技术发展论文范文

时间:2023-03-11 12:38:15

技术发展论文

技术发展论文范文第1篇

[论文摘要]制造技术是发展制造业的关键技术,是创造财富和为科学技术发展提供先进手段的基础。分析我国先进机械制造技术的特点及发展现状,并阐述我国先进机械制造技术的发展趋势。

在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

(一)是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群,它是具有明确范畴的新的技术领域,是面向21世纪的技术。

(二)是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身,它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果,其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

(三)是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

(四)是面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来,市场的全球化有了进一步的发展,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本。随着全球市场的形成,使得市场竞争变得越来越激烈,先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此,一个国家的先进制造技术,它的主体应该具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

(五)是市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此,市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。

二、先进机械制造技术的发展现状

近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

(一)管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业局部采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。

(二)设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD/CAM),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

(三)制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米/纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。

(四)自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、知识智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业使用。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

(一)全球化。一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争中纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术使制造的全球化得以实现。(二)网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习,推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

(三)虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性,以优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真,通过仿真软件来模拟真实系统,以保证产品设计和产品工艺的合理性,保证产品制造的成功和生产周期,发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

(四)自动化。自动化是一个动态概念,目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

(五)绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品,产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

四、结语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献:

[1]马晓春,我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).

[2]王世敬、温筠,现代机械制造技术及其发展趋势[J].石油机械,2002(11).

技术发展论文范文第2篇

[论文摘要]随着人类对自身健康的关注及生活水平的提高,冷冻技术被广泛的应用到了食品加工技术上,主要对冷冻技术的发展和应用作阐述。

近年来,人类的生活水平的提高,高品质、高附加值产品日益增加,高档饮料、果汁、生物制药等也逐渐成为人们日常消费的主体。推动了食品的加工技术与方法的发展,食品原料中含有的营养成分与风味物质等要得到最大限度的保护就离不开冷冻浓缩技术。

一、冷冻浓缩技术国内外发展现状

(一)国外发展概况

自上世纪50年代末学者们开始关注冷冻浓缩这一工艺以来,人类对冷冻浓缩技术的研究已有较长的历史。荷兰Eindhoven大学Thijssen等在70年代成功地利用奥斯特瓦尔德成熟效应设置了再结晶过程造大冰晶,并建立了冰晶生长与种晶大小及添加量的数学模型,从此冷冻浓缩技术被应用于工业化生产。依此制造的Grenco冷冻浓缩设备在食品工业中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的浓缩,得到了高质量的产品。

之后,Shirai等为降低成本在采用悬浮结晶冷冻法时将小冰晶凝聚成为大冰晶来减小单位体积冰晶的表面积。研究者以10%(质量分数)的葡萄糖溶液做试料,在0.212K的过冷却度下,添加占溶液总量6%(质量分数)的种晶,经7h凝聚成直径为0.77mm~2.85mm的大冰晶。他们还将此方法用于海水淡化及烧酒废液处理等方面。MarinoRodriguez等[3]对比研究了反渗透法和冷冻浓缩法在从废水中去除戊酸中的应用,两种操作方法的经济运算结果表明冷冻浓缩法的能耗虽是反渗透的五倍,但却正好折中了反渗透中所用膜的代价。

F.A.Ramos将冷冻浓缩技术应用于一种生长于安第斯山脉的浆果,发现此技术并未改变其果肉的色泽及PH值,并明显降低了挥发性物质的损失量,且很好地保留了浆果独特的香味。

OsatoMiyawaki将管式结冰渐进式冷冻浓缩系统应用于咖啡萃取物可其溶液浓缩至30%,含果肉的番茄汁可浓缩至12.5%,而将夹带有5%果肉的冰相溶解再次经过管状结冰器浓缩后所得冰相的浓度低至0.25%,如果事先将果肉去除,则番茄汁可浓缩至40%,蔗糖水溶液可由41.8%浓缩至54.8%,且浓缩效果非常好。

(二)国内研究及应用现状

由于冷冻浓缩的基本原理很简单,我国传统的老陈醋生产工艺中就曾应用过冷冻浓缩技术。近年来,该技术在国内已被广泛应用于各行业中,并在相关理论和设备开发上取得了许多新进展。

1.酿酒业。冷冻浓缩的优势尤其可用于酿酒产业。冷冻浓缩技术最先在啤酒工业中应用,可在除去冰晶的同时除去形成混浊的多酚、丹宁酸等物质,从而减少啤酒的贮存容积,特别是对冷冻浓缩后的啤酒采用混合水技术可以完全恢复到原来的啤酒。后来,有人通过对葡萄酒进行冷冻分离试验,发现酒精和还原糖比较易于利用冷冻法在液相中进行浓缩分离,通过冷冻浓缩技术改善了干白葡萄酒的品质。

2.果汁工业。我国是生产甘蔗的大国,将糖蔗改种果蔗并加工成甘蔗汁既解决了甘蔗的销路,又满足了人们对果汁日益增长的需要。甘蔗汁的热敏性很强,对其进行普通的蒸发浓缩极容易使甘蔗汁焦糖化,丧失其特有的风味。应用冷冻浓缩工艺对甘蔗汁的处理,对浓缩前后的甘蔗汁进行了感官上的比较,发现浓缩后的甘蔗汁品质稳定,除了在颜色、气味、甜味方面感觉更加浓重外,其它基本保持了冷冻浓缩前甘蔗汁的原有风味。

3.制药业。冷冻浓缩已发展应用到制药工业,因此它为开发新产品和改良品种大开方便之门,并且通过其高效的加工节省能源。用冷冻浓缩工艺对中药水提取液进行中试规模的浓缩试验制取口服液,试验表明用冷冻浓缩工艺代替真空蒸发浓缩可免去某些口服液制造过程中的醇沉工序,从而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脱水浓缩,如采用真空蒸发浓缩,可能导致低聚木糖在加热管表面结焦变性,降低产品的质量。江华等研究了低聚木糖溶液冷冻浓缩时的冰晶生长动力学以及悬浮结晶法冷冻浓缩低聚木糖溶液过程中各因素对低聚木糖在固液两相中分配的影响,为低聚木糖冷冻浓缩过程的开发利用提供了理论依据。二、冷冻技术发展方向

食品冷冻浓缩技术与传统浓缩方法相比,其浓缩产品的质量是最好的,但仍存在某些问题。当物料粘度高时难以生成大冰晶,且由于迅速冷却而形成的微小冰晶不能彻底从母液中分离出来,难以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分,从而限制了它的推广与使用。

近年来有关冷冻浓缩的理论和技术又取得一些新进展。其中,将冰核细菌(IceNucleation-ActiveBacteria,简称INA细菌)用于食品冷冻浓缩中,是生物技术在食品中的一项独特应用。国外已有相关文献报道,表明INA细菌可显著提高食品的过冷点,缩短冷冻时间,节省大量能源;还可促进较大冰晶的生长,使结晶操作成本降低,同时又使分离操作所需费用及因冰晶夹带所引起的溶质损失减少。

Kumeno等用X.campestrisINXC-1对蛋清冷冻浓缩后加热形成硬胶,其物理性质如起泡性、稳定性、硬度、粘弹性等均优于常规生产的产品。Minjung等用P.syringae冷冻浓缩苹果汁,加入细菌的样品在-2.2℃就出现冰核并开始结冰,而不加细菌的样品则无结冰现象。

Watanabe等用海藻酸钙包埋E.ananas制成活性胶囊,加入蛋清中做冷冻试验,发现加了细菌的约在-3℃就有冰晶析出,而没加的则在-18℃才有冰晶出现,熔化冰晶阶段无显著差异;又用E.ananas冷冻浓缩柠檬汁,浓缩汁的可溶性固形物回收率高,风味营养成分保持好,GC分析和感官评定均表明与原汁无异。

三、冷冻技术的发展前景

冷冻浓缩技术现已证明优质可靠,极具市场活力。随着社会的进步,经济的发展,人们生活水平的提高,冷冻浓缩这一低能耗、可生产高质量产品的加工技术具有很大的发展潜力。此方法除了用于浓缩,也可考虑用于有机废水的处理,活性物质的回收再利用等方面。同时,整体的冰结晶又是很好的蓄冷、降温用冷源。这些方面对于保护环境、促进资源的再利用都是很有意义的。

对食品冷冻浓缩技术来说,应在提高冰晶纯度、减少固形物损失及降低生产成本方面加以深入研究,这样才能充分发挥其自身的优势。冰核微生物用于食品冷冻浓缩中,属于生物技术与食品加工相结合的一项高新技术,极富应用潜力。

参考文献:

[1]詹晓北.冷冻浓缩技术在啤酒工业中的应用[J].冷饮与速冻食品工业,1996(1):14-16.

[2]袁林峰,闵华,黄霞萍.甘蔗汁冷冻浓缩特性研究初报[J].江西农业学报.2002,14(1):61-64.

技术发展论文范文第3篇

关键词:数字音频广播(DAB);网络广播;同步调频广播;传统广播

Abstract:Thearticlemainlydescribesthedevelopmenttrendofbroadcastingtechnologiesinthecoming10years,withfocusingintroductiontotheDigitalAudioBroadcasting(DAB),Webbroadcasting,synchronizationfrequencymodulationbroadcastingtheoriesandtheexistingprospects.Thisisoneofthearticlesthatdiscussthedirectionsoffuturebroadcastingdevelopmentwithlistsdetailmaterialscombinedwithnowadaystechnologiestrend.

Keywords:DigitalAudioBroadcasting(DAB);Webbroadcasting;synchronizationfrequencymodulationbroadcasting;traditionalbroadcasting

1引言

广播通常是指通过无线电波或导线传送声音信息的具有多功能的现代化的信息传播工具[1]。传统的理解为:一类是通过无线电波传送节目的无线广播,一类是通过导线传送节目的有线广播。广播是最先出现的电子大众传媒,广播的发展是动态的,是在电子技术和通信技术的基础上发展起来的,他为人类文明的进步起了巨大的作用。目前,全国存在的广播电台有1000多家,所采用的技术主要是调频广播技术,还有少量的中波广播、短波广播。作为广播技术工作者,一定需要把握当今的技术发展潮流,探索和较为准确地预测未来广播技术会怎样发展,这样才更有利于广播产业的更上一层楼。本文利用详尽的材料,联系当今的最新技术动态,认为未来广播的发展方向是数字音频广播(DAB)、网络广播和同步调频广播。

2广播技术的发展趋势

2.1数字音频广播(DAB)

人类社会的发展可视为一部信息传播技术的发展史。信息传播促进社会进步和科学技术的发展;科学技术的进步又不断地改进、更新人类信息传播的媒体和工具,并促进信息更迅速、更广泛的传播。在21世纪的今天,广播的主要技术方式是调频广播,他是继调幅广播(20世纪20年代开始的)的第二代广播,他开始于20世纪50年代,克服了中波广播的很多致命不足,如串台严重、频带不够分配,信噪比差等,而实现了高保真度、动态范围宽、信噪比较好、较少串台现象[2]。当今调频广播主要采用调频-调幅导频制广播制式,风行了大半个世纪。

在模拟音频技术中音频信号的振幅是随时间连续变化的,他的记录和处理存在着机械传输抖动、媒体本地噪声及非线性失真等缺陷,人们为克服这些不足所付出的代价极高,而得到的改善几乎到了极限。在这种情况下,广播技术只有走一条新路才有前途,那就是数字音频技术,即把音频信号数字化,并在数字状态下进行传递、记录、重放以及其他的加工处理[3]。在数字音频技术中,音频信号是以0,1数字方式出现的,在信号处理时,软件算法的能力可产生精确的结果。数字音频信号具有信噪比S/N高、失真小、动态范围大等模拟音频不可比拟的优势。当今,各种新的数字媒体接收设备不断出现,这种情况下,广播还继续走模拟之路,必将犯下历史性错误,使广播传统的受众被其他媒体夺走,因此,从战略上考虑,广播必须全面数字化才能面对挑战。

数字音频广播技术由两部分组成:一部分是记录声音的数字音频技术,一部分是广播卫星和发射系统的数字技术[4]。数字音频广播技术首先应用于数字音频设备,DAT,优越性,广播设备的数字化更新更是非常迅速,结合计算机技术的数字音频工作站的应用使广播工作者更为方便,使人们处理音频变得极为全面、快捷、精细,使节目制作、编辑、交换、传递、播出全面进入数字化、网络化管理。广东电台更走在全国前面,播控中心已全部实现一体化、数字化、网络化,网络化的构建、数字化的传输是由音频光纤传输网、计算机控制网实现。而作为广播卫星和发射系统的数字技术的研究是当今世界的一个热门课题,他具有模拟广播无法比拟的优势:音质纯净、抗干扰能力强、性能稳定、所需发射功率小、覆盖面积大、频谱利用率高,并可提供传送数据、图像多种业务,是广播发展的必然趋势,是广播发展中一个新的里程碑。目前,其广播制式还未统一,主要存在有2种:欧洲尤里卡(Eureka)147/DAB和美国IBOCAM/DAB,FM/DAB。广播方式有卫星数字音频广播(DigitalAudioBroadcasting-Satellite,DAB-S)、地面数字音频广播(DigitalAudioBroadcasting-Terrestrial,DAB-T)、数字调幅广播(DigitalAmplitudeModulation,DAM)。1992年美国,1995年英国、法国、瑞典等欧洲国家相继开始了DAB广播。我国1996年12月第一个数字音频广播DAB单频网在广东已开始试播。尽管目前DAB广播还未普及,DAB收音机还较为昂贵,但随着数字技术的发展和成熟,这些都会逐渐克服。估计未来10年将是DAB发展的时期。

2.2网络广播

现代信息传播技术的革命性及其迅猛发展,当今信息社会已经进入了一个崭新的网络时代。电子分立传播的方式已不能满足人们的需要。信息科技的发展技术如计算机技术、多媒体技术、网络技术、卫星通信、光纤通信、信息高速公路迅速发展,网络广播也是广播技术发展的另一个必然趋势,他是数字时代的产物。互联网诞生于20世纪70年代末,90年代得到了高速发展。90年代中期以后,以流媒体形式出现的网上视、音频经历了快速的发展,他是继广播、电视、报纸之后出现的第四媒体。信息传播的数字化和网络化使传统广播必须面对数字多媒体的挑战,网络上文字和声音的获取已非常容易,而传统广播受频率资源和发射功率的限制使听众受到一定的影响,因此广播也必须互联网化即发展网络广播,使受众全球化。所谓网络广播,他是以Internet网为传播介质提供音频和视频服务的网络媒体,是传统媒体和互联网融合的产物。网络广播有许多特有的优势:

(1)使受众接受信息的方式发生了变化,“异步性”代替了“同步性”,网上可适时同步收听,也可下载异步收听;

(2)“互动性”改变了“被动性”,可主动与传播者沟通、聊天,使“受众”也可成为“授众”;

(3)人们可随时自由选择节目内容和节目形式,具有自由的选择权,在保存、查询方面非常方便,他突破了时空的限制,是潮流发展的产物。

无线上网、掌上电脑、网络由窄带向宽带的发展,网速的不断提高,使网络广播的听众越来越多。网络广播既有传统广播的灵活性,又有互联网的交互性,这的确令人心动。1996年,广东电台与中央电视台建立网站,标志着中国广播电视媒体在网络传播领域的介入。进入21世纪,发展更为迅速,目前,全国有多数电台都建立了自己的网站,并从各方面不断完善。网络广播技术和其他大多数Internet技术一样,是由服务器系统和客户端软件构成,其中服务器系统包括广播文件的制作工具、服务器系统和监控系统,客户端软件的功能是向服务器发出广播请求,并接收由服务器发送的广播内容。关于实现网络广播的基本过程可概括为:

(1)确定广播音源和广播内容,这里要分音频文件和直播音频信号。如果是直播,还要从播出系统引入音频信号到音频捕捉卡。

(2)根据实际需要,确定实现网上音频数据流的带宽,不能过大或过小,过大会造成网络阻塞,过小会浪费带宽。

(3)准备网上广播服务系统的软件,目前主要是指RealNetwork公司的RealBroadcast系统和Microsoft公司的Netshow系统,可根据实际情况进行选择。

(4)通过音频压缩软件将实时音频信号或音频文件按一定的压缩率压缩成数据流文件。

(5)启动广播服务器的服务进程,在Web的主页中建立“广播”链接。

2.3同步调频广播

在世界各国,频率资源是有限的。国家已严格限制频率的使用范围。广播频率是政府部门颁发的,现在很多公司、媒体都愿意斥巨资竞标频谱使用权。无线广播中,单一载频用来传输单一的或者单套立体声节目。传统的大功率的调频广播频率资源的限制,使广播技术工作者开辟了另一种广播技术形式:小调频同步广播,他的特点是多布点、小功率、同频、同相、同步广播,使用的是现有的调频技术,不过存在着多点同步问题,这在技术上是可以克服的。信号传输可使用微波、有线甚至卫星方式。一个地区、一个城市都需要有很多专业的服务及新闻宣传,如交通信息咨询、健康咨询、股市信息咨询等,广播又是大众最灵活的信息接受媒体,这需要建立很多的广播电台,而作为一个国家的频率资源是严格控制和有限的,因此,小调频广播就成了未来广播的另一种主要形式,他是广播发展的其中一个方向,是数字音频广播(DAB)、网络广播的有力补充,既节约了频谱资源,又实现了广播功能。1993年7月广东电台交通台第一家采用同步调频广播技术进行广播,已实现了社会效益和经济效益的成功。现在,广东就已建立了健康咨询、股市咨询等多家小调频广播电台,全国更有多家电台采用这种广播技术。图2绘出了广东电台交通台同步调频广播工作原理方框图,其中STL8900和STL9100是微波接收和传送设备。

3结语

当今世界新技术的发展相当迅速,技术革新非常快,广播的发展也是如此。联系实际,根据预测,数字音频广播(DAB)、网络广播、同步调频广播已代表了未来十年广播技术的发展趋势。

参考文献

[1]蔡兴勇.广播电视技术[M].广州:暨南大学出版社,2000.

[2]黄如星,朱桂林.调频立体声广播技术[M].杭州:浙江大学出版社,1988.

[3]曾广兴.现代音像技术应用[M].广州:广东科技出版社,1999.

[4]王泽祥.广播播控与电声技术[M].北京:中国广播电视出版社,1997.

技术发展论文范文第4篇

数字荧光示波器DPO(DigitalPhosphorOscillosco-pes)是Tektronix公司新推出的一种示波器平台,它具有数字存储示波器DSO(DigitalStorageOscilloscopes)的各种传统优点,从数据存储到先进的触发功能,样样俱全。同时,它也具有模拟实时示波器.ART(AnalogRealTime)的明暗显示和实时特性,能以数字形式产生显示效果优于模拟示波器CRT(CathodeRayTube)的亮度渐次变化的化学荧光效果。

DPO在示波器技术上有了新的突破,能够实时显示、存储和分析复杂信号,利用三维信息(振幅、时间、及多层次辉度,用不同的辉度显示幅度分量出现的频率)充分展现信号的特征,尤其采用的数字荧光技术,通过多层次辉度或彩色能够显示长时间内信号的变化情况。

DSO的自动测量和波形存储功能曾令许多工程师惊叹不已,但人们不久就发现DSO在测量具有低频调制的高频信号时,由于其无法克服的混叠失真问题,其谬之千里的显示结果又让人想到ART示波器的好处。

DPO不仅具有ART示波器的实时明暗度无混叠显示能力,而且有DSO的自动测量及波形存储功能,在避免二者不足方面,还有很大的改进。主要表现在:

(1)快速波形捕获速率和超强显示能力

数字荧光显示技术的应用使DPO能以不同的灰度或色彩同时显示信号的多幅图像。DPO每秒钟可记录200000幅波形,其信号数据比一般的DSO多1000倍,每次可捕获500000幅波形,这种快速波形捕获速率结合高超的显示能力,使DPO具有分析信号任何细节的性能。

(2)连续高速采样能力

通常DSO因处理显示数据在显示两幅波形之间有8ms的停滞时间,即使采用了instavu采样技术的DSO这一时间也只能降低到1.7Us,ART示波器在回扫时间内也不能捕捉波形信息,而DPO能始终以最高采样率对几十万幅波形连续采样,克服了其它示波器存在的停滞时间问题。DPO的采样率一般每秒有几个109次,如此高的采样率允许示波器有更大的带宽。

2DPO的工作原理

数字荧光示波器的原理框图如图l所示,核心部件是由专用集成电路(ASIC)构成的DPX波形成像处理器。

与DSO一样,输入信号首先经放大和A/D变换后得到信号的采样值,采样值经过DPX波形成像处理器的处理后形成一幅具有500x200像素、包含波形三维信息的完整波形图,在不间断捕获过程的情况下,DPX成像处理器每秒向波形显示存储器发送30幅波形图,在微处理器的控制下,根据显示存储器的内容,在显示屏上得到采集到的波形图。实现“信号数字化-图形化-显示”这样一种波形显示方式。与此同时,微处理器以并行方式执行自动测量及运算功能。

由于DPO的数据采集和显示体系分别独立运行,使得示波器能够在处理显示所需数据的同时,保持最高波形捕获速率,这意味着示波器能不间断地捕捉波形的所有细节。

DPX由数据采集器和称为数字荧光器的动态三维数据库组成。它将光栅化功能(波形图像化)与快速波形捕获速率有机地结合在一起,以500x200整数阵列累积信号信息,阵列中的每一个整数都代表DPO显示中的一个像素,其数值的不同导致显示像点的亮度或色彩不同。随着信号不断地采样,这一阵列也不断得以更新,但与DSO不同,一个显示周期(一幅波形图)完成后,新显示周期的采样值并不冲掉上次显示周期的数据,如果两次采样值具有相同的显示点,则只改变对应阵列点的值,这样多幅波形图就可累积显示。当多幅波形图导致的显示点不同时,阵列中各点的数据就不同,因此波形显示中会出现不同的亮度等级或色彩,重复出现的信号点其显示亮度最高,偶尔出现的其它波形信息会以较低亮度得到显示。

DPO工作时以最大速率连续采样,利用采样之间的最小时间间隔触发和生成一幅幅的波形图,像ART’示波器一样(由于DPO应用深度三维数据库保存灰度信息,过去的波形信息并不丢失),可以观察到长时间内信号的变化情况。

3DPO的应用

DPO功能强大,可以完成复杂信号的捕获、显示、分析,加上灵活的触发方式和自动数字测量功能使其成为测量领域的佼佼者。常用的TDS3000系列采样率为1.25~5GS/s,带宽为100~500MHz,TDS500/700系列的采样率为2~4GS/s,带宽为0.5~2GHz。DPO有这样优越的性能,当然不会有低廉的价格。为充分发挥DPO的性能,它主要用于复杂信号的检测。

(1)视频应用环境的信号检测

这类测量领域面对的是由快速脉冲组成的长“帧信号”。DSO为了捕获整个信号的包络,只能使用较慢的采样率,但较慢的采样率会因缺少波形数据而产生混叠失真;ART示波器可显示波形轮廓,但不具备测量和分析功能,DPO尤其适合对这类信号的检测。类似的信号如磁盘、光盘等的读出信号。

(2)无线通讯设备中复杂数字调制信号的检测

这类信号的复杂程度表现为非周期性信号,ART。示波器上只能得到无法辨认的模模糊糊的一条光带,DSO因存储深度有限难以提供有价值的信息,此时可发挥DPO的多幅波形捕获能力。

(3)稀有事件重复频率的检测

这是DPO的数字荧光技术带来的突出性能,通过观察多幅波形中稀有事件的显示亮度就可知其在某段时间内出现的频度,必要时甚至可直接调出三维数据库中的波形数据进行详细统计。

4示波器技术的发展

电子测量的主要问题是解决“信号存在”和“信号定量分析”。对复杂信号的存在检测和定量分析是示波器的首要任务,DPO正是在解决这一测量问题中发展起来的一种新型示波器技术,在某种程度上,展现了示波器技术的发展趋势。

(1)完全数字化设计

数字荧光示波器优于模拟、胜于数字的突出功能很大程度上是因其采用了数字荧光技术。“信号存在”是电子测量的基础,只有证实了信号的存在才能对其进行定量分析,ART示波器的余辉显示在证实信号存在方面虽具有突出的优势,但DPO不是简单地仿真ART示波器的灰度显示功能,是以数字技术为基础构建的具有模拟效果的一种新型示波器显示方式(信号数字化-图形化-显示)。全数字化设计突破传统模拟仿真的旧模式,创建了以数据处理技术为基础的仪器设计新概念。

(2)虚拟与现实的有机结合

技术发展论文范文第5篇

关键词:供热技术;问题;发展}

1概述

随着我国经济的发展,我国的城市供热事业获得了长足的发展,全国集中供热面积已达86540万平米。在规模扩张的同时,供热新技术、新材料、新设备、新工艺不断得到推广应用。展望未来,要加快科技成果的转化和应用,使供热系统工艺、设备、设计、施工和管理的技术水平有较大提高,缩小与供热发达国家的差距,为我国的环境保护和经济可持续发展作出贡献。

要实现供热技术的进步,关键在于抓好二个方面的工作:

一是建立完善的技术开发体系;

二是推广供热节能新技术。

2城市供热技术发展存在的问题

2.1集中供热目前正受到其他采暖(制冷)能源和供应方式的有力竞争

以煤炭为燃料的热电联产和集中锅炉房供热受到严峻挑战:

一是如何降低初投资(包括热源、热网、热力站的投资);

二是如何完善供热系统,加强企业管理,降低供热成本。

2.2二氧化硫污染的问题

我国的供热锅炉主要以中小燃煤锅炉为主,量大面广。由于中小锅炉烟气排放高度低,对城市环境空气的污染相对较大。控制中小燃煤锅炉造成的低空污染是改善城市环境空气质量的关键之一。因而应积极寻求脱硫效率高、运行费用低、一次投资少的好技术项目。

3城市供热技术未来发展展望

预计今后十年,集中供热企业将实现由粗放型经营到质量、效益型的转变,集中供热效率的提高有赖于技术发展的创新与推广,具体表现在以下几个方面:

3.1供热自动化控制水平提高

锅炉自动控制、换热站自动控制、无人值守自动供热机组等将得到广泛应用、自动化控制水平的提高,不仅保证了供热的可靠性,而且提高了供热效率。

3.2大型供热机组比重增加

一些城市未满足热负荷的急剧增加,正建设单机容量100兆瓦以上的大型供热机组,代替小型供热机组,200兆瓦以上的供热机组也在太原、北京、沈阳等城市投入运行,大型供热机组比重将日益增加。

3.3城市热、电、冷联产快速发展

随着城市建设的发展,既需供热又供冷的公用建筑大量增加,一些城市以热电厂为热源,实行热、电、冷联供。夏季热负荷的增加,使热电厂的综合效益明显提高。

3.4分户计量开始实施

随着《中华人民共和国节约能源法》的颁布实施和人们节能意识的提高,以促进供热系统和节能为目的的采暖分户计量工作开始实施,温控阀、热量表、自力式压差控制器、自力时流量调节阀、变频循环水泵、蓄热器等在供热系统中推广应用。

3.5大力推广锅炉节能技术

利用锅炉自动控制,分层给煤燃烧,水泵、风机的变频调速等技术,高效省煤器等降低锅炉房能耗指标。

3.6开始使用洁净燃料

随着人们生活水平的提高和环境意识的加强,以油、气、水煤浆等洁净的燃料代替煤炭而作为都市使用的主要一次能源已成为必然趋势。部分城市开始发展燃气——蒸汽联合循环发电热电厂,已达到高效、节能、减少污染、提高电网调峰能力的目的。

3.7供热新能源开发方兴未艾

地热能、核能、热泵、垃圾焚烧、生物质能等新能源的开发利用日益得到重视,促进了供热能源结构的调整,环保效益和经济效益十分明显。

(1)地热能。地球是一座天然的巨大能源库,它内部蕴藏着大量热能。地热能为地球上存储的全部煤燃烧时放出的热量的一亿七千万倍。地热能取自“天然的地下锅炉”,不需要燃烧任何燃料,更省去了复杂庞大的燃料运输和燃烧系统,避免热因燃烧而产生的污染,因此是一种清洁、廉价的能源。我国的华北、山东半岛、辽东半岛等地区蕴藏有地热资源,合理开发利用,将对改善供热能源结构、减少污染起巨大作用。

(2)垃圾燃烧等新热源。垃圾焚烧可实现垃圾的无害化、降量化及资源化,将垃圾焚烧产生的热能用于供热或发电,使城市垃圾成为新能源变为可能,这既有利于环境保护,又可获得较好的经济效益。丹麦首都哥本哈根安装有近十座垃圾焚烧炉,生产的热水用于集中供热。而我国南方深圳等城市也已经有垃圾焚烧的成功的经验,利用垃圾焚烧技术处理城市垃圾以被越来越多的城市所采纳。

(3)核能供热技术。核能是一种有广泛应用前景的新能源。核燃料的热值比煤高270万倍。核能过去主要用于发电,近几年已逐步应用于供热。由于供热反应堆比发电厂的动力反应对输出蒸汽或热水的压力和温度低的多,其安全性大大提高,故可靠近城市和热用户。另外投资费也大大降低,一般仅为动力对的1/10,其经济性也可和燃气、燃油供热站相比较。清华大学核能研究院开发的5MW试验性供热堆已正式投入运行,沈阳热力公司2×200MW核能供热机组目前已完成可行性研究报告,核能供热正在走进百姓生活。

技术发展论文范文第6篇

由于民期片面奉行“军工优先”的技术发展方针,我国的国防工业技术不论在实际水平还是发展速度,由于长远领先于民用工业技术。在国防工业技术领域已经形成了一支强大的技术研究队伍,具备了较先进的技术研究设备和较优越的技术开发条件,对于民用工业技术构成了较大的技术优势。因此,要真正实现国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,首先应当加快现有国防工业技术向民用工业技术领域的转移,推动民用工业技术及整个工业技术的发展。这是国防工业技术与民用工业技术普遍结合的第一步,也是关键的一步。

这种转移应包括以下三个方面:

(1)技术能力的转移。充分利用国防工业技术领域的设备、条件等因素发展民用工业和民用工业技术。

①利用国防工业领域较强的技术能力,开辟民用工业和技术的一些新领域,提高整个工业技术的发展水平。

②利用国防工业技术领域的技术能力,帮助民用工业企业进行技术改造,促进传统产业的技术进步和技术产品的更新换代。

③利用国防工业技术领域的技术能力,特别是富裕的生产技术设备,直接开发或生产民用工业品。

(2)技术成果的转移。把国防工业技术研究领域中所取得的技术成果直接应用到民用工业部门,推动民用工业生产的发展和技术水平的提高。

一般来说,国厉工业技术成果(待别是一些尖端技术成果)都具有一定的保密性。在国防工业技术的发展中强调技术保密是无可非议的。但是,如果为了保密而把国防工业技术局限在国防工业领域,限制其向民用工业部门的转移,就会使大量国防工业技术闲置,难以发挥其应有的社会经济效益,造成人力,物力和财力的浪费。因此,在国防工业技术的发展中,我们完全可以借鉴国外的有关经验,建立来相应的解密制度,使国防工业技术研究成果在一定的保密期之后及时地向社会解密,使这些新技术、新工艺、新方法、新设备和新材料迅速地被民用工业所采用,促进民用工业技术的发展。

(3)技术人才的转转。使国防工业技术领域的技术人才直接进入民用工业技术领域,从事民用产品和技术的研究和开发。

2、充分利用民用工业技术发展国防工业和技术。

在加速国防工业技术向民用工业和技术领域转移的同时,伐们还必须充分利用民用工业技术领域的研究成果来发展国防工业,弥补国防工业技术的不足。由于技术发展的相关性和互补性,不同领域的技术不仅可以相互促进,而且可以相互利用。在国防工业技术的发展中,也完全可以直接应用民用工业领域相关的研究成果,避免不必要的重复研究和开发。这样,就能大量地节约科研经费,提高技术开发的效率,使国防工业技术的研究范围,把有限的人力、物力和财力集中于国防工业的核心技术和关键技术的研究和开发,使国防工业真正成为高新技术的研究和开发基地。

3、在国防工业技术与民用工业技术相互转移和利用的基础上,实现两者的复台。

自80年代以米,世界的技术发展呈现出一种复合化的趋势,不同领域和部门的技术之间、传统技术与高新技术之间日益一体化,形成了一个多用普适技术群,它不仅使各个领域和部门的技术水平迅速提高,而且使传统技术具有了新的价值和功能。在国防工业技术的发展中,我们必须适应这一潮流,在国防工业技术与民用工业技术相互转移和相互利用的基础上,实现二者的复合,使国防工业部门和民用工业部门真正实现伎术共享。这种复合,应该是一种多层次的整体的复合。它包括.

(1)机构的复合。随着工业技术的发展,一除了各个技术领域的某些特定技术研究机构外,国防工业技术与民用工业技术研究机构之间的界限将逐渐被打破,实现一体化。

(2)功能的复合。不沦是国防工业技术的研究部门还是民用工业技术的研究部门,都将从单一功能型向多功能型转变。使之既能进行国防工业技术的研究与开发,也能进行相关的民用工业技术的研究和开发,实现功能的复合化。

(3)技术成果的复合。在机构和功能复合的基础上,最终实现国防工业技木与民川工业技术成果的一体化,使国防扣民用工业部门实行技术“共有”,为国防工业与民用工业的复合创造条件。

只有通过这种多层次的整体复合,才能不断少日石新的技术领域,获附新的技术手段,促进国防工业技术与民用工业技术的共同女展,真正实现两者高层次地、普遍有玫地结合。国防工业技术与民用工业技术的复合,既是技术发展的客观要求,也是普遍结合的最注方式。

国防工业技术与民用工业技术普遍结合的根本目的无疑是:使国防工业技术既能跟上世界军事技术的友展步伐,满足我国国防现代化建设的需要,又能使之纳人整个工业技术的发展体系之中,成为我国社会主义经济建设的一支重要力量,推动国民经济的发展。具体来说,通过国防工业技术的普遍结合,要达到以下三个基本目标:

1、“以军带民”。即利用国防工业技术领域开发的军事技术(尤其是军事高技术)带动民用工业和民用工业技术的发展。主要体现在两个方面:

(1)开辟民用工业技术的新领域和民用工业的新产业。

目前,我国正加紧进行高.技术的研究和高技术产业的开发,利用国防工业技术发展高新技末产业,将是我国高新技术产业发展的一个基本途径,也是国防工业技术与民用工业技术普遍结合的一个基本目的。促进民用工业企业门技术改造和产品质量的提高。据统计,我国国防工业领域的所有成型技术已有将近一半在民用工业中推广应用,待别是一些过去长期处于保密状态的尖端军事技术也在近年陆续步入民用工业领域,这些技术汪民用工业企业的技术改造、产品开发、产品质量提高中友挥了十分积极的作用,在一定程度上带动和促进了民用工业和技术的完善和发展。

2、“以民养军”。即通过向民用工业领域进行技术转让或直接开发民用产品等方式,实现国防工业技术的经济价值,获得进一步研究开发的资金,保证国防工业技术的正常发展。主要有以下两种方式来实现:

(1)直接将国防工业技术有偿转让给民用工业领域,获得开发资金。近年来,我国每年向民用工业领域转让的国防工业技术成果有近万项,在促进民用工业和技术发展的同时,还获得了大量的研究和开发资金。据有关部门统计,技术转让已成为我国国防工业技术发展的重要资金来源。

(2)利用国防工业及技术领域富裕的技术能力和生产能力开发和生产民用工业品,以获得必要的开发和生产资金。从1979年开始,随着国防业技术与民用工业技术的进一步结合,国院工业的各个部门都开始了民用工业品的大规模开发和生产。到1984年4月,国防工业的民品产值已接近其总产值的一半。

1985年,兵器工业部、航天工业部、核工业部这几个主要国防工业部门的直属企业的民品产值,已由1970年的18%上升到43%。到1990年,国防工业的民品产值已接近其总产值的80%。国防工业民品产值的提高,既为社会和国民生产提供了大量高质量的生活用品和生产设备,也为国防工业技术的进一步发展提供了可观的资金。

事实上,仅依靠国防工业技术领域自身的研究和开发是难以完全满足国防工业生产中不断增长的技术需要的。在国防工业的发展中,不仅需要大量国防工业技术作基础,也需要许多相关的民用工业技术作文撑。而要使民用工业技术能为国防工业所用,就必须通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,使两者相互协调相互补充。

3、“军民兼容”。即通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合,使国防工业技术与民用工业技术实现一体化,达到兼容共享之目的。

从目前我国国防工业技术发展的基本趋势来看,实现“军民兼容”是唯一可行的出路,国防工业生产的“军民兼容”必须以国防工业技术的优先发展为前提,通过国防工业技术与民用工业技术的普遍结合来实现,这是我国国防工业能否真正完成“寓军于民、寓民于军”这一战略性转变的关键。

诚然,在国防工业技术与民用工业技术的普遍结合中,会遇到不少新的困难和问题。但是,只要我们始终坚持这一正确的发展方向,就一定能克服困难.解决问题,推动我国国防工业技术的正常发展。

论文关键词:国防工业民用工业技术发展军民兼容技术领域工业技术民用产品

技术发展论文范文第7篇

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。光纤从提出理论到技术实现和今天的高速光纤通信也不过几十年的时间。从国外的发展历程我们可以看出,20世纪60年代中期,所研制的最好的光纤损耗在400分贝以上,1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20分贝/千米以下,日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100分贝/千米,1970年康宁公司(Corning)采用“粉末法”先后获得了损耗低于20分贝/千米和4分贝/千米的低损耗石英光纤,1974年贝尔实验室(Bell)采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。到1979年,掺锗石英光纤在1.55千米处的损耗已经降到0.2分贝/千米,这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤理论损耗极限。

目前国内光纤光缆的生产能力过剩,供大于求。特种光纤如FTTH用光纤仍需进口,但总量不大,国内生产光纤光缆价格与国际市场没有差别,成本无法再降,已经是零利润,在国际市场没有太强竞争力,出口量很小。二十年来的光技术的两个主要发展,WDM和PON,这两个已经相对比较成熟。多业务传输发展平台两个方面,一方面是更有效承载以太网业务、数据业务,另一方面是向业务方面发展。AS0N的现状是目前的系统只是在设备中,或是在网络中实现了一些功能,但是一些核心作用还没有达到。

二、光纤通信技术的趋势及展望

目前在光通信领域有几个发展热点即超高速传输系统、超大容量WDM系统、光传送联网技术、新一代的光纤、IPoverOptical以及光接入网技术。

(一)向超高速系统的发展

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

(二)向超大容量WDM系统的演进

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用率低于1%,还有99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一级光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。基于WDM应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速。目前全球实际铺设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2×16×10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13×20Gbps)。预计不久的将来,实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平。

(三)实现光联网

上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想。如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力。根据这一基本思路,光光联网既可以实现超大容量光网络和网络扩展性、重构性、透明性,又允许网络的节点数和业务量的不断增长、互连任何系统和不同制式的信号。

由于光联网具有潜在的巨大优势,美欧日等发达国家投入了大量的人力、物力和财力进行预研,特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目。光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮。建设一个最大透明的、高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络,不仅可以为未来的国家信息基础设施(NJJ)奠定一个坚实的物理基础,而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义。

(四)开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。其中,全波光纤将是以后开发的重点,也是现在研究的热点。从长远来看,BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向,但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看,它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

(五)IPoverSDH与IpoverOptical

以lP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持JP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志。目前,ATM和SDH均能支持lP,分别称为IPoverATM和IPoverSDH两者各有千秋。但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4吉位每秒的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IPoverOptical)。三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用。但从面向未来的视角看。IPoverOptical将是最具长远生命力的技术。特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对JP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术。

(六)解决全网瓶颈的手段一光接入网

近几年,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都己更新了好几代。不久,网络的这一部分将成为全数字化的、软件主宰和控制的、高度集成和智能化的网络,而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上)、原始落后的模拟系统。两者在技术上存在巨大的反差,制约全网的进一步发展。为了能从根本上彻底解决这一问题,必须大力发展光接入网技术。因为光接入网有以下几个优点:(1)减少维护管理费用和故障率;(2)配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;(3)充分利用光纤化所带来的一系列好处;(4)建设透明光网络,迎接多媒体时代。

参考文献:

[1]赵兴富,现代光纤通信技术的发展与趋势.电力系统通信[J].2005(11):27-28.

[2]韦乐平,光纤通信技术的发展与展望.电信技术[J].2006(11):13-17.

[论文关键词]光纤通信技术发展现状趋势展望

技术发展论文范文第8篇

关键词:光纤通信技术的发展特点前景

一、光纤通信的历史

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham),预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。

二、光纤技术发展的特点

(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)损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0~20dB/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。

(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。

(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。

三、光纤技术的发展前景

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。

(1)向超高速系统的发展。目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

(2)向超大容量WDM系统的演进。采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是:1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;2.在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本:3.与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;4.利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

(3)开发新代的光纤。传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。从长远来看,BPON技术无可争议地将是未来宽带接入技术的发展方向,但从当前技术发展、成本及应用需求的实际状况看,它距离实现广泛应用于电信接入网络这一最终目标还会有一个较长的发展过程。

(4)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,因此真正的全光网已成为一个非常重要的课题。

目前,全光网络的发展仍处于初期阶段,但它已显示出了良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、以WDM技术与光交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成为未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

四、结语

技术发展论文范文第9篇

这样的一个上行/下行非对等分配的方式正符合目前In2ternet服务使用者的行为模式。在这个基础上,数字内容能够以IP层为核心进行汇聚,媒体服务可以以非线性化方式呈现,与观众的直接互动变得可能。一个基本的DVB-IPDC标准体系结构如图1所示。事实上,DVB-IPDC标准是一系列应用规范的集合,定义了所有的在IP层之上的功能组件,主要包括有:ESG(ElectronicServiceGuide,电子服务指南)、CDP(ContentDeliveryProtocol,内容投递协议)、SPP(Ser2vicePurchaseandProtection,服务购买与保护),以及NotificationFramew本论文由整理提供ork(通知业务框架)[2,3]。

ESG标准定义了一整套数据模型,用以描述在DVB-H广播网络中,透过CDP所能够传送的各种应用服务以及传输的细节。终端上的ESG处理程序负责辅助用户浏览收到ESG数据和选取在DVB-H广播网络上所传送的服务。

CDP标准定义了在DVB-H广播网络和移动通信网络上,以IP数据包传送音视频媒体流以及数据文件所需的通信协议集,包括FLUTE(FiledeLiv2eryoverUnidirectionalTransport,单向文件传输协议)、RTP(Real-timeTransportProtocol,实时传输协议)和HTTP(HyperTextTransferProtocol,超文本传输协议)。SPP标准则是实现收费服务的基础,定义了保护前述的音视频媒体流广播服务及数据文件广播服务所需的CA(ConditionalAccess,条件接取)与DRM(DigitalRightManagement,数字版权管理)技术。而正在制订中的NotificationFramework标准则被用来作为交互应用服务的基础框架,应用服务的数据内容都能以通知消息的形式传输,并通过通知应用服务(NotificationService)的方式提供给终端应用程序使用。在这个通知业务框架中,通知消息被用来作为向终端或者用户提供即将到达的或不可预知的服务事件或者信息。一条通知消息可能触发一系列随之而本论文由整理提供来的交互应用操作[3]。

在DVB-IPDC的框架下,现有网络中IP层之上的各种多媒体应用服务,都可以弹性地跨平台应用。从服务的角度来看,以提供数字媒体内容为主的流媒体服务,无疑是目前的主流业务。通知应用服务则可以作为媒体服务的附属增值业务或者独立的应用服务业务,提供增强型的多媒体交互应用。

而ESG服务则提供了访问由上述两种基本服务组合的各种不同应用服务的用户界面和访问指南,是与用户交互的接口。DVB-IPDC标准体系结构下文将主要探讨一个基于该框架的,实现上述服务应用处理的移动多媒体终端原型系统的设计与具体实现方案。

2系统设计与实现

2.1本论文由整理提供总体架构服务端采用实验室开发的DVB-IPDC多媒体综合服务系统提供各种应用服务,本终端的设计目标是在DVB-本论文由整理提供IPDC的框架内,能够接收服务端用各种协议会话传输过来的数据信息,实现流媒体服务应用、ESG服务应用、通知服务应用的处理及用户配置与注册等管理功能。整个系统以Java作为基础平台进行开发,根据功能需求,采用分层设计的方案,如图2所示。1)传输层:向上层应用提供指定会话协议的通信功能。

其中RTP模块主要负责接收音视频流媒体以及具有时间同步、服务相关性要求的通知应用服务数据。FLUTE模块用来接收绝大部分通过DVB-H网络传输的通知应用服务数据。HTTP模块则提供了一个双向通道,使终端可以完成服务注册或者向服务端请求个性的通知应用服务信息,提供了点对点的交互功能。2)功能层:在传输层提供通信服务的基础上,该层负责相关应用服务的数据处理以及终端系统的管理。会话管理模块负责其他功能模块调用下层协议通信模块创建服务接收会话。媒体处理模块负责提供音视频流媒体的解码以及同步处理。ESG处理模块主要负责ESG分片的维护、聚合以及解析,实现DVB-IPDC标准定义的ESG数据模型处理。

通知消息管理模块负责终端接收到的通知消息的解析、过滤、生命周期管理以及服务应用投递。订阅管理模块负责终端的服务申请与注册功能。

配置管理模块负责处理用户对终端的系统参数设置管理。存储管理模块负责终端的用户参数、ESG应用服务数据以及通知应用服务的相关信息本论文由整理提供数据的存储。应用管理模块则向各种应用服务提供了一个公共的应用框架,用户通过获取或者订阅启动使用的应用服务都集成于该框架之内,通过公用的接口调用其他模块的功能,使得终端能够动态加载各种应用服务,而具体的应用服务的功能逻辑实现与平台无关。3)应用层:媒体播放器负责播放经解码和同步处理后的音视频媒体流。

ESG浏览器能够显示终端得到的ESG数据信息并支持与用户交互。用户配置使得用户能够设置终端的用户应用参数。通知应用界面容器是用来装载各种通知应用的用户界面接口,提供终端用户与通知应用服务的交互。终端架构2.2ESG数据的处理与显示。

ESG用XMLSchema来定义其数据结构[4]。分片(Fragment)是ESG内容的最小组成单位。根据分片携带信息数据的属性的不同,可以分为3大类共7种类型的分片:①服务信息相关分片:Service、Sched2uleEvent、Content,提供有关服务类型、时间安排、服务内容等应用服务的业务信息;②订阅购买信息相关分片:ServiceBundle、Purchase、PurchaseChannel,提供有关购买组合、价格等相关信息;③获得信息分片:Ac2quisition,提供应用服务的访问途径和参数,对于用户不可见,但却是终端访问业务应用的入口。通过分片机制,终端可以独立地接收和更新不同分片,而不管其发送顺序,并且可以在接收部分的分片后就根据各分片之间的关系进行聚合(Aggregate),通过ESG浏览器展现内容给用户,不需要等待全部分片到达。

目前以XMLDOM树形式来组织本论文由整理提供管理ESG分片信息。符合ESG数据模型定义的分片到达终端后,通过遍历该DOM树,可以作为新节点加入或者更新相应位置的节点信息,同时检查是否有失效的分片信息,进行删减维护。ESG显示处理采用MVC模式[5],后台DOM树数据对象发生的变化,可以实时地反映到ESG浏览器。

2)流媒体服务与特定通知应用服务的关联与信息同步问题。基于DVB-IPDC框架的多媒体服务相对于传统多媒体服务的最大优势就在于支持用户实时交互。流媒体服务不再是单纯的数字媒体收视,而是可以与通知应用服务进行绑定,提供交互应用,并且通知消息与流媒体服务的媒体内容可以进行紧密的时间同步[6]。

前者通过在应用服务ESG数据的Service分片描述中指出了服务关联。而对于通知消息与媒体内容的时间同步,可基于RTP/RTCP传输协议进行。RTP/RTCP协议中的同步采用时间戳方法,不同媒体之间依靠RTCP报文中包含的参考时钟信息和相关的RTP时间戳信息来进行同步[7,8]。

终端系统在RTP协议会话上接收到音视频媒体流和通知消息数据流后,依据同步的各方共享的远端参考时钟,建立一个虚拟的时间轴来决定媒体的下一帧表现时间和通知消息的应用时间。需要指出的是,通知消息并不像媒体数据那样具有持续时间(Duration)的概念[9],目前采取的处理方法是,用每条消息的首包中的RTP时间戳来对齐参考时间轴,在完整地接收到一条通知消息后,用得到的应用时间值设置一个计时器绑定该通知消息,然后提交给通知消息管理本论文由整理提供模块,由计时器来触发后续的应用处理动作。

3)通知消息管理。在终端的通知应用中,虽然通知消息的处理是由承载的数据内容和通知应用程序决定,但终端系统处于动态变化的移动环境下,行为并不具有可预测性,尤其是在通知消息丢失后,可能会导致终端异常。为此DVB组织提出了一种管理通知消息在特定状态下的潜在应用动作的生命周期参考模型[3]本论文由整理提供

根据消息本身的时间特性和数据内容的接收情况,通知消息可能处于3种稳定状态和1种过渡状态中的某一状态中,状态之间的变迁具有确定的处理动作。具体如图3所示:通知消息的默认初始状态为Absent,这同时也是通知消息从系统中删除后的最终状态。该状态下无计时器与通知消息关联,从该状态向其他状态变迁意味着加载该通知消息。Loaded状态表示该通知消息已经下载完毕,但是没有后续的被启动媒体播放器,通知应用程序启动自己的应用界面)。

然后该应用服务程序通过会话管理模块调用底层协议通信模块,根据应用服务的访问信息创建对应的服务会话接收应用服务数据。如果是流媒体服务,则将媒体数据信息交由媒体处理模块处理后在媒体播放器展现;如果是特定的通知应用,则经通知本论文由整理提供消息处理后分发给该通知应用程序使用。如果该通知应用存在交互动作,用户能够通过HTTP模块同服务端进行交互操作(如图6所示)。图6ESG交互与应用服务启动3结束语随着DVB-IPDC的推广,基于该框架的移动多媒体业务应用必将得到广泛发展。笔者在DVB-IPDC技术框架的基础上,提出了一个移动多媒体终端的设计与实现方案,并对实现过程中的关键问题和相关技术方法作了一定探讨,目前已经初步完成了一个基于上述方案的原型系统。下一步的工作是在该原型系统的基础上,进一步优化业务流程处理,进行平台移植测试。

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技术发展论文范文第10篇

之所以能够产生明显的效果,关键是政府职能明确,不断根据产业发展需要调整支持方向,改进资助体系和管理。总结美国联邦政府支持计算机技术研究开发的经验,对我国政府支持产业技术发展有着重要的借鉴作用。

一、美国政府对计算机技术发展的支持

第二次世界大战结束后,联邦政府一直是计算机技术的强有力支持者。按1995年不变价计算,1976-1995年间,联邦政府对计算机科学研究和技术开发的支持由1.8亿美元增加到9.6亿美元,增长了5倍。其中,基础研究投入由6500万美元增加到2.65亿美元;应用研究投入由1.16亿美元增加到7亿美元。联邦政府资助中约35-45%投向大学,其余55-65%投向政府实验室和产业界;政府基础研究资金的70%投向大学。联邦政府还对其他与计算机技术相关的研究给予资助。联邦政府对与计算机研究相关的其他技术和电子工程研究方面的投入由1972年的不到10亿美元增加到1995年的17亿美元,占联邦总投入的比重由5%增至7%。

联邦政府从其职能出发决定资助方向,政府资金主要投向以下几个方面。

(一)重点支持长期的基础性研究

美国政府在长期基础性研究和共性应用技术的研究开发方面发挥了重要作用。长期基础性研究的主要特点,一是其效益往往在短期内无法显现出来,风险较大。特别是在产业发展初期,企业没有实力进行这样的研究工作;二是其应用领域往往比较广泛,一家公司无法完全利用,而且又无力阻止竞争者利用其研究成果。因此,产业界较少对长期基础性研究进行投资。

美国联邦政府对计算机技术的长期基础性研究的资助项目已经取得了明显的效果。如,政府资助的计算机人工智能技术研究开始于70年代早期,直到1997年才研制出能够成功识别持续性语音的个人电脑。与此相似的是,国防基金从60年代就开始资助可用于三维图像的基础性系统研究,直到90年代才形成消费性产品。尽管这项成果在高性能仪器中早已开始应用,但近些年才广泛应用于医疗、娱乐及国防产业。

(二)资助计算机研究的基础设施

联邦政府在计算机基础设施建设方面发挥了关键作用,为美国发展计算机产业提供了源源不断的人才。

1.为产业发展培养了大量人力资源

联邦政府的资助计划培养了一大批电子工程和计算机科学的研究生和优秀研究人员,为计算机和电子工程的发展提供源源不断的后续人才。国家科学基金的数据表明,1985-1996年间,获得联邦资金资助的计算机和电子工程专业的研究生比例从14%增加到20%。联邦政府对研究生的资助主要采取助教奖学金的形式,助教奖学金占总资助额的75%以上。1985年到1995年,全国最好的计算机系里,如MIT、卡内基·梅隆、加利弗尼亚大学勃克力分校等的计算机和电子工程专业的研究生中约有56%得到了联邦政府的资助,其中一半是助教奖学金。1997年,斯坦福大学电子工业和计算机专业27%的研究生获得联邦政府资助,50-60%的博士得到资助。同时,政府资助的一些大型研究项目还培养了一批学术带头人。

2.为大学教育和研究提供了良好的设备和设施

配备和维护研究的硬件设备需要较高的资金投入,一般的大学很难筹集到这笔资金。联邦政

府采取多种形式来支持大学购买计算机设备,主要有两种形式:一种是为大学教学提供计算机设备;另一种是通过资助特定研究项目为大学提供精良设备。

联邦政府在支持大学研究设备方面的主要贡献,一是支持建立大学计算中心,资助大学计算机系开展研究工作。国家科学基金(以下简称“NSF”)于1956年就开始了为大学提供普通教学和研究用计算机的资助计划。该计划每年提供的资助金额增长很快,1958-1970年间,共资助了66,00万美元。60年代,国防部高级项目处(以下简称“DARPA”)重点资助了少数几个基础好的大学计算机系(如MIT,卡内基-梅隆大学,斯坦福大学)开展专门项目研究,资助项目的大部分资金用来采购设备。据估计,60年代,全美大学中约一半的计算设备是由政府机构资助提供。1981-1995年间,联邦政府资助了计算机科学系研究设备采购的65%,1985年高达83%。在电子工程方面,联邦政府的设备资助也维持在较高的水平,1982年为75%,1995年为60%。NSF启动了两套专门为计算机科学系提供设备的计划:计算机研究设备计划和一个更加广泛的协作实验研究计划。

二是研制高性能计算设备和建设网络设施。80年代中期,政府资助了IBM701等高性能计算机

的研制,造出了供研究人员进行各种研究使用的大型计算机系统。1985年,NSF启动了一项建立超级计算机中心的计划,资助建立了5个全国范围的计算机中心,为那些不能在普通计算机上进行的高级的、运算复杂的研究提供了条件。后来,这些中心成为高性能计算机的早期试验场,还对一些计算机科学系的教学起了重要作用。同时,这项计划还带动州、私人部门出资在其他大学建立超级计算机中心。

随着网络技术的发展,政府加大对网络设施的资助力度。1973年起,NSF着手进行一项科学网络的计划,每年提供60万美元到75万美元为大学的研究人员建立计算机网络。

(三)支持利用高新技术的大型应用系统的研究开发和推广

联邦政府有效资助了大型应用系统的研究开发项目。DARPA支持了计算机间相互联结的分批转换网络(ARPANET)的研究项目。这项研究促进了有关入网协议、分批转换及路线安排等项研究。同时也推进了对大型网络管理模式的开发研究,如,域名系统及开发电子邮件等。DARPA的研究成果显示了大型分批转换网络的价值,促进了其他网络的开发。NSF网络的建立形成了网络的基础。政府通过资助大型高新技术应用系统的开发,把学术界和产业界的研究者汇聚起来共同建立共用的实验室,交流思想,从而创造出一支有能力最终推动技术发展的研究力量。如,50年代的SAGE项目组织了来自MIT、IBM及其它研究实验室的研究者,整个项目过程中出现了许多创新思想,目前在计算机行业已经获得广泛认可的想法都是当时提出来的。许多计算机行业中的先驱人物也从50-60年代的控制计算机系统(SAGE)项目中获得了经验,后来这些人在代表着计算机及通讯事业新兴的公司及实验室中工作。SAGE的影响在后来的几十年中才逐步显现出来。

构造大型应用系统的实践表明,有些研究并不一定直接导致某一项技术的创新,而是导致开发与技术推广。应用开发是对已经研究出来的技术进行分析和合理组合,形成新的应用系统。如,建立大型应用系统的研究项目就是把电子通讯系统的原理应用到ARPANET项目开发中,形成了网络技术的基础。

(四)对产业技术的早期资助

20世纪50年代,联邦政府资助了绝大部分计算机技术的研究。那时,政府对计算机技术研究

开发的资助超过工业界R&D投入的3倍,几乎覆盖了整个计算机界的研究与开发。直到1963年,政府还资助着IBM计算机R&D的35%,Burroughs公司的50%,Control-Data公司的40%。从60年代末开始,因为整个计算机行业快速发展,政府对计算机R&D资助的比例急剧下降。直到70年代中期,政府资助仅占计算机R&D投入的25%,1979年达到战后的最低点15%。随着新项目的启动和里根执政时期的国防建设,1983年,政府对计算机技术研究的资助比例又有回升,约占20%。

美国政府对产业界的资助重点放在推动技术商业化方面。一是对产业界早期研究的资助。政府对企业实验室提出的一些有市场前景的技术给予资助,将其推向商业化。例如,IBM最先提出了相关性数据库的构想,但IBM考虑到这项技术构想可能对自己已经成熟的产品造成潜在的竞争威胁,没有继续进行商业化研究开发投入。而NSF资助加州大学伯克立分校对这一构想进行深入研究,并将其推向商业化;二是支持共性技术研究开发。有些研究开发具有商业价值,但属于共性技术,单个企业难以研究开发,或者企业担心难以控制竞争者使用技术成果。IBM最先开发了RISC(精简指令系统计算机),但直到DARPA资助加州大学伯克立分校及斯坦福大学进行深入研究时,RISC才实现了商业化。该研究是作为70年代末、80年代初“大规模集成电路”(VLSI)项目的一部分来进行的。后来许多公司把以RISC为基础的产品引入了市场领域。

(五)联邦政府的资助对创新起到重要作用

联邦政府的资助计划促进了计算机技术的创新。据统计,1993至1994年间,美国全国共批准了1619项与计算机产业有关的专利。尽管这些专利的所有者75%是美国企业,但它们所引用的论文大部分是由大学或政府的研究人员撰写的。在按资助来源分类统计的论文中,51%的资助来自于联邦政府,37%来自产业界的资助。政府资助中NSF占22%,DARPA占6%。尽管这些数据仅限于两年的专利统计,但反映出联邦所资助的项目,特别是在大学里进行的资助研究,推动了计算机行业的技术创新。

二、美国政府在计算机产业技术发展各阶段中的主要作用

政府在计算机科学技术发展过程中的作用,随计算机产业成长和发展阶段不同而变化。(一)50年代——计算机技术发展的初期阶段,政府的主要作用是用户和资助者

在1960年以前,美国政府作为用户和资助者,主导着电子计算机技术的研究开发。这一期间,政府支持计算机技术主要出于国防需要,资助面比较窄,重点是对技术本身的试验,而且没有一个系统的长期战略计划。但是,这一时期的政府资助项目尝试了不同类型的资助机制,对私营部门产生了非常重要的影响。

50年代,几个主要计算机公司的R&D都得到过联邦政府的各种形式的资助。例如,在IBM公司的R&D投入中,政府合同资助投入占50%以上,直到1963年还有35%。联邦政府不仅在资金上对私营部门提供资助,而且从项目设计、技术思路、人力资源等方面提供了支持。资助的项目涉及到有关国家安全、人力资源培养等各方面,还包括一些综合性、高投入、不确定性大、具有长期影响的技术开发项目。政府资助的许多项目研究出了设备的原型,在这些原型基础上,研究人员可以进行更深入的探索。

(二)60-70年代——技术扩散和产业增长阶段,政府扶持的重点转向长期基础性研究和培养人才

60年代初期,美国的计算机行业开始商业化,可以独立于政府的资助和采购,全国出现了几个大型的计算机公司。这些大型公司建立了自己的实验室,并且有能力自己研究开发计算机应用技术,从而促进了计算机产业的商业化。如,IBM公司与美国航空公司在部分采用军事指挥和SAGE技术的基础上,开发了计算机订票系统(SABRE系统)。计算机定票系统的迅速发展成为推动计算机产业化的一个重要动力。与此同时,产业界对计算机人才的需求大大增加。出现了计算机科学领域,几个重要学校的计算机系已经成立。

随着计算机技术产业化和商业化,政府的资助重点开始转向长期基础性研究和培养人才。60年代后期至70年代,由于计算机产业界对R&D的投入增加,尽管政府资助产业界的绝对数额还在上升,但比例却急剧下降。

(三)80-90年代——计算机产业成熟阶段,政府积极组织和支持联合研究开发

随着产业界增加对计算机技术研究开发的投入,政府资助所占比例开始下降。80年代初期,日本的电子工程和计算机存储器等技术开发,使美国的计算机产业感到了竞争威胁。同时,美国半导体生产设备的国际市场份额从75%下降到了40%。“增强竞争力”成了美国80年代技术政策的关键字眼,国内要求政府采取行动的呼声提高。同时,大学与实业界开始以合资、协议等方式进行合作,或组织行业协会抵制来自日本的威胁。

为了提高美国计算机产业的竞争力,使其在世界占据领先地位,联邦政府不仅继续支持计算机科学和技术的研究,而且调整了支持重点和资助方式。政府对计算机技术的资助重点开始转向支持各界联合开发,通过支持行业协会等一些新机构,组织和促进产业界联合开发。1984年的国家合作研究法案从不信任法案中把研究协会的名字去掉了,从而使研究协会的合作合法化。政府支持半导体制造技术协会(SEMATECH)等行业性组织机构,发挥其在计算机技术联合开发中的组织作用。那一时期,半导体制造技术协会和高性能计算机研究所等受到政府资助的行业性机构,成为计算机技术研究开发和政策议程的主导者。

90年代,政府一方面对现存的政府所有的成熟的计算机基础设施实现商业化和私有化;另一

方面又开始资助新的更高层次的技术研究。如,NSF于1992年将其互联网向商业应用开放之后,又于1995年成功地把NSF的互联网推向私有化。与此同时,NSF和其他联邦机构还在继续进行下一代互联网(NGI)的开发与扩展工作,计划将互联网的数据传输速度提高100倍。NGI计划将建立一个试验性的、范围广阔的、可升级的测试系统,用以开发那些对国家至关重要的网络应用技术,如国防和医疗等。

三、几点启示

美国政府资助计算机技术发展的经验,对我们有以下几点启示。

(一)政府职能明确

在美国的计算机革命中,政府、产业界和学校起了不同的作用。政府主要引导大学和产业界研究机构的研究,特别在建立前沿研究需要的实物基础设施,培养大学生、研究生和技术队伍等方面起到关键性作用。尽管有些在市场中处于主导地位的大公司,如AT&T、IBM、微软和英特尔等在基础研究方面也投入了大量资金。但大公司更倾向投资于与其发展目标及产品开发有紧密联系的研究项目。而政府则在长期基础性研究、应用前途广泛的共性技术研究开发方面发挥了重要作用。

随着计算机产业从幼稚产业发展为成熟产业,美国联邦政府的作用经历了一系列变化。从50年代的用户和资助者,60-70年代的资助基础研究和培养人才,到80-90年代的合作者。资助机构和管理也从分散、无战略计划逐步发展到由专门机构统一协调。

(二)资助来源多元化和机制多样化,发挥政府机构的作用

联邦政府对于计算机技术与电子工程技术的资助主要是通过几个机构来完成的。例如国防部、国家科学基金、国家航空航天部、能源部及国家健康机构。这些机构的特点是,专业技术能力比较强,机构内部有许多专业技术人员,有些机构本身就是国家研究机构。除国家科学基金外,这些机构大都是计算机技术的直接需求和应用方,经常根据部门自身的需要资助计算机技术研究开发。

多元化的优点,一是有利于技术发展的多样性。由于计算机技术是工具性技术,各个领域有不同的需求,因此,每一个机构都有各自的资助重点及资助方式,从而促进计算机技术多样化发展;二是提供多种潜在的支持,增加了研究机构和研究人员的选择余地,有利于竞争;三是研究成果可以在不同的机构间转移,形成广泛的用途,提高了研究成果的利用效率。

(三)加强统一协调

尽管美国政府对计算机技术的资助计划是由专业管理部门分别执行的,但是,随着计算机产业的成熟和资助规模的扩大,各专业管理部门和联邦政府不断加强对计算机资助项目计划的统一协调和战略规划。60年代以前,军方对计算机技术的资助是根据各军兵种自己的需求分散进行的。60年代初,国防部成立了高级研究项目处,并成立了专门的信息处理技术办公室。一个重要目的就是协调军方各部门的长期战略性资助计划,实行统一管理。

90年代,美国国家科学技术委员会中设置计算机、信息和通讯委员会,该机构通过下级委员

会,协调12个政府部门或机构的有关计算机和通讯技术的R&D项目,并重点组织实施了5个具有长期战略意义的项目计划。

这种体制即发挥了专业机构的积极性和技术特长,又加强了统一协调,避免重复研究和

分散竞争资源的局面,提高了政府资助的整体效果。

(四)以多种方式支持计算机技术

除了资助研究开发以外,美国政府对计算机技术市场的形成发挥了重要作用。美国政府是高新技术的最大用户,政府采购为高新技术创造了巨大的市场。

从半导体到超级计算机,在许多领域中,政府创造了计算机及其技术的市场,促进新技术的标准化和核心技术在计算机行业的推广。例如,联邦政府为阿波罗号航天飞机采购的集成电路以及国防部的洲际弹道导弹项目都对集成电路生产能力的提高形成了一种刺激。为开发核武器,能源部及其前身机构对高性能计算机的需求驱动了早期超级计算机市场的形成。美国政府的统计体系也是早期计算机及其软件的大用户。在软件方面,通过建立联邦数据处理标准,联邦政府促使市场向“美国国家标准机构”制定的COBOL(面向商用的通用计算机语言)不断靠近;为使FORTRAN程序语言扩展应用于并联计算机,政府资助了高级FORTRAN论坛项目。

反垄断诉讼也具有深远的影响。例如,1952年出现了针对IBM的反垄断诉讼案,要求IBM公司出卖或出租其设备,以帮助其它公司进入这一商业领域。同时要求IBM公司对其包括电子计算机在内的所有有关信息处理设备的现有及未来专利实施许可制度,并规定了许可的比率。“司法部反垄断部门”的负责人认为,IBM诉讼案是“开放电子领域的一个进步”,为其他公司进入计算机行业打开了方便之门。

(五)保持战略产业在国际竞争中的领先地位

美国政府对计算机技术的贡献中最发人深省的是,政府不仅在计算机产业的发展初期发挥了作用,而且在计算机产业逐步趋于成熟时,仍然起着重要作用。

计算机技术已经趋于成熟,该产业不再像以前那么依赖于基础性研究了。政府为什么还要继续资助计算机技术研究呢?计算机行业是一个收益丰厚的高度竞争的产业,为什么一些大公司不能完全依靠自己的力量进行新技术的开发?实际上,在70年代后期和80年代初期,美国计算机产业界已经增加了对计算机技术研究开发的投入,政府的资助所占比例开始下降。而由于80年代日本的电子工程和计算机存储器等技术开发,对美国的计算机产业震动很大。因此,围绕提高美国计算机产业的竞争力,占据世界领先地位这一目标,政府和产业界联合起来,加大了计算机科学和技术研究的投入力度。

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