第7章 G
- 信息科學(xué)知識(青少年科普知識閱讀手冊)
- 張娟主編
- 8557字
- 2021-05-31 09:38:03
光纜
通信光纜是一定數(shù)量的光纖按照一定方式組成纜心,外包有護套,有的還包覆外護層,用以實現(xiàn)光信號傳輸?shù)囊环N通信線路。
通信光纜比銅線電纜具有更大的傳輸容量,中繼段距離長、體積小、重量輕,無電磁干擾,自1976年以后已發(fā)展成長途干線、市內(nèi)中繼、近海及跨洋海底通信、以及局域網(wǎng)、專用網(wǎng)等的有線傳輸線路骨干,并開始向市內(nèi)用戶環(huán)路配線網(wǎng)的領(lǐng)域發(fā)展,為光纖到戶、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)提供傳輸線路。
光刻工藝
光刻工藝是利用類似照相制版的原理,在半導(dǎo)體晶片表面的掩膜層上面刻蝕精細圖形的表面加工技術(shù)。也就是使用可見光和紫外光線把電路圖案投影“印刷”到覆有感光材料的硅晶片表面,再經(jīng)過蝕刻工藝去除無用部分,所剩就是電路本身了。光刻工藝的流程中有制版、硅片氧化、涂膠、曝光、顯影、腐蝕、去膠等。
光刻是制作半導(dǎo)體器件和集成電路的關(guān)鍵工藝。自20世紀60年代以來,都是用帶有圖形的掩膜覆蓋在被加工的半導(dǎo)體芯片表面,制作出半導(dǎo)體器件的不同工作區(qū)。隨著集成電路所包含的器件越來越多,要求單個器件尺寸及其間隔越來越小,所以常以光刻所能分辨的最小線條寬度來標志集成電路的工藝水平。國際上較先進的集成電路生產(chǎn)線是1微米線,即光刻的分辨線寬為1微米。日本兩家公司成功地應(yīng)用加速器所產(chǎn)生的同步輻射X射線進行投影式光刻,制成了線寬為0.1微米的微細布線,使光刻技術(shù)達到新的水平。
光纜通信
光纜通信適合于在固定地點之間傳送大量信息,而衛(wèi)星通信可以把通信網(wǎng)建到難以鋪設(shè)地面線路的地區(qū)。通過建立衛(wèi)星和地面線路的綜合網(wǎng)絡(luò),可以建立在世界各地都能存取所需信息的“移動計算”技術(shù)。利用中低軌道衛(wèi)星的通信將從1998年開始投入實用。2006年可視電話等雙向圖像通信將在各種移動體通信之間投入實用;2007年面向個人的個人移動通信將在世界各地投入實用。
2010年前將建立起連接地面和衛(wèi)星的大規(guī)模信息通信網(wǎng)。為了充分利用有巨大潛力的下一代衛(wèi)星通信,必須開發(fā)對用戶充滿魅力的服務(wù)。
光纜系統(tǒng)
“信息高速公路”的基礎(chǔ)是光纖通信,它用光纜把千萬家用戶單位聯(lián)結(jié)在一起。以光纖為基礎(chǔ)的“信息高速公路”有很寬的頻帶,可以同時傳送500個電視頻道。
“信息高速公路”的骨干將是光纜系統(tǒng)。光纜是由細長的玻璃束構(gòu)成的,能以激光脈沖形式傳輸數(shù)字化信息,而同軸電纜中傳輸?shù)膭t是無線電波。激光脈沖比無線電波的波長短,所以光纖線路的信息容量大。例如,一根光纖能同時傳輸5000路視頻信號,或同時傳輸50萬路電話通話。光纖抗干擾能力強,信號衰減小,適于遠距離傳輸大量信息。
光纜通信網(wǎng)的范疇
在陸地,各國在加緊建設(shè)光纜通信網(wǎng)。到1991年,美國已鋪設(shè)896萬千米光纜,1994年初達到1280萬千米。新加坡的國土面積只有587平方千米,卻已鋪設(shè)了1.6萬千米的光纜。貫通各國橫穿大陸的光纜系統(tǒng)也在規(guī)劃中。橫穿歐洲,貫通西伯利亞,跨越中亞,光纜在各大洲延伸。如發(fā)絲般粗細的一對光導(dǎo)纖維,理論上可以傳送100億路電話,也就是說,可以允許全世界56億人同時打電話。實用的光纜,裝有32根光纖,能夠傳送5000個電視節(jié)目和50萬路電話。光纜是信息高速公路系統(tǒng)的寬闊路面。
在海洋,自1988年世界上第一條越洋光纜TATM8運營以來,全球已建成數(shù)十個海底光纜系統(tǒng),僅亞太地區(qū)主要的海底光纜就有15條。今后幾年內(nèi),太平洋海底將增設(shè)光纜23萬千米,大西洋海底將再設(shè)6萬千米光纜。
光纖傳輸
光纖傳輸是一種脈沖調(diào)制過程。光脈沖來自激光二極管,每秒可閃爍數(shù)百萬次。如果需要,還可用中繼器將信號增強。光電檢測器接收到這一信號,再在另一端把它恢復(fù)為原來的形式。
光纖傳送模擬信號(例如話音)力不從心,但傳送由聲音、圖像等轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號卻游刃有余,因此光纖是建立進行聲音、文字、圖像、數(shù)據(jù)傳輸?shù)木C合通信網(wǎng)——綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISPN)理想的、不可缺少的技術(shù)手段。
隨著光纖制造工藝水平的提高,光纖的成本日益下降,使光纖得到了廣泛的應(yīng)用。不少發(fā)達國家,開始把光纜鋪到公路旁、住宅前,為實現(xiàn)“光纖到辦公室”、“光纖進入家庭”做準備。到1990年,它的長途電話線路中,光纖已占一半以上。以光纖通信為依托,利用數(shù)據(jù)庫技術(shù),現(xiàn)已能為用戶提供電視“按需點播”的服務(wù)。用戶可在任何時間,隨心所欲地點播想看的電視節(jié)目,甚至還可以自己安排節(jié)目的結(jié)局,自己制作電視節(jié)目供其他人觀看。
光纖通信技術(shù)
光纖通信是利用光波作載波,以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式。1977年美國在芝加哥相距7000米的兩電話局之間,首次用多模光纖成功地進行了光纖通信試驗。85微米波段的多模光纖為第一代光纖通信系統(tǒng)。1981年又實現(xiàn)了兩電話局間使用1.3微米多模光纖的通信系統(tǒng),為第二代光纖通信系統(tǒng)。1984年實現(xiàn)了1.3微米單模光纖的通信系統(tǒng),即第三代光纖通信系統(tǒng)。20世紀80年代中后期又實現(xiàn)了1.55微米單模光纖通信系統(tǒng),即第四代光纖通信系統(tǒng)。用光波分復(fù)用提高速率,用光波放大增長傳輸距離的系統(tǒng),為第五代光纖通信系統(tǒng)。新系統(tǒng)中,光纖通信系統(tǒng),已達現(xiàn)場實驗水平,將得到應(yīng)用。光弧子通信系統(tǒng)可以獲得極高的速率,20世紀末或21世紀初可能達到實用化。在該系統(tǒng)中加上光纖放大器有可能實現(xiàn)極高速率和極長距離的光纖通信。
光纖通信的發(fā)展極其迅速,至1991年底,全球已鋪設(shè)光纜563萬千米,到1995年已超過1100萬千米。光纖通信在單位時間內(nèi)能傳輸?shù)男畔⒘看蟆R粚文9饫w可同時開通35000個電話,而且它還在飛速發(fā)展。光纖通信的建設(shè)費用正隨著使用數(shù)量的增大而降低,同時它具有體積小,重量輕,使用金屬少,抗電磁干擾、抗輻射性強,保密性好等優(yōu)點。
光計算機
計算機的功率取決于其組成部件的運行速度和排列密度,光在這兩個方面都很理想。光子的速度即光速,為每秒30萬千米,是宇宙中最快的速度。激光束對信息的處理速度可達現(xiàn)有半導(dǎo)體硅器件的1000倍。1990年,貝爾實驗室推出了一臺由激光器、透鏡、反射鏡等組成的計算機,這就是光計算機的雛形。隨后,英、法、比、德、意等國的70多名科學(xué)家研制成功了一臺光計算機,其運算速度比普通的電子計算機快1000倍。這種利用光作為載體進行信息處理的計算機被稱為光計算機,又叫光腦。
電腦是靠電荷在線路中的流動來處理信息的,而光腦則是靠激光束進入由反射鏡和透鏡組成的陣列中來對信息進行處理的。與電腦相似之處是,光腦也靠產(chǎn)生一系列邏輯操作來處理和解決問題。光子不像電子那樣需要在導(dǎo)線中傳播,即使在光線相交時,它們之間也不會相互影響,并且在不滿足干涉的條件下也互不干擾。光束的這種互不干擾的特性,使得光腦能夠在極小的空間內(nèi)開辟很多平行的信息通道,密度大得驚人。一塊截面為5分硬幣大小的棱鏡,其通過能力超過全球現(xiàn)有全部電話電纜的許多倍。
貝爾實驗室研制成功的光學(xué)轉(zhuǎn)換器,在字母/中可以裝入2000個信息通道。因此,電子工程師們早就設(shè)想在計算機中使用光子了。光腦的許多關(guān)鍵技術(shù),如光存儲技術(shù)、光互連技術(shù)、光電子集成電路等都已獲得突破。光腦的應(yīng)用將使信息技術(shù)產(chǎn)生飛躍。
高技術(shù)
高技術(shù)是指建立在綜合科學(xué)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,處于當(dāng)代科學(xué)技術(shù)前沿,對發(fā)展生產(chǎn)力、促進社會文明、增強國防實力起先導(dǎo)作用的知識、技術(shù)和投資密集的技術(shù)群。高技術(shù)是一個動態(tài)的概念,隨著時間的推移,高技術(shù)的主要內(nèi)容和涉及范圍都會有所改變,新的高技術(shù)將陸續(xù)出現(xiàn),一些發(fā)展成熟的技術(shù)也會變?yōu)橐话慵夹g(shù)。
高技術(shù)的基本特征是戰(zhàn)略性、風(fēng)險性、增值性、滲透性、帶動性。戰(zhàn)略性,即指高技術(shù)狀況是反映國家經(jīng)濟實力和國防實力的,直接關(guān)系到國家經(jīng)濟和軍事地位;風(fēng)險性,即高技術(shù)幾乎都處在科學(xué)技術(shù)的前沿,它的發(fā)展具有明顯的超前研究的特點;增值性,即它的應(yīng)用可以大大提高經(jīng)濟效益和武器系統(tǒng)的效能,起著“力量倍增器”的作用;慘透性,即高技術(shù)本身往往都是一些綜合性、交叉性很強的技術(shù)領(lǐng)域,表現(xiàn)于多學(xué)科之中;帶動性,即高技術(shù)集約了各技術(shù)領(lǐng)域的精華。它廣泛地應(yīng)用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中去,就能帶動各行業(yè)的技術(shù)進步。
高技術(shù)治安
在同犯罪和暴力作斗爭中,計算機技術(shù)將發(fā)揮越來越大的作用。從汽車到衣服都可以做上電子標簽,如果被偷,就可以追查出來并被認定。個人將攜帶電子裝置,這些裝置將表明他們在保密室計算機化地圖上的位置,諸如在校園中的那些人的位置。如果有人受到攻擊,就可以及時呼救。
越來越多的公共和私人場所將處于攝像機的監(jiān)視之下。英國用閉路電視監(jiān)視整個城市的停車場、街道、犯罪率很高的建房工程、教堂、墓地和小胡同,在受到監(jiān)視的地區(qū)犯罪率下降了。人們差不多在任何時候都可能處在攝像機的監(jiān)視之下,不僅在公共停車場和機場受到監(jiān)視,而且在私人的企業(yè)中,甚至自己的家中都受到監(jiān)視。
隨意使用電子郵件聊天的人可能在訴訟中引起麻煩,因為那些被認為已經(jīng)消除了的電子郵件記錄還常常給保留了下來。律師們可以利用透露程序這一合法手段在公司的電子記錄中發(fā)現(xiàn)對公司不利的證據(jù)。電子郵件尤其不可靠。洛杉磯的一位警官在其巡邏車上的計算機中輸入了這樣一句話:“我很久沒有這么痛痛快快地揍誰一頓了。”結(jié)果這句話后來成為在法庭上對他進行指控的證據(jù)。
高檔微處理器
高檔微處理器采用了多總線和指令流水線技術(shù)。它把指令的執(zhí)行過程分解為幾個階段,每階段都有獨立的單元完成,各個單元同時工作,同時完成幾條指令不同階段的操作。幾條指令同時執(zhí)行,就可以大大縮短平均每條指令的執(zhí)行時間。中央處理器以外的其他裝置,統(tǒng)稱為計算機的外部設(shè)備。輸出器用來輸出計算結(jié)果,常用打印機、顯示器等設(shè)備輸出。
“高速公路”的歷程
1993年2月,美國總統(tǒng)克林頓,在《國情咨文》中,提出要建設(shè)“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”,即“信息高速公路”,并以此作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),推動高新科技的發(fā)展,提高勞動生產(chǎn)率,促使經(jīng)濟騰飛,增強國際競爭力。從此,在全世界引發(fā)出信息高速公路熱。
在1990年前后,美國就有人提出要建設(shè)“數(shù)據(jù)高速公路”或信息“超高速公路”的設(shè)想,目的是把美國各地的超級計算機連接起來,進一步發(fā)揮計算機的效能。
1991年,還未出任美國副總統(tǒng)的戈爾參議員就開始使用“信息高速公路”這個名詞。這一年,戈爾提出了“高性能計算行動”法案,隨后,他又提出“高性能計算與通信”計劃。目的是加快超級計算機之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣龋龠M超級計算機硬件、軟件的研究,加強美國經(jīng)濟的國際競爭力。
1992年,戈爾被克林頓選為副總統(tǒng)候選人。在經(jīng)濟施政綱領(lǐng)中,戈爾提出了建設(shè)“信息高速公路”的設(shè)想。在此設(shè)想中,他把原來只用來連接超級計算機的光纖,擴大到用來連接千家萬戶,深入到社會生活的各個方面。此外,針對美國教育、醫(yī)療等方面的現(xiàn)狀,新的設(shè)想要求信息高速公路至少應(yīng)該連接所有的學(xué)校、醫(yī)院和圖書館,以促進公民素質(zhì)的提高。戈爾建設(shè)信息高速公路的設(shè)想,被克林頓接受并用來作為競選總統(tǒng)的口號。
1993年1月,克林頓與戈爾分別出任美國總統(tǒng)和副總統(tǒng),上述“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”計劃被提出。這一計劃的內(nèi)容是,投資4000億美元,在2015年前,在全美建立起一個連接幾乎全部家庭和機構(gòu)的光纖高速通信網(wǎng),服務(wù)范圍覆蓋教育、衛(wèi)生、商業(yè)、金融、科研和娛樂等領(lǐng)域,并采用雙向交流方式,使信息的使用者同時也是信息的主動提供者。
在1994年9月,戈爾又正式提出建立全球信息基礎(chǔ)設(shè)施的倡議。他提議,把各國的信息基礎(chǔ)設(shè)施連接起來,組成全球性的信息高速公路,實現(xiàn)全球范圍的信息共享。
盡管美國的信息高速公路熱是伴隨大選而興起的,但它的提出,并不是少數(shù)政治家標新立異的結(jié)果,而是科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物,是信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展及其對社會產(chǎn)生深遠影響的結(jié)果,是使美國進入信息時代的必由之路。
西方國家在20世紀30年代后期起步,50~60年代全面實施的高速公路計劃,曾大大推動了經(jīng)濟的高速增長。20世紀90年代美國信息事業(yè)建設(shè)上的上述宏偉計劃的意義,將比高速公路網(wǎng)更為深遠。
高清晰度電視傳送
將寬頻帶或高數(shù)碼率的高清晰度電視信號先進行信源編碼,再通過電信、廣播媒質(zhì)傳輸,或記錄媒質(zhì)存儲的過程,就是高清晰度電視傳送。
高清晰度電視由于分辨率倍增,寬高比增大至16∶9,觀看質(zhì)量相當(dāng)35毫米的首輪電影,信息量約為常規(guī)電視的5倍,直接傳送高清晰度電視信號占用頻帶太寬,因此必須采用圖像壓縮編碼技術(shù)(頻帶壓縮技術(shù))。
日本1989年嘗試高清晰度電視衛(wèi)星廣播。信源壓縮用MUSE技術(shù),MUSE制式與NTSC制式木兼容。西歐發(fā)展HDMMAC制的高清晰度電視衛(wèi)星廣播,與現(xiàn)有MAC制式電視兼容。兩者的共同特點是,對圖像信號采用較為簡單的信源壓縮編碼技術(shù)(數(shù)字處理),而在衛(wèi)星信道傳輸時仍采用模擬技術(shù),這類傳送方式稱為數(shù)字/模擬混合方式。
有些國家正在發(fā)展以地面廣播為主的全數(shù)字高清晰度電視傳送方式,對圖像信號采用先進的信源壓縮編碼技術(shù),這種全數(shù)字方式的優(yōu)點是:接收質(zhì)量接近演播室質(zhì)量,發(fā)射功率僅為原NTSC電視臺的1/10(或更低),可啟用禁用頻道,實現(xiàn)同頻道廣播,因為全數(shù)字方式在技術(shù)上比混合方式先進,西歐各國和日本也都在積極研制全數(shù)字方式。
“高新技術(shù)”范疇
由于各種高新技術(shù)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟各部門和社會活動各領(lǐng)域,使現(xiàn)代社會的信息愈來愈豐富,信息量愈來愈大。用單打一的電話、電視和電腦傳輸已不敷需要,一種融聲音、文字和圖形、圖像于一體的多媒體通信已嶄露頭角。媒體愈多,所占用的信道數(shù)量就愈大,即使最先進的通信電纜也因傳輸頻帶比較狹窄而“力不從心”,正像滿載貨物的巨型卡車不能在鄉(xiāng)間小道上疾駛?cè)顼w那樣。因此,如何建造一個傳輸速率高、傳輸容量大的通信網(wǎng)絡(luò)成了科學(xué)家們?yōu)橹リP(guān)的方向。風(fēng)靡于世的“信息高速公路”就是這種攻關(guān)所取得的成果。
感測技術(shù)
感測技術(shù)是一門知識面廣、綜合程度高、實用性很強的專業(yè)課程。它從傳感器的基本理論入手,著重講敘傳感器的結(jié)構(gòu)與感測原理,以及許多新技術(shù)、新器件在感測技術(shù)領(lǐng)域里的應(yīng)用,課程安排上,以信息的傳感、轉(zhuǎn)換、處理為核心,從基本物理概念入手,闡述熱工量、機械量、幾何量等參數(shù)的測量原理及方法。
管理信息系統(tǒng)
管理信息系統(tǒng)是一個以人為主導(dǎo),利用計算機硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備以及其他辦公設(shè)備,進行信息的收集、傳輸、加工、儲存、更新和維護,支持組織高層決策、中層控制、基層運作的集成化的人機系統(tǒng)。
管理信息系統(tǒng)學(xué)科是一門理論性和實踐性都很強的學(xué)科。理論研究指導(dǎo)管理信息系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用,反過來在開發(fā)和應(yīng)用的實踐中形成理論。其學(xué)科內(nèi)容隨著管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用而進步和完善。
“管子能傳聲”的現(xiàn)象
早在20世紀初,科學(xué)家們透過“管子能傳聲”(聲波)的現(xiàn)象,從理論上推斷出在金屬管內(nèi)能傳送電磁波。1936年,科學(xué)家用一根內(nèi)徑為12.5厘米的圓柱狀金屬管將波長為9厘米的電磁波傳送了260米遠。雖然,當(dāng)時還不是毫米波(波長為9厘米的電磁波為“厘米波”),而且傳播距離也不遠,但它破天荒地證實了金屬管的確能傳遞電磁波的設(shè)想。這個實驗為實現(xiàn)毫米波波導(dǎo)通信從理論和實踐上都打下了基礎(chǔ)。這種能傳播電磁波的金屬管子就叫做“波導(dǎo)管”,簡稱波導(dǎo)。利用波導(dǎo)以電磁波的形式傳遞信息,就稱作“波導(dǎo)通信”。如果電磁波的頻段是毫米波,就是“毫米波波導(dǎo)通信”。
國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)
“國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)”實質(zhì)上是一個國家的信息化框架,它通常包括以下四大部分:大規(guī)模的先進發(fā)達的信息網(wǎng)絡(luò)(主要是指高速率、大容量的電子計算機通信網(wǎng)絡(luò));信息產(chǎn)業(yè)(主要包括信息設(shè)備制造業(yè)、軟件業(yè)、系統(tǒng)集成業(yè)和信息服務(wù)業(yè),涉及科研、開發(fā)和制作諸多環(huán)節(jié));應(yīng)用系統(tǒng)以及旨在保障社會信息化和信息網(wǎng)絡(luò)有效運行的社會支持環(huán)境(政策法律、文化教育以及人才資源開發(fā))等。其中,建立大規(guī)模的先進發(fā)達的信息網(wǎng)絡(luò)占據(jù)了很重要的份額。
國家信息網(wǎng)絡(luò)
建造高速率、高性能的國家信息網(wǎng)絡(luò)是一個國家信息化的標志,它的基本功能是將較大范圍(例如一個國家)的各種社會細胞——如政府機構(gòu)、教育單位、科研部門、圖書館、軍事機構(gòu)、企業(yè)以及家家戶戶的電子計算機通信終端聯(lián)結(jié)起來,使這一范圍內(nèi)成千上萬個計算機通信用戶在辦公室或家里就可以利用傳真機、電視、電子計算機等終端設(shè)備,方便、迅速、準確地獲取、傳遞、交換和處理信息,從而最大限度地實現(xiàn)信息資源的共享,每個“網(wǎng)絡(luò)公民”既是信息的消費者,又是信息的積極提供者。
所以通常以點析面形象地將整個國家信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)說成是“信息高速公路”。“信息高速公路”的提出有其一定的歷史背景。隨著蘇聯(lián)解體,冷戰(zhàn)結(jié)束后,美國政府就致力于尋找一種“能一箭雙雕地解決國家安全和經(jīng)濟競爭問題”的良策,幕僚們紛紛進諫。美國總統(tǒng)科學(xué)顧問布羅姆利認為:“為了使美國經(jīng)濟在世界經(jīng)濟中變得更具競爭力,最有效的一步就是建設(shè)高性能、高速率的國家信息網(wǎng)絡(luò)。這是促進美國科學(xué)研究和技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。”為此,美國政府于1993年提出了建造“信息高速公路”的構(gòu)想,將吉布森當(dāng)年的憧憬變成了現(xiàn)實。
國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)
蘇聯(lián)集團國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)早在1971年11月15日由蘇聯(lián)、東歐等9國籌建,后又發(fā)展了越南、敘利亞等5個成員國。此外,還有一些發(fā)展中國家也租用該系統(tǒng)的衛(wèi)星通信信道進行國際通信。該系統(tǒng)主要提供電視節(jié)目、電視電話會議和數(shù)傳服務(wù)。
歐洲衛(wèi)星通信系統(tǒng)。始建于1985年9月1日,截止1990年上半年已有27個成員國,由5顆衛(wèi)星組網(wǎng),為各成員國提供視頻會議、電話會議、高速傳真、電視教育和各種商業(yè)通信等。
國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。這是專門提供海事通信的國際組織,到1989年4月已經(jīng)開始對8759個船舶電臺(包括陸上設(shè)置的965個電臺,提供了電報、電話直通業(yè)務(wù)以及遇險呼救服務(wù)。該系統(tǒng)在大西洋、太平洋和印度洋上空各發(fā)射一顆通信衛(wèi)星,使用頻率分為:星M船間1.6~1.5千兆赫頻段,星M岸間6~4千兆赫頻段。
“國防信息設(shè)施”
如同其他科學(xué)技術(shù)往往因軍事需要而產(chǎn)生,其研究成果又總是優(yōu)先應(yīng)用于作戰(zhàn)領(lǐng)域一樣,高速信息網(wǎng)絡(luò)的問世也不例外。為了適應(yīng)未來戰(zhàn)爭的需要,以美國為代表的西方發(fā)達國家,在大力建造“國家信息基礎(chǔ)設(shè)施”(NII)的同時,將目光投向了修建戰(zhàn)場信息高速公路——國防信息基礎(chǔ)設(shè)施(DII)。1994年2月,美國陸軍在奧蘭多舉行了一次有600多名高級軍官、專家、學(xué)者參加的研討會,專題討論了怎樣打贏未來戰(zhàn)爭的問題。其中就專門研究了建設(shè)“國防信息基礎(chǔ)設(shè)施”。
功率控制技術(shù)
功率控制技術(shù)是CDMA系統(tǒng)的核心技術(shù)。CDMA系統(tǒng)是一個自擾系統(tǒng),所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率,“遠近效用”問題特別突出。CDMA功率控制的目的就是克服“遠近效用”,使系統(tǒng)既能維護高質(zhì)量通信,又不對其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制,反向功率控制又可分為僅由移動臺參與的開環(huán)功率控制和移動臺、基站同時參與的閉環(huán)功率控制。
干線節(jié)點
干線節(jié)點僅僅提供了交換手段和傳輸信道,但還不能直接為用戶服務(wù)。實現(xiàn)信息傳遞,最終是要使信息落地,也就是說要為用戶入網(wǎng)提供條件。用戶進地域通信系統(tǒng)最常用的是通過“入口節(jié)點”進入,“入口節(jié)點”好比是在用戶與“干線節(jié)點”之間搭起的一座橋梁。對于一些配置比較密集,且靠近干線節(jié)點又遠離入口節(jié)點的用戶,也可采用復(fù)接器入網(wǎng)。“復(fù)接”是集單路為群路的意思,即將各個分路信號集合為群路信號或?qū)⑷郝沸盘柗纸獬煞致沸盘枴?fù)接器既可復(fù)接電話通信用戶,又可復(fù)接非電話通信用戶;既可復(fù)接模擬通信用戶,又可復(fù)接數(shù)字、數(shù)據(jù)通信用戶。在復(fù)接過程中,復(fù)接器能進行模數(shù)互換和起到匹配傳輸速率的作用。例如,當(dāng)干線節(jié)點的接口速率為每秒512千比特而每路信息速率為每秒16千比特時,可以將32路匯接在一起(16千比特32=512千比特)。但它不能像入口節(jié)點那樣為用戶提供交換,即無本地交換功能。
“干線節(jié)點”與“入口節(jié)點”宛如地域通信系統(tǒng)的左膀右臂,所謂“地域通信系統(tǒng)”,說白了就是指在一定的地域內(nèi)開設(shè)若干“干線節(jié)點”和“入口節(jié)點”,它們之間用多路傳輸信道互相聯(lián)通,形成柵格狀的、覆蓋整個地域的公用通信網(wǎng)絡(luò),可有效地為地域內(nèi)各用戶服務(wù)。
硅片自檢裝置
日本光子學(xué)研究公司和不二越機械工業(yè)公司共同開發(fā)出硅片表面自動檢查裝置,這種裝置能5秒鐘檢測一塊硅片表面缺陷,判別百分之一微米的凹凸。檢測應(yīng)用“魔鏡”原理,觀察平行光線照射硅片表面時反射的圖像。表面微小的凹凸以明亮程度不同的差別顯示出來。反射的圖像由高靈敏度電荷耦合器件攝像機攝影,在電視監(jiān)測屏幕上映出。
日本電氣公司發(fā)明一種新方法以檢測印刷電路板清洗之后仍留有的殘余物。該方法是將水銀燈發(fā)出的光過濾到印刷電路板上,然后測定殘余物發(fā)出的熒光度。新的檢測方法可以使技術(shù)人員用計算機掃描芯片的圖像,檢查清洗品(如水或者乙醇)清洗后留下來的殘余物。復(fù)合殘余物能給計算機和消費電子產(chǎn)品使用的印刷電路板的作業(yè)造成麻煩。常規(guī)的方法是依靠化學(xué)物質(zhì)來發(fā)現(xiàn)芯片上的殘余物,沒有這種新的計算機輔助方法準確。
改變世界的發(fā)明——集成電路
現(xiàn)在人們公認,世界上最早的集成電路,是1958年美國物理學(xué)家基爾比和諾伊斯兩人各自獨立研究發(fā)明的。他們兩人同時被推崇為微電子學(xué)的創(chuàng)始人。
早在第二次世界大戰(zhàn)期間,就有人把油墨狀的電阻材料與鍍銀金屬片設(shè)法印在陶瓷基片上,做成電阻和連接線的組合體。印刷電路工藝的發(fā)展及晶體管的發(fā)明,為集成電路的發(fā)明做了必要的技術(shù)準備。
20世紀50年代以來,宇航工業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)和計算機產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,迫切需要各種性能穩(wěn)定、能實現(xiàn)更加復(fù)雜功能的半導(dǎo)體器件,而且還希望這種器件越小巧越好。1957年,前蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射,促使美國軍方加快了實現(xiàn)電子器件微型化的步伐。
通信工程師們設(shè)想把一些晶體管及元件以新的形式組合成一種更復(fù)雜的線路,而不是簡單地拼湊在一起,這種線路稱為集成電路。從外形看來,它們就是小小的硅片,因此人們也稱它們?yōu)樾酒V两瘢诟鞣N通信設(shè)備、計算機及各種電器設(shè)備中,處處都可以見到這種芯片。