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第1篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞：通訊技術(shù)，光纖技術(shù)

Abstract: at present, in actual use quite promising a communication technology of optical fiber communication technology that has become a modern communication very important pillar. As a new generation of global information technology revolution one of the important marks, optical fiber communication technology has become the of all kinds of information society, diverse and complex information main transmission medium, and the deep, wide range of changed the whole information network architecture, to the modern information society the most solid communication foundation identity, show to the world the infinitely better prospects for development.

Keywords: communication technology, optical fiber technology

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A文章編號：

自上世紀光纖通信技術(shù)在全球問世以來，整個的信息通訊領(lǐng)域發(fā)生了本質(zhì)的、革命性的變革，光纖通信技術(shù)以光波作為信息傳輸?shù)妮d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(yōu)點，從而備受通信領(lǐng)域?qū)I(yè)人士青睞，發(fā)展也異常迅猛。

1 光纖技術(shù)的發(fā)展里程

近十幾年來，光纖通信技術(shù)有了長足的進展，其中的新技術(shù)也不斷被發(fā)掘，大大提高了傳統(tǒng)意義上的通信能力，這使得光纖通信技術(shù)在更大的范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。

光纖通信技術(shù)是指把光波作為信息傳輸?shù)妮d波，以光纖作為信息傳輸?shù)拿浇?，將信息進行點對點發(fā)送的現(xiàn)代通信方式。光纖通信技術(shù)的誕生及深入發(fā)展是信息通信史上一次重要的改革。光纖通信技術(shù)從理論提出到工程領(lǐng)域的技術(shù)實現(xiàn)，再到今天高速光纖通信的實現(xiàn)，前后經(jīng)歷了幾十年的時間。

上世紀六十年代開始的光纖通信技術(shù)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(jīng)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(shù)的發(fā)展歷程，可以把光纖通信技術(shù)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?shù)墓饫w通信技術(shù)。

2 光纖通信技術(shù)優(yōu)勢

2.1 頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有大得多的傳輸帶寬，光纖通信系統(tǒng)的于光源的調(diào)制特性、調(diào)制方式和光纖的色散特性。散波長窗口，單模光纖具有幾十GHz·km的寬帶。對于單波長光纖通信系統(tǒng)，由于終端設(shè)備的電子瓶頸效應(yīng)而不能發(fā)揮光纖帶寬大的優(yōu)勢。通常采用各種復(fù)雜技術(shù)來增加傳輸?shù)娜萘?，特別是現(xiàn)在的密集波分復(fù)用技術(shù)極大地增加了光纖的傳輸容量。采用密集波分復(fù)術(shù)可以擴大光纖的傳輸容量至幾倍到幾十倍。目前，單波長光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分復(fù)術(shù)實現(xiàn)的多波長傳輸系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)達到單波長傳輸系統(tǒng)的數(shù)百倍。巨大的帶寬潛力使單模光纖成為寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的首選介質(zhì)。

2.2 損耗低，中繼距離長。目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖損耗可低于0.20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質(zhì)的損耗都低，因此，由其組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其他介質(zhì)構(gòu)成的系統(tǒng)長得多。如果將來采用非石英系統(tǒng)極低損耗光纖，其理論分析損耗可下降的更低。這意味著通過光纖通信系統(tǒng)可以跨越更大的無中繼距離;對于一個長途傳輸線路，由于中繼站數(shù)目的減少，系統(tǒng)成本和復(fù)雜性可大大降低。目前，由石英光纖組成的光纖通信系統(tǒng)最大中繼距離可達200多km，由非石英系極低損耗光纖組成的通信系至數(shù)公里，這對于降低通信系統(tǒng)的成本、提高可靠性和穩(wěn)定性具有特別重要的意義。

2.3 抗電磁干擾能力強.我們知道光纖原材料是由石英制成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯(lián)系的一個重要特性是光波導(dǎo)對電磁干擾的免疫力，它不受自然界的雷電干擾、電離層的變化和太陽黑子活動的干擾，也不受人為釋放的電磁干擾，還可用它與高壓輸電線平行架設(shè)或與電力導(dǎo)體復(fù)合構(gòu)成復(fù)合光纜。它是一種非導(dǎo)電的介質(zhì)，交變電磁波在其中不會產(chǎn)生感生電動勢，即不會產(chǎn)生與信號無關(guān)的噪聲。這樣，就是把它平行鋪設(shè)到高壓電線和電氣鐵路附近，也不會受到電磁干擾。這一點對于強電領(lǐng)域(如電力傳輸線路和電氣化鐵道)的通信系統(tǒng)特別有利。

第2篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞：通信傳輸技術(shù)；光通信；光纖；石油工業(yè)

1光纖通信技術(shù)簡介

光通信傳輸技術(shù)近幾十年興起的一種新技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)發(fā)達的今天，利用光通信技術(shù)來進行數(shù)據(jù)交換，使用很頻繁。所謂的光通信，是一種以光的波為媒介來進行傳輸信息的通信方式。無線電波是發(fā)源比較早的通信傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)，光波和無線電波一樣都屬于電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長要短一些。因此，相比之下光波具有傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強和通信數(shù)據(jù)量大的優(yōu)點。根據(jù)光波波長的長短，可以分為紫外光、可見光和紅外光。其中只有可見光才能為人所看得見，其他波長的光是人看不見的。但是這些不同波長的光都能用來傳輸數(shù)據(jù)。如果從光源的特性上來分，可以將光分為非激光通信和激光通信。如果按照廣的傳輸媒介來區(qū)分，可以將光分為有線光通信和無線光通信。常說的光通信傳輸，一般有這五種：紫外線通信、紅外線通信、大氣激光通信、藍綠光通信和光纖通信。

在光纖傳輸技術(shù)發(fā)展中具有里程意義的發(fā)展大紀事有這些：在1966年提出了高錕提出光傳輸理論；于1976年光纖傳輸?shù)膶嵱没a(chǎn)品出現(xiàn)；20世紀80年代PDH開始有規(guī)模的進行使用；20世紀90年代初SDH標準組建完善，但當時PDH仍為主力；在1994年SDH逐步成為傳輸?shù)氖走x設(shè)備；在1998年DWDM開始進行建設(shè)，ASON技術(shù)步入了探討階段，人們開始研發(fā)ASON技術(shù)；在1999年DWDM進行大規(guī)模的建設(shè)，開始著手全光網(wǎng)的試驗工作；在2001年MSTP技術(shù)開始出現(xiàn)了并逐漸在工業(yè)生產(chǎn)中投入使用；在2003年ASON/OADM技術(shù)開始步入使用階段；在2005年ASON進行大規(guī)模的建設(shè)，ROADM技術(shù)進入了骨干網(wǎng)?，F(xiàn)今光纖傳輸通信技術(shù)在我國各行各業(yè)都有重要的地位，很多地方都是采用光纖技術(shù)來進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

2光纖通信技術(shù)特點

文章中的光通信傳輸技術(shù)在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要是指在油氣田和長輸管線上的傳輸。文章將光通信傳輸介質(zhì)的四種不同技術(shù)進行對比分析，這四種技術(shù)是：RPR技術(shù)（也叫光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)）、ATM技術(shù)（Asynchronous Transfer Mode顧名思義就是異步傳輸模式技術(shù)）、OTN技術(shù)（光傳送網(wǎng)技術(shù)）、SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(MSTP技術(shù))。SDH也稱為同步數(shù)字體系。

2.1 光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)

光以太網(wǎng)彈性分組環(huán)技術(shù)（RPR技術(shù)）對于實時性的時分復(fù)用業(yè)務(wù)，RPR技術(shù)定義了協(xié)議,在實際中需要得到進一步的驗證。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而言，RPR技術(shù)具備絕對的優(yōu)勢，可以根據(jù)用戶的需求來分配帶寬，該技術(shù)支持統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)和空間復(fù)用技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)正常運營的情況下，可使帶寬利用率相對SDH網(wǎng)絡(luò)提高3-4倍。RPR技術(shù)還可以對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進行優(yōu)化，能有效的支持IP的突發(fā)特性。

2.2光傳送網(wǎng)

光傳送網(wǎng)也就是OTN技術(shù)，它是采用基于TDM體制的一種復(fù)用技術(shù)，每路信號占用在時間上固定的比特位組，信道通過位置進行標識，有獨特的幀結(jié)構(gòu)，可以區(qū)分不同等級速率，還能在同一網(wǎng)絡(luò)中綜合不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，對于非實時性業(yè)務(wù)和實時性業(yè)務(wù)都能提供相應(yīng)的承載，該技術(shù)實現(xiàn)了從窄帶到寬帶的綜合業(yè)務(wù)傳輸。該技術(shù)的傳輸設(shè)備可以直接提供工業(yè)標準的通信協(xié)議接口，不需要借助其他的接入設(shè)備。缺點是該技術(shù)被壟斷，設(shè)備的維護受原廠家的束縛，與其他非OTN網(wǎng)絡(luò)進行連接總會有些莫名其妙的故障，設(shè)備的兼容性比較差。

2.3 異步傳輸模式

異步傳輸模式技術(shù)也稱為ATM技術(shù)，ATM雖然可以承載實時性業(yè)務(wù)中的時分復(fù)用業(yè)務(wù)，但每一個節(jié)點的延時都要大于SDH傳輸制式，特別是故障時系統(tǒng)切換時間較SDH傳輸制式長，所以一般在時分復(fù)用業(yè)務(wù)的承載方面不用ATM技術(shù)。另外，ATM技術(shù)沒有低速率的接口，需要增加新的接入設(shè)備，這些設(shè)備的價格高其協(xié)議也復(fù)雜。對于視頻業(yè)務(wù)，由于其具有很高的突發(fā)度，而ATM技術(shù)能夠很好地支持具有突發(fā)性的可變比特率業(yè)務(wù),并且其固有的設(shè)計已經(jīng)充分考慮了業(yè)務(wù)QOS(服務(wù)質(zhì)量)問題，因此可以實現(xiàn)承載。在非實時性業(yè)務(wù)的傳輸中，由于ATM技術(shù)存在帶寬利用率較低的問題，它也沒有音頻等低速接口，這就需設(shè)接入新的設(shè)備。

2.4 MSTP技術(shù)

MSTP技術(shù)是SDH及基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺的縮寫，該技術(shù)也是一種光纖傳輸體制，它以同步傳送模塊為基本概念，其模塊由三部分構(gòu)成：段開銷(SOH)、管理單元指針（AU）和信息凈負荷。MSTP技術(shù)的特點有：第一，克服了SDH設(shè)備中的一些不足，多數(shù)情況下不需要額外的接入設(shè)備，但新技術(shù)產(chǎn)品的增加可能會需要增加新的接入設(shè)備。第二，能利用虛容器方式來兼容各種PDH的體系。第三，SDH傳輸網(wǎng)具有智能化的路由配置能力、能方便的上下電路、監(jiān)控維護管理的能力比較強、光接口的標準相對統(tǒng)一。

3光通信傳輸技術(shù)在石油工業(yè)中的應(yīng)用

根據(jù)上文所描述，可知這四種技術(shù)各有優(yōu)缺點。在實際應(yīng)用中應(yīng)該充分考慮各個技術(shù)的特點綜合性的來運用這些技術(shù)服務(wù)于生產(chǎn)。在油氣田和長輸管道上我們結(jié)合工程的實際情況，核算工程成本進行合理的優(yōu)化，選擇一種適合油氣田和長輸管道傳輸技術(shù)發(fā)展方向的技術(shù)組合來實現(xiàn)光纖通信傳輸，這么做極大地提高了生產(chǎn)效率，同時也降低了生產(chǎn)成本?，F(xiàn)實中的情況和參數(shù)如表1所示。

根據(jù)實際情況參數(shù)比對表中的參數(shù)，經(jīng)過分析在具體的光通信使用中，進入如下設(shè)計和安排：

在油氣田和長輸管線光通信傳輸網(wǎng)制式上的選擇可以是一個制式獨立組網(wǎng)，也可以是多種制式混和組網(wǎng)，應(yīng)根據(jù)項業(yè)務(wù)量和業(yè)務(wù)種類來確定采用何種技術(shù);一個制式單獨組網(wǎng)可以選擇OTN,也可以選擇MSTP;但由于目前MSTP技術(shù)對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解決還存在一定局限性,可以采用MSTP與RPR或IP混合組網(wǎng),由MSTP承載語音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),由RPR或IP來承載視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

參考文獻

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第3篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代光纖；通訊傳輸技術(shù)；意義及現(xiàn)狀

中圖分類號：TN929.11 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）6-0015-02

現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)已以應(yīng)用到當前通信技術(shù)領(lǐng)域，使通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)因信息量過大造成的傳輸慢以及其他現(xiàn)象不再出現(xiàn)。光纖技術(shù)在通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)信息在傳遞過程中具有傳遞速度快捷、抗干擾能力強、信息傳遞量更大等優(yōu)質(zhì)性能，所以在社會各領(lǐng)域中的應(yīng)用廣受群眾及電信企業(yè)親睞?，F(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)在應(yīng)用中也略有瑕疵，由于受到光纖自身特性影響，數(shù)據(jù)信息信號強度在傳遞過程中隨著距離的增加而減弱，所以在遠距離數(shù)據(jù)信息傳遞過程中信息質(zhì)量有不到有效保障。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)不斷發(fā)展，光纖通訊傳輸技術(shù)應(yīng)用范圍更為廣泛，為我國通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展做出重要貢獻。

1 現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)基本概念簡述

現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)就是將光作為數(shù)據(jù)信息傳遞載體，利用光纖自身具有的光傳導(dǎo)性進行數(shù)據(jù)信息傳遞，從而塑造出的一種數(shù)據(jù)傳輸新技術(shù)，同時也是有線通信技術(shù)中的一種新技術(shù)。光通過調(diào)變后可以攜帶數(shù)據(jù)信息，然后通過光纖自身光傳導(dǎo)性進行數(shù)據(jù)信息傳遞。光纖通訊傳輸技術(shù)在進行數(shù)據(jù)信息傳遞過程中，數(shù)據(jù)信息傳遞量十分龐大，而且數(shù)據(jù)信息傳遞過程中的安全性得到很大保障，同時數(shù)據(jù)信息傳遞速度受到光傳遞速度影響，在傳輸過程中的速度十分快捷。光纖通訊傳輸技術(shù)在當前有線通信技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)展最為迅速，同時也是有線通信技術(shù)領(lǐng)域中的主流信息傳遞方式。在現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)應(yīng)用過程中，電子計算機將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)輸入到發(fā)送機中，發(fā)送機將數(shù)據(jù)信息調(diào)制處理后負載到載波上，然后通過光纖將載波傳遞到遠程接收端，由接收機將載波上的信息重新還原成數(shù)據(jù)信息。我國光纖通訊傳輸技術(shù)最早起源于1980年，它的出現(xiàn)為我國通信技術(shù)領(lǐng)域造成很大影響，同時對促進我國通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展有著特殊意義?，F(xiàn)代光纖通訊傳輸結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2 現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)特點簡述

①光纖通訊傳輸技術(shù)受到光纖材質(zhì)特性影響，其本身帶寬大約為50 000 GHz，所以頻帶寬相對很大，使數(shù)據(jù)信息在傳遞過程中的信息傳遞量更為龐大。頻帶寬對部分高質(zhì)量信息傳遞有著很重要影響，當前正處于數(shù)據(jù)信息時代，對數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量、速度要求更為嚴格，傳統(tǒng)通訊傳輸技術(shù)已無法滿足現(xiàn)當前通訊領(lǐng)域需求。光纖通訊系統(tǒng)在進行單長波進行處理上，由于受到終端設(shè)備特性影響，使光纖在傳遞載波過程中無法發(fā)揮寬頻帶優(yōu)勢，所以在光纖通訊技術(shù)應(yīng)用時要結(jié)合一些輔助技術(shù)，在基礎(chǔ)上增加光纖通訊的信息傳遞量，其中最突出的就是密集波分復(fù)合技術(shù)的應(yīng)用。

②由于光纖制作材質(zhì)為石英，所以在信息傳遞過程中的損耗相對更低，對于信息中繼距離傳遞優(yōu)勢更為顯然?，F(xiàn)階段光纖通訊技術(shù)在通訊過程中的損耗可以控制在0.1 Db/km之內(nèi)，與其他通信傳遞技術(shù)相比在降低損耗方面占有絕對優(yōu)勢，所以使光纖在進行數(shù)據(jù)信息傳遞過程中可以進行更長的中繼距離傳輸。目前石英材質(zhì)光纖最長終極距離傳輸約為350 km，由非石英材質(zhì)制成的低損耗光纖在中繼距離傳輸上，通過結(jié)合其他輔助技術(shù)最遠距離可達到數(shù)萬千米，這種超遠中繼距離光纖傳輸技術(shù)目前多數(shù)應(yīng)用于海底通信，使海底通信光纖在使用過程中安全性、可靠性與穩(wěn)定性受到有效保障。光纖傳輸流程示意圖如圖2所示。

③光纖在使用時受到石英制材影響，其自身是絕緣體材料構(gòu)成，所以在抗電磁干擾能力上更為強大。石英材質(zhì)構(gòu)成的光纖在使用過程中絕緣性十分良好，而且受到材質(zhì)本身特性影響在使用中不易損壞。在傳統(tǒng)通訊傳輸線路使用上，容易受到自然雷電、太陽黑子活動以及電離層等自然因素影響，同時電能輸送設(shè)備在運行中的電流釋放也會對其產(chǎn)生很大影響。石英光纖是絕緣體材質(zhì)，所以在使用過程中對自然電磁干擾抵抗能力上占有絕對優(yōu)勢，與其相鄰近的高壓電力設(shè)備以及鐵路線路產(chǎn)生的電磁干擾也無法對其造成影響。隨著光纖通訊傳輸技術(shù)不斷發(fā)展，光前在架設(shè)過程中可以與高壓輸電線平行架設(shè)，或者可以與電力導(dǎo)體結(jié)合城構(gòu)成復(fù)合型光纜。

④光纖通訊技術(shù)在實際應(yīng)用中，光信號傳遞全程都被限制在光纖內(nèi)部，外部各種自然因素以及非自然因素無法對光信號產(chǎn)生影響，所以使光纖通訊過程中不會受到串音干擾。光纖內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)周圍由不透明塑料皮嚴密包裹，所以電磁波在進入光纖內(nèi)部之前就被塑料皮完全吸收，同時對光纖內(nèi)部信息傳遞安全性得到有效保障，外界無法通過設(shè)備干擾對內(nèi)部光負載的信息進行截取。在同一電纜中的不同材質(zhì)光纖之間也不會出現(xiàn)串音干擾現(xiàn)象，二者都受到絕緣塑料皮的有效保護，使光在傳播過程中不會造成彼此之間的不良影響。

⑤傳統(tǒng)通訊傳輸技術(shù)中的線路主要以銅為主要材質(zhì)，由于銅受到自身存儲量影響在制造成本上過高?，F(xiàn)階段制作光纖的原材料主要以石英與其他材質(zhì)為主，在材質(zhì)選擇上對金屬需求量不是很高，而石英等材質(zhì)在制造成本上相對較低，所以在基礎(chǔ)上降低了通訊傳輸線路的成本。光纖在使用過程中能源消耗相對較低、耐腐蝕性相對較強、抗電磁與核輻射能力相對較強，但同時也受到自身材質(zhì)特性影響，材質(zhì)強度相對較低、彎曲半徑相對較小，所以光纖在連接與分路作業(yè)中操作難度較高。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，會有更加優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)被應(yīng)用到光纖生產(chǎn)中，使其在保持光纖特性的同時，也能使現(xiàn)階段光纖材質(zhì)的弱點受到有效彌補。

3 現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)發(fā)展趨勢簡述

3.1 向全光網(wǎng)技術(shù)方向發(fā)展

全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是指光纖內(nèi)部光信號在全程傳輸過程中，數(shù)據(jù)信息都以光負載形態(tài)存在，只有在到達網(wǎng)絡(luò)客戶端的時候才還原成數(shù)據(jù)信息。光纖通訊傳輸技術(shù)向全光網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢在于，可以有效提高信號傳遞過程中的速度，降低因網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處理問題造成的數(shù)據(jù)信息負載量有限問題發(fā)生，同時也可以有效提高光纖通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)的總體利用率。我國現(xiàn)階段在全光網(wǎng)技術(shù)研究上還有很大空白，需要不斷引進國外先進研究成果，使我國光纖通訊傳輸技術(shù)進入一個新的時代。

3.2 向超高速信息傳遞時展

當前我國光纖通訊傳輸技術(shù)在基本上滿足了社會更領(lǐng)域發(fā)展需要，但對于電信企業(yè)來說仍存有很多問題，其中最為主要的就是我國超高速信息傳遞技術(shù)發(fā)展緩慢。部分發(fā)達國家在超高速信息傳遞技術(shù)研究及應(yīng)用上已取得很多成果，部分國家實現(xiàn)10 Gbps的信號傳輸速度，而且在超高速信息傳遞技術(shù)應(yīng)用范圍上也十分廣泛，所以我國在超高速信息傳遞技術(shù)發(fā)展上仍處于起步階段。我國現(xiàn)階段光纖線路無法超高速信息傳遞技術(shù)應(yīng)用，無論是在信息承載數(shù)量上還是信息承載規(guī)模上都受到很大限制，所以在超高速信息傳遞技術(shù)上還有待研發(fā)。超高光纖技術(shù)在建設(shè)使用中，要結(jié)合其他先進輔助技術(shù)應(yīng)用，將WDM技術(shù)與超高光纖技術(shù)以及光纖信息傳遞系統(tǒng)有效結(jié)合到一起，使光信號在傳遞過程中可以分復(fù)使用，在基礎(chǔ)上提高光的數(shù)據(jù)信息載量，同時可以有效提高光在光纖內(nèi)部的傳遞速度。我國超高速信息技術(shù)建設(shè)不是朝夕之間可以完成，主要面著WDM技術(shù)研究及應(yīng)用發(fā)展程度較低，當前大部分光纖無法適合超高速信息技術(shù)應(yīng)用。

3.3 向光網(wǎng)絡(luò)智能化方向發(fā)展

當前社會很多生產(chǎn)領(lǐng)域都在想著智能化方向發(fā)展，不僅降低了部分生產(chǎn)領(lǐng)域基礎(chǔ)成本，還提升了其生產(chǎn)效率，所以光網(wǎng)絡(luò)向智能化方向發(fā)展勢在必行，同時也是我國電信領(lǐng)域當前的主要發(fā)展方向。隨著計算機技術(shù)不斷發(fā)展，其在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍逐漸增加，其中在光纖通訊傳輸技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用可分為三類，自動連接控制技術(shù)、自動信息發(fā)現(xiàn)技術(shù)以及光纖通訊傳輸系統(tǒng)自檢和恢復(fù)技術(shù)。這三種智能化技術(shù)的應(yīng)用使光纖通訊傳輸技術(shù)更為完善，光纖通訊傳輸系統(tǒng)可以根據(jù)用戶實時需要對數(shù)據(jù)連接實現(xiàn)自動化處理，同時通過電子計算機對整個光纖網(wǎng)絡(luò)進行監(jiān)測，使將要出現(xiàn)故障以及出現(xiàn)故障區(qū)域進行快速準確的實時信息反饋，同時將準確故障信息反饋給監(jiān)控人員，同時通過內(nèi)部智能化處理將所有通過故障區(qū)域信號進行分流調(diào)整，在保證故障信息高速反饋的同時，降低因光纖故障對客戶造成的不良影響。

4 結(jié) 語

現(xiàn)代光纖通訊傳輸技術(shù)是我國電信領(lǐng)域中的主導(dǎo)技術(shù)，有效提升其技術(shù)發(fā)展可以為我國電信領(lǐng)域發(fā)展起到推動作用。當前我國在進行光纖通訊傳輸技術(shù)研究的同時，也應(yīng)借鑒國外相關(guān)先進技術(shù)成果，結(jié)合我國現(xiàn)當前光纖通訊傳輸技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提高光纖通訊傳輸技術(shù)的建設(shè)效率。

參考文獻：

[1] 夏堅.淺析現(xiàn)代光纖通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用[J].信息通信，2011，（4）.

第4篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵字：有線電視 電視網(wǎng)絡(luò) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號： G250.72文獻標識碼： A

隨著技術(shù)不斷深入發(fā)展，現(xiàn)代有線電視網(wǎng)絡(luò)也在響應(yīng)時代號召，逐步朝著具有綜合信息傳輸交換能力、能夠提供多功能服務(wù)的寬帶交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方向發(fā)展。有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要是一種采用銅軸電纜、光纜等進行微波傳輸，然后在用戶中分配聲音、圖像、數(shù)據(jù)及其他信號，為用戶提供多套電視節(jié)目乃至個種信息服務(wù)的電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。我國的有線電視技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，目前，在數(shù)字、光纜傳輸、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面得到極大的改變。

一、有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展

20世紀40年代，最初的有線電視技術(shù)起源于當時的美國賓西法尼亞州的一個山區(qū)小城，由于電視信號很差，人們難以收看，一個叫約翰•華生的人在得到相關(guān)部門許可的情況下，在山上架設(shè)了電視信號接收天線，通過同軸電纜將天線接收到的信號傳至各個用戶，這便是最早的公共天線系統(tǒng)。后來這種收視技術(shù)逐步運用到城鎮(zhèn)，同時共用天線系統(tǒng)開始增加自辦節(jié)目頻道，還擴大信號覆蓋范圍。七十年代，隨著通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，電視技術(shù)的發(fā)展有了更好的外部環(huán)境。八、九十年代，社會信息化節(jié)奏明顯加快，有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展開始進入全新時期。

二、有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸技術(shù)

有線電視得到飛速的發(fā)展，隨之電視的傳輸線也成了家家戶戶除了電燈線和電話線之外的另一天重要的線，有線電視的廣泛應(yīng)用離不開它具有的特性：有很大的發(fā)展空間、容易靈活控制、質(zhì)量好、高保密性和安全性等。微波、光纜和同軸電纜是現(xiàn)在信號傳輸?shù)娜N主要方式。

1、微波

微波用于傳輸?shù)闹饕獞?yīng)用是國家和衛(wèi)星的大微波，同時在一些簡單的線路調(diào)頻和條幅

微波上的應(yīng)用也存在。在有線電視的傳輸也能體現(xiàn)微波的使用，像通過微波頻帶寬可以增加傳輸?shù)娜萘?；在抵抗磁場和太陽黑子的干擾上也起到了重要的作用，正因為如此，經(jīng)過微波傳輸出來的信號的質(zhì)量比較高，穩(wěn)定性比較強，同時價格比較低廉，相對于光纜和同軸電纜的優(yōu)勢非常突出。當然，利用微波進行信號的傳輸也有劣勢，在使用微波進行信號的傳輸時，如果信號被物體遮擋，那么信號傳輸質(zhì)量會大大下降，特別是在一些建筑比較多，人口密集的地方。

2、同軸電纜

同軸電纜可以保證軸心重合和外導(dǎo)體絕緣，主要由四部分構(gòu)成，分別是內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體、護套和絕緣體構(gòu)成。終端的負載阻抗等于傳輸線的阻抗時是傳輸線可以配置的重要條件，因為這時反射的能量會慢慢變小。內(nèi)導(dǎo)體在導(dǎo)體損耗中所占的比重較大。一條全銅的同軸電纜的衰減量比一條外導(dǎo)體是鋁，內(nèi)導(dǎo)體為銅的同軸電纜低 6%，且銅的消耗量會馬上減少 65%。所以外導(dǎo)體為銅的同軸電纜的性能要優(yōu)于一條全銅的同軸電纜。行波會與同軸電纜導(dǎo)線上的反射波相互反應(yīng)而產(chǎn)生駐波，同軸電纜的性能或反射損耗與駐波都有關(guān)。

3、光纜

光波可以在光纖中傳播是光纜的傳輸基礎(chǔ)。光纖是一種玻璃纖維，頭發(fā)絲粗細，可以傳輸光信號，也可以稱其為光導(dǎo)纖維。通常，光密物質(zhì)是指玻璃密度大的光纖中心區(qū)，是一種導(dǎo)光物體，而衛(wèi)星與微波電視信號光纖的周圍的密度相對較低的光疏物質(zhì)所包圍，這樣情況下的折射率較低，所以光纖中輸送的光就會增加有效光的使用率，不會造成過多的消耗，使入射光密封在纖芯中可以極大地提高光纜的運輸效率。如今，石英石光纖的主要成分。光纖主要由單模和多模兩種，但是能夠?qū)嶋H應(yīng)用在有線電視信號傳輸中的只有單模光纖。一般我們對光纖的使用強度要求很高，首先會在光纖外部進行兩次涂覆，同時兩次的涂覆不一樣，第一次用硅樹脂，第二次是把一些尼龍材料涂在一層外部，做成光纖芯線，然后在光纖的外層加上安全罩，最后形成光纜，一般情況下，光纜的損耗要遠遠小于同軸電纜，而信號在較遠的光纖中運輸也不會影響有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時光纖對溫度的要求不高，所以溫度的改變不會對光纖運輸造成太大的影響。

三、有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢

未來的有線電視網(wǎng)絡(luò)將會是一個全方位的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，它將把現(xiàn)有的電視、通信技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)融合到一起，發(fā)展成為能夠在一個統(tǒng)一的平臺上實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、話音、圖像、傳真以及其他各種服務(wù)在內(nèi)的綜合性承載的多媒體綜合業(yè)務(wù)，同時還將與其他各種業(yè)務(wù)實現(xiàn)智能化的無縫連接。交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無疑是未來有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的一大趨勢，它能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬擴展到750MHZ以上，在遠距離的雙向傳輸方面運用先進的ATM技術(shù)以及IP數(shù)字傳輸技術(shù)，更高程度上保證了信號的質(zhì)量，增強了網(wǎng)絡(luò)運行中的穩(wěn)定性與可靠性，網(wǎng)絡(luò)傳輸容量也大大提高。

1、交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

這種技術(shù)能夠很好的實現(xiàn)從光纖到終端放大器的無中繼信號傳輸，很大程度上縮小了光節(jié)點，使得有線電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)指標更加可靠；通過對同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的雙向化改造，提升了網(wǎng)絡(luò)的帶寬，促使網(wǎng)絡(luò)交互功能的實現(xiàn)，最終實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)雙向傳輸。交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在滿足傳送廣播電視節(jié)目的同時，還能傳送以數(shù)據(jù)信號為主的交互式視頻點播業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)通信以及其他一些增值業(yè)務(wù)，極大的滿足了廣大用戶的實際需求，推動了有線電視網(wǎng)絡(luò)事業(yè)的發(fā)展。

2、實現(xiàn)交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)需要解決的回傳噪聲和干擾問題

網(wǎng)絡(luò)回傳噪聲主要起源于用戶終端，因此要采用匹配性能好、隔離度高的網(wǎng)絡(luò)終端。除光纖外，所有網(wǎng)絡(luò)均要采用屏蔽系數(shù)比較高的鋁管電纜或者多層屏蔽電纜。電纜的接頭適合選用駐波較好的多節(jié)式接頭，而且網(wǎng)絡(luò)中的光工作站、寬頻帶放大器等有源器件必須配備有符合國家規(guī)定的頻率分割濾波器以及相應(yīng)的網(wǎng)管系統(tǒng)。

3、交互式有線電視的網(wǎng)絡(luò)管理

交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運行的是雙向傳輸設(shè)備，因此，需要對業(yè)務(wù)用戶進行網(wǎng)絡(luò)管理。交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)管理的四個層次：一是管理和用戶相關(guān)的商務(wù)運營系統(tǒng)的業(yè)務(wù)；二是網(wǎng)絡(luò)管理，核心是集成網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)；三是單元管理，即管理各個單元層；四是網(wǎng)絡(luò)單元層，即對各個不同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行系統(tǒng)管理。四個層次通過標準接口以及通信協(xié)議規(guī)程有機協(xié)調(diào)運作構(gòu)成交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)的管理系統(tǒng)。當然，網(wǎng)絡(luò)管理層的構(gòu)成也要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)器材、發(fā)展以及業(yè)務(wù)等各種實際情況進行實時調(diào)整，這樣才能夠使網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男侍幱谧罴褷顟B(tài)

四、未來有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1、朝著數(shù)字化方向發(fā)展

數(shù)字化已經(jīng)是信息時代的重要標志，因此有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也將朝這一方向發(fā)展。數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)的模擬電視信號進行量化，并且重新編碼轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)代表的數(shù)字信號，然后再對新的數(shù)字信號進行相應(yīng)處理、傳輸、存儲和記錄。在未來的有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中運用數(shù)字化技術(shù)既能夠保證各種電視設(shè)備獲得比原有模擬式設(shè)備更高的技術(shù)性能，還能夠讓電視設(shè)備獲得更多模擬技術(shù)時代所不具有的新功能，由于數(shù)字化電視能夠?qū)Ω鞣N網(wǎng)絡(luò)信息進行數(shù)字化傳送，這就使得有線電視將提供更大的屏幕，更清晰的畫面以及更加優(yōu)質(zhì)的立體音響效果，這些無疑將能夠更好的滿足人們對于電視網(wǎng)絡(luò)生活的需要。未來，有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還將與計算機技術(shù)融為一體，實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更好發(fā)展。

2、技術(shù)趨于智能化

有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化不僅體現(xiàn)在數(shù)字化上，還將體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)化與綜合化當中。實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化將帶動數(shù)字化發(fā)展的進程，最終實現(xiàn)有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的全數(shù)字化，這將是一種憑借IP+DWDM的信號傳送模式，它能在一個平臺上實現(xiàn)各種多媒體信息服務(wù)，帶人民大眾進入一個全新的信息時代。

3、技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

通過通信衛(wèi)星，我們已經(jīng)能夠把一個個孤立的有線電視系統(tǒng)連成一個比較完整的效率相對也比較高的電視廣播覆蓋系統(tǒng)。為了適應(yīng)未來有線電視更高的技術(shù)要求，需要對有線電視系統(tǒng)進行雙向改造，通過寬帶傳送網(wǎng)絡(luò)的建立使得孤立的雙向有線電視系統(tǒng)很好的聯(lián)系到一起，從而形成一個統(tǒng)一的有線電視網(wǎng)絡(luò)信號傳輸體系。有線電視網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的連接就是有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)走向網(wǎng)絡(luò)化的重要標志。有線電視技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化進程是以HFC結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，同時還將融入寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代光纖通信技術(shù)，這樣能夠保證有線電視網(wǎng)絡(luò)擁有更加強大的綜合信息傳輸以及處理能力。

4、綜合化發(fā)展

有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不能僅僅局限于給大眾生活提供各種綜合信息服務(wù)，它必須朝著綜合化方向發(fā)展，即需要建立一個集數(shù)據(jù)、語音、視頻圖像等于一體的多媒體綜合業(yè)務(wù)平臺，這樣有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能獲得長遠的發(fā)展。未來，借助數(shù)字有線電視多媒體平臺和CMTS+Cable Modem組合來實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)無疑是有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的主旋律。

有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展是一個不斷完善不斷創(chuàng)新的過程。目前我國的有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還存在許多不盡如人意之處，為確保未來有線電視能夠滿足人民大眾生活更高的需求，有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展道路任重而道遠，交互式有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個不錯的選擇。

參考文獻：

[1]范曄. 有線電視網(wǎng)絡(luò)企業(yè)競爭力評價體系及關(guān)鍵因素研究[D].山西大學(xué),2012.

[2]劉旭芳,田昕. 有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展分析[J]. 無線互聯(lián)科技,2013,10:145-146.

第5篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞：電力通信網(wǎng) 故障評估 K-均值聚類 粗糙集 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

1 概述

電力通信網(wǎng)是現(xiàn)代電網(wǎng)不可分割的組成部分，是電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行的三大支柱之一[1]，提高電力通信網(wǎng)的通信質(zhì)量、增加電力通信網(wǎng)的可靠性是國家電網(wǎng)公司對電力通信網(wǎng)提出的一貫要求，這是貫穿整個電力通信網(wǎng)生命周期的持續(xù)過程[2]?？煽啃詥栴}起源于故障，通信網(wǎng)可靠性測度的演變與故障的研究是分不開的。在通信網(wǎng)中，故障測度的范疇可以分為設(shè)備故障與網(wǎng)絡(luò)故障兩個層面，網(wǎng)絡(luò)故障是設(shè)備故障的深層次反映。隨著電力通信網(wǎng)的不斷發(fā)展，設(shè)備的不斷更新，有必要對現(xiàn)代電力通信網(wǎng)的設(shè)備故障情況進行進一步研究。

聚類分析試圖將一組未標記樣本按照一定的相似度準則分到幾個類中去，使得在同一個類中的樣本有著較大的相似度，不同類間的樣本的相似度較小[3]。K-均值聚類算法是MacQueen在1967年首次提出的一種經(jīng)典聚類算法，具有能對大型數(shù)據(jù)集進行高效分類的優(yōu)點。粗糙集理論（Rough Set）是波蘭數(shù)學(xué)家Z.Pawlak教授于1982年提出的一種數(shù)據(jù)分析理論[4]。粗糙集方法能有效處理不確定、不精確、需要主觀判斷的問題，并能保證在不降低評價效果和質(zhì)量的前提下對指標體系進行約簡，去除冗余和相關(guān)的指標[5]。徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Radial Based Function Neural Network，RBFNN)是20世紀90年代提出的一種具有全局收斂特性的線性學(xué)習算法的前饋網(wǎng)絡(luò)，因其學(xué)習速度快的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)的分類和時間序列的預(yù)測等方面。本文基于以上方法，對電力通信網(wǎng)設(shè)備故障評估進行研究。

2 方法原理

首先建立一套電力通信網(wǎng)設(shè)備故障評估指標體系，使用K-均值聚類方法對設(shè)備故障情況進行分類，然后用數(shù)據(jù)樣本對徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)前利用粗糙集方法降低輸入維數(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練速度，然后從訓(xùn)練后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中提取指標重要度作為指標權(quán)重，從而求得綜合指數(shù)來判斷聚類的故障等級，使徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具備故障評估能力。原理框圖如圖1所示。

2.1 指標體系

目前，電力通信網(wǎng)設(shè)備主要包括光纖通信設(shè)備、光纜線路、交換機設(shè)備、調(diào)度總機設(shè)備、無線設(shè)備、電力線載波設(shè)備、微波通信設(shè)備以及圖傳終端設(shè)備等，據(jù)此可以得到電力系統(tǒng)通信設(shè)備故障的7個一級指標，然后根據(jù)故障的三因素描述方法，可將每種設(shè)備故障情況用故障強度、持續(xù)時間和故障程度三個指標來描述，即每個一級指標具有3個二級指標。其中，故障強度是指故障對每一使用單位的作用力的大小，如故障概率和故障閾值的差值，持續(xù)時間是故障所持續(xù)存在的時間長度，故障程度是指故障所擴散的度量，如故障范圍。從而可以得到具有21個二級指標的一個電力系統(tǒng)通信設(shè)備故障評估指標體系，如表1所示。

2.2 K-均值聚類

本文利用K-均值聚類方法將某省各局電力通信網(wǎng)設(shè)備故障情況分為三個等級類。首先，從觀測數(shù)據(jù)集中任意選擇3個觀測值作為初始聚類中心，其余觀測值則根據(jù)與這3個聚類中心的距離和最近距離原則，逐個分別聚類到這3個聚類中心所代表的聚類中。然后在完成第一輪聚類之后，各聚類中心發(fā)生了變化，繼而更新3個聚類的聚類中心，也就是分別根據(jù)各聚類中的觀測值計算相應(yīng)聚類的均值。根據(jù)所獲得的3個新聚類中心，以及各對象與這3個聚類中心的距離，根據(jù)最近距離原則對所有觀測值進行重新歸類。重復(fù)上述過程就可獲得最終的聚類結(jié)果。

2.3 粗糙集

本文利用粗糙集方法對指標集進行有效約簡。首先，將指標集作為條件屬性，聚類結(jié)果作為決策屬性，構(gòu)造決策信息表。然后利用粗糙集方法對決策信息表中的數(shù)據(jù)進行分析，然后根據(jù)得到的指標質(zhì)量值，刪減掉指標質(zhì)量較小的指標，保留質(zhì)量較大的指標，最終得到一個有效約簡后的電力通信網(wǎng)設(shè)備故障評估指標集。

2.4 徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)第一層為輸入層，由信號源節(jié)點組成，第二層為隱含層，用徑向基函數(shù)作為隱單元的“基”構(gòu)成隱含層空間，其單元數(shù)視作所面對問題的需要而定，第三層為輸出層，它對輸入模式的作用做出響應(yīng)。

將使用粗糙集方法約簡后的指標集所對應(yīng)的數(shù)據(jù)樣本作為徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，K-均值聚類結(jié)果作為網(wǎng)絡(luò)輸出，以此來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，使其具備故障分類能力，然后從訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中提取指標的重要性，以此作為指標權(quán)重，根據(jù)數(shù)據(jù)樣本和指標權(quán)重，計算各局電力通信網(wǎng)設(shè)備故障情況綜合指數(shù)，從而便可以判斷出各聚類所對應(yīng)的故障等級。

3 實例

3.1 信息表

通過調(diào)研得到某省各局電力系統(tǒng)通信設(shè)備故障報告，經(jīng)過數(shù)據(jù)的整理，得到數(shù)據(jù)樣本。

由于該省各局電力通信網(wǎng)設(shè)備中電力線載波設(shè)備與圖傳終端設(shè)備并未發(fā)生過故障，所以本例中指標T16～T21對各局故障的情況綜合評估沒有價值，所以剔除掉指標T16～T21。最終的信息表如表2所示。

3.2 K-均值聚類分析

將指標T1～T15作為聚類變量，根據(jù)表2中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對各局故障情況進行聚類。設(shè)置聚類數(shù)K=3，使用運行均值，迭代29次后，聚類中心收斂。初始中心間的最小距離為2.396。最終聚類中心間的距離為1.402。聚類結(jié)果如表3所示。

可見A、B、C、E、F、I、J、K局的通信設(shè)備故障情況相同，為3類，而D、H、L局的通信設(shè)備故障情況相同，為1類，G局通信設(shè)備故障情況與其他局均不同，為2類。

第6篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞:移動通信 發(fā)展 技術(shù)

中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2011)09(a)-0023-01

在任何時間,任何地點只有有人的存在,就需要進行通信,移動通信業(yè)務(wù)剛好滿足了人們進行通信的愿望。要實現(xiàn)未來的理想個人通信服務(wù),移動通信是必經(jīng)之路。移動通信技術(shù)在信息技術(shù)支持,和市場需求及競爭的影響下取得了突飛猛進的發(fā)展,未來的發(fā)展趨勢可以分為:(1)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的分組化;(2)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化;(3)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)寬帶化;(4)高頻段的選擇;(5)高頻段的利用;(6)網(wǎng)絡(luò)融合?，F(xiàn)在先簡單介紹下移動通信的發(fā)展歷程。

1 移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1 第一代移動通信技術(shù)(模擬移動通信技術(shù))

第一代移動通信系統(tǒng)提出于20世紀80年代。它的特點主要表現(xiàn)為模擬技術(shù)和頻分多址技術(shù)的采用。1G(縮寫于the first generation)有多種制式,我國采用的技術(shù)是TACS,其每秒能夠達到2.4kB的傳輸速率。但是考慮到傳輸帶寬的限制,TACS不能實現(xiàn)移動通信的長途漫游,僅僅可以在一定區(qū)域內(nèi)發(fā)揮移動通信系統(tǒng)的功能。雖然第一代移動通信系統(tǒng)取得了巨大的商業(yè)利潤,但是不可遮掩其日益顯露的弊端。其主要有較低的頻譜利用率、業(yè)務(wù)少、制式多且不兼容、易被偷聽、傳輸速率低等弊端。

1.2 第二代移動通信技術(shù)(數(shù)字移動通信技術(shù))

接替了1G的發(fā)展,2G起源于20世紀90年代初,到目前為止2G還在廣泛的使用中。2G主要采用了碼分多址與時分多址的技術(shù)。在不同的制式中,全球多采用CDMA和GSM這兩種制式,我國采用的是GSM標準。它能提供每秒9.6kB～28.8kB的傳輸速率。相比于第一代移動通信技術(shù)的蜂窩形象,2G有著更好的保密性,并且利用了更高的頻率段及更好的頻譜使用率。同時,2G可以實現(xiàn)異地漫游,提供更多的業(yè)務(wù)。但是由于國際制式并不統(tǒng)一,漫游只能限制在采用一致制式的區(qū)域范圍內(nèi)。雖然第二代移動通信的帶寬更大了,但是還不足以實現(xiàn)如多媒體業(yè)務(wù)等高速率業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)應(yīng)用受到一定的限制。

1.3 第三代移動通信技術(shù)(多媒體通信系統(tǒng))

隨著通信需求的不斷擴大,數(shù)據(jù)量的激增,第二代移動通信不能滿足語音、圖像、多媒體等在內(nèi)的業(yè)務(wù)的高效率傳輸,沒有比較大的系統(tǒng)容量,因此第三代移動通信應(yīng)運而生。國際上統(tǒng)稱第三代移動通信為IMT-2000,這是因為國際電信聯(lián)盟曾于20世紀80年代提出工作頻段為2000MHz的通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)最大的特點是可以提供多媒體業(yè)務(wù),其傳輸速率為每秒384kB,某些局域網(wǎng)可以達到2M的速度。3G有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三大標準組成,由于制式兼容性問題,目前還不能實現(xiàn)真正意義上的全球通信。3G雖然有了更大的頻譜,但是使用率較低,寶貴的資源未得到充分的開發(fā)利用。同時,傳輸速率也要進一步提高,才能滿足新的多媒體業(yè)務(wù)的需要。

2 第四代移動通信的提出

第四代移動通信也被稱為分部網(wǎng)絡(luò)或者廣帶接入,傳輸能力有每秒2MB以上。4G的兩個基本目標是實現(xiàn)全球的無線通信以及提供高質(zhì)量的無線業(yè)務(wù)。它是綜合了無線LAN系統(tǒng)和多種無線技術(shù)的綜合系統(tǒng)。

目前正在孕育階段的4G主要有以下特征:(1)更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜。4G比3G更寬的帶寬。100MHz的頻譜將會是3G網(wǎng)絡(luò)W-CDMA頻譜的20倍;(2)通信方式靈活多變。另外,其外形可能隨心設(shè)計,例如眼睛、手表、錢包等均可設(shè)計為4G服務(wù)終端;(3)更快的通信速度。人們進行第四代移動通信系統(tǒng)的原因是為提高移動終端訪問網(wǎng)絡(luò)的速率。(4)兼容性更好。比較于前面的3代通信系統(tǒng),4G要有全球通信的功能,并且接口開放、終端多元化、可以跟多種網(wǎng)絡(luò)進行連接的特點,這樣才可以讓更多的手機用戶用比較少的投資就可以進入到4G通信的使用;(5)有更高的智能性。4G移動終端不僅要在設(shè)計和操作上保持智能,在許多目前難以想象的功能上也要實現(xiàn)智能化。

4G的關(guān)鍵技術(shù)主要包括了OFDM技術(shù)、多輸入多輸出技術(shù)、切換技術(shù)、軟件與無線電技術(shù)以及IPv6協(xié)議技術(shù)。

3 通信技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分組化

當前移動數(shù)據(jù)通信快速發(fā)展,無線數(shù)據(jù)被認為是未來移動通信發(fā)展的重要方向之一。隨著人們生活方式的轉(zhuǎn)變,職業(yè)、生活的需要使得人們必須在不同地點不同時間獲取重要的信息,這是驅(qū)動無線數(shù)據(jù)發(fā)展的重要因素。

GSM的數(shù)據(jù)傳輸是每秒9.6kB,而1998年提出的電路交換型數(shù)據(jù)服務(wù)實現(xiàn)了57kB每秒的傳輸率,對于無線圖像、電子郵件等要求連續(xù)比特率比較小的應(yīng)用是很理想的。到99年的GPRS實現(xiàn)了100kB每秒的速率,EDGE則通過修改GSM的相關(guān)調(diào)制方式實現(xiàn)了超過300kB每秒的速率。這些技術(shù)的進步也為無線數(shù)據(jù)的發(fā)展提供了支持。

3.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化

移動網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展得益于移動通信需求的增長和新技術(shù)的廣泛采用。移動網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有傳統(tǒng)的傳遞信息朝著智能化處理并存儲信息發(fā)展。移動智能網(wǎng)的是一種開放的智能平臺,能夠?qū)⒅悄芫W(wǎng)功能實體引入到移動網(wǎng)絡(luò)中,進而可以完成智能控制其移動呼叫。伴隨著3G的推進,通信網(wǎng)絡(luò)智能化程度將不斷提升。

3.3 通信技術(shù)寬帶化

隨著數(shù)據(jù)量的增加、多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展,移動網(wǎng)絡(luò)必然將更加寬帶化。通過采用蜂窩無線技術(shù),第一代移動電話實現(xiàn)了無線接打電話,但是窄帶模擬標準。2G實現(xiàn)了無縫國際漫游,有更高的網(wǎng)絡(luò)容量但也屬于窄帶系統(tǒng)的發(fā)展。3G是真正意義上的寬帶多媒體系統(tǒng),可以實現(xiàn)全球無縫覆蓋和更多的寬帶業(yè)務(wù)。

3.4 高頻段的選擇

1G系統(tǒng)的最初的頻段是在450MHz上,后來提升到900MHz。2G系統(tǒng)的工作頻段先是900MHz,而后出現(xiàn)了1800MHz的系統(tǒng)。已經(jīng)在推廣使用的3G系統(tǒng)的頻段是2GHz。

3.5 高頻段的利用

無線電頻率是很寶貴的一項資源。有限的頻譜資源與急劇增長的用戶數(shù)量構(gòu)成了尖銳的矛盾,出現(xiàn)頻段不夠用的狀況。模擬制式是頻分多址技術(shù),數(shù)字制式是碼分多址技術(shù),3G系統(tǒng)的寬帶碼分多址將會使無線頻率得到更高效率的應(yīng)用。

3.6 網(wǎng)絡(luò)融合

隨著通信技術(shù)的發(fā)展、市場競爭的加劇和市場需求的變化,計算機網(wǎng)、電視網(wǎng)、電信網(wǎng)必然加速融合,形成統(tǒng)一的綜合通信寬帶網(wǎng)。

當前,4G系統(tǒng)還在研發(fā)階段,很多技術(shù)與設(shè)備沒有成型,4G的發(fā)展也必然面臨著更多的難題。但是移動通信未來發(fā)展的特征:高質(zhì)量、高速率的傳輸數(shù)據(jù),全面的業(yè)務(wù)服務(wù)是一定會得到實現(xiàn)的。相信在不久的將來,人們可以真正實現(xiàn)在不同地點、不同時間的的自由通話,利用移動網(wǎng)絡(luò)為生活學(xué)習提供便捷。

參考文獻

[1] 謝顯中.基于TDD的第四代移動通信技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[2] 唐興.移動通信技術(shù)的歷史和發(fā)展趨勢[J].江西通信科技,2008(2).

第7篇：光纖通信的起源范文

關(guān)鍵詞：電氣工程 自動化 發(fā)展

中圖分類號：TU855文獻標識碼： A 文章編號：

電氣工程及其自動化是一個涉及電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、電機電器技術(shù)信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等諸多學(xué)科的領(lǐng)域，是一個綜合性很強的學(xué)科，內(nèi)容豐富多樣化，其特點為：強弱電結(jié)合、機電結(jié)合、軟硬件結(jié)合，是解決電氣工程技術(shù)分析與控制問題的前言科技學(xué)科。

電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領(lǐng)域的一門新興學(xué)科，觸角伸向各行各業(yè)，生活中的大小事務(wù)，均可見它的身影，與社會工業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，發(fā)展十分迅速。

一、電氣工程及其自動化發(fā)展歷史

電氣工程及其自動化的起源要追溯到18世紀，美國人富蘭克林(B. Franklin,1760-1790)著名的“風箏實驗”為人類解開來了電的神秘面紗，不僅如此，電在自然界中的存在，也為電氣工程的發(fā)展奠定了最直接的受體。

19世紀初期,電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)定律相繼被外國科學(xué)家研究出來。19世紀中后期,麥克斯發(fā)現(xiàn)的電磁理論，讓電氣工程的理論基礎(chǔ)趨于完善。與20世紀交接的年代,西方發(fā)達國家陸續(xù)將電氣工程專業(yè)植入大學(xué)課程，這是電氣工程專業(yè)最早出現(xiàn)的地方。

對于前期閉關(guān)鎖國的中國來說，一直到時期，電氣工程專業(yè)才被引進到我國，由南洋大學(xué)堂(交通大學(xué)前身)第一個引進理論，并且設(shè)置了電機專科,這是我國大學(xué)最早的電氣工程專業(yè),至今約莫一百年左右，可以說電氣工程在我國的發(fā)展歷程也是較有歷史的。到20世紀中期，我國高校陸續(xù)開設(shè)電氣工程專業(yè)，也逐步將電氣工程納入國家重點科研項目，大力培養(yǎng)相關(guān)人才。20世紀末端，因特網(wǎng)互聯(lián)世界，電氣工程不再是單純的電力工程，而是一項與計算機信息技術(shù)相互交叉的一門前沿學(xué)科。進入21世紀后，電氣工程及其自動化發(fā)張迅猛，成為涵蓋人類生活最廣的一門實用學(xué)科。

二、電氣工程及其自動化發(fā)展現(xiàn)狀

1.電氣工程及自動化在電力系統(tǒng)中技術(shù)應(yīng)用

在電氣工程及其自動話主要在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，現(xiàn)代電力系統(tǒng)自動化的主要特征為：大機組、大電網(wǎng)、高度自動化。電氣工程中自動化技術(shù)的在電力系統(tǒng)運用主要體現(xiàn)在電網(wǎng)調(diào)度自動化、發(fā)電廠自動化，變電站自動化和配電自動化這四個方面。

電網(wǎng)調(diào)度自動化主要通過安全分析與對策提出(SA)、數(shù)據(jù)采集與安全監(jiān)控(SCADA)和自動發(fā)電控制(AGC)與經(jīng)濟調(diào)度控制(EDC)三個手段來實現(xiàn)對電網(wǎng)安全經(jīng)濟運行調(diào)整。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)主要包括了動力機械自動控制、自動發(fā)電量控制系統(tǒng)(AGC)和自動電壓控制系統(tǒng)(AVC)系統(tǒng)。發(fā)電廠自動化系統(tǒng)能自動對發(fā)電廠進行自動檢測、電能預(yù)估、調(diào)節(jié)、監(jiān)視和管理，提高發(fā)電廠運行效率。變電站綜合自動化系統(tǒng)的5個子系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、繼電子保護系統(tǒng)，電壓、無功綜合控制子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)和低頻減負荷控制及備用電源自動投入子系統(tǒng)。通過計算機硬件系統(tǒng)或者自動化裝置，代替人工進行各種運行作業(yè)，提高變電站運行水平和管理水平的自動化系統(tǒng)。配電系統(tǒng)自動化的主要功能是降低電網(wǎng)的損耗、監(jiān)控配電網(wǎng)的運行狀況、優(yōu)化配電網(wǎng)的運行方式、提高配電網(wǎng)設(shè)備自身的可靠性運行能力以及減輕了運行人員的勞動強度以及維護費用。

2.電氣工程及自動化在其他系統(tǒng)中技術(shù)應(yīng)用

除了傳統(tǒng)電氣工程設(shè)計到的電力系統(tǒng)，現(xiàn)如今，電氣工程是一門覆蓋面廣，內(nèi)容豐富的交叉學(xué)科。電氣工程還涉及到建筑物多項改造活動，對建筑物結(jié)構(gòu)性能的變化有較大的影響。根據(jù)勘測結(jié)果顯示，建筑物電氣工程結(jié)構(gòu)像設(shè)備運行、線路連接、現(xiàn)場操控等方面，均對建筑物本身有很大影響。

同時，信息技術(shù)作為推動電氣工程及其自動化發(fā)展的原動力，理所當然會將電氣工程及自動化的熱門技術(shù)用在本行業(yè)。隨著當今市場的需求驅(qū)動，電氣自動化與IT平臺實現(xiàn)了逐步的融合，而當前全球電子商務(wù)的普及將大大加速這一融合過程。

3.電氣工程及其自動化熱門技術(shù)

(1)電力智能控制系統(tǒng)

智能電網(wǎng)是由電力智能控制系統(tǒng)控制的新型電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其主要特點包涵6點：堅強、自愈、兼容、經(jīng)濟、集成和優(yōu)化。具有能夠自動檢測、分析故障，實現(xiàn)故障隔離和系統(tǒng)自我恢復(fù)的功能，有效抵御自然災(zāi)害或人為的外力破壞，保證電網(wǎng)安全可靠運行，并且實現(xiàn)資源合理配置，提高能源利用效率，減少電能損耗，降低投資成本和運行維護成本。具有良好的發(fā)展前景。

(2)基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的動態(tài)安全監(jiān)控系統(tǒng)

在電力系統(tǒng)中，利用GPS的光纖通信技術(shù)和同步相量測量技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)與新的安全監(jiān)控技術(shù)相互結(jié)合，實現(xiàn)了精確的時間和地點相量控制。

（3)電力系統(tǒng)設(shè)備在線狀態(tài)監(jiān)測

電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)由容性設(shè)備絕緣在線監(jiān)測裝置、避雷器絕緣在線監(jiān)測裝置、斷路器在線監(jiān)測裝置組成，系統(tǒng)涵蓋了變電站主要電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測，監(jiān)測參量多、功能齊全。系統(tǒng)也可以靈活配置，由其中的一套或兩套裝置組成，必要時也可選配變壓器油色譜監(jiān)測裝置。其特點為：配置靈活，擴展性好，數(shù)據(jù)可靠，安裝簡便，維護簡單。

三、電氣工程及自動化未來發(fā)展趨勢

現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著工業(yè)化進程的飛速發(fā)展以及人民生活水平跳躍式發(fā)展，對自動化技術(shù)提出越來越高的要求， 同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。未來電氣工程及其自動化趨向于更智能化、適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)方向的控制系統(tǒng)上發(fā)展；趨向于多機模型處理問題的設(shè)計分析；趨向于日益增長的先進的控制原理以及趨向于信息技術(shù)化的自動化產(chǎn)品。

更為重要的是，電氣工程及其自動化的應(yīng)用范圍不再局限于單純的電力工程系統(tǒng)體系，而是更加廣泛的融入人類生產(chǎn)活動中。例如企業(yè)的綜合性自動化系統(tǒng)、交通控制自動化系統(tǒng)、經(jīng)濟管理自動化控制系統(tǒng)都將投入運行中。自動化將在更大程度上匹配當今社會飛速發(fā)展的速度，在最大程度上實現(xiàn)擬人化。

在新世紀中，自動化控制類學(xué)科將具有更加開闊的前景，研究內(nèi)容將更加富有挑戰(zhàn)性，覆蓋范圍將更加廣闊，關(guān)注和學(xué)習電氣自動化專業(yè)控制類課程的人員將不斷地增加。

參考文獻

[1 ]薛葵．發(fā)電廠電氣監(jiān)控系統(tǒng)Ⅲ．電力系統(tǒng)裝備，2002，1：72—73．

第8篇：光纖通信的起源范文

20世紀以來，在世界范圍內(nèi)興起了一場新技術(shù)革命。其影響之廣泛，意義之深遠，是以往任何一次技術(shù)革命所不可能比擬的。過去的工業(yè)技術(shù)革命，均是為了把人類從沉重的體力勞動中解放出來，是人類體力的增大與外部器官的延伸；而這次技術(shù)革命，卻是把人類從繁雜的腦力勞動中擺脫出來，是人類腦力的增大。古生物學(xué)家斯蒂芬·古爾德(Stephen.J.Gould)曾經(jīng)寫道：“我所讀到的生命史，是一連串穩(wěn)定狀態(tài)，其間有少數(shù)迅速發(fā)生的重大事件所界定的間隔，并借此建立了一個穩(wěn)定狀態(tài)?！盵1]這個歷史的間隔即所謂的技術(shù)革命。雖然人們對技術(shù)革命的存在及歷史地位予以承認并達到一致，但對于技術(shù)革命特別是20世紀以來所發(fā)生的新技術(shù)革命的劃分以及起始時間，在認識上仍有相當差異。人們從不同的認識角度，用不同的認識方法，對客觀歷史進程作出多種不同的描述。然而由于科技革命不僅是研究科技歷史的重要工具（例如，世界古代科學(xué)史與近代科學(xué)史的分期線是1543年，即哥白尼的偉大著作《天體運行論》的出版，這也是第一次科學(xué)革命的開始），也是研究社會問題的基點之一。這是因為它不僅極大地推動了人類社會經(jīng)濟、政治領(lǐng)域的變革，也影響了人類生活方法、思維方式的發(fā)展。因此對上述問題的澄清和界定，具有一定的必要性和現(xiàn)實意義。

二、關(guān)于稱謂

當今學(xué)術(shù)界，對于上述新技術(shù)革命的稱謂，至今還是見仁見智，莫衷一是。迄今為止的人類歷史上規(guī)模最大、影響最深遠的科技革命，稱謂竟沒有為世人基本認同，似乎與其偉大意義難以相稱?？偨Y(jié)眾多學(xué)者的描述，這場新技術(shù)革命常見的稱謂有：“現(xiàn)代科技革命”、“新技術(shù)革命”、“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”及“智能技術(shù)革命”等幾種提法。這些稱謂都可以從不同的角度指征這場科技革命，但讓人總覺有所不足。鑒于以下理由，我們將這場新技術(shù)革命稱為“信息技術(shù)革命”。

理由一：“現(xiàn)代科技革命”中的“現(xiàn)代”和“新技術(shù)革命”中的“新”這兩個詞都是時間概念?！艾F(xiàn)代”一詞對于現(xiàn)代的人們可以確切地知道它所指的內(nèi)涵，但幾百年以后，仍用“現(xiàn)代”來指征這場科技革命，則就難以切中了。而“新”字，今天可以稱“新”，他年可能應(yīng)該稱“舊”，因此，也沒有揭示這場科技革命的基本特征[2](P9)

理由二：“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”中的“第幾次”這個次第數(shù)字只能說明這次科技革命相對于前幾次科技革命所發(fā)生的排序，是一個相對的概念，僅從字面上也不能指征這次科技革命的基本特征。況且，究竟是第幾次，標準也不一樣。

理由三：按照技術(shù)功能論的思想，信息技術(shù)就是一切能夠擴展人的信息器官功能的技術(shù)。具體包括有關(guān)信息的產(chǎn)生、收集、交換、存儲、傳輸、顯示、識別、提取、加工和利用等技術(shù)，其中最重要的是傳感技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)。而在這四項信息技術(shù)（又稱信息技術(shù)四基元）中，通信技術(shù)和智能技術(shù)處在整個信息技術(shù)的核心地位，而傳感技術(shù)和控制技術(shù)則是核心技術(shù)與外部世界的接口。目前為止甚至還有人提出廣義信息技術(shù)的概念，把信息技術(shù)的的基礎(chǔ)技術(shù)（指新材料、新能量技術(shù)）、支撐技術(shù)（指機械技術(shù)、電子與微電子技術(shù)、激光技術(shù)和生物技術(shù)等）和信息技術(shù)的應(yīng)用技術(shù)（即應(yīng)用在經(jīng)濟、社會領(lǐng)域的各類具體技術(shù)）也包括進來。例如，曼紐爾·卡斯特就認為：“我把遺傳工程及其日益擴大的相關(guān)發(fā)展與應(yīng)用，也包括在信息技術(shù)里。這不僅是因為遺傳工程的焦點是對生物信息符碼的解碼、操縱，以及最后的重組，也是因為生物學(xué)、微電子學(xué)和信息科學(xué)無論在應(yīng)用與材料上，甚至更基本的概念取向上，似乎已經(jīng)彼此匯聚互動。”[3](P6)

一般來說，新技術(shù)革命自興起至今大致經(jīng)歷了兩個基本階段（見下文的討論），20世紀40-50年代是新技術(shù)革命的形成階段，其主要標志是原子能、電子計算機和空間技術(shù)的誕生，其中計算機技術(shù)開辟了人類智力的新紀元。從20世紀70年代開始，新技術(shù)革命進入全面發(fā)展的新階段。其主要標志是信息高速公路，即網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信的新表現(xiàn)方式，從技術(shù)的角度來看，網(wǎng)絡(luò)是由計算機技術(shù)與通信技術(shù)等技術(shù)相結(jié)合而成。

我們把整個世界作為—個龐大的通信系統(tǒng)，通信與計算機的關(guān)系應(yīng)被確認為，計算機與通信具有同等重要的地位，而不是把通信看作是計算機的設(shè)備。智能技術(shù)是思維器官功能的延長，僅包括計算機（軟件和硬件）技術(shù)、人工智能專家系統(tǒng)與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。所以，“智能技術(shù)革命”不足以指征這場新技術(shù)革命的基本特征。況且智能是與體能相對應(yīng)的概念，這正像我們沒有將“蒸汽技術(shù)革命”和“電力技術(shù)革命”稱謂為“體能技術(shù)革命”一樣，同樣也不能將這場新技術(shù)革命稱謂為“智能技術(shù)革命”。

綜上所述，信息技術(shù)是新技術(shù)革命的重要標志。以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的計算機技術(shù)與光纖通信技術(shù)結(jié)合在—起，形成了新技術(shù)革命的核心，它目前是新技術(shù)革命的主導(dǎo)技術(shù)。我們知道技術(shù)革命就是指人類改造世界的技術(shù)手段的巨大變革，是舊技術(shù)體系的揚棄，新技術(shù)體系的確立，實質(zhì)上就是不同歷史時期起主導(dǎo)作用的技術(shù)以及以主導(dǎo)技術(shù)為核心的技術(shù)群的更迭過程。因此，如果把前兩次技術(shù)革命依次稱為“蒸汽技術(shù)革命”和“電力技術(shù)革命”的話，那么這場新技術(shù)革命就可被稱為“信息技術(shù)革命”。

三、信息技術(shù)革命的起訖時間與劃分

（一）歷史的回顧

人類的技術(shù)革命之產(chǎn)生可以追溯到由新石器時代向青銅時代的過渡時期，這一次偉大的轉(zhuǎn)變被西方的一些學(xué)者稱為第一次浪潮，而完整意義上的科學(xué)技術(shù)革命則是發(fā)生于近代史上的事情。因此本文對于科技革命的考察是從近代科技革命入手的，類擬于信息技術(shù)革命的稱謂，近代歷史上究竟發(fā)生過幾次科技革命，目前也有不同的觀點，但比較有代表性的說法主要有四種，即二次說、三次說、四次說及多次說。

二次說認為，第一次科技革命是18世紀起源于英國的工業(yè)革命，標志是在牛頓力學(xué)和熱力學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的蒸汽技術(shù)及其廣泛的應(yīng)用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在進行的革命，其標志是電力的應(yīng)用以及現(xiàn)代科技革命。

三次說對第一次科技革命的認識與前者是相同的。而第二次科技革命是指19世紀末以電的應(yīng)用為標志而發(fā)展起來的電機、電訊及汽車等一系列的新技術(shù)。二次大戰(zhàn)后期至今則是第三次科技革命，標志是原子能技術(shù)、空間技術(shù)、電子計算機技術(shù)、通信技術(shù)及生物技術(shù)等的發(fā)展。此外，三次說還有另一種觀點，即第三次科技革命開始于20世紀70年代，并不是開始于二次大戰(zhàn)后期即20世紀40年代。

四次說關(guān)于第一次、第二次科技革命的認識與上述基本一致，其區(qū)別在于進一步提出第四次科技革命，認為第三次科技革命是從20世紀40年代開始的原子能技術(shù)、電子技術(shù)及空間技術(shù)為中心內(nèi)容的科技革命。第四次即現(xiàn)在正在進行中的科技革命，時間及標志是70年代以來以微電子技術(shù)及通信技術(shù)為核心的新興技術(shù)群引起的當代技術(shù)領(lǐng)域的巨大變革。

多次說關(guān)于第一次、第二次科技革命的認識也與上述基本一致。但其認為第二次世界大戰(zhàn)以來，幾乎每過10年，科技都要發(fā)生一次革命性的巨變：

1945-1955年，第一個10年，以原子能的釋放與利用為標志，人類開始了掌握核能的新時代；1955-1965年，第二個10年，以人造地球衛(wèi)星的成功發(fā)射為標志，人類開始了擺脫地球引力向外層空間進軍的時代；1965-1975年，第三個10年，以重組DNA實驗的成功為標志，人類進入了可以控制遺傳和生命過程的新階段；1975-1985年，第四個10年，以微處理機的大量生產(chǎn)和廣泛使用為標志，揭開了擴大人腦能力的新篇章；1985-1995年，第五個10年，以軟件開發(fā)和大規(guī)模的信息產(chǎn)業(yè)的建立為標志，人類進入了信息革命的新紀元；1995年至今，以互聯(lián)網(wǎng)成為核心技術(shù)并滲透到人類生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域為標志，人類開始進入知識經(jīng)濟社會。

（二）問題的癥結(jié)

關(guān)于近代科技革命發(fā)生的歷史，以上幾種說法比較常見的主要有三次說和四次說，只有較少數(shù)的學(xué)者贊成二次說和多次說。二次說的主要代表是《大不列顛百科全書》，書中認為，1760-1830年的工業(yè)革命是世界上迄今為止最重要的發(fā)展階段，因為它標志著現(xiàn)代工業(yè)化的開始，并導(dǎo)致了都市化。書中沒有把第一次革命與在此之后發(fā)生的第二次、第三次或第四次革命并列看待，而認為在第一次“革命”之后，一些重要事件對世界經(jīng)濟社會發(fā)展有重大“影響”。在此我們不想對二次說做過多的討論，關(guān)于電力和計算機技術(shù)的革命性在許多書中許多學(xué)者都曾做過論證。筆者認為，近代科技革命的二次說主要是對電力和計算機技術(shù)革命的影響性及革命性認識不足，而且其判斷的標準主要是工業(yè)的現(xiàn)代化和城市化或都市化。而由上可知，多次說認為，幾乎每過10年，科技都要發(fā)生一次革命性的巨變，但從他們的認識來看，很難斷定每次巨大變化是否是真正意義上的科技革命。綜上所述，人們對近代以來的第一次科技革命（即蒸汽技術(shù)革命）和第二次科技革命（即電力技術(shù)革命）的認識基本上達到一致。因此，近代歷史上所發(fā)生過的科技革命的起始時間及劃分，各種說法的主要區(qū)別和爭議之處，即問題的癥結(jié)，應(yīng)主要包括以下兩個方面：

第一、信息技術(shù)革命是否發(fā)生在二戰(zhàn)后20世紀40-50年代，即信息技術(shù)革命的起始時間問題。

第二、20世紀40年代與70年代所發(fā)生的技術(shù)變革是否屬于同一次革命，即三次說還是四次說。（三）問題該怎樣認識

下面將分別對上述兩個問題進行討論。

1.計算機的發(fā)明及應(yīng)用是人類科技史上一次重大的事件，是科學(xué)技術(shù)歷史上的一次歷史的間隔。以以下幾點作為前提，我們認為信息技術(shù)革命發(fā)生于20世紀40-50年代。

(1)相應(yīng)科學(xué)理論的建立。1948年控制論創(chuàng)始人維納在研究人與機器的通信后得出“信息既不是物質(zhì)，也不是能量，信息就是信息”的不朽論斷，并從理論高度對信息的本質(zhì)進行了闡述，信息成了獨立的科學(xué)研究對象。另一位信息論奠基人申農(nóng)于1948年發(fā)表了“通信的數(shù)學(xué)理論”，提出了著名的申農(nóng)公式，申農(nóng)的主要貢獻在于解決了信息度量問題，并創(chuàng)造了信息的基本單位比特。維納和申農(nóng)以及同期的其他科學(xué)家創(chuàng)立了信息科學(xué)。這為以后信息資源學(xué)說、數(shù)字化革命、信息技術(shù)的擴散、電象產(chǎn)業(yè)的興起奠定了基礎(chǔ)[4](P10)。

(2)計算機應(yīng)用賴以擴散的條件產(chǎn)生。雖然第一臺計算機誕生于1946年，但由于它是由真空管構(gòu)成，巨大的體積與功耗使計算機技術(shù)向其他領(lǐng)域擴散成為不現(xiàn)實的空想。1948年6月貝爾實驗室宣布，肖克利、巴丁和布拉頓發(fā)明了晶體管（1947年問世），為擴散帶來了希望。之后，1954年，人類首次利用硅；1957年，創(chuàng)造了集成電路。1959年，菲爾克公司研制成第一臺大型通用晶體管計算機，從此，計算機進入了第二代。由于使用晶體管邏輯元件和快速磁芯存儲器，計算機的速度從每秒幾千次提高到幾十萬次，主存儲器容量從幾千字提高到十萬字，體積、功耗和售價也都大幅下降。如此一系列的技術(shù)進步都為計算機應(yīng)用范圍的擴散創(chuàng)造了較好的環(huán)境。人們因此也把研制成功的第二代計算機視為計算機發(fā)展史上的第。

(3)計算機的革命性。按馬克思的觀點，人類社會劃分的標志不是社會能生產(chǎn)什么，而是社會用什么生產(chǎn)，即：生產(chǎn)工具的制造和利用既是人類區(qū)別于其他動物的標志，又是人類社會各發(fā)展階段的標志。電子計算機這一新的“機器”同歷史上出現(xiàn)過的機械有本質(zhì)不同，表現(xiàn)在過去所有的機械都是代替人類的體力勞動，而計算機則是代替人類的部分腦力勞動，其實質(zhì)是人類智力的解放。因此，1946年電子計算機的發(fā)明和應(yīng)用，開辟了運用機器代替人類腦力勞動的新時代，給人類生活帶來了生產(chǎn)自動化、科學(xué)實驗自動化和信息自動化。從體力解放到腦力解放這一重點的轉(zhuǎn)移是技術(shù)以至社會的一個巨大變革。

2.20世紀70年代所發(fā)生的技術(shù)上的飛躍仍屬于信息技術(shù)革命的范疇，即40年代與70年代所發(fā)生的技術(shù)變革屬于同一次革命。其主要原因如下：

(1)其主導(dǎo)技術(shù)的性質(zhì)未變。如前所述，技術(shù)革命其實質(zhì)就是不同歷史時期起主導(dǎo)作用的技術(shù)以及以主導(dǎo)技術(shù)為核心的技術(shù)群的更迭過程。但是，我們知道40-50年代的計算機技術(shù)、60年代的微電腦技術(shù)、70年代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及與此相關(guān)的軟件系統(tǒng)都屬于計算機技術(shù)、通信技術(shù)及其應(yīng)用技術(shù)，當然更應(yīng)納于信息技術(shù)的范疇。

(2)70年代新技術(shù)體系的產(chǎn)生，必須溯及技術(shù)發(fā)現(xiàn)與擴散的自主動態(tài)過程，包含各種關(guān)鍵技術(shù)的綜合效果。于70年代群集于美國，以及某種程度上群集于加州的信息技術(shù)變革，乃是建立在先前20年（甚至更早的時間）發(fā)展上，它們主要都是以既存的知識和因此形成的創(chuàng)新氛圍為基礎(chǔ)，并且都是關(guān)鍵技術(shù)的延續(xù)發(fā)展。70年代以來的重大技術(shù)變革不僅是關(guān)鍵技術(shù)的延續(xù)發(fā)展，而且其發(fā)展與此以前的技術(shù)演變都是或近乎是交叉進行的。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為例，如果追溯今天復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原理，我們甚至可以把目光投到1940年9月10-13日的在達特茅茨學(xué)院召開的一次美國數(shù)學(xué)協(xié)會的會議，貝爾實驗室的喬治·斯蒂彼茨為了演示后來被稱為“貝爾實驗室模型1號”的“復(fù)雜計算機”，就是在會場外的過道里安放的。這次實驗甚至比1946年誕生第一臺電子管計算機還早6年，不少探討電腦網(wǎng)絡(luò)歷史的書之所以首先提到這臺“模型1號”，是因為這次實驗向人們顯示了遠距離控制計算機的需要和可能。1951年麻省理工學(xué)院成立著名的林肯實驗室，其主要的研究項目就是“遠距離預(yù)警”，是由中央控制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是第一個真正實時的人機交互作用的電腦網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。1962年，保羅巴蘭發(fā)表《論分布式通信網(wǎng)絡(luò)》，提出分布式通信網(wǎng)絡(luò)的模型及包切換的原理。1965年，梅里爾代表“美州電腦公司”提議在馬薩諸塞州和加利福尼亞州之間進行一次聯(lián)網(wǎng)實驗，這是人類第一次遠距離接通兩種不同電腦，而且系統(tǒng)使用的是“分時”的方式。如此等等都說明了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展貫穿了二戰(zhàn)以后至今的整個人類的歷史。

(3)考察近代以來的前兩次科技革命的情況可以發(fā)現(xiàn)：雖然工業(yè)革命帶來了成群的新技術(shù)，并且也真的在后續(xù)階段里陸續(xù)形成與轉(zhuǎn)化了工業(yè)化系統(tǒng)，但工業(yè)革命的核心部分仍是蒸汽機的發(fā)明，雖然在化學(xué)、鋼鐵、內(nèi)燃機、電報和電話方面有許多驚人的發(fā)展，但電力仍是第二次工業(yè)革命的核心力量。同樣，雖然20世紀70年代出現(xiàn)了像微電腦、軟件技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)群的突破與創(chuàng)新，但計算機技術(shù)也仍是信息技術(shù)革命的真正核心，它與各種信息技術(shù)彼此緊密相關(guān)，構(gòu)成了以電子學(xué)為基礎(chǔ)的技術(shù)史。就此我們可以認為，就如同在工業(yè)革命時一樣，將會有更多的“信息技術(shù)革命”。出現(xiàn)在20世紀40-50年代、70年代的只是第一波和第二波，也許還會有第三波甚至第四波等等。

綜上所述，信息科技革命為近代歷史上所發(fā)生的第三次科技革命，其起始時間大約為20世紀40-50年代，主要標志為計算機、原子能等技術(shù)的誕生，雖然微處理器的發(fā)明、網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)以及軟件技術(shù)的發(fā)展都可以說是電子計算機史上的革命，但考慮到其他技術(shù)群的變革與技術(shù)創(chuàng)新體系的形成，至今為止的信息技術(shù)革命約分為兩個階段，即40年代的啟動階段和70年代的擴散階段。

【參考文獻】

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第9篇：光纖通信的起源范文

一、注重科學(xué)探究，認識科學(xué)本質(zhì)

科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征。修訂版教科書注重科學(xué)探究活動，設(shè)計了大量的“活動”“探究”“實驗”，突出科學(xué)學(xué)科本身的特點，強化觀察和實驗是學(xué)習科學(xué)的根本方法，倡導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計實驗進行科學(xué)探究，促使學(xué)生更深刻地理解科學(xué)知識，體驗科學(xué)探究的過程，掌握基本的科學(xué)方法，體會科學(xué)精神的實質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)的情感、態(tài)度和價值觀，從而更好地認識科學(xué)本質(zhì)。

科學(xué)探究是科學(xué)課程的核心內(nèi)容之一。修訂版教科書依據(jù)學(xué)生認知能力的發(fā)展，對科學(xué)探究活動進行了全面梳理，統(tǒng)一規(guī)劃整套教科書中的探究活動，使探究活動的分布更加合理。修訂版教科書落實“科學(xué)是以自然為研究對象，以理性和實驗為特征的探究活動”的課程理念，以科學(xué)探究作為科學(xué)學(xué)習內(nèi)容整合的主要方式，將科學(xué)探究的學(xué)習與科學(xué)知識的學(xué)習放在同等重要的地位，并結(jié)合科學(xué)核心知識的學(xué)習來設(shè)計科學(xué)探究活動，強調(diào)知識與過程的統(tǒng)一。在探究活動的編排上，從貼近學(xué)生的生活情境出發(fā)，合理安排探究過程要素的訓(xùn)練，使學(xué)生體驗科學(xué)知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程，形成對科學(xué)探究過程的完整認識，發(fā)展科學(xué)探究能力，增進對科學(xué)知識的理解。例如，在“對環(huán)境的察覺”一章中，原教科書設(shè)計的兩個探究活動是：“為什么要用兩只耳聽”和“陽光下樹蔭中的圓形光斑是怎樣形成的”，這兩個探究活動所涉及的知識并非是本章學(xué)習的核心知識，這樣的探究重視的是活動過程。在修訂版教科書中，刪除了這兩個探究活動，取而代之的是“平面鏡成像規(guī)律”和“凸透鏡成像規(guī)律”兩個探究活動，平面鏡成像規(guī)律、凸透鏡成像規(guī)律都是這一章的核心知識，實現(xiàn)了把探究活動和科學(xué)核心知識的學(xué)習緊密結(jié)合起來，讓學(xué)生既經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，又學(xué)到科學(xué)核心知識。

科學(xué)探究的方式與過程多種多樣，科學(xué)探究的內(nèi)容與任務(wù)的難易程度各不相同，科學(xué)探究涉及的要素也不一致，并且學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)是一個不斷提高的過程。因此，修訂版教科書中科學(xué)探究活動的設(shè)計應(yīng)遵循循序漸進的原則，做到有序安排、形式多樣、層次分明，盡可能符合學(xué)生的認知規(guī)律。例如，剛進入初中科學(xué)學(xué)習的學(xué)生，需要對探究過程和要素有一個整體的認識，因此，在七年級上冊“科學(xué)入門”一章中安排了“科學(xué)探究”一節(jié)，先通過“生活中的探究：電燈突然不亮”，讓學(xué)生從生活案例中感受探究過程；再通過“科學(xué)家的探究：天花和牛痘的故事”，讓學(xué)生“觀摩”科學(xué)家探究活動，感受科學(xué)探究的“味道”；最后通過“我們一起來探究：根據(jù)人腳印的長度判斷人的身高和盒子里面有什么”，讓學(xué)生從自我探究活動中感知探究整個過程，初步了解、體會探究的含義及探究的方法。在七年級下冊和八年級的探究活動中，讓學(xué)生對探究活動的各個要素進行訓(xùn)練。例如，“蚯蚓是怎樣生活的”主要是對獲取事實與證據(jù)的訓(xùn)練，“探究液體蒸發(fā)快慢的影響因素”主要是對假設(shè)檢驗的訓(xùn)練，“探究凸透鏡成像規(guī)律”主要是對獲取實驗數(shù)據(jù)、分析與論證的訓(xùn)練。在九年級的探究活動中，再讓學(xué)生關(guān)注探究活動的整個過程，特別是探究方案的設(shè)計等。例如，“探究小燈泡的電功率跟哪些因素有關(guān)”“探究影響酶催化作用的因素”等都涉及探究活動的多個要素和方案的設(shè)計。

二、注重知識整合，實現(xiàn)學(xué)科綜合

初中科學(xué)課程是一門綜合性的科學(xué)課程。修訂版教科書力圖超越學(xué)科的界限，統(tǒng)籌設(shè)計，整體規(guī)劃，強調(diào)各學(xué)科領(lǐng)域知識的相互滲透和聯(lián)系整合，注重自然科學(xué)中的統(tǒng)一概念和原理，引導(dǎo)學(xué)生認識自然界的內(nèi)在統(tǒng)一性，體現(xiàn)課程的綜合性。修訂版教科書的內(nèi)容以科學(xué)探究活動、主題形式、核心科學(xué)概念滲透相關(guān)的學(xué)習內(nèi)容等方式進行知識的整合。例如，教科書的第1章“科學(xué)入門”就是從科學(xué)探究的過程與方法來整合學(xué)習的內(nèi)容，在學(xué)生初步認識什么是科學(xué)的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生了解科學(xué)研究的基本方法――觀察與實驗，初步掌握科學(xué)研究技能――科學(xué)測量，體會科學(xué)研究的基本過程――科學(xué)探究；“空氣與生命”一章是以主題的形式來整合學(xué)習的內(nèi)容，它既涉及物質(zhì)科學(xué)中的氧氣與二氧化碳等常見的物質(zhì)、化學(xué)方程式、元素的循環(huán)和物質(zhì)的相互作用等內(nèi)容，也涉及生命科學(xué)中生物體內(nèi)的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)換。又如“對環(huán)境的察覺”一章是以人的感覺為主題來整合物質(zhì)科學(xué)中的聲與光的知識、生命科學(xué)中的人體感覺器官的結(jié)構(gòu)及功能的知識學(xué)習；“可持續(xù)發(fā)展”一章是以發(fā)展與和諧為主題來進行整合，涉及物質(zhì)科學(xué)中的能源與社會、生命科學(xué)中的人類與生態(tài)環(huán)境等學(xué)習內(nèi)容。教科書還以“核心科學(xué)概念的邏輯體系為主線滲透相關(guān)的學(xué)習內(nèi)容”的方式進行知識的整合，例如，在“電流的測量”中介紹“心電圖”“干擾電流療法”等與生命科學(xué)有關(guān)的知識；在“磁場”中，介紹“地磁場方向的改變”“生物體與磁場”等和地球科學(xué)、生命科學(xué)有關(guān)的知識。

三、注重生活經(jīng)驗，順應(yīng)認知發(fā)展

科學(xué)教科書的編寫注重學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗，問題情境的設(shè)計盡量與學(xué)生生活相聯(lián)系，概念和規(guī)律的學(xué)習盡量從學(xué)生熟悉的生活實際出發(fā)，注意引導(dǎo)學(xué)生運用科學(xué)知識解釋自然現(xiàn)象，分析和解決各種實際問題。這樣的教科書設(shè)計一方面順應(yīng)學(xué)生的認知特點，讓學(xué)生感受科學(xué)就在身邊，感知科學(xué)對社會發(fā)展的巨大推動作用；同時也是強化“從生活走向科學(xué)，從科學(xué)走向社會”的課程理念，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、樂于探究，注意從身邊現(xiàn)象探索科學(xué)問題，注重將科學(xué)知識與生活實踐相聯(lián)系的探究意識和科學(xué)精神。

修訂版教科書注重從學(xué)生的生活實際引出科學(xué)概念和規(guī)律的學(xué)習，使學(xué)生感受到科學(xué)源于生活、源于自然，培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的習慣。例如，在“對環(huán)境的察覺”中，從日常生活中遇到的實例來引入“人的感覺”的學(xué)習，從遙控器可用來調(diào)節(jié)電視機的節(jié)目引入“看不見的光”的學(xué)習，從筷子放在水中變折了引入“光的折射”的學(xué)習，從近視眼鏡和遠視眼鏡的鏡片引入“透鏡”的學(xué)習等。又如，在“探究凸透鏡成像規(guī)律”前，先讓學(xué)生完成“凸透鏡成像”的活動，讓學(xué)生獲得凸透鏡成像的一些經(jīng)驗事實，建立物距與像距的概念，為“探究凸透鏡成像規(guī)律”起到“支架”的作用。

修訂版教科書注重科學(xué)知識的學(xué)習與實際的聯(lián)系。例如，在學(xué)習超聲波與次聲波時，介紹“蝙蝠利用超聲波捕食、大象用次聲波交流、用次聲波檢查胎兒的發(fā)育情況、用次聲波清洗眼鏡”等與實際相聯(lián)系的知識。教科書也注重在學(xué)過某一科學(xué)知識后聯(lián)系實際，介紹一些應(yīng)用性問題。例如，在學(xué)習“凸透鏡成像規(guī)律”后，介紹放大鏡和數(shù)碼相機的應(yīng)用。

修訂版教科書安排了實踐類的問題，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力及實踐意識。實踐類問題是需要學(xué)生親自動手或調(diào)查才能完成的。例如，制作土電話、測量眼睛的近點和盲點、調(diào)查校園周圍的噪聲情況、觀察當?shù)貢円归L短的變化、計算碳排放量等，這類問題重在學(xué)生解決問題的過程。教科書還通過“閱讀”“科學(xué)?技術(shù)?社會?環(huán)境”等欄目聯(lián)系實際，如“電冰箱的工作原理、車速不同時的停車距離、衣服干洗、電動汽車的速度控制、電吉他、自來水廠的水凈化、天氣預(yù)報與農(nóng)業(yè)、電話、PM2.5與人體健康、肥胖、科學(xué)的刷牙方式、親子鑒定、濫用抗生素的危害、流行性感冒”等，讓這些自然與生活現(xiàn)象成為學(xué)習的素材，使學(xué)生感受科學(xué)知識的廣泛用途與無所不在，引導(dǎo)學(xué)生從生活中學(xué)習科學(xué)、認識科學(xué)。

四、加強STSE教育，滲透人文精神

注重科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境（STSE）的教育是當今世界科學(xué)教育的發(fā)展趨勢?？茖W(xué)、技術(shù)的發(fā)展改變了人們的生活，也改變了人們的思維方式。修訂版教科書盡可能引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)理論理解或解釋周圍的現(xiàn)象，用科學(xué)方法解決身邊的問題，像科學(xué)家那樣去思考問題。修訂版教科書關(guān)注科學(xué)精神與人文精神的交融貫通，實現(xiàn)科學(xué)知識的學(xué)習與社會責任感教育的統(tǒng)一，注意形成具有社會責任感的科學(xué)價值觀。為此，修訂版教科書增加了“科學(xué)?技術(shù)?社會?環(huán)境”欄目，其目的是開闊學(xué)生的視野，探討科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間相互關(guān)聯(lián)的問題，重視科學(xué)和人文的融合，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會與環(huán)境的意識與能力，強化科學(xué)教育的育人功能?？茖W(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間互動的觀點，既可以讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)處于不斷發(fā)展變化的過程，認識科學(xué)、技術(shù)對社會的積極作用，還可以讓學(xué)生了解科學(xué)、技術(shù)對社會的負面影響，認識人、自然與社會應(yīng)和諧發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生用聯(lián)系、發(fā)展的觀點看待問題，進而逐步認識科學(xué)的本質(zhì)，樹立正確的科學(xué)觀念，培育科學(xué)精神?？茖W(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境的問題多數(shù)是學(xué)生日常生活中所常遇到的問題，在科學(xué)學(xué)習中，只有廣泛地聯(lián)系這些問題，才能使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)是有用的、鮮活的。

修訂版教科書不但增設(shè)了STSE欄目，而且在書中其他部分盡可能滲透STSE的思想和意識。教科書注重滲透科學(xué)發(fā)展的歷程，介紹科學(xué)發(fā)展過程中的一些重要事件、相關(guān)的歷史背景，以及一些著名的科學(xué)家的故事，如在“磁生電”中安排了“電與磁的發(fā)展歷程”，在“空氣與氧氣”中安排了“氧氣的發(fā)現(xiàn)”等。這些科學(xué)史實能夠讓學(xué)生感受科學(xué)發(fā)展的歷程，領(lǐng)悟其中的科學(xué)思想、方法，認識科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的作用。

五、注重時代性，反映當代科學(xué)成果

科學(xué)在不斷發(fā)展，具有鮮明的時代特征。修訂版教科書在整體上注重體現(xiàn)課程內(nèi)容的現(xiàn)代性，力圖反映當代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想，了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對改善人們生活的作用，了解現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的推動作用。初中科學(xué)中的一些學(xué)習內(nèi)容本身就是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識，反映了教科書內(nèi)容的時代性。例如，在九年級下冊“演化的自然”一章中，涉及“現(xiàn)代宇宙學(xué)說、恒星的演化、生命的起源、遺傳物質(zhì)DNA、達爾文的進化論”等內(nèi)容，這些內(nèi)容都是現(xiàn)代科學(xué)前沿知識。另外，“新型材料、核能”等內(nèi)容也屬于現(xiàn)代科學(xué)前沿知識。

修訂版教科書在知識學(xué)習的過程中注重體現(xiàn)內(nèi)容的時代性。例如，在“看不見的光”中介紹“紅外線制導(dǎo)技術(shù)”，在“透鏡”中介紹“數(shù)碼相機”，在“電磁鐵的應(yīng)用”中介紹“信息的磁記錄”，在“同位素”中介紹“同位素原子的應(yīng)用”，在“育種與優(yōu)生”中介紹“太空育種”等。修訂版教科書在知識學(xué)習的過程中也注重體現(xiàn)現(xiàn)代科學(xué)思想與方法。例如，在“平面鏡”一節(jié)中，介紹像與物相對鏡面具有對稱性，并設(shè)計活動讓學(xué)生通過對稱法作出鏡中的像。對稱的思想在現(xiàn)代科學(xué)中占有重要的地位。

修訂版教科書通過對知識與技能的拓展來體現(xiàn)學(xué)習內(nèi)容的時代性。例如，在“長度的測量”中，除了介紹傳統(tǒng)的測量方法外，還介紹現(xiàn)代的測量技術(shù)：利用聲吶測量潛水艇與障礙物之間的距離；利用電磁波測量飛機與雷達站之間的距離；利用激光測距儀測物體間的距離等。在“溫度的測量”中介紹現(xiàn)代測溫技術(shù)：色帶溫度計能方便地跟蹤動物的體溫變化；衛(wèi)星能遙感測出海水0.1℃的溫度變化；天文學(xué)中常用光譜分析的方法研究恒星的溫度。

修訂版教科書的時代性也體現(xiàn)在可持續(xù)發(fā)展觀念、環(huán)境保護意識等方面。為此，教科書在九年級下冊單列一章來論述可持續(xù)發(fā)展，介紹人口的增長、全球性資源與環(huán)境問題、新能源、低碳生活、科學(xué)與可持續(xù)發(fā)展等課題，這些課題都是人們非常關(guān)注的與現(xiàn)代科技有關(guān)的問題。

修訂版教科書還通過“科學(xué)?技術(shù)?社會?環(huán)境”“閱讀”等欄目，介紹“導(dǎo)航與數(shù)字地圖、航天器的盔甲――燒蝕材料、克隆技術(shù)、深海載人潛水器、利用碳-14測定年代、噴氣發(fā)動機、核電站的安全性、基因組改變未來、超導(dǎo)現(xiàn)象與超導(dǎo)體、記憶合金、中子星、哈勃望遠鏡、同步衛(wèi)星、光纖通信、磁懸浮列車、納米技術(shù)，SARS冠狀病毒”等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識及其應(yīng)用，關(guān)注科學(xué)熱點問題，體現(xiàn)教科書內(nèi)容的時代性。另外，修訂版教科書利用“超新星、神舟八號飛船與天宮一號對接、各式各樣的U盤“等與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相關(guān)的知識作為情景來編制練習，也反映了教科書內(nèi)容的時代性。

六、合理設(shè)置欄目，優(yōu)化版面設(shè)計

修訂版教科書對欄目的設(shè)置進行了適當?shù)恼{(diào)整，優(yōu)化版面設(shè)計。教科書保留了原有的“活動”“探究”“實驗”“閱讀”“讀圖”等多數(shù)欄目；將原來的“思考”和“討論”合并為“思考與討論”欄目；增設(shè)拓展類欄目：“科學(xué)?技術(shù)?社會?環(huán)境”，意在加強科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境之間的相互聯(lián)系，開闊學(xué)生的視野，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注社會與環(huán)境的意識與能力；增設(shè)“本章知識結(jié)構(gòu)”，以幫助學(xué)生從整體上整理所學(xué)的知識，更好地形成知識框架；增強原有的“對話框”的功能，將重要的科學(xué)方法適時地用對話框的形式呈現(xiàn)出來。