现代信息技术导论(北邮)
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当前,世界最高水平的单片集成 电路芯片上所容纳的元器件数量 已达80多亿个,美国先进的集成 电路生产线已经采用了12英寸硅 片、0.18微米的工艺技术,典型产 品为256MB DRAM存储器.
16
2)全新的计算机有可能出现并投 入商用。例如:
利用分子键存储数据的“生物芯 片”.
利用量子理论来存储数据的量子 计算机.
2
一.我国信息技术产 业成就辉煌
3
通信信息Baidu Nhomakorabea发展的速度:
人类社会借助于纸、笔和文字进 行通信大约持续了1800年. 模拟通信持续了大约180年. 大规模采用数字通信大约18年.
在这18年中,我们又经历了翻 天覆地的变化.
4
1. 建成了以光缆为主体的大容量 数字干线传输网,已形成了全国 “八横八纵”的格状光缆骨干 网.
光源N
单根光纤 分波器
1,N
1 检测器
检测器
信道1 信道2
N 信道N 检测器
24
4)波分复用的主要特点: * 可以大大提高传输容量. * 可以节省大量光纤和再生器. * 可以利用不同波长传送不同的电 信业务. * 便于扩容,便于引入宽带新业务.
25
5)波分复用的当前进展: 2000年4月,朗讯公司推出了
26
关于全光网络技术: 所谓全光网,是指从网络核心一直到 终端用户节点之间的信号通道都保 持着光的形式,采用端到端的完全的 光路,中间没有电信号的介入.也就是 说,在整个长途传输和交换网络中都 是光信号而非电信号在起作用.
27
全光网的主要优点是: 1)全光网中光信号的流动不再有光 电转换的障碍,克服了途中由于电子 器件处理信号速率难以提高的困难. 省掉了大量电子器件,大大提高了传 输速率. 2)全光网采用波分复用技术,以波长 选择路由,可方便地提供多种协议的 业务.
现代信息技术导论
张筱华 教授
1
张筱华,北京邮电大学教授,北邮副校长. 1963年---1968年在北邮有线系y90班学
习；1978年—1981年在北邮读研究生， 获硕士学位。 1991年—1992年在美国colorado大学做 高访学者，任客座教授。 1993年—1996年任中国科学院研究生院 客座教授。 1993年始享受国务院颁发的政府津贴. 1999年成为教育部远程教育专家组成员,现 为教育部远程教育管理的首席专家。
28
移动用户已达1.45亿户.“无线 风光”已成为当今社会的一道特 有的风景.
(--history)
7
4.数据业务在我国迅速崛起: 1993年9月第一个公用数据通信 网---CHINAPAC正式开通业务. 1994年9月---CHINADDN 1994年开始了中国互联网的建 设.
8
数据的比较:
9
互联网技术对当代社会影响深远. 一则小幽默: BEG BEG.COM eBEG.COM
芯片技术,微电子技术是现代通信,计算机 和信息业的基础,人们所说的奔腾Ⅱ等,都 主要是指计算机CPU的芯片.
1) 摩尔定律:每18个月,芯片集成度提 高一倍,价格减少一半.对计算机的运算速 率和功能也是如此.
14
实际上，目前每一年左右芯片 的集成度和运算速率就提高一倍。 到2000年底，每个芯片上可包 含上亿个元件；而到2010年， 每个芯片上将包含100亿个元件。 个人电脑每秒可执行1000亿条 指令，是现在的250倍。
20
2)现用波长和可用波长的比较:大 量带宽资源有待于开发利用.
单模光纤的适用工作区主要有两 个:1310nm窗口和1550nm窗口。实 际上，1310nm窗口的低衰耗区约有 100nm；1550nm窗口的低衰耗区大 约也有100nm。因而两个工作区共 约200nm的低衰耗区可用，这相当 于30000GHz的频带宽度。这一巨大 的带宽资源现仅利用了约0.01%.
利用光子而非电子处理信息的光 子计算机。
17
3) 去年1月,我国报道了中科院物 理所在超高密度存储技术上取得突 破,将现有光盘信息容量提高了100倍.
他们研制出世界上存储密度最高 的有机材料,将信息存储点的直径减 少到0.6纳米,并可进行信息点的擦除. 一张这样的光盘可存储一个国家图 书馆的全部信息.这体现了纳米技术 的一项成果.
2. 传输速率: 10 Gb/s.
3. 相当于每秒钟传送800卷邓选.
4.
5
2.我国电话用户总数达到 1.79亿门,我国交换网已成 为世界第二大网.
长途电信网已完成由五级 向两级的历史性跨越.
6
3.数字移动通信(GSM)系统正在高 速发展,我国的GSM网络已成为 世界上最大的数字移动通信网 络.CDMA系统也在我国迅速发 展.
WaveStar OLS 800G系统,可在一根光纤 上传输320个2.5G波长或80个10G波长.
在此基础上若增加“太比特速率” 的合波分波器就可平滑过渡到1.6T系统.
最新报道:朗讯的LambdaXtreme Transport 光网络系统已具有超长距离 (4000km) 、超大容量(2.56Tb/s)特征,它 是一个DWDM系统.
18
芯片或微电子技术的进步， 肯定将使计算机的存储成为“海 量”，也肯定将极大地提高信息 处理的速度。这也将对信息高速 交换、宽带传输提出了新的要求。
19
2.密集式波分复用和全光网络 技术
关于波分复用技术: 1)光通信的基本原理和传输速率
目前，单波长光纤通信系统速率 已达10Gbps，不过其潜力已尽,而 此时所利用的光纤容量仅占其有效 带宽极小的一部分.
21
衰减
单个光源谱宽
1260 1360
1480 1580
1200 1300 1400
1500
1600 波长
22
3)波分复用的基本思想: 将不同波长的多个光源发出
的光信号在一根光纤上传送, 在接收端再将这些波长分离, 从而提高了光纤带宽资源的 利用率.
23
信道1
光源1 信道 2 光源2
信道N
合波器
10
总之,我国信息技术产业发展 迅猛、成就辉煌.
我在几年前的三个预言已经或 正在实现.
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二.新世纪初IT业的 发展展望
12
尽管通信和信息产业已有了如 此迅猛的发展,但是绝不会就此止 步.在未来的十年里,IT技术还将 有若干重大突破.我认为起码包括 如下五个方面:
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1.芯片集成和计算机技术
当前,世界最高水平的单片集成 电路芯片上所容纳的元器件数量 已达80多亿个,美国先进的集成 电路生产线已经采用了12英寸硅 片、0.18微米的工艺技术,典型产 品为256MB DRAM存储器.
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2)全新的计算机有可能出现并投 入商用。例如:
利用分子键存储数据的“生物芯 片”.
利用量子理论来存储数据的量子 计算机.
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一.我国信息技术产 业成就辉煌
3
通信信息Baidu Nhomakorabea发展的速度:
人类社会借助于纸、笔和文字进 行通信大约持续了1800年. 模拟通信持续了大约180年. 大规模采用数字通信大约18年.
在这18年中,我们又经历了翻 天覆地的变化.
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1. 建成了以光缆为主体的大容量 数字干线传输网,已形成了全国 “八横八纵”的格状光缆骨干 网.
光源N
单根光纤 分波器
1,N
1 检测器
检测器
信道1 信道2
N 信道N 检测器
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4)波分复用的主要特点: * 可以大大提高传输容量. * 可以节省大量光纤和再生器. * 可以利用不同波长传送不同的电 信业务. * 便于扩容,便于引入宽带新业务.
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5)波分复用的当前进展: 2000年4月,朗讯公司推出了
26
关于全光网络技术: 所谓全光网,是指从网络核心一直到 终端用户节点之间的信号通道都保 持着光的形式,采用端到端的完全的 光路,中间没有电信号的介入.也就是 说,在整个长途传输和交换网络中都 是光信号而非电信号在起作用.
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全光网的主要优点是: 1)全光网中光信号的流动不再有光 电转换的障碍,克服了途中由于电子 器件处理信号速率难以提高的困难. 省掉了大量电子器件,大大提高了传 输速率. 2)全光网采用波分复用技术,以波长 选择路由,可方便地提供多种协议的 业务.
现代信息技术导论
张筱华 教授
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张筱华,北京邮电大学教授,北邮副校长. 1963年---1968年在北邮有线系y90班学
习；1978年—1981年在北邮读研究生， 获硕士学位。 1991年—1992年在美国colorado大学做 高访学者，任客座教授。 1993年—1996年任中国科学院研究生院 客座教授。 1993年始享受国务院颁发的政府津贴. 1999年成为教育部远程教育专家组成员,现 为教育部远程教育管理的首席专家。
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移动用户已达1.45亿户.“无线 风光”已成为当今社会的一道特 有的风景.
(--history)
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4.数据业务在我国迅速崛起: 1993年9月第一个公用数据通信 网---CHINAPAC正式开通业务. 1994年9月---CHINADDN 1994年开始了中国互联网的建 设.
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数据的比较:
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互联网技术对当代社会影响深远. 一则小幽默: BEG BEG.COM eBEG.COM
芯片技术,微电子技术是现代通信,计算机 和信息业的基础,人们所说的奔腾Ⅱ等,都 主要是指计算机CPU的芯片.
1) 摩尔定律:每18个月,芯片集成度提 高一倍,价格减少一半.对计算机的运算速 率和功能也是如此.
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实际上，目前每一年左右芯片 的集成度和运算速率就提高一倍。 到2000年底，每个芯片上可包 含上亿个元件；而到2010年， 每个芯片上将包含100亿个元件。 个人电脑每秒可执行1000亿条 指令，是现在的250倍。
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2)现用波长和可用波长的比较:大 量带宽资源有待于开发利用.
单模光纤的适用工作区主要有两 个:1310nm窗口和1550nm窗口。实 际上，1310nm窗口的低衰耗区约有 100nm；1550nm窗口的低衰耗区大 约也有100nm。因而两个工作区共 约200nm的低衰耗区可用，这相当 于30000GHz的频带宽度。这一巨大 的带宽资源现仅利用了约0.01%.
利用光子而非电子处理信息的光 子计算机。
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3) 去年1月,我国报道了中科院物 理所在超高密度存储技术上取得突 破,将现有光盘信息容量提高了100倍.
他们研制出世界上存储密度最高 的有机材料,将信息存储点的直径减 少到0.6纳米,并可进行信息点的擦除. 一张这样的光盘可存储一个国家图 书馆的全部信息.这体现了纳米技术 的一项成果.
2. 传输速率: 10 Gb/s.
3. 相当于每秒钟传送800卷邓选.
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2.我国电话用户总数达到 1.79亿门,我国交换网已成 为世界第二大网.
长途电信网已完成由五级 向两级的历史性跨越.
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3.数字移动通信(GSM)系统正在高 速发展,我国的GSM网络已成为 世界上最大的数字移动通信网 络.CDMA系统也在我国迅速发 展.
WaveStar OLS 800G系统,可在一根光纤 上传输320个2.5G波长或80个10G波长.
在此基础上若增加“太比特速率” 的合波分波器就可平滑过渡到1.6T系统.
最新报道:朗讯的LambdaXtreme Transport 光网络系统已具有超长距离 (4000km) 、超大容量(2.56Tb/s)特征,它 是一个DWDM系统.
18
芯片或微电子技术的进步， 肯定将使计算机的存储成为“海 量”，也肯定将极大地提高信息 处理的速度。这也将对信息高速 交换、宽带传输提出了新的要求。
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2.密集式波分复用和全光网络 技术
关于波分复用技术: 1)光通信的基本原理和传输速率
目前，单波长光纤通信系统速率 已达10Gbps，不过其潜力已尽,而 此时所利用的光纤容量仅占其有效 带宽极小的一部分.
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衰减
单个光源谱宽
1260 1360
1480 1580
1200 1300 1400
1500
1600 波长
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3)波分复用的基本思想: 将不同波长的多个光源发出
的光信号在一根光纤上传送, 在接收端再将这些波长分离, 从而提高了光纤带宽资源的 利用率.
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信道1
光源1 信道 2 光源2
信道N
合波器
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总之,我国信息技术产业发展 迅猛、成就辉煌.
我在几年前的三个预言已经或 正在实现.
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二.新世纪初IT业的 发展展望
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尽管通信和信息产业已有了如 此迅猛的发展,但是绝不会就此止 步.在未来的十年里,IT技术还将 有若干重大突破.我认为起码包括 如下五个方面:
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1.芯片集成和计算机技术