽约、西雅图和伦敦废物处理方式及成本，希望以此促使更多的人关注“绿色”事业。
5．解决人类吃饭问题
基于每个地区的政治形势和经济状况造成的复杂性，解决全球饥饿问题成为一项异常艰巨的任务，难度之高超乎我们想象。面对这种局面，科学家已采取行动保护世界上绝大多数人赖以生存的重要农作物。与此同时，研究人员继续培育不同种类的小麦、玉米以及水稻，希望在提高产量的同时，让它们对温度变化、干旱以及病虫害具有更强的抵抗力。
新信息技术可以帮助农民改进农作物生长环境和农业生产方式，保护富含营养物质的农田。实验室培育的食用肉能够帮助满足全世界日益增长的需求，但前提是人们愿意选择这种新食品。即使所有这些努力均以失败告终，我们也不必陷入绝望，因为科学家已经将数千种种子保存在“末日穹顶”以应对未来可能发生的灾难。
6．器官再生
人类并不具有肢体再生能力，但借助于越发先进的治疗手段，患者也可以修复或者完全替换受损的器官。
2006年，一支英国研究小组利用脐带干细胞，成功培育出世界上第一个人造肝脏。其他研究人员则发现，心脏也具备让这一器官实现再生的干细胞。澳大利亚研究发现，患者自身健康眼部干细胞可帮助他们恢复视力。利用改编基因的皮肤细胞，中国科学家成功培育出活老鼠，这一成就揭示了成熟干细胞的巨大潜力。也许在不久的将来，我们便可量身定做器官并按照自己的具体情况选择治疗手段。
7．无所不知
在将来的某一天，我们便能够对眼中所看到的一切了如指掌。在超市购物时，随便拿起一盒果汁，它的营养成分便一下子出现在我们面前。在书店浏览最新畅销书时，书页上会立即出现读者发表的评论。2009年，麻省理工学院揭开了一项类似技术的原型神秘面纱。这项技术利用网络摄像头、放映机和智能电话，将互联网上的丰富信息与真实世界连接在一起。
类似这样的便携式设备可以与植入的智能系统和标签结合在一起，创造一种“被放大的真实”。借助于这些技术，我们只需简单地站在街上凝视，便可浏览全球定位系统给出的坐标以及当地地图。进入21世纪，信息技术已经成为人类社会一个至高无上的支配者。
8．完美假肢
不久之后，美国退伍军人以及其他假肢佩戴者便可像控制天然肢体一样，轻轻松松操控他们的假手、假臂和假腿。绝大多数先进假肢往往采用智能微处理器，它们是假肢的微型大脑，负责预测佩戴者如何行走或者移动手臂。
目前，猴子和人类均已可以只依靠大脑信号控制机械臂，相关数字应用软件则为研发新型人造肢体大脑界面铺平了道路。这种技术可以改进最新式的假肢，让使用者最终可以灵活操控“卢克天行者”机械臂。
9．90分钟环游世界
菲利亚斯·福格用了80天时间环球世界。随着相关技术的不断进步，在将来的某一天，游客可以在不到一小时之内就实现环球世界的梦想。目前，美国空军和巴西正在研制一种光动力飞机。这种飞机利用激光产生的推动力飞向天空，能够在极短时间内将乘客或者货物运至世界各地。英国和美国已开始研制能够像普通飞机一样起飞和降落的空天飞机，几年内有望上演处女航。
10．读心术
未来通信技术 篇7
关键词:数字键盘中文输入键盘输入手机输入法
项目简介:手机输入法是手机软件系统中的重要组成部分。目前, 我国手机中文数字键盘输入技术主要有两家文字输入软件商-美国的特捷 (Tegic) 公司和加拿大的字原 (Zicorp) 公司。另外还有各大移动电话商自行研制的输入技术。现有的移动电话文字输入技术的效率和方便性还不能完全满足未来移动电话作为信息终端的需要, 尤其是移动电话的中文数字键盘输入, 已成为未来移动互联的瓶颈。
QH3792S腔式双工器
关键词:双工器移动通信谐振腔
项目简介:QH双工器创造性运用了椭圆函数同轴谐振器设计方法, 整机由十二个同轴谐振器组成, 具有高性能指标, 结构合理, 可靠性好等优点。用于CDMA集群无线移动通信系统, 用来抑制大QH3792S腔式双工器创造性的运用了椭圆函数轴谐振器设计方法, 整机由十二个同轴谐振器组成, 具有高性能指标, 结构合理, 可靠性好等优点。用于CDMA集群无线移动通信系统, 用来抑制功率发射在规定频带内的辐射频率, 同时抑制接收信号受到外来的频率干扰, 提高通信质量。
数字微波传输关键设备研制
关键词:数字微波传输微波收发信机公共单元
项目简介:该课题研制的单收单发多路数字微波收发信机, 采用了FET、AGC、LPC、APCS等先进技术, 整机性能稳定, 可传输45bit/s数字微波信号。利用增加发射功率, 增加功分前置放大器和天线增益解决电平损耗。利用天线夹角、垂直位移、改变信道频率和极化方向解决干扰。研制多用途PDH公共单元, 增加大功率整流电路和电平稳压装置, 研制新的驳接口。将模拟微波收发信机改造成数字微波收发信机, 控制本振源频率稳定。
2.4G无线接入系统设备
关键词:无线接入无线通信
项目简介:该设备利用电磁波在空气中发送和接受数据, 是计算机网络与无线通信技术相结合的产物, 是对有线连网方式的一种补充和扩展, 使网上的计算机具有可移动性, 能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连通问题。免去或减少了网络布线的工作量, 一般只要安装一个或多个接入点设备, 就可建立覆盖整个建筑或地区的网络。2.4G无线接入系统的通信范围不受环境条件的限制, 网络的传输范围大大拓宽。
RCS-1无线通信系统
关键词:通信无线系统
项目简介:该系统是利用无线通信设备完成天车电子称重量信号的数据采集, 无线传输及数模转换任务的通信系统。该系统是在无线对讲通信系统的基础上, 附加高性能控制电路, 利用CRC和卷积的混合编码, 有效地提高了信道传输的可靠性;运用编码理论, 在有限的频率资源上实现了无中心多址数据传输。
PHS小灵通基站高增益定向天线
关键词:高增益PHS定向天线小灵通基站
项目简介:提高基站天线的增益, 降低副瓣电平, 可以进一步降低对基站发射功率的要求, 进一步提高频率的重复使用, 提高系统的经济效益。指标:频率范围1890MHz-1920MHz;带宽30MHz;驻波比 (VSWR) <1.11;增益 (Gain) 14.5dBi;额定功率10W;水平半波束宽度68°±l°;前后功率比>32dB;极化方式垂直;抗风力240Km/h;阻抗50欧姆;接头H-F;防雷直流接地;重量3Kg;尺寸340mm×160mm×100mm;极化方式垂直;环馈电方式, 同轴线不平衡-平衡转换, 轴线不平衡-平衡转换;配接的计算数据, 采用微带带状线或同轴线进行阻抗变换配接。采用表面波反射器制作成浅盆修正型的圆环背射式面天线。运用反射器赋形技术, 将表面波反射器由等径圆形借助型面修正方法修正成为矩形。
多路微波通讯设备
关键词:微波通讯设备多路电话无线电视电话通讯无线通信
项目简介:多路微波通讯设备是利用无线方式, 传输多路 (4-8路) 广播电视信号, 其功能类似国外的MMDS系统。根据需要也可传输数据和信号, 并可实现多路电话及无线电视电话通讯, 是综合性现代化通讯设备。
微波遥控监视系统
关键词:遥控监视系统微波频率微波通信
项目简介:该产品使用微波频率, 是将黑白/彩色信号进行发射接收的现代化通讯设备。它可对多个场地进行全天候现场监视, 并可实现多功能遥控。该系统可广泛应用于科学实验、安全防范及不便架设电缆的场所和单位。体积小, 重量轻、费用低廉、通讯距离可达40公里。
微波通信部件与设备
关键词:部件微波通信移动通信设备
项目简介:该产品采用了卫星微波部件的设计技术, 不同部件采用不同材质, 频率调谐采用微调螺丝, 所有零部件均进行了多次精心的表面处理, 坚固、可靠、温度性能稳定、Q值高、损耗小, 并采用了可以灵活组合的设计。
该产品列入国家重点新产品计划后, 在企业内部激励了斗志, 建成了微波部件专业装配线, 形成了批量生产能力, 年产量可达15000件, 产品性能达到或部分超过同类进口产品, 已成功地与大唐电信、中兴通信、巨龙通信、华为通信、公安集群网配套使用, 正以其高性能价格比占领国内市场并已打开国际市场。该产品的规模化生产与广泛应用, 可降低移动通信网的成本, 节约大量外汇, 还可树立中国通信高技术产品的民族品牌, 推动中国无线通信事业的发展。
北斗卫星导航定位系统用户机
关键词:卫星导航用户机全数字化技术
项目简介:该产品采用先进的全数字化技术, 具有导航定位功能、汉字及代码通信功能、定时及授时功能、安全保密功能、秒脉冲输出功能等特点。系统服务区为我国及周边地区, 定位平面精度可达20米 (有标校站地区) , 存储30条接收通信电文, 可编辑存储10条以上航线和100个航路点, 授时精度单向可达100ns, 双向可达20ns。
主要用于车辆、船舶等各类运动载体的导航定位, 森林、水文等大范围、分散目标的各类数据采集, 移动通信、各类雷达、各类询问机中作为时间基准, 在我国及东南亚各国有广阔市场。
VSAT卫星通信系统
关键词:VSAT卫星通信系统地面站设备
项目简介:该系统分主站和远程小站, 小站可通过主站单收或收发数据信息, 具有实时接收等特点。
总投资额:计划总投资3000万元。预期经济效益:连网后计划实现年产值1亿元, 年创利润4000万元, 税金850万元。
市场前景:VSAT卫星通信产业, 在我国发展潜力巨大。
码分多址卫星数据通信地球站
关键词:码分多址扩频
项目简介:该地球站由双工天线、上变频器、低噪声下变频器和控制器四部分组成。该系统采用了扩频、码分多址技术;卷积码、前向纠错技术 (CFEC) ;固态功率放大技术;多计算机控制与信号处理技术。工作频段:C波段, 物理接口, 两路口DEC接口, 传输速率:异步:75-19.2kbps, 同步:2400, 9600, 19200bps, 误码率≤10 (-7) ;发射功率:5W, 语音、图像、数据传输。
1560点对多点微波通信系统
关键词:点对多点微波通信
项目简介:该系统采用随机请求定约、时分多路复用及按需分配多址连接技术 (RR-TDM-DAMA) , 广泛适用于农村、城郊、边远地区及石油、银行、海关等部门。该系统工作频段1.5GHz, 系统具有60条全双工。速率为64kbps的中继信道和16条公共信令通道, 可服务于512个电话用户, 话务容量47爱尔兰。
其主要性能指标为:系统配置有相应汉化软件和监控管理终端, 可实现64kbps传输误码检测及用户环路检测, 远端用户站可实现本站用户内部交换连接;中心站热备用 (1+1) 自动切换;无线单元发信功能率≥+32dBm;接收机噪声系数≤4dB;下行门限电平-90dBm上行门限电平-88dBm[BER=1×10-3];系统增益127dB;音频传输性满足CCITTG712、G713建议要求。
M2000 6GHz 155Mb/s SDH微波通信系统
关键词:微波通信系统表面贴装工艺模块化元器件
项目简介:该系统采用具有自动发射功率控制的微波功放和系统闭环功率控制、中频预失真、噪声系数小于2dB的微波接收、最佳比例型分集合成、微机控制的无损伤倒换和E^2 PLD大规模集成电路等一系列高新技术, 采用了模块化元器件及表面贴装工艺, 减小了设备体积, 降低了功耗, 提高了可靠性, 各项技术性能指标及功能均达到总体设计要求, 符合国际电联 (ITU) 有关建议。
该系统有三大特色:一是小型化, 由于采用了一系列先进技术、小型化元器件及大规模集成电路, 设备体积大大缩小, 在一个标准的ETSI机架上安装3个155Mbit/s SDH系统;二是造型美观大方, 具有立体感;三是工艺设计上有突破。该系统可用于公用通信网或专用通信网微波干线建设, 其每个端站包括微波收发信机、调制解调、倒换控制和操作维护单元等部分, 在+5～+40℃环境条件下可确保性能。
2×155Mbit/s SDH微波通信系统
关键词:微波通信系统调制多电平
项目简介:该系统使用U6GHz频段, 采用国际上先进的带交叉极化干扰抵消 (XPIC) 的64QAM多电平调制 (MLCM) 技术, (2+1) ×2×155Mbit/s配置, 每一个射频波道可以传送2×155Mbit/s的数字信号及二个2Mbit/s的路边业务。该系统采用了一系列国际上九十年代的最新技术, 在收发信号低功耗小型化技术、交叉极化干扰抵消技术、主从ATPC联动技术、邻接型分路滤波技术等方面取得重要进展。
设备稳定可靠, 工艺先进, 网管功能齐全, 人机界面友好, 操作维护方便, 综合技术水平达到了国际九十年代同类产品的先进水平。系统指标全部满足YD/T953-1998行业标准及ITU-T和ITU-R相关建议。
2×34Mb/s数字微波接力通令系统高频机架
关键词:机架波道倒换通信系统
项目简介:该系统为3+1波道倒换的中容量数字微波通信系统, 每个波道传输容量为2×34Mb/s。采用空音分庥--中频最佳比例合成, 能有效地对抗多径衰落。适应恶劣的传输环境, 进行超长距离传输, 提高了设备的可用性。采用了高稳定性, 低相信噪声的锁相本振源。分集合成逻辑控制电路采用现场可编程门陈列逻辑器件, 耗电省, 可靠性高。系统设计全部符合国家网要求及ITU有关建议。
农村无线接入系统
关键词:农村无线接入系统
项目简介:该系统以最低成本解决农村地区从乡镇到行政村的通信问题;系统价格低廉、稳定可靠、配置灵活、操作简便;工作频率可采用450MHz或800MHz;采用单基站大区覆盖方式, 覆盖半径可达15公里以上;提供基本业务为电话、传真及低速率数据 (600b/s, 1.2kb/s, 2.4kb/s, 4.8kb/s, 9.6kb/s) ;系统由基站、基站控制器、操作维护中心和用户单元组成;基站控制器提供本地交换机与无线基站间的接口;操作维护中心提供用户管理、系统管理、安全管理、系统工作状态实时监控、系统测试等功能。
数字微波通信系统
关键词:微波通信通信网
项目简介:该系统综合了国外同类产品的优点, 在技术已成熟的WSX.960-1型机的基础上做了较大改进。系统调制解调器的设计大量采用数字大规模集成电路、厚模电路及表面贴装工艺。系统由异步微波帧复接、具有内外层双重保护的1+1无损伤倒换、限带模式的调制解调、自适应均衡、数字公务、分集接收和全国态化的微波收发信机组成。
工作频率覆盖了2GHz～15GHz各频段。该系统非常适用于省内微波通信干线, 支线及专业通信网。其调制解调复接机还可用于1800和2400路的模拟微波设备数字化改造。
直放站监控系统
关键词:直放站监控系统
项目简介:该系统提供无人守候的监控装置, 使用户在基站就可清楚地了解直放站的运行情况。该系统可提供数十个监控点, 包括模拟 (可变电压) 、数字 (开关) 等信号。系统的接收显示装备具有LCD和LED显示功能, 同时具有声响告警功能。系统不占用蜂窝频率, 其频率设置在个ACS制式1号信道之下。该系统设备灵敏度高、体积小、存放方便, 安装简易。
微波数字环路系统
关键词:接口数字环路系统无线接入
项目简介:微波数字环路系统是一种无线接入方式, 能将电话或数据信号 (传真、计算机串行数据等低速率信号) 直接进行零次群复接, 并通过微波传输后与本地交换局联接。也可用于无线接入系统中元线基站或基站控制器与本地交换局间的传输。利用一个2Mbit/s接口最大可提供120个用户线。该设备提供两种对外接口, 一种是2Mbit/s数字接口, 接口指标符合cclTT-G703建议。该接口可直接与程控交换机接口;另一种为用户线接口, 该接口灵活地接入用户话机和程控用户线接口, 该接口可灵活地接入用户话机和程控交换机。
该设备组网方便, 灵活适用于广大农村、矿山、油田、铁路、公安部门等。
PMP-1560点对多点数字微波通信系统
关键词:微波通信系统多址连接
项目简介:该系统采用随机请求定约, 时分多路复用, 按需分配多址连接 (RR-个DM-DAMA) 技术, 为广大农村用户以及局部地区专业网而设计的一种新型数字微波通令系统。系统特点:PMP-1560是由一部中心站和位于不同方向, 不同距离的若干个用户站, 接力站设备所组成。中心站设备的容量为256线或512线。用户站和接力站设备的容量为16线 (加从站可扩容) 。系统具备60条无线话务信道 (64Kbit/s) , 当选用公共信道板时, 还可提16条公共信令信道。话务量为47爱尔兰。工作频段为1427-1525MHZ, 相邻波道隔4MHZ。同波道收发频率间隔49MHZ。
未来移动通信系统及其关键技术 篇8
一、未来移动通信技术的特点
第四代移动通信作为未来移动通信技术是一个动态的、自适应的系统, 能够有效提高频率的分配与管理, 能快速的、动态的自适应多层路由技术和智能无线电组网技术。
具备的特点有:通信速度更快, 最大传输速率能达到100Mb/s;兼容性更好;灵活性更强;自适应的分配资源能对业务流大小做出准确处理, 智能信号处理器也具有更强的智能性、适应性和灵活性;无线频谱利用率更高, 提高无线频率的使用效率和系统的可实现性;业务类型更广泛, 使个人通信、信息系统、广播和娱乐等多项业务无缝连接成一个整体;无线系统容量很大, 并引入了空分多址技术;终端手机多样化和智能化。
二、未来移动通信系统的网络体系结构
未来移动通信系统网络被称为广带接入和分布网络, 在不同的固定无线平台上都可以提供无线服务, 在跨越不同频带的网络中也能提供信息通信以外的数据进行采集、定位定时、远程控制。
未来移动通信系统的网络体系有三层:第一层是物理层, 又叫接入层, 是提供接入和选路的功能;第二层叫网络层, 也称承载层, 是起到链接作用, 作为桥接的载体提供QOS映射, 进而实现地址转换、即插即用、安全管理和有源网络。第三层是应用层, 与网络业务执行技术层之间行了开放式接口, 为第三方的开发提供新业务。
三、未来移动通信系统的关键技术3.1多入多出技术
多入多出技术是无线通信行业的关键技术之一, 利用多个天线在发送端和接收端解决无线信道的衰落, 实现就算不增加系统宽带和天线发射功率的情况下也能使无线系统的容量得到有效提高。
3.2先进的信号处理及传输技术
OFDM是无线环境下高速传输技术, 将频率分给子信道之后实现各子载波并行传输, 能抗多径干扰与窄带干扰;自适应传输技术是未来移动通信系统基带信号处理的核心技术, 根据无线网络不同情况选取不同传输方式保证无线传输的效果, 在信道状况较差时也能采用很好的调制方案。
3.3智能天线技术
智能天线技术是基于自适应天线原理的移动通信新技术, 能抑制信号的干扰并自动跟踪和数字调节波束。智能天线形成波束在空间范围内交互穿插, 形成干扰流, 增强特殊范围内想要的信号, 既能改善信号质量, 又能增加传输容量。
3.4软件无线电技术
软件无线电是利用数字信号进行处理的技术, 在编程平台上对无线电的标准、模块等硬件进行软件加载方式来实现开放式结构。软件无线电的核心思想是在靠近天线的地方使用宽带变换器, 用软件定义无线功能, 其软件系统包括无线信令规则与处理软件、信号流变换软件等多个软件类别。
3.5认知无线电技术
认知无线电在1999年被提出, 是指无线终端具备足够的认知能力, 不断感知外界的环境变化, 自适应调整内部通信机理来达到适应变化的功能。
当下比较先进的该种技术是CDMA空中接口技术, 能达到1bit/s Hz。认知无线电技术的出现, 不仅解决了频谱资源的不足, 更实现了频谱的动态管理, 提高频谱利用率, 创造了一个全新的局面。
四、结论
当前社会正处于一个移动通信、无线技术高速发展的时期, 人们对其技术要求也越来越高, 在日常生活中是不可或缺的组成部分, 移动、无线技术领域也在不断更新、改革。
然而要想真正实现未来移动通信系统还有很多难题, 未来移动通信系统网络结构的可行性、灵活性以及关键技术的攻克都要有充分的准备来应对, 但是这是移动通信事业的必然发展趋势。
未来的移动通信技术会更具有高数据率、高频利用率、低发射功率, 也更具有灵活业务的支撑能力, 将使人们的生活更加方便快捷。
摘要：二十一世纪, 知识经济和信息经济飞速发展, 在技术革命的推动下, 移动通信技术不断突破, 形成全面、完善、高效的移动通信系统。在未来的社会发展中, 人们对于移动通信技术的水平会不断提高。本文首先对未来移动通信系统的特点进行简单概述, 说明其网络结构, 并探讨未来移动通信系统的几种关键技术, 并对其发展进行规划与展望。
关键词：移动通信技术,未来移动通信系统,关键技术
参考文献
[1]尤肖虎, 陈明.未来移动通信系统展望和我国的发展战略[J].电气电子教学学报, 2013, 02:1-5+8.
[2]郑德山.第四代移动通信系统及其关键技术[J].微电子技术, 2013, 06:13-15+18-25.
未来通信技术 篇9
光纤通信技术是通过光学纤维传输信息的通信技术。所谓光纤就是能长距离传输信号的细长的圆柱形玻璃丝, 它由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成, 通常为了保护光纤, 包层外还往往覆盖一层塑料加以保护。光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐, 发展非常迅速。
2 光纤通信技术的特点
2.1 频带极宽, 通信容量大。
光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽, 光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统, 由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量, 特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前, 单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。
2.2 损耗低, 中继距离长。
目前, 商品石英光纤损耗可低于0~20d B/km, 这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤, 其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路, 由于中继站数目的减少, 系统成本和复杂性可大大降低。
2.3 抗电磁干扰能力强。
光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料, 不易被腐蚀, 而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力, 它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰, 也不受人为释放的电磁干扰, 还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域 (如电力传输线路和电气化铁道) 的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应, 光纤传输系还特别适合于军事应用。
2.4 无串音干扰, 保密性好。
在电波传输的过程中, 电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰, 而容易被窃听, 保密性差。光波在光纤中传输, 因为光信号被完善地限制在光波导结构中, 而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收, 即使在转弯处, 漏出的光波也十分微弱, 即使光缆内光纤总数很多, 相邻信道也不会出现串音干扰, 同时在光缆外面, 也无法窃听到光纤中传输的信息。
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。由于光纤通信具有以上的独特优点, 其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。
3 光纤通信技术的发展趋势
对光纤通信而言, 超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标, 而全光网络也是人们不懈追求的梦想。
3.1 超大容量、超长距离传输技术
波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量, 在未来跨海光传输系统中有很大的应用前景, 这几年波分复用系统发展也确实十分迅猛。目前, 1.6Tbit/s的WDM系统已经大量商用, 同时, 全光传输距离也在大幅度扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用 (OTDM) 技术, 与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同, OTDM技术是通过提高单信道速率提高传输容量, 其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。
仅靠OTDM和WDM来提高光通信系统的容量毕竟有限, 可以把多个OTDM信号进行波分复用, 从而大大提高传输容量。偏振复用 (PDM) 技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零 (RZ) 编码信号在超高速通信系统中占空较小, 降低了对色散管理分布的要求, 且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散 (PMD) 的适应能力较强, 因此, 现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和WDM通信系统的关键技术中。欧共体的RACE计划和美国正在执行的ARPA计划在发展宽带全光网中都部署了WDM和OTDM混合传输方式, 以提高通信网络的带宽和容量。WDM/OTDM系统已成为未来高速、大容量光纤通信系统的一种发展趋势, 两者的适当结合应该是实现Tbit/s以上传输的最佳方式。实际上, 最近大多数超过3Tbit/s的实验都采用了时分复用 (TDM、OTDM、ET-DM) 和WDM相结合的传输方式。
3.2 光弧子通信
光弧子是一种特殊的ps数量级上的超短光脉冲, 由于它在光纤的反常色散区, 群速度色散和非线性效应相互平衡, 因而, 经过光纤长距离传输后, 波形和速度都保持不变。光弧子通信就是利用光弧子作为载体实现长距离无畸变的通信, 在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。
在光弧子通信领域内, 由于其具有高容量、长距离、误码率低、抗噪声能力强等优点, 光弧子通信备受国内外的关注, 并大力开展研究工作。美国和日本处于世界领先水平。美国贝尔实验室已经成功实现了将激光脉冲信号传输5920km, 还利用光纤环实现了5Gbit/s、传输15000km的单信道孤子通信系统和10Gbit/s、传输11000km的双信道波分复用孤子通信系统;日本利用普通光缆线路成功地进行了超高20Tbit/s、远距离1 000km的孤立波通信, 日本电报电话公司推出了速率为10Gbit/s、传输12 000km的直通光弧子通信实验系统。在我国, 光弧子通信技术的研究也有一定的成果, 国家"863"研究项目成功地进行了OTDM光弧子通信关键技术的研究, 实现了20Gbit/s、105km的传输。近年来, 时域上的亮孤子、正色散区的暗孤子、空域上展开的三维光弧子等, 由于它们完全由非线性效应决定, 不需要任何静态介质波导而备受国内外研究人员的重视。
光孤子技术未来的前景是:在传输速度方面采用超长距离的高速通信, 时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10~20Gbit/s提高到100Gbit/s以上;在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE, 光学滤波使传输距离提高到100000公里以上;在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。当然, 实际的光孤子通信仍然存在许多技术难题, 但目前已取得的突破性进展使我们相信, 光孤子通信在超长距离、高速、大容量的全光通信中, 尤其在海底光通信系统中, 有着光明的发展前景。
3.3 全光网络
未来的高速通信网将是全光网。全光网是光纤通信技术发展的最高阶段, 也是理想阶段。传统的光网络实现了节点间的全光化, 但在网络结点处仍采用电器件, 限制了目前通信网干线总容量的进一步提高, 因此, 真正的全光网成为一个非常重要的课题。
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之中, 它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。
摘要：光纤是通信网络的优良传输介质, 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, 光纤通信的问世使高速率、大容量的通信成为可能, 目前它已成为最主要的信息传输技术。介绍我国光纤通信的技术特点, 并对光纤通信技术的发展趋势进行论述。
关键词：光纤通信,技术特点,全光网络,发展趋势
参考文献
未来新技术展望 篇10
太空梯
如果能制造出连接宇宙与地球表面的太空梯,即使不用火箭,人类不也能造访卫星,随心所欲地进入宇宙、遨游太空了吗?早在上世纪50年代,前苏联工程师尤利·阿尔图塔诺夫就提出了这个设想,这个设想在后来的科幻小说、科幻影片中频繁出现。
从理论上讲,太空梯并不神奇:在地球赤道的海面上建造一个平台,从距赤道上空约3600千米高的静止卫星上降下一条长达10万千米的缆绳,把它锚定在平台上,随地球同步旋转,旋转所产生的离心力恰好抵消了地球引力,它便得到一个向外的张力,在张力的作用下,将太空梯竖直起来。然后用一个由激光或磁场提供能量的升降器在缆绳上上下移动,运送乘客或货物。由于太空梯是垂直行驶,车与轨道之间还应有某种固定装置,科学家设想,在管道四周设置类似超导磁悬浮列车的悬浮磁体。车上下行进的动力,采用类似电梯的吊挂牵引,或直接利用约束磁体的磁场变化产生的电磁推力。与地球上的公共交通工具一样,太空梯内的列车也将设置成双向对开,并在适当的高度安装“站台”,以便乘客和货物上下。
时间旅行
在一些科幻作品里,我们常见到时间机器或时间隧道等。通过它们,人们可以回到已逝的古代或进入遥远的未来社会。
时间机器理论以美国吉普·索恩提出的“虫洞机器”理论最为著名。“虫洞”,就是连接宇宙遥远区域间的时空细管,因为它犹如虫在水果中打出的隧道那样而得名的。索恩设想,在地球与织女星附近有可能存在一条穿越空间的捷径,这条捷径就是虫洞。如果宇宙飞船穿越虫洞,就会发现原来可望而不可即的遥远的织女星就在眼前。如果穿越不了虫洞,宇宙飞船就回到了过去的世界。
理论上,虫洞内的空洞是极微小、极狭窄的通道,且被扭曲得极不自然,因此无法使它保持畅通,即使能开通,也只是一瞬间。一个虫洞要成为可穿越虫洞,其半径必须远远大于一光年。对此,索恩设想用频繁发生的量子时空起伏将普朗克尺寸的虫洞扩大到人或飞船能够通过。所谓普朗克尺寸是按量子力学上考虑的最小长度,约10-33厘米;其次,用不让虫洞蜕变的所谓高热质物质使之稳定。
物理学家霍金认为,时间是线性的,只能向前,不能向后的特性是不容破坏的。不论用什么样的事物制造时间机器,终不会成功。时间机器不过是终极幻想了。而索恩则认为:“在物理学深刻认识量子引力理论之前,我们谁也不能下结论。”
延长寿命
人体一生中,细胞大约分裂50次就停止。随着细胞分裂次数的增加,染色体其他部分的基因也会发生变化,细胞的功能也会随之降低,即我们所说的“细胞老化”。
但并不是一切分裂细胞以同样的速度老化。在骨髓或肝脏起到细胞贮存作用的肝细胞的老化就极缓慢,而生殖细胞完全不老化。癌细胞更具有无限反复分裂的性质。科学家发现,在这些细胞里有一种端粒酶,它是一种具有再延伸端粒作用的酶,能够重新拧紧分裂时钟的发条。
若能让身体里的所有细胞都具有端粒酶,不就能够延长细胞的寿命了吗?科学家在试管内将端粒酶基因的一部分引入细胞,细胞的确能无限分裂,且不会出现细胞功能性障碍或癌变等。这个结果显示,使细胞长生不老还是可能的。同样的操作在人体进行,科学家发现,将端粒酶基因的一部分引入细胞,能预防动脉硬化或心脏病等疾病。
但是,在通常状态下,一切分裂细胞存在端粒酶基因的开关,总是置于“断开”状态。美国密歇根大学的教授从正常造血细胞对循环体内的淋巴激活素作出的反应中发现,端粒酶基因有将这种基因置于开或关的激素信息。若能明了其中结构,将一切分裂细胞的端粒酶基因置于“接通”的状态,或开发细胞分裂的阻化剂,人类就能人为地阻止细胞老化,根治癌症,120岁的人类寿命界限或许将会被突破并延伸到几百岁。
控制地震
地震是由于地幔作对流运动,对地壳产生压力,从而破坏了地壳表面的脆弱岩石而形成的。即使再有多少个千年后,人类的智慧也无法制止地幔的对流。但控制地震发生,还是有可能的。
地震每级间的能量之差为30多倍。代替8级地震,可以在时间上分散为引起6级地震千次左右。如果分散为4级地震,则必须引起上百万次才行。如果能将可能发生的大地震分解为级别小的地震,那样就不会出现类似汶川大地震和海地地震所造成的惨重伤亡和损失。
人们还可以在不致危及人类生命的地方制造断层,诱发小地震从而消灭大地震。据说,俄国正采用巨大装置引发小地震,以消灭大地震的研究。他们应用贮存石油的地层,在地下有意制造许多微小裂纹,成功地提高了石油的抽出率。另外,控制地下的水流,也能够影响地壳变化,制造小地震,避免大地震。
如何控制大地震的发生?关键在于影响地壳的性质。构造地壳的岩石有“结构敏感性”,即对于物理条件的微小变化,岩石的微结构会发生大的变化。例如,只要稍微改变粘土含水量,粘土的硬度就会有很大变化。据此,人们通过向地下岩石注入含表面活性剂的水,并通电流等操作,使地壳的强度、形变以及地下水的流动发生变化。用这些方法改变地壳的物理状态,从而消除作用在地壳的巨大应力,或将应力一点一点地释放掉,不让它积累。当然,控制地震,还应该精密监视整个地壳运动状态的变化,一边预测,一边不断地调整控制的方法,从而减少对毗邻板块的影响。
终极计算机
计算机操作,归根结底一句话,就是从输入到输出的“处理”,因此,计算机的处理速度必须快。而现在的计算机每秒能进行几亿次的加法计算,其机制均已达到极限。所谓终极计算机,其处理速度必须是目前计算机运算速度的百万倍以上才行。
为此,计算机研究人员正在研究用光代替电的“光计算机”和用物质分子级现象的“量子计算机”,这些计算机都能快速提高处理速度。光计算机具有光速的计算速度,且电能消耗小的优点。预计到2020年左右,将制成达到现在百倍以上速度的光计算机。量子计算机利用原子的响应,能够完成现在1 000倍以上的高速化。但是,欲实现这些梦想,必须开发与现在计算机完全不同的原理。量子计算机估计将在本世纪末实现。
当然,还有另外的路子,即可选择使用超导元件,超导元件是利用导体在低温下,其电阻为0的性质。美国正在研制使用的超导元件,能使速度达到现有计算机10万倍性能的终极计算机,也许今年底就会传来他们研制成功的喜讯。
对终极计算机而言,最重要的不是“如何实现”,而是“实现什么”。在国际合作下,科学家正在以人脑为基础,开发模拟人脑的“脑计算机”,一旦研究成功,“脑计算机”就能完成很多人类能完成的复杂事情,如识别人的容颜等。
反物质发动机
上世纪70年代,英国计划制造到距地球约6光年的巴纳德星去的“无人宇宙飞船”。当时计划用核聚变作推进动力,但因未能解决核聚变的控制和船体过分庞大等问题,计划被迫告终。
上世纪末,美国航天局推出了反物质发动机的初步设想。所谓反物质是指构成物质的质子、电子和中子等粒子存在质量相同、电荷相反的粒子。物质与反物质结合会出现“湮没”现象,并释放巨大能量。据说,一片阿司匹林大小的反物质,同物质湮没产生的能量,足以让一艘飞船游弋几百光年,而航天飞机那巨大的燃料箱和推进器中的燃料,只要用100毫克的反物质代替。所以制造能量大、质量轻的反物质发动机是最佳选择。
目前按“湮没”方式设计的反物质发动机主要有固体核心、气体核心、离子浆核心和粒子束核心4种。其中,粒子束核心湮没是直接通过一对一的湮没,然后以磁场控制带电介子,并把它们直接从喷口喷射出去。这种方式的优点是,只需要反物质燃料,不需要推进剂,可以极大地减少飞船的负载。使用粒子束核心发动机的飞船速度可能达到116千米每秒。预计使用粒子束核心反物质发动机的飞船从地球的火星,只需要24个小时到2个星期。使用粒子束核心反物质发动机只需要几毫克反物质就可以在太阳系内游弋。
黑洞发电站
随着地球能量日益枯竭,支撑地球文明的太阳能量也变得捉襟见肘,人类进入了能量匮乏的宇宙时代。有趣的是,吞食包括光线在内的一切物质的可怕怪物—黑洞却潜藏着巨大的能源,可供人类今后开发利用。
我们都知道,发电机是由转子和定子组成。转子在有磁性的定子中旋转,切割磁力线即可产生电流。法国天体物理学家T·达摩设想,在一个带电旋转黑洞周围设置一个磁场,借助黑洞的旋转,就可发出强大的电流来。
英国著名的物理学家罗述·彭罗斯还提出了一种利用黑洞转动能的理论。以转动的克尔黑洞而言,彭罗斯设想,朝黑洞的能层抛出一个物体,这个物体在黑洞能层中被黑洞的潮汐力分裂成两部分,一部分被黑洞捕获落向黑洞的中心,另一部分带着从黑洞吸收的能量被抛出黑洞,回收被抛出的部分,就可利用从黑洞中获得的能量。
