光纤通信的起源精选(九篇)
前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的光纤通信的起源主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。
第1篇：光纤通信的起源范文
关键词：通讯技术，光纤技术
Abstract: at present, in actual use quite promising a communication technology of optical fiber communication technology that has become a modern communication very important pillar. As a new generation of global information technology revolution one of the important marks, optical fiber communication technology has become the of all kinds of information society, diverse and complex information main transmission medium, and the deep, wide range of changed the whole information network architecture, to the modern information society the most solid communication foundation identity, show to the world the infinitely better prospects for development.
Keywords: communication technology, optical fiber technology
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A文章编号：
自上世纪光纤通信技术在全球问世以来，整个的信息通讯领域发生了本质的、革命性的变革，光纤通信技术以光波作为信息传输的载体，以光纤硬件作为信息传输媒介，因为信息传输频带比较宽，所以它的主要特点是:通信达到了高速率和大容量，且损耗低、体积小、重量轻，还有抗电磁干扰和不易串音等一系列优点，从而备受通信领域专业人士青睐，发展也异常迅猛。
1 光纤技术的发展里程
近十几年来，光纤通信技术有了长足的进展，其中的新技术也不断被发掘，大大提高了传统意义上的通信能力，这使得光纤通信技术在更大的范围内得到了应用。
光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。
上世纪六十年代开始的光纤通信技术最开始起源于国外，当时
研制的光纤损耗高达400分贝/千米，后来，英国标准电信研究所提出，在理论上光纤损耗能够降低到20分贝/千米，然后，日本紧接着研制出通信光纤的损耗是100分贝/千米，康宁公司基于粉末法研制出了损耗在20分贝/千米以下的石英光纤，到最近的掺锗石英光纤的损耗降低至0.2分贝/千米，已经接近了石英光纤理论上提出的损耗极限。
由以上光纤通信技术的发展历程，可以把光纤通信技术分为大致五个阶段，即850纳米波段的多模光波，到1310纳米多模光纤，到1310纳米单模光纤，再到1550纳米单模光纤，最后是长距离进行传输的光纤通信技术。
2 光纤通信技术优势
2.1 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。散波长窗口，单模光纤具有几十GHz·km的宽带。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。采用密集波分复术可以扩大光纤的传输容量至几倍到几十倍。目前，单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到1OGbps，采用密集波分复术实现的多波长传输系统的传输速率已经达到单波长传输系统的数百倍。巨大的带宽潜力使单模光纤成为宽带综合业务网的首选介质。
2.2 损耗低，中继距离长。目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤损耗可低于0.20dB/km，这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其他介质构成的系统长得多。如果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。目前，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多km，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系至数公里，这对于降低通信系统的成本、提高可靠性和稳定性具有特别重要的意义。
2.3 抗电磁干扰能力强.我们知道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。它是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。这样，就是把它平行铺设到高压电线和电气铁路附近，也不会受到电磁干扰。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。
第2篇：光纤通信的起源范文
关键词：通信传输技术；光通信；光纤；石油工业
1光纤通信技术简介
光通信传输技术近几十年兴起的一种新技术，在网络发达的今天，利用光通信技术来进行数据交换，使用很频繁。所谓的光通信，是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式。无线电波是发源比较早的通信传输数据技术，光波和无线电波一样都属于电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长要短一些。因此，相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短，可以分为紫外光、可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见，其他波长的光是人看不见的。但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分，可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分，可以将光分为有线光通信和无线光通信。常说的光通信传输，一般有这五种：紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。
在光纤传输技术发展中具有里程意义的发展大纪事有这些：在1966年提出了高锟提出光传输理论；于1976年光纤传输的实用化产品出现；20世纪80年代PDH开始有规模的进行使用；20世纪90年代初SDH标准组建完善，但当时PDH仍为主力；在1994年SDH逐步成为传输的首选设备；在1998年DWDM开始进行建设，ASON技术步入了探讨阶段，人们开始研发ASON技术；在1999年DWDM进行大规模的建设，开始着手全光网的试验工作；在2001年MSTP技术开始出现了并逐渐在工业生产中投入使用；在2003年ASON/OADM技术开始步入使用阶段；在2005年ASON进行大规模的建设，ROADM技术进入了骨干网。现今光纤传输通信技术在我国各行各业都有重要的地位，很多地方都是采用光纤技术来进行数据传输的。
2光纤通信技术特点
文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的四种不同技术进行对比分析，这四种技术是：RPR技术（也叫光以太网弹性分组环技术）、ATM技术（Asynchronous Transfer Mode顾名思义就是异步传输模式技术）、OTN技术（光传送网技术）、SDH及基于SDH的多业务传送平台(MSTP技术)。SDH也称为同步数字体系。
2.1 光以太网弹性分组环技术
光以太网弹性分组环技术（RPR技术）对于实时性的时分复用业务，RPR技术定义了协议,在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言，RPR技术具备绝对的优势，可以根据用户的需求来分配带宽，该技术支持统计复用技术和空间复用技术，在网络正常运营的情况下，可使带宽利用率相对SDH网络提高3-4倍。RPR技术还可以对数据业务进行优化，能有效的支持IP的突发特性。
2.2光传送网
光传送网也就是OTN技术，它是采用基于TDM体制的一种复用技术，每路信号占用在时间上固定的比特位组，信道通过位置进行标识，有独特的帧结构，可以区分不同等级速率，还能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对于非实时性业务和实时性业务都能提供相应的承载，该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输。该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口，不需要借助其他的接入设备。缺点是该技术被垄断，设备的维护受原厂家的束缚，与其他非OTN网络进行连接总会有些莫名其妙的故障，设备的兼容性比较差。
2.3 异步传输模式
异步传输模式技术也称为ATM技术，ATM虽然可以承载实时性业务中的时分复用业务，但每一个节点的延时都要大于SDH传输制式，特别是故障时系统切换时间较SDH传输制式长，所以一般在时分复用业务的承载方面不用ATM技术。另外，ATM技术没有低速率的接口，需要增加新的接入设备，这些设备的价格高其协议也复杂。对于视频业务，由于其具有很高的突发度，而ATM技术能够很好地支持具有突发性的可变比特率业务,并且其固有的设计已经充分考虑了业务QOS(服务质量)问题，因此可以实现承载。在非实时性业务的传输中，由于ATM技术存在带宽利用率较低的问题，它也没有音频等低速接口，这就需设接入新的设备。
2.4 MSTP技术
MSTP技术是SDH及基于SDH的多业务传送平台的缩写，该技术也是一种光纤传输体制，它以同步传送模块为基本概念，其模块由三部分构成：段开销(SOH)、管理单元指针（AU）和信息净负荷。MSTP技术的特点有：第一，克服了SDH设备中的一些不足，多数情况下不需要额外的接入设备，但新技术产品的增加可能会需要增加新的接入设备。第二，能利用虚容器方式来兼容各种PDH的体系。第三，SDH传输网具有智能化的路由配置能力、能方便的上下电路、监控维护管理的能力比较强、光接口的标准相对统一。
3光通信传输技术在石油工业中的应用
根据上文所描述，可知这四种技术各有优缺点。在实际应用中应该充分考虑各个技术的特点综合性的来运用这些技术服务于生产。在油气田和长输管道上我们结合工程的实际情况，核算工程成本进行合理的优化，选择一种适合油气田和长输管道传输技术发展方向的技术组合来实现光纤通信传输，这么做极大地提高了生产效率，同时也降低了生产成本。现实中的情况和参数如表1所示。
根据实际情况参数比对表中的参数，经过分析在具体的光通信使用中，进入如下设计和安排：
在油气田和长输管线光通信传输网制式上的选择可以是一个制式独立组网，也可以是多种制式混和组网，应根据项业务量和业务种类来确定采用何种技术;一个制式单独组网可以选择OTN,也可以选择MSTP;但由于目前MSTP技术对数据业务解决还存在一定局限性,可以采用MSTP与RPR或IP混合组网,由MSTP承载语音业务及低速数据业务,由RPR或IP来承载视频和数据业务。
参考文献
[1] 高嵩,裴丽,祁春慧,安丽靖,李卓轩,赵瑞峰. 色散对ROF系统性能的影响[J]. 光电技术应用, 2009,(06) .
[2] 韩红霞,曹立华,耿爱辉,郭劲. 光纤通信在数字化经纬仪中的应用[J]. 长春理工大学学报, 2005,(02) .
[3] 李成. 光传送网可用性的分析研究[J]. 长沙通信职业技术学院学报, 2005,(01) .
[4] 周熹,邱昆,张崇富. 二维CWH-M矩阵在空频OCDMA网络中的应用[J]. 电子科技大学学报, 2005,(S1) .
[5] 郑军,房少军,毕春娜. LED的信息泄密(英文)[J]. 大连海事大学学报, 2003,(S1) .
第3篇：光纤通信的起源范文
关键词：现代光纤；通讯传输技术；意义及现状
中图分类号：TN929.11 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）6-0015-02
现代光纤通讯传输技术已以应用到当前通信技术领域，使通信技术领域内因信息量过大造成的传输慢以及其他现象不再出现。光纤技术在通信技术领域内的应用，使数据信息在传递过程中具有传递速度快捷、抗干扰能力强、信息传递量更大等优质性能，所以在社会各领域中的应用广受群众及电信企业亲睐。现代光纤通讯传输技术在应用中也略有瑕疵，由于受到光纤自身特性影响，数据信息信号强度在传递过程中随着距离的增加而减弱，所以在远距离数据信息传递过程中信息质量有不到有效保障。随着现代通信技术不断发展，光纤通讯传输技术应用范围更为广泛，为我国通信技术领域发展做出重要贡献。
1 现代光纤通讯传输技术基本概念简述
现代光纤通讯传输技术就是将光作为数据信息传递载体，利用光纤自身具有的光传导性进行数据信息传递，从而塑造出的一种数据传输新技术，同时也是有线通信技术中的一种新技术。光通过调变后可以携带数据信息，然后通过光纤自身光传导性进行数据信息传递。光纤通讯传输技术在进行数据信息传递过程中，数据信息传递量十分庞大，而且数据信息传递过程中的安全性得到很大保障，同时数据信息传递速度受到光传递速度影响，在传输过程中的速度十分快捷。光纤通讯传输技术在当前有线通信技术领域中发展最为迅速，同时也是有线通信技术领域中的主流信息传递方式。在现代光纤通讯传输技术应用过程中，电子计算机将所要传输的数据发输入到发送机中，发送机将数据信息调制处理后负载到载波上，然后通过光纤将载波传递到远程接收端，由接收机将载波上的信息重新还原成数据信息。我国光纤通讯传输技术最早起源于1980年，它的出现为我国通信技术领域造成很大影响，同时对促进我国通信技术领域发展有着特殊意义。现代光纤通讯传输结构示意图如图1所示。
2 现代光纤通讯传输技术特点简述
①光纤通讯传输技术受到光纤材质特性影响，其本身带宽大约为50 000 GHz，所以频带宽相对很大，使数据信息在传递过程中的信息传递量更为庞大。频带宽对部分高质量信息传递有着很重要影响，当前正处于数据信息时代，对数据传输质量、速度要求更为严格，传统通讯传输技术已无法满足现当前通讯领域需求。光纤通讯系统在进行单长波进行处理上，由于受到终端设备特性影响，使光纤在传递载波过程中无法发挥宽频带优势，所以在光纤通讯技术应用时要结合一些辅助技术，在基础上增加光纤通讯的信息传递量，其中最突出的就是密集波分复合技术的应用。
②由于光纤制作材质为石英，所以在信息传递过程中的损耗相对更低，对于信息中继距离传递优势更为显然。现阶段光纤通讯技术在通讯过程中的损耗可以控制在0.1 Db/km之内，与其他通信传递技术相比在降低损耗方面占有绝对优势，所以使光纤在进行数据信息传递过程中可以进行更长的中继距离传输。目前石英材质光纤最长终极距离传输约为350 km，由非石英材质制成的低损耗光纤在中继距离传输上，通过结合其他辅助技术最远距离可达到数万千米，这种超远中继距离光纤传输技术目前多数应用于海底通信，使海底通信光纤在使用过程中安全性、可靠性与稳定性受到有效保障。光纤传输流程示意图如图2所示。
③光纤在使用时受到石英制材影响，其自身是绝缘体材料构成，所以在抗电磁干扰能力上更为强大。石英材质构成的光纤在使用过程中绝缘性十分良好，而且受到材质本身特性影响在使用中不易损坏。在传统通讯传输线路使用上，容易受到自然雷电、太阳黑子活动以及电离层等自然因素影响，同时电能输送设备在运行中的电流释放也会对其产生很大影响。石英光纤是绝缘体材质，所以在使用过程中对自然电磁干扰抵抗能力上占有绝对优势，与其相邻近的高压电力设备以及铁路线路产生的电磁干扰也无法对其造成影响。随着光纤通讯传输技术不断发展，光前在架设过程中可以与高压输电线平行架设，或者可以与电力导体结合城构成复合型光缆。
④光纤通讯技术在实际应用中，光信号传递全程都被限制在光纤内部，外部各种自然因素以及非自然因素无法对光信号产生影响，所以使光纤通讯过程中不会受到串音干扰。光纤内部主体结构周围由不透明塑料皮严密包裹，所以电磁波在进入光纤内部之前就被塑料皮完全吸收，同时对光纤内部信息传递安全性得到有效保障，外界无法通过设备干扰对内部光负载的信息进行截取。在同一电缆中的不同材质光纤之间也不会出现串音干扰现象，二者都受到绝缘塑料皮的有效保护，使光在传播过程中不会造成彼此之间的不良影响。
⑤传统通讯传输技术中的线路主要以铜为主要材质，由于铜受到自身存储量影响在制造成本上过高。现阶段制作光纤的原材料主要以石英与其他材质为主，在材质选择上对金属需求量不是很高，而石英等材质在制造成本上相对较低，所以在基础上降低了通讯传输线路的成本。光纤在使用过程中能源消耗相对较低、耐腐蚀性相对较强、抗电磁与核辐射能力相对较强，但同时也受到自身材质特性影响，材质强度相对较低、弯曲半径相对较小，所以光纤在连接与分路作业中操作难度较高。随着科学技术不断发展，会有更加优质的材质被应用到光纤生产中，使其在保持光纤特性的同时，也能使现阶段光纤材质的弱点受到有效弥补。
3 现代光纤通讯传输技术发展趋势简述
3.1 向全光网技术方向发展
全光网络技术是指光纤内部光信号在全程传输过程中，数据信息都以光负载形态存在，只有在到达网络客户端的时候才还原成数据信息。光纤通讯传输技术向全光网技术发展的优势在于，可以有效提高信号传递过程中的速度，降低因网络节点处理问题造成的数据信息负载量有限问题发生，同时也可以有效提高光纤通讯传输网络的总体利用率。我国现阶段在全光网技术研究上还有很大空白，需要不断引进国外先进研究成果，使我国光纤通讯传输技术进入一个新的时代。
3.2 向超高速信息传递时展
当前我国光纤通讯传输技术在基本上满足了社会更领域发展需要，但对于电信企业来说仍存有很多问题，其中最为主要的就是我国超高速信息传递技术发展缓慢。部分发达国家在超高速信息传递技术研究及应用上已取得很多成果，部分国家实现10 Gbps的信号传输速度，而且在超高速信息传递技术应用范围上也十分广泛，所以我国在超高速信息传递技术发展上仍处于起步阶段。我国现阶段光纤线路无法超高速信息传递技术应用，无论是在信息承载数量上还是信息承载规模上都受到很大限制，所以在超高速信息传递技术上还有待研发。超高光纤技术在建设使用中，要结合其他先进辅助技术应用，将WDM技术与超高光纤技术以及光纤信息传递系统有效结合到一起，使光信号在传递过程中可以分复使用，在基础上提高光的数据信息载量，同时可以有效提高光在光纤内部的传递速度。我国超高速信息技术建设不是朝夕之间可以完成，主要面着WDM技术研究及应用发展程度较低，当前大部分光纤无法适合超高速信息技术应用。
3.3 向光网络智能化方向发展
当前社会很多生产领域都在想着智能化方向发展，不仅降低了部分生产领域基础成本，还提升了其生产效率，所以光网络向智能化方向发展势在必行，同时也是我国电信领域当前的主要发展方向。随着计算机技术不断发展，其在网络通信领域中的应用范围逐渐增加，其中在光纤通讯传输技术领域中的应用可分为三类，自动连接控制技术、自动信息发现技术以及光纤通讯传输系统自检和恢复技术。这三种智能化技术的应用使光纤通讯传输技术更为完善，光纤通讯传输系统可以根据用户实时需要对数据连接实现自动化处理，同时通过电子计算机对整个光纤网络进行监测，使将要出现故障以及出现故障区域进行快速准确的实时信息反馈，同时将准确故障信息反馈给监控人员，同时通过内部智能化处理将所有通过故障区域信号进行分流调整，在保证故障信息高速反馈的同时，降低因光纤故障对客户造成的不良影响。
4 结 语
现代光纤通讯传输技术是我国电信领域中的主导技术，有效提升其技术发展可以为我国电信领域发展起到推动作用。当前我国在进行光纤通讯传输技术研究的同时，也应借鉴国外相关先进技术成果，结合我国现当前光纤通讯传输技术发展现状，提高光纤通讯传输技术的建设效率。
参考文献：
[1] 夏坚.浅析现代光纤通信传输技术的应用[J].信息通信，2011，（4）.
第4篇：光纤通信的起源范文
关键字：有线电视 电视网络 网络技术
中图分类号： G250.72文献标识码： A
随着技术不断深入发展，现代有线电视网络也在响应时代号召，逐步朝着具有综合信息传输交换能力、能够提供多功能服务的宽带交互式有线电视网络技术方向发展。有线电视网络技术主要是一种采用铜轴电缆、光缆等进行微波传输，然后在用户中分配声音、图像、数据及其他信号，为用户提供多套电视节目乃至个种信息服务的电视网络技术。我国的有线电视技术经过20多年的发展，目前，在数字、光缆传输、网络技术等方面得到极大的改变。
一、有线电视网络技术的发展
20世纪40年代，最初的有线电视技术起源于当时的美国宾西法尼亚州的一个山区小城，由于电视信号很差，人们难以收看，一个叫约翰•华生的人在得到相关部门许可的情况下，在山上架设了电视信号接收天线，通过同轴电缆将天线接收到的信号传至各个用户，这便是最早的公共天线系统。后来这种收视技术逐步运用到城镇，同时共用天线系统开始增加自办节目频道，还扩大信号覆盖范围。七十年代，随着通信卫星技术的发展，电视技术的发展有了更好的外部环境。八、九十年代，社会信息化节奏明显加快，有线电视网络技术的发展开始进入全新时期。
二、有线电视网络系统的传输技术
有线电视得到飞速的发展，随之电视的传输线也成了家家户户除了电灯线和电话线之外的另一天重要的线，有线电视的广泛应用离不开它具有的特性：有很大的发展空间、容易灵活控制、质量好、高保密性和安全性等。微波、光缆和同轴电缆是现在信号传输的三种主要方式。
1、微波
微波用于传输的主要应用是国家和卫星的大微波，同时在一些简单的线路调频和条幅
微波上的应用也存在。在有线电视的传输也能体现微波的使用，像通过微波频带宽可以增加传输的容量；在抵抗磁场和太阳黑子的干扰上也起到了重要的作用，正因为如此，经过微波传输出来的信号的质量比较高，稳定性比较强，同时价格比较低廉，相对于光缆和同轴电缆的优势非常突出。当然，利用微波进行信号的传输也有劣势，在使用微波进行信号的传输时，如果信号被物体遮挡，那么信号传输质量会大大下降，特别是在一些建筑比较多，人口密集的地方。
2、同轴电缆
同轴电缆可以保证轴心重合和外导体绝缘，主要由四部分构成，分别是内导体、外导体、护套和绝缘体构成。终端的负载阻抗等于传输线的阻抗时是传输线可以配置的重要条件，因为这时反射的能量会慢慢变小。内导体在导体损耗中所占的比重较大。一条全铜的同轴电缆的衰减量比一条外导体是铝，内导体为铜的同轴电缆低 6%，且铜的消耗量会马上减少 65%。所以外导体为铜的同轴电缆的性能要优于一条全铜的同轴电缆。行波会与同轴电缆导线上的反射波相互反应而产生驻波，同轴电缆的性能或反射损耗与驻波都有关。
3、光缆
光波可以在光纤中传播是光缆的传输基础。光纤是一种玻璃纤维，头发丝粗细，可以传输光信号，也可以称其为光导纤维。通常，光密物质是指玻璃密度大的光纤中心区，是一种导光物体，而卫星与微波电视信号光纤的周围的密度相对较低的光疏物质所包围，这样情况下的折射率较低，所以光纤中输送的光就会增加有效光的使用率，不会造成过多的消耗，使入射光密封在纤芯中可以极大地提高光缆的运输效率。如今，石英石光纤的主要成分。光纤主要由单模和多模两种，但是能够实际应用在有线电视信号传输中的只有单模光纤。一般我们对光纤的使用强度要求很高，首先会在光纤外部进行两次涂覆，同时两次的涂覆不一样，第一次用硅树脂，第二次是把一些尼龙材料涂在一层外部，做成光纤芯线，然后在光纤的外层加上安全罩，最后形成光缆，一般情况下，光缆的损耗要远远小于同轴电缆，而信号在较远的光纤中运输也不会影响有线电视网络系统的稳定性。同时光纤对温度的要求不高，所以温度的改变不会对光纤运输造成太大的影响。
三、有线电视网络技术的发展趋势
未来的有线电视网络将会是一个全方位的服务网络，它将把现有的电视、通信技术与计算机网络融合到一起，发展成为能够在一个统一的平台上实现对数据、话音、图像、传真以及其他各种服务在内的综合性承载的多媒体综合业务，同时还将与其他各种业务实现智能化的无缝连接。交互式有线电视网络技术无疑是未来有线电视网络技术发展的一大趋势，它能够将网络的传输带宽扩展到750MHZ以上，在远距离的双向传输方面运用先进的ATM技术以及IP数字传输技术，更高程度上保证了信号的质量，增强了网络运行中的稳定性与可靠性，网络传输容量也大大提高。
1、交互式有线电视网络技术
这种技术能够很好的实现从光纤到终端放大器的无中继信号传输，很大程度上缩小了光节点，使得有线电视网络系统的技术指标更加可靠；通过对同轴电缆网络的双向化改造，提升了网络的带宽，促使网络交互功能的实现，最终实现网络双向传输。交互式有线电视网络技术在满足传送广播电视节目的同时，还能传送以数据信号为主的交互式视频点播业务、网络通信以及其他一些增值业务，极大的满足了广大用户的实际需求，推动了有线电视网络事业的发展。
2、实现交互式有线电视网络需要解决的回传噪声和干扰问题
网络回传噪声主要起源于用户终端，因此要采用匹配性能好、隔离度高的网络终端。除光纤外，所有网络均要采用屏蔽系数比较高的铝管电缆或者多层屏蔽电缆。电缆的接头适合选用驻波较好的多节式接头，而且网络中的光工作站、宽频带放大器等有源器件必须配备有符合国家规定的频率分割滤波器以及相应的网管系统。
3、交互式有线电视的网络管理
交互式有线电视网络技术运行的是双向传输设备，因此，需要对业务用户进行网络管理。交互式有线电视网络管理的四个层次：一是管理和用户相关的商务运营系统的业务；二是网络管理，核心是集成网络管理系统；三是单元管理，即管理各个单元层；四是网络单元层，即对各个不同的网络设备进行系统管理。四个层次通过标准接口以及通信协议规程有机协调运作构成交互式有线电视网络的管理系统。当然，网络管理层的构成也要根据网络器材、发展以及业务等各种实际情况进行实时调整，这样才能够使网络传输的效率处于最佳状态
四、未来有线电视网络技术
1、朝着数字化方向发展
数字化已经是信息时代的重要标志，因此有线电视网络技术也将朝这一方向发展。数字化技术能够将传统的模拟电视信号进行量化，并且重新编码转换为二进制数代表的数字信号，然后再对新的数字信号进行相应处理、传输、存储和记录。在未来的有线电视网络技术中运用数字化技术既能够保证各种电视设备获得比原有模拟式设备更高的技术性能，还能够让电视设备获得更多模拟技术时代所不具有的新功能，由于数字化电视能够对各种网络信息进行数字化传送，这就使得有线电视将提供更大的屏幕，更清晰的画面以及更加优质的立体音响效果，这些无疑将能够更好的满足人们对于电视网络生活的需要。未来，有线电视网络技术还将与计算机技术融为一体，实现有线电视网络技术的更好发展。
2、技术趋于智能化
有线电视网络技术的智能化不仅体现在数字化上，还将体现在网络化与综合化当中。实现有线电视网络技术的智能化将带动数字化发展的进程，最终实现有线电视网络技术的全数字化，这将是一种凭借IP+DWDM的信号传送模式，它能在一个平台上实现各种多媒体信息服务，带人民大众进入一个全新的信息时代。
3、技术网络化发展
通过通信卫星，我们已经能够把一个个孤立的有线电视系统连成一个比较完整的效率相对也比较高的电视广播覆盖系统。为了适应未来有线电视更高的技术要求，需要对有线电视系统进行双向改造，通过宽带传送网络的建立使得孤立的双向有线电视系统很好的联系到一起，从而形成一个统一的有线电视网络信号传输体系。有线电视网络实现与其他网络的连接就是有线电视网络技术走向网络化的重要标志。有线电视技术的网络化进程是以HFC结构为基础，同时还将融入宽带网络技术和现代光纤通信技术，这样能够保证有线电视网络拥有更加强大的综合信息传输以及处理能力。
4、综合化发展
有线电视网络技术不能仅仅局限于给大众生活提供各种综合信息服务，它必须朝着综合化方向发展，即需要建立一个集数据、语音、视频图像等于一体的多媒体综合业务平台，这样有线电视网络技术才能获得长远的发展。未来，借助数字有线电视多媒体平台和CMTS+Cable Modem组合来实现综合业务无疑是有线电视网络技术发展的主旋律。
有线电视网络技术的发展是一个不断完善不断创新的过程。目前我国的有线电视网络技术还存在许多不尽如人意之处，为确保未来有线电视能够满足人民大众生活更高的需求，有线电视网络技术的发展道路任重而道远，交互式有线电视网络技术是一个不错的选择。
参考文献：
[1]范晔. 有线电视网络企业竞争力评价体系及关键因素研究[D].山西大学,2012.
[2]刘旭芳,田昕. 有线电视网络技术发展分析[J]. 无线互联科技,2013,10:145-146.
第5篇：光纤通信的起源范文
关键词：电力通信网 故障评估 K-均值聚类 粗糙集 径向基神经网络
1 概述
电力通信网是现代电网不可分割的组成部分，是电网安全、稳定、经济、优质运行的三大支柱之一[1]，提高电力通信网的通信质量、增加电力通信网的可靠性是国家电网公司对电力通信网提出的一贯要求，这是贯穿整个电力通信网生命周期的持续过程[2]。可靠性问题起源于故障，通信网可靠性测度的演变与故障的研究是分不开的。在通信网中，故障测度的范畴可以分为设备故障与网络故障两个层面，网络故障是设备故障的深层次反映。随着电力通信网的不断发展，设备的不断更新，有必要对现代电力通信网的设备故障情况进行进一步研究。
聚类分析试图将一组未标记样本按照一定的相似度准则分到几个类中去，使得在同一个类中的样本有着较大的相似度，不同类间的样本的相似度较小[3]。K-均值聚类算法是MacQueen在1967年首次提出的一种经典聚类算法，具有能对大型数据集进行高效分类的优点。粗糙集理论（Rough Set）是波兰数学家Z.Pawlak教授于1982年提出的一种数据分析理论[4]。粗糙集方法能有效处理不确定、不精确、需要主观判断的问题，并能保证在不降低评价效果和质量的前提下对指标体系进行约简，去除冗余和相关的指标[5]。径向基神经网络(Radial Based Function Neural Network，RBFNN)是20世纪90年代提出的一种具有全局收敛特性的线性学习算法的前馈网络，因其学习速度快的优点，广泛应用于数据的分类和时间序列的预测等方面。本文基于以上方法，对电力通信网设备故障评估进行研究。
2 方法原理
首先建立一套电力通信网设备故障评估指标体系，使用K-均值聚类方法对设备故障情况进行分类，然后用数据样本对径向基神经网络进行训练，训练网络前利用粗糙集方法降低输入维数，提高网络训练速度，然后从训练后的神经网络中提取指标重要度作为指标权重，从而求得综合指数来判断聚类的故障等级，使径向基神经网络具备故障评估能力。原理框图如图1所示。
2.1 指标体系
目前，电力通信网设备主要包括光纤通信设备、光缆线路、交换机设备、调度总机设备、无线设备、电力线载波设备、微波通信设备以及图传终端设备等，据此可以得到电力系统通信设备故障的7个一级指标，然后根据故障的三因素描述方法，可将每种设备故障情况用故障强度、持续时间和故障程度三个指标来描述，即每个一级指标具有3个二级指标。其中，故障强度是指故障对每一使用单位的作用力的大小，如故障概率和故障阈值的差值，持续时间是故障所持续存在的时间长度，故障程度是指故障所扩散的度量，如故障范围。从而可以得到具有21个二级指标的一个电力系统通信设备故障评估指标体系，如表1所示。
2.2 K-均值聚类
本文利用K-均值聚类方法将某省各局电力通信网设备故障情况分为三个等级类。首先，从观测数据集中任意选择3个观测值作为初始聚类中心，其余观测值则根据与这3个聚类中心的距离和最近距离原则，逐个分别聚类到这3个聚类中心所代表的聚类中。然后在完成第一轮聚类之后，各聚类中心发生了变化，继而更新3个聚类的聚类中心，也就是分别根据各聚类中的观测值计算相应聚类的均值。根据所获得的3个新聚类中心，以及各对象与这3个聚类中心的距离，根据最近距离原则对所有观测值进行重新归类。重复上述过程就可获得最终的聚类结果。
2.3 粗糙集
本文利用粗糙集方法对指标集进行有效约简。首先，将指标集作为条件属性，聚类结果作为决策属性，构造决策信息表。然后利用粗糙集方法对决策信息表中的数据进行分析，然后根据得到的指标质量值，删减掉指标质量较小的指标，保留质量较大的指标，最终得到一个有效约简后的电力通信网设备故障评估指标集。
2.4 径向基神经网络
径向基神经网络第一层为输入层，由信号源节点组成，第二层为隐含层，用径向基函数作为隐单元的“基”构成隐含层空间，其单元数视作所面对问题的需要而定，第三层为输出层，它对输入模式的作用做出响应。
将使用粗糙集方法约简后的指标集所对应的数据样本作为径向基神经网络的输入，K-均值聚类结果作为网络输出，以此来训练神经网络，使其具备故障分类能力，然后从训练好的神经网络中提取指标的重要性，以此作为指标权重，根据数据样本和指标权重，计算各局电力通信网设备故障情况综合指数，从而便可以判断出各聚类所对应的故障等级。
3 实例
3.1 信息表
通过调研得到某省各局电力系统通信设备故障报告，经过数据的整理，得到数据样本。
由于该省各局电力通信网设备中电力线载波设备与图传终端设备并未发生过故障，所以本例中指标T16～T21对各局故障的情况综合评估没有价值，所以剔除掉指标T16～T21。最终的信息表如表2所示。
3.2 K-均值聚类分析
将指标T1～T15作为聚类变量，根据表2中的统计数据对各局故障情况进行聚类。设置聚类数K=3，使用运行均值，迭代29次后，聚类中心收敛。初始中心间的最小距离为2.396。最终聚类中心间的距离为1.402。聚类结果如表3所示。
可见A、B、C、E、F、I、J、K局的通信设备故障情况相同，为3类，而D、H、L局的通信设备故障情况相同，为1类，G局通信设备故障情况与其他局均不同，为2类。
第6篇：光纤通信的起源范文
关键词:移动通信 发展 技术
中图分类号:TN91 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0023-01
在任何时间,任何地点只有有人的存在,就需要进行通信,移动通信业务刚好满足了人们进行通信的愿望。要实现未来的理想个人通信服务,移动通信是必经之路。移动通信技术在信息技术支持,和市场需求及竞争的影响下取得了突飞猛进的发展,未来的发展趋势可以分为:(1)网络业务的分组化;(2)网络技术智能化;(3)网络技术宽带化;(4)高频段的选择;(5)高频段的利用;(6)网络融合。现在先简单介绍下移动通信的发展历程。
1 移动通信技术的发展历程
1.1 第一代移动通信技术(模拟移动通信技术)
第一代移动通信系统提出于20世纪80年代。它的特点主要表现为模拟技术和频分多址技术的采用。1G(缩写于the first generation)有多种制式,我国采用的技术是TACS,其每秒能够达到2.4kB的传输速率。但是考虑到传输带宽的限制,TACS不能实现移动通信的长途漫游,仅仅可以在一定区域内发挥移动通信系统的功能。虽然第一代移动通信系统取得了巨大的商业利润,但是不可遮掩其日益显露的弊端。其主要有较低的频谱利用率、业务少、制式多且不兼容、易被偷听、传输速率低等弊端。
1.2 第二代移动通信技术(数字移动通信技术)
接替了1G的发展,2G起源于20世纪90年代初,到目前为止2G还在广泛的使用中。2G主要采用了码分多址与时分多址的技术。在不同的制式中,全球多采用CDMA和GSM这两种制式,我国采用的是GSM标准。它能提供每秒9.6kB～28.8kB的传输速率。相比于第一代移动通信技术的蜂窝形象,2G有着更好的保密性,并且利用了更高的频率段及更好的频谱使用率。同时,2G可以实现异地漫游,提供更多的业务。但是由于国际制式并不统一,漫游只能限制在采用一致制式的区域范围内。虽然第二代移动通信的带宽更大了,但是还不足以实现如多媒体业务等高速率业务,数据应用受到一定的限制。
1.3 第三代移动通信技术(多媒体通信系统)
随着通信需求的不断扩大,数据量的激增,第二代移动通信不能满足语音、图像、多媒体等在内的业务的高效率传输,没有比较大的系统容量,因此第三代移动通信应运而生。国际上统称第三代移动通信为IMT-2000,这是因为国际电信联盟曾于20世纪80年代提出工作频段为2000MHz的通信系统。第三代移动通信系统最大的特点是可以提供多媒体业务,其传输速率为每秒384kB,某些局域网可以达到2M的速度。3G有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA三大标准组成,由于制式兼容性问题,目前还不能实现真正意义上的全球通信。3G虽然有了更大的频谱,但是使用率较低,宝贵的资源未得到充分的开发利用。同时,传输速率也要进一步提高,才能满足新的多媒体业务的需要。
2 第四代移动通信的提出
第四代移动通信也被称为分部网络或者广带接入,传输能力有每秒2MB以上。4G的两个基本目标是实现全球的无线通信以及提供高质量的无线业务。它是综合了无线LAN系统和多种无线技术的综合系统。
目前正在孕育阶段的4G主要有以下特征:(1)更宽的网络频谱。4G比3G更宽的带宽。100MHz的频谱将会是3G网络W-CDMA频谱的20倍;(2)通信方式灵活多变。另外,其外形可能随心设计,例如眼睛、手表、钱包等均可设计为4G服务终端;(3)更快的通信速度。人们进行第四代移动通信系统的原因是为提高移动终端访问网络的速率。(4)兼容性更好。比较于前面的3代通信系统,4G要有全球通信的功能,并且接口开放、终端多元化、可以跟多种网络进行连接的特点,这样才可以让更多的手机用户用比较少的投资就可以进入到4G通信的使用;(5)有更高的智能性。4G移动终端不仅要在设计和操作上保持智能,在许多目前难以想象的功能上也要实现智能化。
4G的关键技术主要包括了OFDM技术、多输入多输出技术、切换技术、软件与无线电技术以及IPv6协议技术。
3 通信技术发展趋势
3.1 网络业务数据分组化
当前移动数据通信快速发展,无线数据被认为是未来移动通信发展的重要方向之一。随着人们生活方式的转变,职业、生活的需要使得人们必须在不同地点不同时间获取重要的信息,这是驱动无线数据发展的重要因素。
GSM的数据传输是每秒9.6kB,而1998年提出的电路交换型数据服务实现了57kB每秒的传输率,对于无线图像、电子邮件等要求连续比特率比较小的应用是很理想的。到99年的GPRS实现了100kB每秒的速率,EDGE则通过修改GSM的相关调制方式实现了超过300kB每秒的速率。这些技术的进步也为无线数据的发展提供了支持。
3.2 网络技术智能化
移动网络的迅速发展得益于移动通信需求的增长和新技术的广泛采用。移动网络已经有传统的传递信息朝着智能化处理并存储信息发展。移动智能网的是一种开放的智能平台,能够将智能网功能实体引入到移动网络中,进而可以完成智能控制其移动呼叫。伴随着3G的推进,通信网络智能化程度将不断提升。
3.3 通信技术宽带化
随着数据量的增加、多媒体业务的发展,移动网络必然将更加宽带化。通过采用蜂窝无线技术,第一代移动电话实现了无线接打电话,但是窄带模拟标准。2G实现了无缝国际漫游,有更高的网络容量但也属于窄带系统的发展。3G是真正意义上的宽带多媒体系统,可以实现全球无缝覆盖和更多的宽带业务。
3.4 高频段的选择
1G系统的最初的频段是在450MHz上,后来提升到900MHz。2G系统的工作频段先是900MHz,而后出现了1800MHz的系统。已经在推广使用的3G系统的频段是2GHz。
3.5 高频段的利用
无线电频率是很宝贵的一项资源。有限的频谱资源与急剧增长的用户数量构成了尖锐的矛盾,出现频段不够用的状况。模拟制式是频分多址技术,数字制式是码分多址技术,3G系统的宽带码分多址将会使无线频率得到更高效率的应用。
3.6 网络融合
随着通信技术的发展、市场竞争的加剧和市场需求的变化,计算机网、电视网、电信网必然加速融合,形成统一的综合通信宽带网。
当前,4G系统还在研发阶段,很多技术与设备没有成型,4G的发展也必然面临着更多的难题。但是移动通信未来发展的特征:高质量、高速率的传输数据,全面的业务服务是一定会得到实现的。相信在不久的将来,人们可以真正实现在不同地点、不同时间的的自由通话,利用移动网络为生活学习提供便捷。
参考文献
[1] 谢显中.基于TDD的第四代移动通信技术[M].北京:电子工业出版社,2005.
[2] 唐兴.移动通信技术的历史和发展趋势[J].江西通信科技,2008(2).
第7篇：光纤通信的起源范文
关键词：电气工程 自动化 发展
中图分类号：TU855文献标识码： A 文章编号：
电气工程及其自动化是一个涉及电力电子技术、计算机技术、电机电器技术信息与网络控制技术等诸多学科的领域，是一个综合性很强的学科，内容丰富多样化，其特点为：强弱电结合、机电结合、软硬件结合，是解决电气工程技术分析与控制问题的前言科技学科。
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，触角伸向各行各业，生活中的大小事务，均可见它的身影，与社会工业生产密切相关，发展十分迅速。
一、电气工程及其自动化发展历史
电气工程及其自动化的起源要追溯到18世纪，美国人富兰克林(B. Franklin,1760-1790)著名的“风筝实验”为人类解开来了电的神秘面纱，不仅如此，电在自然界中的存在，也为电气工程的发展奠定了最直接的受体。
19世纪初期,电流的磁效应、电磁感应定律相继被外国科学家研究出来。19世纪中后期,麦克斯发现的电磁理论，让电气工程的理论基础趋于完善。与20世纪交接的年代,西方发达国家陆续将电气工程专业植入大学课程，这是电气工程专业最早出现的地方。
对于前期闭关锁国的中国来说，一直到时期，电气工程专业才被引进到我国，由南洋大学堂(交通大学前身)第一个引进理论，并且设置了电机专科,这是我国大学最早的电气工程专业,至今约莫一百年左右，可以说电气工程在我国的发展历程也是较有历史的。到20世纪中期，我国高校陆续开设电气工程专业，也逐步将电气工程纳入国家重点科研项目，大力培养相关人才。20世纪末端，因特网互联世界，电气工程不再是单纯的电力工程，而是一项与计算机信息技术相互交叉的一门前沿学科。进入21世纪后，电气工程及其自动化发张迅猛，成为涵盖人类生活最广的一门实用学科。
二、电气工程及其自动化发展现状
1.电气工程及自动化在电力系统中技术应用
在电气工程及其自动话主要在电力系统中应用，现代电力系统自动化的主要特征为：大机组、大电网、高度自动化。电气工程中自动化技术的在电力系统运用主要体现在电网调度自动化、发电厂自动化，变电站自动化和配电自动化这四个方面。
电网调度自动化主要通过安全分析与对策提出(SA)、数据采集与安全监控(SCADA)和自动发电控制(AGC)与经济调度控制(EDC)三个手段来实现对电网安全经济运行调整。发电厂自动化系统主要包括了动力机械自动控制、自动发电量控制系统(AGC)和自动电压控制系统(AVC)系统。发电厂自动化系统能自动对发电厂进行自动检测、电能预估、调节、监视和管理，提高发电厂运行效率。变电站综合自动化系统的5个子系统包括控制系统、继电子保护系统，电压、无功综合控制子系统、通信子系统和低频减负荷控制及备用电源自动投入子系统。通过计算机硬件系统或者自动化装置，代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行水平和管理水平的自动化系统。配电系统自动化的主要功能是降低电网的损耗、监控配电网的运行状况、优化配电网的运行方式、提高配电网设备自身的可靠性运行能力以及减轻了运行人员的劳动强度以及维护费用。
2.电气工程及自动化在其他系统中技术应用
除了传统电气工程设计到的电力系统，现如今，电气工程是一门覆盖面广，内容丰富的交叉学科。电气工程还涉及到建筑物多项改造活动，对建筑物结构性能的变化有较大的影响。根据勘测结果显示，建筑物电气工程结构像设备运行、线路连接、现场操控等方面，均对建筑物本身有很大影响。
同时，信息技术作为推动电气工程及其自动化发展的原动力，理所当然会将电气工程及自动化的热门技术用在本行业。随着当今市场的需求驱动，电气自动化与IT平台实现了逐步的融合，而当前全球电子商务的普及将大大加速这一融合过程。
3.电气工程及其自动化热门技术
(1)电力智能控制系统
智能电网是由电力智能控制系统控制的新型电网结构，其主要特点包涵6点：坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化。具有能够自动检测、分析故障，实现故障隔离和系统自我恢复的功能，有效抵御自然灾害或人为的外力破坏，保证电网安全可靠运行，并且实现资源合理配置，提高能源利用效率，减少电能损耗，降低投资成本和运行维护成本。具有良好的发展前景。
(2)基于全球定位系统(GPS)的动态安全监控系统
在电力系统中，利用GPS的光纤通信技术和同步相量测量技术，结合传统技术与新的安全监控技术相互结合，实现了精确的时间和地点相量控制。
（3)电力系统设备在线状态监测
电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测装置。其特点为：配置灵活，扩展性好，数据可靠，安装简便，维护简单。
三、电气工程及自动化未来发展趋势
现代生产和科学技术的发展，随着工业化进程的飞速发展以及人民生活水平跳跃式发展，对自动化技术提出越来越高的要求， 同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。未来电气工程及其自动化趋向于更智能化、适应工业生产方向的控制系统上发展；趋向于多机模型处理问题的设计分析；趋向于日益增长的先进的控制原理以及趋向于信息技术化的自动化产品。
更为重要的是，电气工程及其自动化的应用范围不再局限于单纯的电力工程系统体系，而是更加广泛的融入人类生产活动中。例如企业的综合性自动化系统、交通控制自动化系统、经济管理自动化控制系统都将投入运行中。自动化将在更大程度上匹配当今社会飞速发展的速度，在最大程度上实现拟人化。
在新世纪中，自动化控制类学科将具有更加开阔的前景，研究内容将更加富有挑战性，覆盖范围将更加广阔，关注和学习电气自动化专业控制类课程的人员将不断地增加。
参考文献
[1 ]薛葵．发电厂电气监控系统Ⅲ．电力系统装备，2002，1：72—73．
第8篇：光纤通信的起源范文
20世纪以来，在世界范围内兴起了一场新技术革命。其影响之广泛，意义之深远，是以往任何一次技术革命所不可能比拟的。过去的工业技术革命，均是为了把人类从沉重的体力劳动中解放出来，是人类体力的增大与外部器官的延伸；而这次技术革命，却是把人类从繁杂的脑力劳动中摆脱出来，是人类脑力的增大。古生物学家斯蒂芬·古尔德(Stephen.J.Gould)曾经写道：“我所读到的生命史，是一连串稳定状态，其间有少数迅速发生的重大事件所界定的间隔，并借此建立了一个稳定状态。”[1]这个历史的间隔即所谓的技术革命。虽然人们对技术革命的存在及历史地位予以承认并达到一致，但对于技术革命特别是20世纪以来所发生的新技术革命的划分以及起始时间，在认识上仍有相当差异。人们从不同的认识角度，用不同的认识方法，对客观历史进程作出多种不同的描述。然而由于科技革命不仅是研究科技历史的重要工具（例如，世界古代科学史与近代科学史的分期线是1543年，即哥白尼的伟大著作《天体运行论》的出版，这也是第一次科学革命的开始），也是研究社会问题的基点之一。这是因为它不仅极大地推动了人类社会经济、政治领域的变革，也影响了人类生活方法、思维方式的发展。因此对上述问题的澄清和界定，具有一定的必要性和现实意义。
二、关于称谓
当今学术界，对于上述新技术革命的称谓，至今还是见仁见智，莫衷一是。迄今为止的人类历史上规模最大、影响最深远的科技革命，称谓竟没有为世人基本认同，似乎与其伟大意义难以相称。总结众多学者的描述，这场新技术革命常见的称谓有：“现代科技革命”、“新技术革命”、“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”及“智能技术革命”等几种提法。这些称谓都可以从不同的角度指征这场科技革命，但让人总觉有所不足。鉴于以下理由，我们将这场新技术革命称为“信息技术革命”。
理由一：“现代科技革命”中的“现代”和“新技术革命”中的“新”这两个词都是时间概念。“现代”一词对于现代的人们可以确切地知道它所指的内涵，但几百年以后，仍用“现代”来指征这场科技革命，则就难以切中了。而“新”字，今天可以称“新”，他年可能应该称“旧”，因此，也没有揭示这场科技革命的基本特征[2](P9)
理由二：“第三次浪潮”、“第三次或第四次科技革命”中的“第几次”这个次第数字只能说明这次科技革命相对于前几次科技革命所发生的排序，是一个相对的概念，仅从字面上也不能指征这次科技革命的基本特征。况且，究竟是第几次，标准也不一样。
理由三：按照技术功能论的思想，信息技术就是一切能够扩展人的信息器官功能的技术。具体包括有关信息的产生、收集、交换、存储、传输、显示、识别、提取、加工和利用等技术，其中最重要的是传感技术、通信技术、智能技术和控制技术。而在这四项信息技术（又称信息技术四基元）中，通信技术和智能技术处在整个信息技术的核心地位，而传感技术和控制技术则是核心技术与外部世界的接口。目前为止甚至还有人提出广义信息技术的概念，把信息技术的的基础技术（指新材料、新能量技术）、支撑技术（指机械技术、电子与微电子技术、激光技术和生物技术等）和信息技术的应用技术（即应用在经济、社会领域的各类具体技术）也包括进来。例如，曼纽尔·卡斯特就认为：“我把遗传工程及其日益扩大的相关发展与应用，也包括在信息技术里。这不仅是因为遗传工程的焦点是对生物信息符码的解码、操纵，以及最后的重组，也是因为生物学、微电子学和信息科学无论在应用与材料上，甚至更基本的概念取向上，似乎已经彼此汇聚互动。”[3](P6)
一般来说，新技术革命自兴起至今大致经历了两个基本阶段（见下文的讨论），20世纪40-50年代是新技术革命的形成阶段，其主要标志是原子能、电子计算机和空间技术的诞生，其中计算机技术开辟了人类智力的新纪元。从20世纪70年代开始，新技术革命进入全面发展的新阶段。其主要标志是信息高速公路，即网络技术等。网络是现代通信的新表现方式，从技术的角度来看，网络是由计算机技术与通信技术等技术相结合而成。
我们把整个世界作为—个庞大的通信系统，通信与计算机的关系应被确认为，计算机与通信具有同等重要的地位，而不是把通信看作是计算机的设备。智能技术是思维器官功能的延长，仅包括计算机（软件和硬件）技术、人工智能专家系统与人工神经网络技术。所以，“智能技术革命”不足以指征这场新技术革命的基本特征。况且智能是与体能相对应的概念，这正像我们没有将“蒸汽技术革命”和“电力技术革命”称谓为“体能技术革命”一样，同样也不能将这场新技术革命称谓为“智能技术革命”。
综上所述，信息技术是新技术革命的重要标志。以微电子技术为基础的计算机技术与光纤通信技术结合在—起，形成了新技术革命的核心，它目前是新技术革命的主导技术。我们知道技术革命就是指人类改造世界的技术手段的巨大变革，是旧技术体系的扬弃，新技术体系的确立，实质上就是不同历史时期起主导作用的技术以及以主导技术为核心的技术群的更迭过程。因此，如果把前两次技术革命依次称为“蒸汽技术革命”和“电力技术革命”的话，那么这场新技术革命就可被称为“信息技术革命”。
三、信息技术革命的起讫时间与划分
（一）历史的回顾
人类的技术革命之产生可以追溯到由新石器时代向青铜时代的过渡时期，这一次伟大的转变被西方的一些学者称为第一次浪潮，而完整意义上的科学技术革命则是发生于近代史上的事情。因此本文对于科技革命的考察是从近代科技革命入手的，类拟于信息技术革命的称谓，近代历史上究竟发生过几次科技革命，目前也有不同的观点，但比较有代表性的说法主要有四种，即二次说、三次说、四次说及多次说。
二次说认为，第一次科技革命是18世纪起源于英国的工业革命，标志是在牛顿力学和热力学基础上发展起来的蒸汽技术及其广泛的应用；第二次科技革命是第一次科技革命之后至今仍在进行的革命，其标志是电力的应用以及现代科技革命。
三次说对第一次科技革命的认识与前者是相同的。而第二次科技革命是指19世纪末以电的应用为标志而发展起来的电机、电讯及汽车等一系列的新技术。二次大战后期至今则是第三次科技革命，标志是原子能技术、空间技术、电子计算机技术、通信技术及生物技术等的发展。此外，三次说还有另一种观点，即第三次科技革命开始于20世纪70年代，并不是开始于二次大战后期即20世纪40年代。
四次说关于第一次、第二次科技革命的认识与上述基本一致，其区别在于进一步提出第四次科技革命，认为第三次科技革命是从20世纪40年代开始的原子能技术、电子技术及空间技术为中心内容的科技革命。第四次即现在正在进行中的科技革命，时间及标志是70年代以来以微电子技术及通信技术为核心的新兴技术群引起的当代技术领域的巨大变革。
多次说关于第一次、第二次科技革命的认识也与上述基本一致。但其认为第二次世界大战以来，几乎每过10年，科技都要发生一次革命性的巨变：
1945-1955年，第一个10年，以原子能的释放与利用为标志，人类开始了掌握核能的新时代；1955-1965年，第二个10年，以人造地球卫星的成功发射为标志，人类开始了摆脱地球引力向外层空间进军的时代；1965-1975年，第三个10年，以重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段；1975-1985年，第四个10年，以微处理机的大量生产和广泛使用为标志，揭开了扩大人脑能力的新篇章；1985-1995年，第五个10年，以软件开发和大规模的信息产业的建立为标志，人类进入了信息革命的新纪元；1995年至今，以互联网成为核心技术并渗透到人类生产和生活的各个领域为标志，人类开始进入知识经济社会。
（二）问题的症结
关于近代科技革命发生的历史，以上几种说法比较常见的主要有三次说和四次说，只有较少数的学者赞成二次说和多次说。二次说的主要代表是《大不列颠百科全书》，书中认为，1760-1830年的工业革命是世界上迄今为止最重要的发展阶段，因为它标志着现代工业化的开始，并导致了都市化。书中没有把第一次革命与在此之后发生的第二次、第三次或第四次革命并列看待，而认为在第一次“革命”之后，一些重要事件对世界经济社会发展有重大“影响”。在此我们不想对二次说做过多的讨论，关于电力和计算机技术的革命性在许多书中许多学者都曾做过论证。笔者认为，近代科技革命的二次说主要是对电力和计算机技术革命的影响性及革命性认识不足，而且其判断的标准主要是工业的现代化和城市化或都市化。而由上可知，多次说认为，几乎每过10年，科技都要发生一次革命性的巨变，但从他们的认识来看，很难断定每次巨大变化是否是真正意义上的科技革命。综上所述，人们对近代以来的第一次科技革命（即蒸汽技术革命）和第二次科技革命（即电力技术革命）的认识基本上达到一致。因此，近代历史上所发生过的科技革命的起始时间及划分，各种说法的主要区别和争议之处，即问题的症结，应主要包括以下两个方面：
第一、信息技术革命是否发生在二战后20世纪40-50年代，即信息技术革命的起始时间问题。
第二、20世纪40年代与70年代所发生的技术变革是否属于同一次革命，即三次说还是四次说。（三）问题该怎样认识
下面将分别对上述两个问题进行讨论。
1.计算机的发明及应用是人类科技史上一次重大的事件，是科学技术历史上的一次历史的间隔。以以下几点作为前提，我们认为信息技术革命发生于20世纪40-50年代。
(1)相应科学理论的建立。1948年控制论创始人维纳在研究人与机器的通信后得出“信息既不是物质，也不是能量，信息就是信息”的不朽论断，并从理论高度对信息的本质进行了阐述，信息成了独立的科学研究对象。另一位信息论奠基人申农于1948年发表了“通信的数学理论”，提出了著名的申农公式，申农的主要贡献在于解决了信息度量问题，并创造了信息的基本单位比特。维纳和申农以及同期的其他科学家创立了信息科学。这为以后信息资源学说、数字化革命、信息技术的扩散、电象产业的兴起奠定了基础[4](P10)。
(2)计算机应用赖以扩散的条件产生。虽然第一台计算机诞生于1946年，但由于它是由真空管构成，巨大的体积与功耗使计算机技术向其他领域扩散成为不现实的空想。1948年6月贝尔实验室宣布，肖克利、巴丁和布拉顿发明了晶体管（1947年问世），为扩散带来了希望。之后，1954年，人类首次利用硅；1957年，创造了集成电路。1959年，菲尔克公司研制成第一台大型通用晶体管计算机，从此，计算机进入了第二代。由于使用晶体管逻辑元件和快速磁芯存储器，计算机的速度从每秒几千次提高到几十万次，主存储器容量从几千字提高到十万字，体积、功耗和售价也都大幅下降。如此一系列的技术进步都为计算机应用范围的扩散创造了较好的环境。人们因此也把研制成功的第二代计算机视为计算机发展史上的第。
(3)计算机的革命性。按马克思的观点，人类社会划分的标志不是社会能生产什么，而是社会用什么生产，即：生产工具的制造和利用既是人类区别于其他动物的标志，又是人类社会各发展阶段的标志。电子计算机这一新的“机器”同历史上出现过的机械有本质不同，表现在过去所有的机械都是代替人类的体力劳动，而计算机则是代替人类的部分脑力劳动，其实质是人类智力的解放。因此，1946年电子计算机的发明和应用，开辟了运用机器代替人类脑力劳动的新时代，给人类生活带来了生产自动化、科学实验自动化和信息自动化。从体力解放到脑力解放这一重点的转移是技术以至社会的一个巨大变革。
2.20世纪70年代所发生的技术上的飞跃仍属于信息技术革命的范畴，即40年代与70年代所发生的技术变革属于同一次革命。其主要原因如下：
(1)其主导技术的性质未变。如前所述，技术革命其实质就是不同历史时期起主导作用的技术以及以主导技术为核心的技术群的更迭过程。但是，我们知道40-50年代的计算机技术、60年代的微电脑技术、70年代的网络技术及与此相关的软件系统都属于计算机技术、通信技术及其应用技术，当然更应纳于信息技术的范畴。
(2)70年代新技术体系的产生，必须溯及技术发现与扩散的自主动态过程，包含各种关键技术的综合效果。于70年代群集于美国，以及某种程度上群集于加州的信息技术变革，乃是建立在先前20年（甚至更早的时间）发展上，它们主要都是以既存的知识和因此形成的创新氛围为基础，并且都是关键技术的延续发展。70年代以来的重大技术变革不仅是关键技术的延续发展，而且其发展与此以前的技术演变都是或近乎是交叉进行的。以网络技术的发展为例，如果追溯今天复杂的网络系统原理，我们甚至可以把目光投到1940年9月10-13日的在达特茅茨学院召开的一次美国数学协会的会议，贝尔实验室的乔治·斯蒂彼茨为了演示后来被称为“贝尔实验室模型1号”的“复杂计算机”，就是在会场外的过道里安放的。这次实验甚至比1946年诞生第一台电子管计算机还早6年，不少探讨电脑网络历史的书之所以首先提到这台“模型1号”，是因为这次实验向人们显示了远距离控制计算机的需要和可能。1951年麻省理工学院成立著名的林肯实验室，其主要的研究项目就是“远距离预警”，是由中央控制的网络结构是第一个真正实时的人机交互作用的电脑网络系统。1962年，保罗巴兰发表《论分布式通信网络》，提出分布式通信网络的模型及包切换的原理。1965年，梅里尔代表“美州电脑公司”提议在马萨诸塞州和加利福尼亚州之间进行一次联网实验，这是人类第一次远距离接通两种不同电脑，而且系统使用的是“分时”的方式。如此等等都说明了网络技术的发展贯穿了二战以后至今的整个人类的历史。
(3)考察近代以来的前两次科技革命的情况可以发现：虽然工业革命带来了成群的新技术，并且也真的在后续阶段里陆续形成与转化了工业化系统，但工业革命的核心部分仍是蒸汽机的发明，虽然在化学、钢铁、内燃机、电报和电话方面有许多惊人的发展，但电力仍是第二次工业革命的核心力量。同样，虽然20世纪70年代出现了像微电脑、软件技术及网络技术等技术群的突破与创新，但计算机技术也仍是信息技术革命的真正核心，它与各种信息技术彼此紧密相关，构成了以电子学为基础的技术史。就此我们可以认为，就如同在工业革命时一样，将会有更多的“信息技术革命”。出现在20世纪40-50年代、70年代的只是第一波和第二波，也许还会有第三波甚至第四波等等。
综上所述，信息科技革命为近代历史上所发生的第三次科技革命，其起始时间大约为20世纪40-50年代，主要标志为计算机、原子能等技术的诞生，虽然微处理器的发明、网络的出现以及软件技术的发展都可以说是电子计算机史上的革命，但考虑到其他技术群的变革与技术创新体系的形成，至今为止的信息技术革命约分为两个阶段，即40年代的启动阶段和70年代的扩散阶段。
【参考文献】
[1]Gould,StephenJ.ThePanda''''sThumb:MoreReflectionsonNaturalHistory[M].New
York:W.W.Norton,1980.
[2]段瑞华.科学技术革命与社会主义之历史演进[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.
第9篇：光纤通信的起源范文
一、注重科学探究，认识科学本质
科学探究是科学的本质特征。修订版教科书注重科学探究活动，设计了大量的“活动”“探究”“实验”，突出科学学科本身的特点，强化观察和实验是学习科学的根本方法，倡导学生自主设计实验进行科学探究，促使学生更深刻地理解科学知识，体验科学探究的过程，掌握基本的科学方法，体会科学精神的实质，培养科学的情感、态度和价值观，从而更好地认识科学本质。
科学探究是科学课程的核心内容之一。修订版教科书依据学生认知能力的发展，对科学探究活动进行了全面梳理，统一规划整套教科书中的探究活动，使探究活动的分布更加合理。修订版教科书落实“科学是以自然为研究对象，以理性和实验为特征的探究活动”的课程理念，以科学探究作为科学学习内容整合的主要方式，将科学探究的学习与科学知识的学习放在同等重要的地位，并结合科学核心知识的学习来设计科学探究活动，强调知识与过程的统一。在探究活动的编排上，从贴近学生的生活情境出发，合理安排探究过程要素的训练，使学生体验科学知识的产生和发展过程，形成对科学探究过程的完整认识，发展科学探究能力，增进对科学知识的理解。例如，在“对环境的察觉”一章中，原教科书设计的两个探究活动是：“为什么要用两只耳听”和“阳光下树荫中的圆形光斑是怎样形成的”，这两个探究活动所涉及的知识并非是本章学习的核心知识，这样的探究重视的是活动过程。在修订版教科书中，删除了这两个探究活动，取而代之的是“平面镜成像规律”和“凸透镜成像规律”两个探究活动，平面镜成像规律、凸透镜成像规律都是这一章的核心知识，实现了把探究活动和科学核心知识的学习紧密结合起来，让学生既经历科学探究的过程，又学到科学核心知识。
科学探究的方式与过程多种多样，科学探究的内容与任务的难易程度各不相同，科学探究涉及的要素也不一致，并且学生科学探究能力的培养是一个不断提高的过程。因此，修订版教科书中科学探究活动的设计应遵循循序渐进的原则，做到有序安排、形式多样、层次分明，尽可能符合学生的认知规律。例如，刚进入初中科学学习的学生，需要对探究过程和要素有一个整体的认识，因此，在七年级上册“科学入门”一章中安排了“科学探究”一节，先通过“生活中的探究：电灯突然不亮”，让学生从生活案例中感受探究过程；再通过“科学家的探究：天花和牛痘的故事”，让学生“观摩”科学家探究活动，感受科学探究的“味道”；最后通过“我们一起来探究：根据人脚印的长度判断人的身高和盒子里面有什么”，让学生从自我探究活动中感知探究整个过程，初步了解、体会探究的含义及探究的方法。在七年级下册和八年级的探究活动中，让学生对探究活动的各个要素进行训练。例如，“蚯蚓是怎样生活的”主要是对获取事实与证据的训练，“探究液体蒸发快慢的影响因素”主要是对假设检验的训练，“探究凸透镜成像规律”主要是对获取实验数据、分析与论证的训练。在九年级的探究活动中，再让学生关注探究活动的整个过程，特别是探究方案的设计等。例如，“探究小灯泡的电功率跟哪些因素有关”“探究影响酶催化作用的因素”等都涉及探究活动的多个要素和方案的设计。
二、注重知识整合，实现学科综合
初中科学课程是一门综合性的科学课程。修订版教科书力图超越学科的界限，统筹设计，整体规划，强调各学科领域知识的相互渗透和联系整合，注重自然科学中的统一概念和原理，引导学生认识自然界的内在统一性，体现课程的综合性。修订版教科书的内容以科学探究活动、主题形式、核心科学概念渗透相关的学习内容等方式进行知识的整合。例如，教科书的第1章“科学入门”就是从科学探究的过程与方法来整合学习的内容，在学生初步认识什么是科学的基础上，让学生了解科学研究的基本方法――观察与实验，初步掌握科学研究技能――科学测量，体会科学研究的基本过程――科学探究；“空气与生命”一章是以主题的形式来整合学习的内容，它既涉及物质科学中的氧气与二氧化碳等常见的物质、化学方程式、元素的循环和物质的相互作用等内容，也涉及生命科学中生物体内的物质和能量的转换。又如“对环境的察觉”一章是以人的感觉为主题来整合物质科学中的声与光的知识、生命科学中的人体感觉器官的结构及功能的知识学习；“可持续发展”一章是以发展与和谐为主题来进行整合，涉及物质科学中的能源与社会、生命科学中的人类与生态环境等学习内容。教科书还以“核心科学概念的逻辑体系为主线渗透相关的学习内容”的方式进行知识的整合，例如，在“电流的测量”中介绍“心电图”“干扰电流疗法”等与生命科学有关的知识；在“磁场”中，介绍“地磁场方向的改变”“生物体与磁场”等和地球科学、生命科学有关的知识。
三、注重生活经验，顺应认知发展
科学教科书的编写注重学生已有的知识和经验，问题情境的设计尽量与学生生活相联系，概念和规律的学习尽量从学生熟悉的生活实际出发，注意引导学生运用科学知识解释自然现象，分析和解决各种实际问题。这样的教科书设计一方面顺应学生的认知特点，让学生感受科学就在身边，感知科学对社会发展的巨大推动作用；同时也是强化“从生活走向科学，从科学走向社会”的课程理念，培养学生善于观察、乐于探究，注意从身边现象探索科学问题，注重将科学知识与生活实践相联系的探究意识和科学精神。
修订版教科书注重从学生的生活实际引出科学概念和规律的学习，使学生感受到科学源于生活、源于自然，培养学生从生活中发现问题、解决问题的习惯。例如，在“对环境的察觉”中，从日常生活中遇到的实例来引入“人的感觉”的学习，从遥控器可用来调节电视机的节目引入“看不见的光”的学习，从筷子放在水中变折了引入“光的折射”的学习，从近视眼镜和远视眼镜的镜片引入“透镜”的学习等。又如，在“探究凸透镜成像规律”前，先让学生完成“凸透镜成像”的活动，让学生获得凸透镜成像的一些经验事实，建立物距与像距的概念，为“探究凸透镜成像规律”起到“支架”的作用。
修订版教科书注重科学知识的学习与实际的联系。例如，在学习超声波与次声波时，介绍“蝙蝠利用超声波捕食、大象用次声波交流、用次声波检查胎儿的发育情况、用次声波清洗眼镜”等与实际相联系的知识。教科书也注重在学过某一科学知识后联系实际，介绍一些应用性问题。例如，在学习“凸透镜成像规律”后，介绍放大镜和数码相机的应用。
修订版教科书安排了实践类的问题，培养学生的动手能力及实践意识。实践类问题是需要学生亲自动手或调查才能完成的。例如，制作土电话、测量眼睛的近点和盲点、调查校园周围的噪声情况、观察当地昼夜长短的变化、计算碳排放量等，这类问题重在学生解决问题的过程。教科书还通过“阅读”“科学・技术・社会・环境”等栏目联系实际，如“电冰箱的工作原理、车速不同时的停车距离、衣服干洗、电动汽车的速度控制、电吉他、自来水厂的水净化、天气预报与农业、电话、PM2.5与人体健康、肥胖、科学的刷牙方式、亲子鉴定、滥用抗生素的危害、流行性感冒”等，让这些自然与生活现象成为学习的素材，使学生感受科学知识的广泛用途与无所不在，引导学生从生活中学习科学、认识科学。
四、加强STSE教育，渗透人文精神
注重科学、技术、社会、环境（STSE）的教育是当今世界科学教育的发展趋势。科学、技术的发展改变了人们的生活，也改变了人们的思维方式。修订版教科书尽可能引导学生用科学理论理解或解释周围的现象，用科学方法解决身边的问题，像科学家那样去思考问题。修订版教科书关注科学精神与人文精神的交融贯通，实现科学知识的学习与社会责任感教育的统一，注意形成具有社会责任感的科学价值观。为此，修订版教科书增加了“科学・技术・社会・环境”栏目，其目的是开阔学生的视野，探讨科学、技术、社会、环境之间相互关联的问题，重视科学和人文的融合，培养学生关注社会与环境的意识与能力，强化科学教育的育人功能。科学、技术、社会、环境之间互动的观点，既可以让学生了解科学、技术处于不断发展变化的过程，认识科学、技术对社会的积极作用，还可以让学生了解科学、技术对社会的负面影响，认识人、自然与社会应和谐发展，培养学生用联系、发展的观点看待问题，进而逐步认识科学的本质，树立正确的科学观念，培育科学精神。科学、技术、社会与环境的问题多数是学生日常生活中所常遇到的问题，在科学学习中，只有广泛地联系这些问题，才能使学生领悟科学是有用的、鲜活的。
修订版教科书不但增设了STSE栏目，而且在书中其他部分尽可能渗透STSE的思想和意识。教科书注重渗透科学发展的历程，介绍科学发展过程中的一些重要事件、相关的历史背景，以及一些著名的科学家的故事，如在“磁生电”中安排了“电与磁的发展历程”，在“空气与氧气”中安排了“氧气的发现”等。这些科学史实能够让学生感受科学发展的历程，领悟其中的科学思想、方法，认识科学技术对社会发展的作用。
五、注重时代性，反映当代科学成果
科学在不断发展，具有鲜明的时代特征。修订版教科书在整体上注重体现课程内容的现代性，力图反映当代科学技术发展的重要成果和科学思想，了解现代科学技术对改善人们生活的作用，了解现代科学技术对社会发展的推动作用。初中科学中的一些学习内容本身就是现代科学技术知识，反映了教科书内容的时代性。例如，在九年级下册“演化的自然”一章中，涉及“现代宇宙学说、恒星的演化、生命的起源、遗传物质DNA、达尔文的进化论”等内容，这些内容都是现代科学前沿知识。另外，“新型材料、核能”等内容也属于现代科学前沿知识。
修订版教科书在知识学习的过程中注重体现内容的时代性。例如，在“看不见的光”中介绍“红外线制导技术”，在“透镜”中介绍“数码相机”，在“电磁铁的应用”中介绍“信息的磁记录”，在“同位素”中介绍“同位素原子的应用”，在“育种与优生”中介绍“太空育种”等。修订版教科书在知识学习的过程中也注重体现现代科学思想与方法。例如，在“平面镜”一节中，介绍像与物相对镜面具有对称性，并设计活动让学生通过对称法作出镜中的像。对称的思想在现代科学中占有重要的地位。
修订版教科书通过对知识与技能的拓展来体现学习内容的时代性。例如，在“长度的测量”中，除了介绍传统的测量方法外，还介绍现代的测量技术：利用声呐测量潜水艇与障碍物之间的距离；利用电磁波测量飞机与雷达站之间的距离；利用激光测距仪测物体间的距离等。在“温度的测量”中介绍现代测温技术：色带温度计能方便地跟踪动物的体温变化；卫星能遥感测出海水0.1℃的温度变化；天文学中常用光谱分析的方法研究恒星的温度。
修订版教科书的时代性也体现在可持续发展观念、环境保护意识等方面。为此，教科书在九年级下册单列一章来论述可持续发展，介绍人口的增长、全球性资源与环境问题、新能源、低碳生活、科学与可持续发展等课题，这些课题都是人们非常关注的与现代科技有关的问题。
修订版教科书还通过“科学・技术・社会・环境”“阅读”等栏目，介绍“导航与数字地图、航天器的盔甲――烧蚀材料、克隆技术、深海载人潜水器、利用碳-14测定年代、喷气发动机、核电站的安全性、基因组改变未来、超导现象与超导体、记忆合金、中子星、哈勃望远镜、同步卫星、光纤通信、磁悬浮列车、纳米技术，SARS冠状病毒”等现代科学技术知识及其应用，关注科学热点问题，体现教科书内容的时代性。另外，修订版教科书利用“超新星、神舟八号飞船与天宫一号对接、各式各样的U盘“等与现代科学技术相关的知识作为情景来编制练习，也反映了教科书内容的时代性。
六、合理设置栏目，优化版面设计
修订版教科书对栏目的设置进行了适当的调整，优化版面设计。教科书保留了原有的“活动”“探究”“实验”“阅读”“读图”等多数栏目；将原来的“思考”和“讨论”合并为“思考与讨论”栏目；增设拓展类栏目：“科学・技术・社会・环境”，意在加强科学、技术、社会、环境之间的相互联系，开阔学生的视野，培养学生关注社会与环境的意识与能力；增设“本章知识结构”，以帮助学生从整体上整理所学的知识，更好地形成知识框架；增强原有的“对话框”的功能，将重要的科学方法适时地用对话框的形式呈现出来。
