IT新應用展望

1、2006-7-10大學IT1大大 學學 I T *省教育廳組編省教育廳組編 2006-7-10大學IT2第第1010章章 ITIT新應用展望新應用展望2006-7-10大學IT3本章概要本章概要 本章首先系統(tǒng)介紹了廣義上的信息技術(shù)，主要包括信息采集技本章首先系統(tǒng)介紹了廣義上的信息技術(shù)，主要包括信息采集技術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息處理技術(shù)。在介紹基本概念的基礎(chǔ)上，重術(shù)、信息傳輸技術(shù)、信息處理技術(shù)。在介紹基本概念的基礎(chǔ)上，重點介紹每一領(lǐng)域中的一些熱點技術(shù)，其中信息采集技術(shù)包括：傳感點介紹每一領(lǐng)域中的一些熱點技術(shù)，其中信息采集技術(shù)包括：傳感器；信息傳輸技術(shù)包括：紅外與藍牙技術(shù)、光纖通信、衛(wèi)星通信、器；信

2、息傳輸技術(shù)包括：紅外與藍牙技術(shù)、光纖通信、衛(wèi)星通信、3 3S S技術(shù)等；信息處理技術(shù)包括：模式識別、聲音信息處理、圖像技術(shù)等；信息處理技術(shù)包括：模式識別、聲音信息處理、圖像信息處理、電子指紋、自動翻譯等。之后，介紹了信息技術(shù)在生活信息處理、電子指紋、自動翻譯等。之后，介紹了信息技術(shù)在生活中的一些綜合應用實例，例如：導航系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能機中的一些綜合應用實例，例如：導航系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、智能機器人、生物機器人、智能公寓等。最后，展望了信息技術(shù)的一些新器人、生物機器人、智能公寓等。最后，展望了信息技術(shù)的一些新的發(fā)展方向，如自動駕駛、量子計算機、生物計算機。學完本章，的發(fā)展方向，如自動駕駛

3、、量子計算機、生物計算機。學完本章，你將能夠：你將能夠： 解釋自然界各種信息是如何被采集并傳輸給計算機的；解釋自然界各種信息是如何被采集并傳輸給計算機的； 掌握計算機處理信息的各種方法；掌握計算機處理信息的各種方法； 列舉信息技術(shù)綜合應用的一些實例；列舉信息技術(shù)綜合應用的一些實例； 了解信息技術(shù)的一些新的發(fā)展趨勢。了解信息技術(shù)的一些新的發(fā)展趨勢。2006-7-10大學IT4本章要點本章要點10.1 信息采集技術(shù)信息采集技術(shù) 10.2 信息傳輸技術(shù)信息傳輸技術(shù) 10.3 信息處理技術(shù)信息處理技術(shù) 10.4 IT應用大視角應用大視角 10.5 IT發(fā)展展望發(fā)展展望 2006-7-10大學IT510

4、.1 信息采集技術(shù)信息采集技術(shù)10.1.1 傳感器傳感器 1.CCD圖像傳感器圖像傳感器 2.2. 紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器 3.3. 超聲波測距傳感器超聲波測距傳感器 10.1.2 傳感器的應用傳感器的應用 1.1. 機械制造機械制造2.2. 工業(yè)過程控制工業(yè)過程控制3.3. 汽車電子產(chǎn)品汽車電子產(chǎn)品4.4. 通信電子產(chǎn)品通信電子產(chǎn)品5.5. 消費電子產(chǎn)品消費電子產(chǎn)品6.6. 專用設(shè)備專用設(shè)備 10.1.3 傳感器的發(fā)展方向傳感器的發(fā)展方向 2006-7-10大學IT6傳感器傳感器 在信息技術(shù)領(lǐng)域，傳感器被認為是人類在信息技術(shù)領(lǐng)域，傳感器被認為是人類“五官五官”的工程模的工程模擬，美國儀

5、器儀表協(xié)會是這樣定義傳感器的：擬，美國儀器儀表協(xié)會是這樣定義傳感器的：“傳感器是把被傳感器是把被測量變換為有用信號的一種裝置。它包括敏感元件、變換電路測量變換為有用信號的一種裝置。它包括敏感元件、變換電路以及把這些元件和電路組合在一起的機構(gòu)。以及把這些元件和電路組合在一起的機構(gòu)?！庇腥税褌鞲衅鞅扔腥税褌鞲衅鞅扔鞒捎嬎銠C的喻成計算機的“五官五官”，稱為，稱為“電五官電五官”。光電類傳感器如同。光電類傳感器如同人的眼睛，聲電類傳感器如同人的耳朵，熱點或力電類傳感器人的眼睛，聲電類傳感器如同人的耳朵，熱點或力電類傳感器如同人的皮膚，氣體類傳感器相當于人的鼻子，化學類傳感器如同人的皮膚，氣體類傳感器相

6、當于人的鼻子，化學類傳感器相當人的舌頭?？梢?，傳感器是信息采集不可缺少的器件，例相當人的舌頭?？梢姡瑐鞲衅魇切畔⒉杉豢扇鄙俚钠骷?，例如，一架航天飛機上就有如，一架航天飛機上就有100100多種多種4 0004 000多個傳感器，萬噸級艦多個傳感器，萬噸級艦艇上就有艇上就有300300多個溫度和壓力傳感器。多個溫度和壓力傳感器。 傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成，有時還要加上輔助電源，通常可用圖有時還要加上輔助電源，通?？捎脠D10-1表示。雖然不同類型傳表示。雖然不同類型傳感器的工作原理不同，但基本都是通過敏感元件把要測量的

7、物感器的工作原理不同，但基本都是通過敏感元件把要測量的物理量轉(zhuǎn)換為電信號，以便顯示、記錄、控制和處理等。理量轉(zhuǎn)換為電信號，以便顯示、記錄、控制和處理等。 2006-7-10大學IT7 CCD圖像傳感器圖像傳感器 1969年年CCD圖像傳感器在貝爾試驗室研制成功，從初期的圖像傳感器在貝爾試驗室研制成功，從初期的10多萬像素已經(jīng)發(fā)展至目前主流應用的多萬像素已經(jīng)發(fā)展至目前主流應用的500萬像素，是數(shù)碼相機、萬像素，是數(shù)碼相機、DV機等圖像獲取設(shè)備的關(guān)鍵零部件，其應用市場正以驚人的速機等圖像獲取設(shè)備的關(guān)鍵零部件，其應用市場正以驚人的速度增長。度增長。CCD圖像傳感器是一種金屬氧化物半導體結(jié)構(gòu)的新圖像傳

8、感器是一種金屬氧化物半導體結(jié)構(gòu)的新型器件，基本結(jié)構(gòu)是一種密排的型器件，基本結(jié)構(gòu)是一種密排的MOS電容器，能夠存儲由入射電容器，能夠存儲由入射光在光在CCD像敏單元激發(fā)出的光信息電荷，并能在適當相序的時像敏單元激發(fā)出的光信息電荷，并能在適當相序的時鐘脈沖驅(qū)動下，把存儲的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉(zhuǎn)移，實鐘脈沖驅(qū)動下，把存儲的電荷以電荷包的形式定向傳輸轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)自掃描，完成從光信號到電信號的轉(zhuǎn)換?？稍陔娨暺聊簧蠌驮F(xiàn)自掃描，完成從光信號到電信號的轉(zhuǎn)換?？稍陔娨暺聊簧蠌驮晌矬w的可見光像，也可以將電信號存儲在磁帶機內(nèi)，或輸入計成物體的可見光像，也可以將電信號存儲在磁帶機內(nèi)，或輸入計算機，進行圖像增強

9、、識別、存儲等處理。算機，進行圖像增強、識別、存儲等處理。 2006-7-10大學IT8 紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器 任何物體只要它的溫度高于絕對零度（任何物體只要它的溫度高于絕對零度（-273 -273 ），就有熱輻射向外部發(fā)射，），就有熱輻射向外部發(fā)射，物體溫度不同，其輻射出的能量也不同，且輻射波的波長也不同，但總是包含著物體溫度不同，其輻射出的能量也不同，且輻射波的波長也不同，但總是包含著紅外輻射在內(nèi)，千攝氏度以下的物體，其熱輻射中最強的電磁波是紅外波，所以紅外輻射在內(nèi)，千攝氏度以下的物體，其熱輻射中最強的電磁波是紅外波，所以對物體自身紅外輻射的測量，便能準確測定它的表面溫度，這就是紅

10、外測溫儀測對物體自身紅外輻射的測量，便能準確測定它的表面溫度，這就是紅外測溫儀測溫依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。溫依據(jù)的客觀基礎(chǔ)。 紅外溫度傳感器由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出紅外溫度傳感器由光學系統(tǒng)、光電探測器、信號放大器及信號處理、顯示輸出等部分組成。光學系統(tǒng)是將目標物體輻射出的紅外能量匯聚起來，聚焦在光電探等部分組成。光學系統(tǒng)是將目標物體輻射出的紅外能量匯聚起來，聚焦在光電探測器上，并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘枺俳?jīng)過電路運算處理電路后，換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y測器上，并轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娦盘?，再?jīng)過電路運算處理電路后，換算轉(zhuǎn)變?yōu)楸粶y目標的線性的溫度信號值，以便實現(xiàn)進一步的信號處理及控制。目標的線性

11、的溫度信號值，以便實現(xiàn)進一步的信號處理及控制。 紅外溫度傳感器具有的如下優(yōu)點：非接觸測溫紅外溫度傳感器具有的如下優(yōu)點：非接觸測溫, ,對被測物體無影響；反應速度快；對被測物體無影響；反應速度快；可檢測運動中的物體的瞬態(tài)溫度；測溫范圍寬，如圖可檢測運動中的物體的瞬態(tài)溫度；測溫范圍寬，如圖10-210-2所示的紅外溫度傳感器所示的紅外溫度傳感器的測溫范圍為的測溫范圍為50 50 1600 1600 ；測溫精度高，分辨率為；測溫精度高，分辨率為0.01 0.01 或更小，可同時對或更小，可同時對點、線、面測溫；可測量絕對溫度，也可測量相對溫度。點、線、面測溫；可測量絕對溫度，也可測量相對溫度。200

12、6-7-10大學IT9超聲波測距傳感器超聲波測距傳感器 超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，超聲波是一種超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器，超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生，振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生，具有頻率高、波長短、繞射小，特別是方向性好、它可穿透幾十米深度。具有頻率高、波長短、繞射小，特別是方向性好、它可穿透幾十米深度。 以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，所以超聲波以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，所以超聲波傳感器由超聲波發(fā)射探頭與接收探頭兩部分組成。超

13、聲波傳感器具有高靈傳感器由超聲波發(fā)射探頭與接收探頭兩部分組成。超聲波傳感器具有高靈敏度、高可靠性、高穩(wěn)定性；耐高、低溫度、耐濕度、抗振動等優(yōu)點，如敏度、高可靠性、高穩(wěn)定性；耐高、低溫度、耐濕度、抗振動等優(yōu)點，如超聲波測量距離傳感器具有精度高和使用壽命長的特點，在一般使用條件超聲波測量距離傳感器具有精度高和使用壽命長的特點，在一般使用條件下，它的測量誤差為下，它的測量誤差為0.10.1，有效量程為，有效量程為10-210-2104 104 mm。因此超聲波檢測因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。 在醫(yī)學方面，超聲波診斷已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學中不可

14、缺少的診斷方法，在醫(yī)學方面，超聲波診斷已經(jīng)成為了臨床醫(yī)學中不可缺少的診斷方法，超聲波診斷的優(yōu)點是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、超聲波診斷的優(yōu)點是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的準確率高等，因而推廣容易，受到醫(yī)務工作者和患者的歡迎；在工診斷的準確率高等，因而推廣容易，受到醫(yī)務工作者和患者的歡迎；在工業(yè)方面，已經(jīng)開發(fā)出各種功能的傳感器，圖業(yè)方面，已經(jīng)開發(fā)出各種功能的傳感器，圖10-310-3所示為適用于汽車倒車防所示為適用于汽車倒車防撞雷達的雙角度超聲波傳感器。另外，超聲波的應用還包括對金屬的無損撞雷達的雙角度超聲波傳感器。另外，超聲波的應用還包括對金屬的無損探

15、傷，超聲波測量距離，汽車倒車防撞裝置和超聲波接近開關(guān)，家用電器探傷，超聲波測量距離，汽車倒車防撞裝置和超聲波接近開關(guān)，家用電器和其它電子設(shè)備的遙控裝置，防盜、防災設(shè)備的超聲波發(fā)射和接收等。和其它電子設(shè)備的遙控裝置，防盜、防災設(shè)備的超聲波發(fā)射和接收等。2006-7-10大學IT10在汽車工業(yè)和工業(yè)自動化在汽車工業(yè)和工業(yè)自動化方面的應用方面的應用 （1 1）汽車工業(yè)）汽車工業(yè) 現(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用傳感現(xiàn)代高級轎車的電子化控制系統(tǒng)水平的關(guān)鍵就在于采用傳感器的數(shù)量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近器的數(shù)量和水平，目前一輛普通家用轎車上大約安裝幾十到近百只傳感器，

16、而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種百只傳感器，而豪華轎車上的傳感器數(shù)量可多達二百余只，種類通常達類通常達3030余種，多則達百種。余種，多則達百種。 （2 2）工業(yè)自動化）工業(yè)自動化 工業(yè)領(lǐng)域應用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域應用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機械以及傳統(tǒng)的自動傳感器；各種測量工藝變量（如溫度、液位、壓力、流的自動傳感器；各種測量工藝變量（如溫度、液位、壓力、流量等）傳感器；測量電子特性（電流、電壓等）和物理量（運量等）傳感器；測量電子特性（電流、電壓等）和物理量（運動、速度、負載以及強度）的傳感器，以及傳統(tǒng)的接近動、速度、負載以及強度）的傳感器，以及傳統(tǒng)的

17、接近/定位傳定位傳感器發(fā)展迅速。感器發(fā)展迅速。 2006-7-10大學IT11在通信電子和消費電子在通信電子和消費電子產(chǎn)品方面的應用產(chǎn)品方面的應用 （3 3）通信電子產(chǎn)品）通信電子產(chǎn)品 手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感手機產(chǎn)量的大幅增長及手機新功能的不斷增加給傳感器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機和攝像手機市場份額器市場帶來機遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機和攝像手機市場份額不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應用比例。此外，應不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應用比例。此外，應用于集團電話和無繩電話的超聲傳感器、用于磁存儲介用于集團電話和無繩電話的超聲傳感器、用于磁存儲介質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。

18、質(zhì)的磁場傳感器等都將出現(xiàn)強勢增長。 （4 4）消費電子產(chǎn)品）消費電子產(chǎn)品 中國是家電產(chǎn)品生產(chǎn)大國，中國的家電產(chǎn)品除了巨大中國是家電產(chǎn)品生產(chǎn)大國，中國的家電產(chǎn)品除了巨大的內(nèi)需市場外，還大量出口國際市場，由于低廉的生產(chǎn)的內(nèi)需市場外，還大量出口國際市場，由于低廉的生產(chǎn)成本使中國成為全球最大的家電出口國，家用電器對傳成本使中國成為全球最大的家電出口國，家用電器對傳感器市場需求主要來自空調(diào)、冰箱、洗衣機和電飯煲等。感器市場需求主要來自空調(diào)、冰箱、洗衣機和電飯煲等。2006-7-10大學IT12在專用設(shè)備上的應用在專用設(shè)備上的應用 （5 5）專用設(shè)備）專用設(shè)備 專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)

19、備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器應用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷售量巨大、利潤可觀的新興市場，該領(lǐng)域要銷售量巨大、利潤可觀的新興市場，該領(lǐng)域要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。發(fā)展。2006-7-10大學IT13傳感器的發(fā)展方向傳感器的發(fā)展方向 傳感器產(chǎn)業(yè)是國內(nèi)外公認的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以技術(shù)含量高、經(jīng)濟傳感器產(chǎn)業(yè)是國內(nèi)外公認的具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，它以技術(shù)含量高、經(jīng)濟效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為世人矚目。那些高精度、快響應、高可靠效益好、滲透能力強、市場前景廣等特點為

20、世人矚目。那些高精度、快響應、高可靠性、寬溫度范圍、微型化、微功耗及無源化、智能化、集成化、網(wǎng)絡化的傳感器將成性、寬溫度范圍、微型化、微功耗及無源化、智能化、集成化、網(wǎng)絡化的傳感器將成為未來市場中的寵兒。為未來市場中的寵兒。 （1 1）由于傳感器都是利用材料的各種效應、特性等來實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換成電量，所）由于傳感器都是利用材料的各種效應、特性等來實現(xiàn)非電量轉(zhuǎn)換成電量，所以應采用新材料、新技術(shù)、新工藝及探討新理論來發(fā)展傳感器。以應采用新材料、新技術(shù)、新工藝及探討新理論來發(fā)展傳感器。 （2 2）為了適應計算機對信息的處理，應發(fā)展數(shù)字式傳感器，這樣可省去模數(shù)轉(zhuǎn)換）為了適應計算機對信息的處理，應發(fā)展數(shù)字

21、式傳感器，這樣可省去模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，而直接與計算機連接。電路，而直接與計算機連接。 （3 3）為適應工業(yè)和實驗中的非接觸式檢測需要，應使用激光、微波、紅外等技術(shù)。）為適應工業(yè)和實驗中的非接觸式檢測需要，應使用激光、微波、紅外等技術(shù)。 （4 4）發(fā)展）發(fā)展“傳像技術(shù)傳像技術(shù)”。隨著科學的發(fā)展，不但要求傳感。隨著科學的發(fā)展，不但要求傳感“個別非電量個別非電量”，而且，而且要求傳感被測源的全部信息（即傳像）。這就要求傳感器不但是小型和微型，而且應要求傳感被測源的全部信息（即傳像）。這就要求傳感器不但是小型和微型，而且應從單個發(fā)展到組合式（傳感器陣列）形式，其中每個小傳感器測出被測源一個從單個發(fā)展到組合

22、式（傳感器陣列）形式，其中每個小傳感器測出被測源一個“像像素素”，整體構(gòu)成一個，整體構(gòu)成一個“圖像傳感圖像傳感”，并能在顯示屏上顯示等。，并能在顯示屏上顯示等。 （5 5）發(fā)展）發(fā)展“仿生傳感器仿生傳感器”。生物體充滿著大量有傳感作用的細胞，如視覺、聽覺、。生物體充滿著大量有傳感作用的細胞，如視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、冷熱感覺等細胞，這些感覺細胞，將非電量轉(zhuǎn)換成嗅覺、味覺、觸覺、冷熱感覺等細胞，這些感覺細胞，將非電量轉(zhuǎn)換成“生物電流生物電流”，由神經(jīng)系統(tǒng)傳到大腦里進行處理，再發(fā)出各種控制命令。由神經(jīng)系統(tǒng)傳到大腦里進行處理，再發(fā)出各種控制命令。 （6）傳感器是屬于敏感技術(shù)范疇之內(nèi)，而敏感元件

23、是基礎(chǔ)元件，有了優(yōu)良的敏感）傳感器是屬于敏感技術(shù)范疇之內(nèi)，而敏感元件是基礎(chǔ)元件，有了優(yōu)良的敏感元件，才能有高性能的傳感器，所以應優(yōu)先開發(fā)新的領(lǐng)域和原理，生產(chǎn)出優(yōu)良的敏感元件，才能有高性能的傳感器，所以應優(yōu)先開發(fā)新的領(lǐng)域和原理，生產(chǎn)出優(yōu)良的敏感元件。元件。 2006-7-10大學IT1410.2 信息傳輸技術(shù)信息傳輸技術(shù) 隨著隨著2121世紀的到來，全球進入信息時代，信息的世紀的到來，全球進入信息時代，信息的產(chǎn)生和傳遞非常迅速，已影響了社會的各個方面。經(jīng)產(chǎn)生和傳遞非常迅速，已影響了社會的各個方面。經(jīng)濟增長、社會發(fā)展和人們物質(zhì)生活及精神生活水平的濟增長、社會發(fā)展和人們物質(zhì)生活及精神生活水平的提高對

24、通信提出了更新、更高的要求。提高對通信提出了更新、更高的要求。 為了實現(xiàn)復雜的信息處理、信息交換、信息共享，為了實現(xiàn)復雜的信息處理、信息交換、信息共享，信息需要各傳感器與計算機之間、各計算機之間傳輸。信息需要各傳感器與計算機之間、各計算機之間傳輸。信息傳輸主要分為有線傳輸和無線傳輸，其中有線傳信息傳輸主要分為有線傳輸和無線傳輸，其中有線傳輸以輸以光纖通信光纖通信技術(shù)為典型代表，近距離無線傳輸以技術(shù)為典型代表，近距離無線傳輸以紅紅外技術(shù)外技術(shù)、藍牙技術(shù)藍牙技術(shù)為典型代表，遠距離無線傳輸則以為典型代表，遠距離無線傳輸則以衛(wèi)星通訊為主。衛(wèi)星通訊為主。2006-7-10大學IT15 光纖通信原理（一）

25、光纖通信原理（一） 光纖通信（光纖通信（optical fiber communicationoptical fiber communication）是以激光為光源，以光是以激光為光源，以光導纖維為傳輸介質(zhì)進行的通信。導纖維為傳輸介質(zhì)進行的通信。19661966年，英籍華人高錕最先提出用玻璃年，英籍華人高錕最先提出用玻璃纖維進行遠距離激光通信的設(shè)想。纖維進行遠距離激光通信的設(shè)想。19731973年，美國康寧公司制成每千米傳年，美國康寧公司制成每千米傳輸損耗只有輸損耗只有2020分貝的光纖。同年，美國貝爾實驗室研制出能在常溫下連分貝的光纖。同年，美國貝爾實驗室研制出能在常溫下連續(xù)工作的半導體激光

26、器。這兩項技術(shù)突破為光纖通信的實現(xiàn)鋪平了道路。續(xù)工作的半導體激光器。這兩項技術(shù)突破為光纖通信的實現(xiàn)鋪平了道路。19761976年，美國在芝加哥兩個相距年，美國在芝加哥兩個相距7 7千米的電話局間首次進行了光纖通信千米的電話局間首次進行了光纖通信試驗，實現(xiàn)了一根光纖能夠同時容納試驗，實現(xiàn)了一根光纖能夠同時容納8 0008 000對人通話。對人通話。光纖通信系統(tǒng)一般由計算機、光端機和光中繼器等組成。光纖通信系統(tǒng)一般由計算機、光端機和光中繼器等組成。光纖光纖光中繼器發(fā)收發(fā)收收發(fā)收發(fā)計算機計算機光端機光端機圖2006-7-10大學IT16 光纖通信原理（二）光纖通信原理（二） 計算機把需要發(fā)送的信息送

27、給光端機，由光端機將計算機把需要發(fā)送的信息送給光端機，由光端機將發(fā)送的信息調(diào)制在光波上，然后將光波注入光纖。光中發(fā)送的信息調(diào)制在光波上，然后將光波注入光纖。光中繼器把輸入的光信號變換為電信號進行放大，并把放大繼器把輸入的光信號變換為電信號進行放大，并把放大后的電信號還原為光信號注入到后續(xù)的光纖中繼續(xù)傳送，后的電信號還原為光信號注入到后續(xù)的光纖中繼續(xù)傳送，以補償光波在光纖中傳輸所帶來的損耗。光信號到達接以補償光波在光纖中傳輸所帶來的損耗。光信號到達接收端后，由光端機對光信號進行解調(diào)，還原成原來的電收端后，由光端機對光信號進行解調(diào)，還原成原來的電信號、送給接收端的計算機。信號、送給接收端的計算機。

28、 由于光纖通信系統(tǒng)通常是全雙工的，因此光端機和由于光纖通信系統(tǒng)通常是全雙工的，因此光端機和光中繼器主要由光發(fā)射機和光接收機組成，近距離的光光中繼器主要由光發(fā)射機和光接收機組成，近距離的光纖通信可以省略光中繼器。纖通信可以省略光中繼器。 光纖通信的發(fā)展主要集中在以下幾個方面：光纖通信的發(fā)展主要集中在以下幾個方面：光傳輸光傳輸技術(shù)技術(shù) 、光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù) 、光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進 、光纖器光纖器件技術(shù)發(fā)展件技術(shù)發(fā)展 。2006-7-10大學IT17光傳輸技術(shù)光傳輸技術(shù) 光傳輸技術(shù)，超大容量將成為下一代網(wǎng)絡的基本特征，目光傳輸技術(shù)，超大容量將成為下一代網(wǎng)絡的基本特征，目前商用的

29、前商用的DWDMDWDM（密集波分復用）系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)密集波分復用）系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)1 600 1 600 Gb/sGb/s容容量（量（160160波、每波道速率波、每波道速率10 10 Gb/sGb/s）、）、3 000 km3 000 km超長距離傳輸。超長距離傳輸?？蛇M一步擴展傳輸光纖的可用帶寬。隨著光纖制造技術(shù)的進步可進一步擴展傳輸光纖的可用帶寬。隨著光纖制造技術(shù)的進步和激光源制造技術(shù)的發(fā)展，可用于光通信的波長帶已經(jīng)由最常和激光源制造技術(shù)的發(fā)展，可用于光通信的波長帶已經(jīng)由最常用的用的C C波帶發(fā)展到波帶發(fā)展到L L波帶、波帶、S S波帶乃至全波段；壓縮相鄰光波長波帶乃至全波段；壓縮相鄰光波長

30、之間的間隔。大容量密集波分復用系統(tǒng)相鄰波長間的間隔在短之間的間隔。大容量密集波分復用系統(tǒng)相鄰波長間的間隔在短短的幾年時間內(nèi)經(jīng)歷了由短的幾年時間內(nèi)經(jīng)歷了由200 200 GHzGHz、100 GHz100 GHz、50 GHz50 GHz乃至乃至25 25 GHzGHz的演變，每前進一步系統(tǒng)可容納的波長數(shù)就可以增加的演變，每前進一步系統(tǒng)可容納的波長數(shù)就可以增加一倍；單波長傳輸速率不斷提高。電時分復用的速率在短短的一倍；單波長傳輸速率不斷提高。電時分復用的速率在短短的不到不到1010年的時間內(nèi)從年的時間內(nèi)從155 155 Mb/sMb/s到到10 10 Gb/sGb/s乃至乃至40 40 Gb/s

31、Gb/s發(fā)展；采發(fā)展；采用用ULHULH（超長距離）技術(shù)，延長無再生中繼距離。超長距離）技術(shù)，延長無再生中繼距離。2006-7-10大學IT18光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù)光纖接入技術(shù)，現(xiàn)在的接入技術(shù)手段，如光纖接入技術(shù)，現(xiàn)在的接入技術(shù)手段，如xDSL（數(shù)數(shù)字用戶環(huán)路，字用戶環(huán)路，Digital Subscriber Loop）系統(tǒng)、系統(tǒng)、HFC（混混合光纖同軸電纜，合光纖同軸電纜，Hybrid Fiber Coaxial）系統(tǒng)、以太網(wǎng)系統(tǒng)、以太網(wǎng)接入系統(tǒng)和寬帶無線接入系統(tǒng)，都基于銅纜或微波頻段接入系統(tǒng)和寬帶無線接入系統(tǒng)，都基于銅纜或微波頻段的接入，受到傳輸媒質(zhì)、無線頻譜和技術(shù)體制的先天限的接入，

32、受到傳輸媒質(zhì)、無線頻譜和技術(shù)體制的先天限制，這些接入方式不能從根本上最終解決用戶的寬帶接制，這些接入方式不能從根本上最終解決用戶的寬帶接入需求。光纖接入技術(shù)已廣泛應用到匯聚層，而應用到入需求。光纖接入技術(shù)已廣泛應用到匯聚層，而應用到接入終端，即光纖到戶（接入終端，即光纖到戶（FTTH）是發(fā)展目標。可以分是發(fā)展目標?？梢苑譃橛性垂饫w接入和無源光纖接入兩類。有源光纖接入類為有源光纖接入和無源光纖接入兩類。有源光纖接入類似銅線以太網(wǎng)的接入技術(shù)。無源接入主要有采用似銅線以太網(wǎng)的接入技術(shù)。無源接入主要有采用ATM技技術(shù)的術(shù)的APON、采用以太網(wǎng)技術(shù)采用以太網(wǎng)技術(shù)EPON和采用和采用GFP封裝的封裝的GP

33、ON，統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為xPON。 2006-7-10大學IT19 光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進 光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進，今后的十年，光網(wǎng)絡技術(shù)仍然是光網(wǎng)絡的新技術(shù)演進，今后的十年，光網(wǎng)絡技術(shù)仍然是以現(xiàn)在已有的技術(shù)為出發(fā)點的。光網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在兩以現(xiàn)在已有的技術(shù)為出發(fā)點的。光網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在兩個方面，在硬技術(shù)實現(xiàn)上是全光網(wǎng)，在軟技術(shù)實現(xiàn)上是智能個方面，在硬技術(shù)實現(xiàn)上是全光網(wǎng)，在軟技術(shù)實現(xiàn)上是智能網(wǎng)。網(wǎng)。全光網(wǎng)的發(fā)展，包括光纖放大器與光纖激光器、光纖光柵光全光網(wǎng)的發(fā)展，包括光纖放大器與光纖激光器、光纖光柵光子器件、光子回路、全光纖集成等。在這方面，很多進展取子器件、光子回路、全光纖集成等。

34、在這方面，很多進展取決與光器件的進展。在具備了決與光器件的進展。在具備了WDMWDM能力之后，光傳送網(wǎng)絡能力之后，光傳送網(wǎng)絡第一次擁有了在光層直接交叉組網(wǎng)的能力，第一次擁有了在光層直接交叉組網(wǎng)的能力，ASONASON的核心就的核心就是本身具備的智能性，第一次在光網(wǎng)絡中實現(xiàn)了光信道建立是本身具備的智能性，第一次在光網(wǎng)絡中實現(xiàn)了光信道建立的智能性。即的智能性。即ASONASON在不需要人為管理和控制的作用下，可在不需要人為管理和控制的作用下，可以依據(jù)控制面的功能，按用戶的請求來建立一條符合用戶需以依據(jù)控制面的功能，按用戶的請求來建立一條符合用戶需求的光通道。這一前所未有的革命性進步為光網(wǎng)絡帶來了質(zhì)

35、求的光通道。這一前所未有的革命性進步為光網(wǎng)絡帶來了質(zhì)的飛躍。的飛躍。2006-7-10大學IT20光纖器件技術(shù)發(fā)展光纖器件技術(shù)發(fā)展 光纖器件技術(shù)發(fā)展，光纖網(wǎng)絡體系是未來光光纖器件技術(shù)發(fā)展，光纖網(wǎng)絡體系是未來光通信的主流發(fā)展方向，而光網(wǎng)絡技術(shù)目前的發(fā)通信的主流發(fā)展方向，而光網(wǎng)絡技術(shù)目前的發(fā)展，很大程度上取決于光纖器件技術(shù)的發(fā)展。展，很大程度上取決于光纖器件技術(shù)的發(fā)展。器件發(fā)展主要有：支持智能化的光可變換器件，器件發(fā)展主要有：支持智能化的光可變換器件，包括可調(diào)諧光源、可調(diào)諧光濾波器、全光波長包括可調(diào)諧光源、可調(diào)諧光濾波器、全光波長轉(zhuǎn)換器、光可變衰減器等；支持全光網(wǎng)實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換器、光可變衰減器等；支持

36、全光網(wǎng)實現(xiàn)的平面光波導技術(shù)；以及新一代的光電子材料平面光波導技術(shù)；以及新一代的光電子材料光子晶體及其光子晶體光纖（光子晶體及其光子晶體光纖（PCFPCF）。）。2006-7-10大學IT21紅外通信紅外通信 紅外通信技術(shù)是一種適合于低成本、跨平臺、點紅外通信技術(shù)是一種適合于低成本、跨平臺、點對點的高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)的短距離無對點的高速數(shù)據(jù)連接，尤其是嵌入式系統(tǒng)的短距離無線通信技術(shù)。由于紅外通信技術(shù)有著成本低廉、連接線通信技術(shù)。由于紅外通信技術(shù)有著成本低廉、連接方便、簡單易用和結(jié)構(gòu)緊湊的特點，因此在小型的移方便、簡單易用和結(jié)構(gòu)緊湊的特點，因此在小型的移動設(shè)備中獲得了廣泛的應用。通過紅

37、外接口，各類移動設(shè)備中獲得了廣泛的應用。通過紅外接口，各類移動設(shè)備可以自由地進行數(shù)據(jù)交換。動設(shè)備可以自由地進行數(shù)據(jù)交換。 紅外線是波長在紅外線是波長在750 750 nmnm至至1 1 mmmm之間的電磁波，之間的電磁波，它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看它的頻率高于微波而低于可見光，是一種人的眼睛看不到的光線。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍不到的光線。由于紅外線的波長較短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線通訊的射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線通訊的場合，進行點對點的直線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率最快可場合，進行點對點的直線數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率最快可達達16

38、16 MbpsMbps，紅外數(shù)據(jù)協(xié)會將紅外數(shù)據(jù)通訊所采用的紅外數(shù)據(jù)協(xié)會將紅外數(shù)據(jù)通訊所采用的光波波長的范圍限定在光波波長的范圍限定在850 850 nmnm至至900 900 nmnm之內(nèi)。之內(nèi)。2006-7-10大學IT22藍牙（藍牙（Bluetooth） 藍牙（藍牙（BluetoothBluetooth）技術(shù)是一種支持點到點、點到多點的技術(shù)是一種支持點到點、點到多點的話音、數(shù)據(jù)業(yè)務的短距離無線通信技術(shù)。它由愛立信、諾基亞、話音、數(shù)據(jù)業(yè)務的短距離無線通信技術(shù)。它由愛立信、諾基亞、英特爾、英特爾、IBMIBM和東芝等公司提出與推廣。從和東芝等公司提出與推廣。從19981998年以來，推出年以來

39、，推出了了1.01.0A A、1.0B1.0B標準并將推出標準并將推出2.02.0標準。標準。 藍牙技術(shù)是作為一種藍牙技術(shù)是作為一種“電纜替代電纜替代”的技術(shù)提出來的，發(fā)展的技術(shù)提出來的，發(fā)展到今天已經(jīng)演化成了一種個人信息網(wǎng)絡的技術(shù)。它將內(nèi)嵌藍牙到今天已經(jīng)演化成了一種個人信息網(wǎng)絡的技術(shù)。它將內(nèi)嵌藍牙芯片的設(shè)備互聯(lián)起來，提供話音和數(shù)據(jù)的接入服務，實現(xiàn)信息芯片的設(shè)備互聯(lián)起來，提供話音和數(shù)據(jù)的接入服務，實現(xiàn)信息的自動交換和處理。藍牙主要針對三大類的應用：話音數(shù)據(jù)的自動交換和處理。藍牙主要針對三大類的應用：話音數(shù)據(jù)的接入、外圍設(shè)備互聯(lián)和個人局域網(wǎng)。話音數(shù)據(jù)的接入是將的接入、外圍設(shè)備互聯(lián)和個人局域網(wǎng)。話

40、音數(shù)據(jù)的接入是將一臺計算設(shè)備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設(shè)備，完成一臺計算設(shè)備通過安全的無線鏈路連接到一個通信設(shè)備，完成與廣域通信網(wǎng)絡的互聯(lián)。外圍設(shè)備互聯(lián)是指將各種外設(shè)通過藍與廣域通信網(wǎng)絡的互聯(lián)。外圍設(shè)備互聯(lián)是指將各種外設(shè)通過藍牙鏈路連接到主機。個人局域網(wǎng)的主要應用是個人網(wǎng)絡和信息牙鏈路連接到主機。個人局域網(wǎng)的主要應用是個人網(wǎng)絡和信息的共享和交換。因為紅外與藍牙有著各自的優(yōu)勢，不少廠商將的共享和交換。因為紅外與藍牙有著各自的優(yōu)勢，不少廠商將這兩種短距離無線通信協(xié)議進行整合，因此藍牙技術(shù)呈現(xiàn)出以這兩種短距離無線通信協(xié)議進行整合，因此藍牙技術(shù)呈現(xiàn)出以下幾種下幾種發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢。 2006-7

41、-10大學IT23藍牙技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）藍牙技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）（1 1）芯片價格持續(xù)下降，如英國）芯片價格持續(xù)下降，如英國CSRCSR生產(chǎn)的主要藍牙芯片產(chǎn)品，目前售生產(chǎn)的主要藍牙芯片產(chǎn)品，目前售價約為價約為7 78 8美元美元/ /顆，隨著公司陸續(xù)推出新產(chǎn)品，預計以后將降至顆，隨著公司陸續(xù)推出新產(chǎn)品，預計以后將降至3 3美元美元左右；左右；（2 2）芯片越來越小巧，藍牙的技術(shù)界面是專用半導體集成電路芯片，用）芯片越來越小巧，藍牙的技術(shù)界面是專用半導體集成電路芯片，用于嵌入電子器件內(nèi)，要嵌入到電子器件內(nèi)，它必須具有小巧、廉價、結(jié)于嵌入電子器件內(nèi)，要嵌入到電子器件內(nèi)，它必須具有小巧、廉價、結(jié)構(gòu)

42、緊湊和功能強大的特點才能放進蜂窩電話中；構(gòu)緊湊和功能強大的特點才能放進蜂窩電話中；（3 3）向單芯片方向發(fā)展，目前已經(jīng)有所突破，如法國）向單芯片方向發(fā)展，目前已經(jīng)有所突破，如法國Alcatel Alcatel MicroelectronicsMicroelectronics等公司在等公司在ISSCC 2001ISSCC 2001上發(fā)表了用于藍牙的單芯片上發(fā)表了用于藍牙的單芯片LSILSI，CSRCSR公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍牙公司也推出了嵌入電池中的單芯片藍牙IC BlueCore 01IC BlueCore 01；（4 4）產(chǎn)品具有兼容性，目前的產(chǎn)品一致性測試都已經(jīng)沒問題，但是無法產(chǎn)

43、品具有兼容性，目前的產(chǎn)品一致性測試都已經(jīng)沒問題，但是無法互通，藍牙只有成為無線通信的互通，藍牙只有成為無線通信的“世界語世界語”才有意義。才有意義。SIGSIG已召集制造商已召集制造商開了兩次會議來測試各自藍牙產(chǎn)品基礎(chǔ)組件間的兼容情況，測試中發(fā)現(xiàn)開了兩次會議來測試各自藍牙產(chǎn)品基礎(chǔ)組件間的兼容情況，測試中發(fā)現(xiàn)的不兼容情況正在解決之中；的不兼容情況正在解決之中；（5 5）與其它技術(shù)的共存，藍牙只是）與其它技術(shù)的共存，藍牙只是WLANWLAN中重要的技術(shù)，有其局限性，中重要的技術(shù)，有其局限性，WLANWLAN網(wǎng)的實現(xiàn)需要幾種技術(shù)的結(jié)合。如網(wǎng)的實現(xiàn)需要幾種技術(shù)的結(jié)合。如IntersilIntersil

44、公司和公司和Silicon WaveSilicon Wave公司公司宣布合作開發(fā)兼容藍牙和宣布合作開發(fā)兼容藍牙和IEEE802.11bIEEE802.11b標準的標準的WLANWLAN解決方案。解決方案。AshvatthaAshvattha半導體公司最近宣稱已經(jīng)開發(fā)出半導體公司最近宣稱已經(jīng)開發(fā)出RFRF單芯片系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可單芯片系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可以同時接收和發(fā)送以同時接收和發(fā)送GSMGSM、藍牙和藍牙和GPSGPS信號；信號；2006-7-10大學IT24 藍牙技術(shù)的發(fā)展趨勢（二）藍牙技術(shù)的發(fā)展趨勢（二）（6 6）眾多操作系統(tǒng)支持藍牙，微軟公司于）眾多操作系統(tǒng)支持藍牙，微軟公司于20012

45、001年上市的年上市的WindowsWindows操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) WhistlerWhistler也支持藍牙。以也支持藍牙。以IBMIBM為首的眾多計算機廠商正為首的眾多計算機廠商正在努力達成協(xié)議，為在努力達成協(xié)議，為PCPC平臺制定藍牙標準，以解決不同設(shè)備之間的平臺制定藍牙標準，以解決不同設(shè)備之間的兼容性；兼容性；（7 7）干擾問題的解決，美國）干擾問題的解決，美國MobilianMobilian公司推出了兼具無線公司推出了兼具無線LANLAN和和BluetoothBluetooth功能的芯片組。這個由兩個芯片構(gòu)成的芯片組具備無線功能的芯片組。這個由兩個芯片構(gòu)成的芯片組具備無線LANLAN

46、的標準方式的標準方式IEEE802.11bIEEE802.11b的無線收發(fā)功能和藍牙功能。由于的無線收發(fā)功能和藍牙功能。由于IEEE 802.11bIEEE 802.11b和藍牙的載波頻帶都使用和藍牙的載波頻帶都使用2.4 2.4 GHzGHz頻帶，當同時收發(fā)頻帶，當同時收發(fā)這兩種規(guī)格的數(shù)據(jù)時，有可能引起數(shù)據(jù)包沖突等電波干擾，一直無這兩種規(guī)格的數(shù)據(jù)時，有可能引起數(shù)據(jù)包沖突等電波干擾，一直無法同時應用。法同時應用。MobilianMobilian公司此次開發(fā)的芯片組中，通過采用消除電公司此次開發(fā)的芯片組中，通過采用消除電波干擾的方法，實現(xiàn)了兩種規(guī)格數(shù)據(jù)通信的同時進行；波干擾的方法，實現(xiàn)了兩種規(guī)格

47、數(shù)據(jù)通信的同時進行；（8）支持漫游功能，藍牙技術(shù)可以在微網(wǎng)絡或擴大網(wǎng)之間切換，但）支持漫游功能，藍牙技術(shù)可以在微網(wǎng)絡或擴大網(wǎng)之間切換，但每次切換都必須斷開與當前每次切換都必須斷開與當前PAN的連接。為解決此問題，的連接。為解決此問題，Commil技技術(shù)公司設(shè)計了一種系統(tǒng)，即使在藍牙模式不同入口點之間漫游，仍術(shù)公司設(shè)計了一種系統(tǒng)，即使在藍牙模式不同入口點之間漫游，仍可以維持連續(xù)的、不中斷的數(shù)據(jù)和聲音交流。這種藍牙網(wǎng)絡技術(shù)提可以維持連續(xù)的、不中斷的數(shù)據(jù)和聲音交流。這種藍牙網(wǎng)絡技術(shù)提供很好的連接，其中一個連接是從一個藍牙入口點出發(fā)，在運作中供很好的連接，其中一個連接是從一個藍牙入口點出發(fā)，在運作中保

48、證不斷開。保證不斷開。2006-7-10大學IT2510.2.3 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通訊模式是一個一對多的網(wǎng)絡衛(wèi)星通訊模式是一個一對多的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)模式。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球結(jié)構(gòu)模式。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，即把地球站發(fā)上來的電磁波放大作用，即把地球站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶通過地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。由通過地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。由于靜止衛(wèi)星在赤道上空于靜止衛(wèi)星在赤道上空3 60

49、03 600公里，它公里，它繞地球一周時間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周繞地球一周時間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周（2323小時小時5656分分4 4秒）一致，從地面看上秒）一致，從地面看上去如同靜止不動一般。三顆相距去如同靜止不動一般。三顆相距120120度度的衛(wèi)星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛(wèi)星的衛(wèi)星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合通信易于實現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是衛(wèi)星通信的頻率是110 110 GHzGHz頻段，即頻段，即微波頻段。為了滿足越來越多的需求，微波頻段。為了滿足越來越多的需求，已開始研究應用新的頻段，如已開始研究應用新的頻段，如12 12 GHzGHz、1

50、4 GHz14 GHz、20 GHz20 GHz及及30 30 GHzGHz。2006-7-10大學IT26衛(wèi)星通信的主要特點衛(wèi)星通信的主要特點優(yōu)點：優(yōu)點：（1）通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋的范圍均可進）通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋的范圍均可進行通信。行通信。（2）不易受陸地災害影響。）不易受陸地災害影響。（3）建設(shè)速度快。）建設(shè)速度快。（4）易于實現(xiàn)廣播和多址通信。）易于實現(xiàn)廣播和多址通信。（5）電路和話務量可靈活調(diào)整。）電路和話務量可靈活調(diào)整。（6）一信道可用于不同方向和不同區(qū)域。）一信道可用于不同方向和不同區(qū)域。缺點：缺點：（1）因兩地球站之間的電磁波傳播距離最小為）因兩地球

51、站之間的電磁波傳播距離最小為7 200公里，公里，信號有延遲。信號有延遲。（2）10 GHz以上頻帶受降雨雪的影響。以上頻帶受降雨雪的影響。（3）天線受太陽噪聲的影響。）天線受太陽噪聲的影響。 2006-7-10大學IT27寬帶衛(wèi)星通信發(fā)展寬帶衛(wèi)星通信發(fā)展策略及趨勢策略及趨勢（1 1）更注重）更注重InternetInternet接入，衛(wèi)星非常適合于傳輸接入，衛(wèi)星非常適合于傳輸InternetInternet業(yè)務，優(yōu)點業(yè)務，優(yōu)點為：傳輸不受陸地電路影響，衛(wèi)星不對稱線路方案經(jīng)濟高效，更適為：傳輸不受陸地電路影響，衛(wèi)星不對稱線路方案經(jīng)濟高效，更適于局域網(wǎng)，可作為多信道廣播業(yè)務的平臺；于局域網(wǎng)，可作

52、為多信道廣播業(yè)務的平臺；（2 2）開放標準與模塊化問題，已有的）開放標準與模塊化問題，已有的LEO/MEO GMPCsLEO/MEO GMPCs衛(wèi)星系統(tǒng)其衛(wèi)星系統(tǒng)其全球標準化開放標準能力極差，很難形成規(guī)?；芰?。在下一步全全球標準化開放標準能力極差，很難形成規(guī)?；芰?。在下一步全球?qū)拵驅(qū)拵SSMSS行程中，納入行程中，納入IMT-2000IMT-2000的類的類3 3G MSSG MSS軌道，進行全球開軌道，進行全球開放標準與規(guī)?；\作，并與相應地面業(yè)務部分取得有效的綜合，是放標準與規(guī)模化運作，并與相應地面業(yè)務部分取得有效的綜合，是一條有效的出路；一條有效的出路；（3 3）商業(yè)策略，獲得與

53、地面業(yè)務相比擬的性能價格比是未來衛(wèi)星通）商業(yè)策略，獲得與地面業(yè)務相比擬的性能價格比是未來衛(wèi)星通信，包括其未來多模終端應用發(fā)展的基本準則。地面移動通信網(wǎng)絡信，包括其未來多模終端應用發(fā)展的基本準則。地面移動通信網(wǎng)絡容量及用戶數(shù)增長速度極快，以每年容量及用戶數(shù)增長速度極快，以每年3030到到5050的高速遞增，同時的高速遞增，同時更新?lián)Q代速度也很快，在更新?lián)Q代速度也很快，在1010至至1515年內(nèi)可能會快速發(fā)展。因此，寬帶年內(nèi)可能會快速發(fā)展。因此，寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展必須適應這種演進競爭步伐，在提高性能價格衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展必須適應這種演進競爭步伐，在提高性能價格比的前提下快速發(fā)展。比的前提下快速

54、發(fā)展。 近年來衛(wèi)星通信新技術(shù)的發(fā)展層出不窮。例如甚小口徑天線地球近年來衛(wèi)星通信新技術(shù)的發(fā)展層出不窮。例如甚小口徑天線地球站（站（VSATVSAT）系統(tǒng)，中低軌道的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等都受到了人們廣系統(tǒng)，中低軌道的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等都受到了人們廣泛的關(guān)注和應用。衛(wèi)星通信也是未來全球信息高速公路的重要組成泛的關(guān)注和應用。衛(wèi)星通信也是未來全球信息高速公路的重要組成部分。部分。2006-7-10大學IT2810.3 信息處理技術(shù)信息處理技術(shù) 信息處理是目前計算機應用最廣泛的信息處理是目前計算機應用最廣泛的領(lǐng)域之一。信息處理是指將收集到的信息領(lǐng)域之一。信息處理是指將收集到的信息（稱為原始信息）按照一定的程

55、序和方法（稱為原始信息）按照一定的程序和方法進行分類、分析、整理、編制等，使其具進行分類、分析、整理、編制等，使其具有可用性。信息處理的類型很多，如有可用性。信息處理的類型很多，如圖像圖像信息處理信息處理、聲音信息處理聲音信息處理、指紋識別指紋識別、自自動翻譯等動翻譯等、模式識別模式識別，都是目前研究的熱，都是目前研究的熱點領(lǐng)域點領(lǐng)域 。2006-7-10大學IT2910.3.1 數(shù)字圖像處理數(shù)字圖像處理 數(shù)字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將數(shù)字圖像處理又稱為計算機圖像處理，它是指將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并利用計算機對其進行處理的過程。數(shù)字圖

56、像處理作為一門學科大約形成于的過程。數(shù)字圖像處理作為一門學科大約形成于2020世世紀紀6060年代初期。早期圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)年代初期。早期圖像處理的目的是改善圖像的質(zhì)量，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的量，輸入的是質(zhì)量低的圖像，輸出的是改善質(zhì)量后的圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、圖像，常用的圖像處理方法有圖像增強、復原、編碼、壓縮等。壓縮等。 首次獲得實際成功應用的是美國噴氣推進實驗室首次獲得實際成功應用的是美國噴氣推進實驗室（JPL）；）；其次是在醫(yī)學上獲得的成果。另外，圖像其次是在醫(yī)學上獲得的成果。另外，圖像處理技術(shù)其他諸多應用領(lǐng)域也受到了廣泛重視并取

57、得處理技術(shù)其他諸多應用領(lǐng)域也受到了廣泛重視并取得了重大的開拓性成就，如了重大的開拓性成就，如航空航天航空航天、生物醫(yī)學工程生物醫(yī)學工程、工業(yè)檢測工業(yè)檢測、機器人視覺、機器人視覺、公安司法、軍事制導公安司法、軍事制導、文化文化藝術(shù)藝術(shù)等領(lǐng)域。等領(lǐng)域。 2006-7-10大學IT30圖像處理在航天和航空圖像處理在航天和航空技術(shù)方面的應用技術(shù)方面的應用 數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方數(shù)字圖像處理技術(shù)在航天和航空技術(shù)方面的應用，除了上面介紹的面的應用，除了上面介紹的JPL對月球、對月球、火星照片的處理之外，另一方面的應用是火星照片的處理之外，另一方面的應用是在飛機遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。許多國家在飛

58、機遙感和衛(wèi)星遙感技術(shù)中。許多國家每天派出很多偵察飛機對地球上有興趣的每天派出很多偵察飛機對地球上有興趣的地區(qū)進行大量的空中攝影。對由此得來的地區(qū)進行大量的空中攝影。對由此得來的照片進行處理分析，以前需要雇用幾千人，照片進行處理分析，以前需要雇用幾千人，而現(xiàn)在改用配備有高級計算機的圖像處理而現(xiàn)在改用配備有高級計算機的圖像處理系統(tǒng)來判斷分析，既節(jié)省人力，又加快了系統(tǒng)來判斷分析，既節(jié)省人力，又加快了速度，還可以從照片中提取人工所不能發(fā)速度，還可以從照片中提取人工所不能發(fā)現(xiàn)的大量有用情報?，F(xiàn)的大量有用情報。 2006-7-10大學IT31圖像處理在生物醫(yī)學圖像處理在生物醫(yī)學工程方面的應用工程方面的應用

59、 數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學工程方面的數(shù)字圖像處理在生物醫(yī)學工程方面的應用十分廣泛，而且很有成效。除了上面應用十分廣泛，而且很有成效。除了上面介紹的介紹的CTCT技術(shù)之外，還有一類是對醫(yī)用顯技術(shù)之外，還有一類是對醫(yī)用顯微圖像的處理分析，如紅細胞、白細胞分微圖像的處理分析，如紅細胞、白細胞分類、染色體分析、癌細胞識別等。此外，類、染色體分析、癌細胞識別等。此外，在在X X光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、光肺部圖像增晰、超聲波圖像處理、心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學診心電圖分析、立體定向放射治療等醫(yī)學診斷方面都廣泛地應用圖像處理技術(shù)。斷方面都廣泛地應用圖像處理技術(shù)。2006-7-10大學IT32圖

60、像處理在通信工程圖像處理在通信工程方面的應用方面的應用 當前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文當前通信的主要發(fā)展方向是聲音、文字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體字、圖像和數(shù)據(jù)結(jié)合的多媒體通信。具體地講是將電話、電視和計算機以三網(wǎng)合一地講是將電話、電視和計算機以三網(wǎng)合一的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像的方式在數(shù)字通信網(wǎng)上傳輸。其中以圖像通信最為復雜和困難，因圖像的數(shù)據(jù)量十通信最為復雜和困難，因圖像的數(shù)據(jù)量十分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達分巨大，如傳送彩色電視信號的速率達100 Mbps以上。要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實以上。要將這樣高速率的數(shù)據(jù)實時傳送出去，必須采用編碼技術(shù)來壓縮信時傳送出去，必須