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1、电子信息科学与技术专业导论论文电信学院 电科131 孙忠良 13401090117通过半学期的专业导论课，我对电子信息科学与技术这个专业有了全新的认识，同时我发现我已经深深喜欢上了这个专业，对电子信息产生了浓厚的兴趣。犹记得小时候对电子产品怀有强烈的好奇心，想弄清楚其中的原理，还不小心拆坏了自己的录音机。因此大学填志愿的时候我选择了这个专业，既圆了儿时的梦想，也期待着在这个领域里有所建树。兴趣是最好的老师。所以我相信有兴趣做引导，再加上自己的努力，我一定能在电子信息领域里取得一番成就，从而实现自己的人生理想和价值。下面谈谈我自己对电子信息科学与技术这个专业的认识和前景。一、 电子信息科学与技术
2、概述21世纪被称为信息时代，电子科学与技术在信息、能源、材料、航天、生命、环境、军事和民用等科技领域将获得更广泛的应用，必然导致电子科学与产业的迅猛发展。这种产业化趋势反过来对本专业的巩固、深化、提高和发展起到积极的促进作用。因此，电子科学与专业具有良好的发展空间和态势。 电子科学与技术是现代信息技术的重要支柱学科，是设计各种电子或光电子元器件、集成电路与集成电子系统以及光电子系统的技术学科，也是我国正在大力发展并急需人才的重要专业技术领域。电子信息科学与技术专业是教育部根据21世纪信息时代的市场要求，于98年确立的电子与信息类较宽口径专业。本专业主要研究信息的获取与处理，电子设备与信息系统的
3、设计、开发、应用和集成。电子信息科学与技术是前沿学科，现代社会的各个领域及人们日常生活等都与电子信息技术有着紧密的联系。全国各地从事电子技术产品的生产、开发、销售和应用的企事业单位很多。随着改革步伐的加快，这样的企事业单位会越来越多，因此需要一大批具有能综合运用所学知识和技能，能适应现代电子技术发展，能从事企事业单位与本专业相关的产品及设备的生产、安装调试、运行维护、销售及售后服务、新产品技术开发等应用型的技术人才和管理人才。所以开设电子信息科学与技术专业是必不可少的。该专业的培养要求主要是学生需学习信号的获取与处理、电子设备与信息系统等方面的基本理论和基本知识，受到电子与信息科学与技术实践的
4、基本训练，包括生产实习和室内实验。同时具备良好的科学素质，具备设计、开发、应用和集成电子设备和信息系统的基本能力，并具有较强的知识更新能力和广泛的科学适应能力。二、 电子信息科学与技术方面的前沿技术电子信息科学与技术专业的重要领域有数字信息处理、电子和光信息技术、高频技术和通讯网络等。基于数字信息处理技术（数字技术）的重要性，电子计算机和电脑程序起了主导作用。现在，电子信息科学与技术已经涵盖了社会的诸多方面，像电话交换局里怎么处理各种电话信号，手机是怎样传递我们的声音甚至图像的，我们周围的网络怎样传递数据，甚至信息化时代军队的信息传递中如何保密等都要涉及电子信息科学与技术的应用技术。三、 专业
5、培养与目标定位本专业学生主要学习电子信息科学与技术的基本理论和技术，受到科学实验与科学思维的训练，具有本学科及跨学科的应用研究与技术开发的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力掌握数学、物理等方面的基本理论和知识；掌握电子信息科学与技术、计算机科学与技术等方面的基本理论、基本知识和基本技能与方法；了解相近专业的一般原理和知识；熟悉国家电子信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规；历史老照片不能说的秘密慈禧军阀明末清初文革晚清 了解电子信息科学与技的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及电子信息产业发展状况；掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的技术设
6、计，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。根据社会和经济的发展对高等教育提出的新要求，电子信息科学与技术的现阶养目标可以分为两方面： 一方面要以学生为本，促进大学生的全面发展，具有一定的基础理论，适应性强、可以与相关交叉学科领域相互渗透和工程应用开发的通用性人才；另一方面，具有较强的电子信息学科理论基础和专业知识、可持续发展的较高素质的研究型和应用型人才。一. 光纤通信：通信是各种形式信息的有效传递，为了实现这一目的，需要相应的技术设备和传输介质。而光纤通信是用光作为信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通讯方式。它首先要在发射端将需传送的电话，电报，图像和数据等信号进行光电转
7、换即将电信号变成光信号，再经过光纤传输到接受端，接受端将接收到的光信号转变成电信号，最后还原成原信号。光纤通信发展的前提是激光和光纤的出现。 激光：无线电通信-无线电波作为相干光频电磁波；光通信-激光，激光像普通无线电波一样，可以进行调制和解调，可以把各种信号载到光波上发射出去而实现光通信。 光纤：激光通信的主要障碍是气候因素的影响和大气层内信号的衰减。光导纤维的出现，使人们成功地解决了激光大气传输问题，使激光通信走上了稳步发展阶段。 二光纤通信发展历程： 光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利
8、用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质。从此,开创了光纤通信领域的研究工作。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。85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
9、得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。三 光纤通信的优势 现代通信网的3大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信,而其中光纤通信是主体,这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点。光纤通信于其他形式通信的主要区别有两点:一是载波频率很高，二是用光纤作为传输介质，其优势体现在以下几个方面： (1)信道带宽极宽，传输容量大。随着社会信息化的发展，人们对通信系统运载信息能力的要求日趋增强。光纤中传输的光波是迄今为止使用频率最高的载波，其传输容量无疑也是最高的。光纤可利用的带宽约为50000GHz,1987年投入使用的1. 7Gb
10、/s光纤通信系统,一对光纤能同时传输24192路电话,2.4Gb/s系统,能同时 传输30000多路电话。频带宽,对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义,否则,无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。 在实际使用中，常使用组合光纤数不等的光缆，加之一些新技术的应用，如密集波分复用技术，其传输容量可以满足任何条件下信息传输的需要。 (2)损耗低,中继距离长。 所谓中继距离是指传输线路上不加放大器时信号所能传输的最大距离。在通信系统设计中，传输线路的损耗是主要考虑的基本因素。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km,比其它任何 传输介质的损耗都低,若将来采用非石英系极低损耗
11、光纤,其理论分析损耗可下降 至10-9dB/km。由于光纤的传输损耗较之其他传输介质的损耗要小很多,所以能实现很长传输的中继距离。由石英光纤组成的光 纤通信系统最大中继距离可达200多千米,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统,其最大中继距离则可达数千甚至数万千米,这对于降低海底通信的成本、提高通信的可靠性和稳定性具有特别重大的意义。 (3)抗电磁干扰。干扰时影响通信质量的重要原因。干扰对通信系统的影响是通过干扰信号频谱落在通信系统工作频谱范围内产生的。而光纤中传输的光信号特定的频率范围，使它不易受各种电磁干扰的影响。 同时光纤是由高纯度的二氧化硅材料制成的，是绝缘体材料,它不受自然界的雷电干
12、扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰,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。 (4)无串音干扰,保密性好。 保密性好是对通信系统又一重要要求。光波在光缆中传输,很难从光纤中泄漏出来，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，无法窃听到光纤中传输的信息。即使在转弯处,弯曲半径很小时,漏出的光波也十分微弱,若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好,这样,即使光缆内光纤总数很多,也可实现无串音干扰,在光 缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。同时，它也不会干扰其他通信设备的正常工作。
13、(5) 光纤的原材料资源丰富,用光纤可节约金属材料。光纤的主要原材料是来源丰富的二氧化硅。光纤通信技术的推广将节约大量的金属材料，具有合理使用地球资源的意义。 除上述列举的优势外，光纤还具有线径细，重量轻，柔软，易于铺设，原材料资源丰富，成本低，温度温度性好，寿命长等优点。 利用这些特点可以解决地下管道拥挤的问 题,节约地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,光缆的重要比电缆轻得多。由于光纤的重量轻，它被应用于飞机制造，不但降低了通信设备的成本和飞机制造的成本，而且提高了通信系统的抗干扰能力和飞机设计的灵活性。由于光纤通信的诸多优点，除了在公用通信和专用通信中使用外，它还在其他许多领域，如测量，
14、传感，自动控制及医疗卫生等方面得到了广泛的应用。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。 总之，由于通信用光纤都用石英玻璃和塑料制成，是极好的电绝缘体，而且光信号在光缆中传输时不产生泄漏，所以不存在电气危害、电磁干扰、接地、屏蔽和保密性差等问题。再加上传输特性好的优点，使光纤成为迄今为止最好的信息传输媒质。因此，在短短的三十几年中，获得了迅速的发展，不管是在干线网上，还是在接入网上。四. 光纤通信技术的发展及其现状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。早期的光纤通信系统应用于
15、脉码调制语音通信系统和图像的模拟传输；随后光纤通信系统则用于PCM语音通信和图像的数字传输、长途干线传输及CATV系统。现代光纤通信系统对现有的点到点的传统的光纤通信系统提速，采用WDM技术实现高速、大容量的光网络、电节点的通信网络。而未来的光通信技术将朝着采用光节点、具有光交换功能的全光网络发展。对光纤通信而言，超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标，光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。 现在光通信网络的容量虽然已经很大， 但还有许多应用能力在闲置， 今后随着社会经济的不断发展， 作为经济发展先导的信息需求也必然不断增长，一定会超过现有网络能力， 推动通信网络的继续发展。因此，
16、 光纤通信技术在应用需求的推动下， 一定不断会有新的发展。 五.光纤通信技术的趋势 1.数据业务爆炸式增长,光通信是唯一的出路:世界上所有新建的干线通信系统均采用光纤.由于波分复用技术和光纤技术的突飞猛进，现在一根光纤上的传输容量每 912个月就翻一番。5Gb/s系统已在横跨太平洋的海底光缆系统(TPC-5/6)中使用。波分复用(WDM)系统也在海底光缆系统上使用。2002年阿尔卡特在 C 波段和 L 波段成功地进行了10.2 Tb/s (25642.7 Gb/s) 距离为 3100 km 的传输试验.2.在交换技术方面，电路交换逐渐被具有路由器功能的分组交换所取代，最后的发展趋势是实现光交换和电信网络的全光化。由于光电技术的发展和逐渐成熟，世界光纤市场和光电器件市场大幅增长，而市场价格却急剧下降。光纤通信产业方兴未艾，其旺盛的生命力令人振奋。电子科
