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1、简水生院士_时代呼唤信息安全网和廉价高效的光伏电池 (PPTminimizer.本文由马江伟1贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 BJTU 时代呼唤信息安全网和廉价高效的光伏电池 Era Calls Information Security Network and Cheap,Efficacious Solar cell , 中国科学院院士 简水生 北京交通大学 时代呼唤安全信息网的早日实现 我们所提出的光交换网是 我们所提出的光交换网是基于可变波长 激光器分布式波分复用全光交换网 激光器分布式波分复用全光交换网 北京交通大学光波所的工作
2、 常规能源有尽时,光伏(电池) 常规能源有尽时,光伏(电池)发展无了 期 一,时代呼唤安全信息网的 早日实现 自从高速交换路由器的研制成功, 自从高速交换路由器的研制成功,包交换的优点便得到了充分 的显示,使发讯者与受讯者之间无固定电路连接, 的显示,使发讯者与受讯者之间无固定电路连接,大幅度地提高 了电路使用效率,降低了交换设备的成本, 了电路使用效率,降低了交换设备的成本,互联网得到了飞速的 发展,至今互联网已经无所不在. 发展,至今互联网已经无所不在.互联网的普及和发展为人类信 息社会做出了重大的贡献.但是在互联网中, 息社会做出了重大的贡献.但是在互联网中,受讯者与发讯者之 间并无固定
3、电路连接,使受讯者不能实时准确地获得发讯者的地 间并无固定电路连接, 址码,这就为病毒流行,黑客入侵,网上赌博,网上银行盗窃, 址码,这就为病毒流行,黑客入侵,网上赌博,网上银行盗窃, 黄色和信息垃圾泛滥提供了可乘之机, 黄色和信息垃圾泛滥提供了可乘之机,阻碍了电子商务的迅速发 展,危害到社会的稳定和安全,也危及青少年的健康成长,时代 危害到社会的稳定和安全,也危及青少年的健康成长, 呼唤安全信息网的早日实现. 呼唤安全信息网的早日实现. 远在1993年人们曾期望,NII( 远在1993年人们曾期望,NII(National Information 1993年人们曾期望 Infrastruct
4、ure)的建设将从根本上改变人们的生活方式, Infrastructure)的建设将从根本上改变人们的生活方式,工作 方式,学习方式.世界掀起了建设NII(人们简称为信息高速公路) 方式,学习方式.世界掀起了建设NII(人们简称为信息高速公路) NII 的高潮,人们期望至2000年电子商务的交易额高达4万亿美元, 的高潮,人们期望至2000年电子商务的交易额高达4万亿美元,以 2000年电子商务的交易额高达 后每年都将以几十个百分点的速度递增,各种风险投资蜂拥而至, 后每年都将以几十个百分点的速度递增,各种风险投资蜂拥而至, 掀起了人类历史上少见的光纤网建设高潮, 掀起了人类历史上少见的光纤网
5、建设高潮,互联网的发展达到了 空前的繁荣.但是在2000年全世界的电子商务交易额只有数百亿 空前的繁荣.但是在2000年全世界的电子商务交易额只有数百亿 2000 美元,远远低于人们的预期值,互联网的繁荣急剧暗淡,IT业的 美元,远远低于人们的预期值,互联网的繁荣急剧暗淡,IT业的 发展迅速降低到了谷底,2002年全世界IT产业一片萧条, 发展迅速降低到了谷底,2002年全世界IT产业一片萧条,至今尚 年全世界IT产业一片萧条 未有大幅度增长的迹象. 未有大幅度增长的迹象. 造成这一现象的因素众多, 造成这一现象的因素众多,但我认为这种互联网的安全问题是 其主要原因. 其主要原因.因为目前互联
6、网的安全仅仅依靠各种防火墙来提供保 证,但这并不能从根本上解决网络的安全问题.目前计算机的速度 但这并不能从根本上解决网络的安全问题. 已经达到了每秒数十万亿次,即将达到每秒千万亿次的量级,在这 已经达到了每秒数十万亿次,即将达到每秒千万亿次的量级, 样高的计算速度下,任何防火墙和密约都将被迅速解密. 样高的计算速度下,任何防火墙和密约都将被迅速解密.而且在未 来战争中,敌我双方首先攻击的将是对方的网络, 来战争中,敌我双方首先攻击的将是对方的网络,网络的安全牵系 到国家的安危,社会的稳定和信息社会的进一步发展. 到国家的安危,社会的稳定和信息社会的进一步发展. 另一方面,城市交通堵塞,环境污
7、染的世界性难题的解决, 另一方面,城市交通堵塞,环境污染的世界性难题的解决,也 迫切需要能够支持和实现随时随地办公的安全的信息网. 迫切需要能够支持和实现随时随地办公的安全的信息网.只有实 现光路交换才可能从结构上确保网络的安全,因为在光路交换中 现光路交换才可能从结构上确保网络的安全, 受讯者与发讯者之间有固定的光路链接, 受讯者与发讯者之间有固定的光路链接,在网上任何犯罪行为都 将被实时准确地发现,无处可逃.这就是未来的信息安全网. 将被实时准确地发现,无处可逃.这就是未来的信息安全网. 实际上目前两根光纤可以通一至两千万话路,在实验室中的通 实际上目前两根光纤可以通一至两千万话路 在实验
8、室中的通 信容量可高达10.92Tbps,相当于1.7亿数字话路,而每根光缆中有 ,相当于 亿数字话路 亿数字话路, 信容量可高达 数十至数百根光纤, 数十至数百根光纤,为人类社会提供了前所未有的最为廉价的信 息光路,已经远远超出了人类社会的需求.目前每公里光纤的售 息光路,已经远远超出了人类社会的需求. 价约为10美元,远远低于铜线的价格, 价约为 美元,远远低于铜线的价格,而且其它光电子器件的价 美元 格都在成倍地下降,为人类社会实现光路交换奠定了坚实的基础. 格都在成倍地下降,为人类社会实现光路交换奠定了坚实的基础. 在这种情况下, 在这种情况下,再去研究提高每一个光路的使用效率的光 分
9、组交换技术是没有任何实际意义的.令人感到遗憾的是, 分组交换技术是没有任何实际意义的.令人感到遗憾的是,各 种分组交换的研究的课题是国际研究的热点之一, 种分组交换的研究的课题是国际研究的热点之一,我们国家从 也设立了大量的研究课题, 973到863也设立了大量的研究课题,投入了大量的资金. 到 也设立了大量的研究课题 投入了大量的资金. 可是,光的延迟和光的逻辑器件的关键技术没有取得突破,仍 可是,光的延迟和光的逻辑器件的关键技术没有取得突破, 是各种光的分组交换不可逾越的障碍. 是各种光的分组交换不可逾越的障碍.即使未来取得了突破性 进展, 进展,能够实现以提高光路使用效率为目的的光的分组
10、交换也 没有什么经济效益. 没有什么经济效益. 因为光纤通信的众多光路已远远超过人类社会的需求, 因为光纤通信的众多光路已远远超过人类社会的需求,每一 光路是人类历史上最为廉价的通道. 光路是人类历史上最为廉价的通道.而实现各种光路交换所建立 的复杂的价格高昂的设备远远高于多利用几根光纤组成光路交换 所需的投资.而且在分组交换的光网络内受讯者仍然不能实时知 所需的投资. 道发讯者的地址码, 道发讯者的地址码,上述所有网络的犯罪行为都可在分组交换光 网络中通行无阻.它的安全问题仍然是寄托于各种防火墙和密约, 网络中通行无阻.它的安全问题仍然是寄托于各种防火墙和密约, 在现代高速计算机的攻击下,也
11、必将迅速崩溃. 在现代高速计算机的攻击下,也必将迅速崩溃. 相反, 相反,我们应该充分利用廉价的光纤和天文数字的光路来实现光 路交换以确保网络的安全. 路交换以确保网络的安全.从电路交换到包交换再发展上升到光 路的交换,这是螺旋上升,这符合毛泽东在实践论 路的交换, 这是螺旋上升,这符合毛泽东在 实践论所提出的 螺旋上升的发展规律. 螺旋上升的发展规律. 由于光纤价格是如此低廉,大城市之间可以用专用光纤直接相连, 由于光纤价格是如此低廉,大城市之间可以用专用光纤直接相连, 大幅度降低交换设备的造价. 大幅度降低交换设备的造价.在目前已建成的地下光缆网的基础 再适度投资即可实现这种光纤交换网,
12、上,再适度投资即可实现这种光纤交换网,不仅可以为各大城市 间提供用之不竭的光路,还可形成炸不断打不烂能禁得起未来战 间提供用之不竭的光路, 争考验的地下通信信息网. 争考验的地下通信信息网. 二,我们所提出的光交换网是 基于可变波长激光器分布式波分复用 全光交换网 全光交换网 长沙 衡阳 石家庄 武汉 281300 北京 北京120 OXC15 OXC1 广州 OXC2 OXC3 天津 天津2140 济南4160 济南 OXC 光节点 厦门 福州 宁波 杭州 上海 南京 光放大器 深圳 图1 基于可变波长激光器全光交换网络结构示意图 我们在这里还要着重指出的是, 我们在这里还要着重指出的是,利
13、用目前已敷设的光纤网可 迅速实现国防,公检法等国家专用保密网. 迅速实现国防,公检法等国家专用保密网.目前国际形势变化莫 测,建立起基于可变波长激光器分布式波分复用全光交换的新 建立起 一代保密专用网是十分紧迫的. 一代保密专用网是十分紧迫的. 由于基于可变波长激光器分布式波分复用全光交换网 由于 基于可变波长激光器分布式波分复用全光交换网 的 建成,安全问题得到解决, 建成,安全问题得到解决,不仅人们所期望的电子商务黄金时代 将会到来, 将会到来,而且还将为人们随时随地办公提供安全可靠的光路交 换网,从根本上解决城市交通堵塞的问题. 换网,从根本上解决城市交通堵塞的问题. 目前我国有汽车24
14、00万辆,耗油量约占33%,人们预计到2010年 目前我国有汽车2400万辆,耗油量约占33%,人们预计到2010年 2400万辆 33%,人们预计到2010 我国的汽车拥用量将达一亿辆,耗油量占60%.而光路交换安全网 我国的汽车拥用量将达一亿辆,耗油量占60%.而光路交换安全网 60%. 的实现可以大大减少汽车拥有量和耗油量,大量节省能源, 的实现可以大大减少汽车拥有量和耗油量,大量节省能源,解决环 境污染问题. 境污染问题.同时以光路交换为特征的安全信息网不仅可以提供人 们随时随地办公的条件,而且可以提供远程医疗和手术,远程机械 们随时随地办公的条件,而且可以提供远程医疗和手术, 操作,
15、远程双向教学和远程立体电视电话会议, 操作,远程双向教学和远程立体电视电话会议,还可充分利用宽带 网大通信容量的特点实现世界上任何旅游景点的虚拟现实, 网大通信容量的特点实现世界上任何旅游景点的虚拟现实,人们可 以在各地的立体的彩色的虚拟现实演示厅中遨游全世界风景秀丽的 景点和名胜古迹. 景点和名胜古迹. 三 ,北京交通大学光波所 的工作 图2 四个节点波长交换全光网演示系统的原理图 图3 光路交换全光网演示系统的一角 新型MCVD MCVD预制棒车床 图4 新型MCVD预制棒车床 图5 改进的电炉 图6 光纤拉丝塔主体 Bi-Ga图7 Bi-Ga-Er 共掺光纤的吸收谱 图8 3100公里全光栅色散补偿点到点传输系统一角 公里全光栅色散补偿点到点传输系统一角 图9 光纤轴向磨抛机 为了空间科学的发展, 为了空间科学的发展,我们研制出抗辐射的光子晶体光 纤和保偏的光子晶体光纤,如图 , 所示 所示. 纤和保偏的光子晶体光纤,如图10,11所示.并将进一步研 制出光子晶体光纤陀螺以满足空间科学和国防的需求.同时, 制出光子晶体光纤陀螺以满足空间科学和国防的需求.同时, 光波所还研制出高掺镱大有效面积双包层泵浦光纤,并正在 光波所还研制出高掺镱大有效面积双包层泵浦光纤, 研制千瓦级掺镱包层泵浦大功率激光器, 研制千瓦级掺
