光电信息处理技术篇1
【关键词】光伏电场电子信息工程技术
从某种程度上讲，光伏发电属于目前较为前沿以及有着广阔发展前景的发电方式，受到社会各界人士的大力关注。因我国的疆域辽阔、纬度跨越大以及光照资源相对丰富，光伏发电的现实意义重大。而在光伏电场中，电子信息工程技术发挥着至关重要的作用，逐渐成为影响光伏发电的重要技术性因素之一。
1光伏电场与电子信息工程技术的相关概念分析
“光伏”实质上就是光生伏特效应，也就是我们经常所说的光伏效应，是半导体在光照射作用下产生相应电动势的一种现象。从应用层面出发，最为常见的是制作光电池，进而发展成光伏发电。具体来说，光伏发电就是借助科学化的光生伏特效应原理，采用特制太阳能电池，把太阳光能有效转化成电能的过程。因太阳光是绿色环保的，并不会产生较大污染，所以，从某种程度上讲，太阳光是用之不竭的，光伏发电受到极大关注。而电子信息工程主要是依托计算机技术而发展起来的应用型学科，其研究对象包括电子信息处理以及信息控制等，电子信息业已经成为五大支柱产业之一，且电子信息工程也是非常热门的专业。现阶段，光伏电场中的电子信息工程技术在实际应用方面还仅仅局限于电子信息工程技术本身所具有的特点以及范畴之内，其作用的发挥仍然集中于信息获取与处理中。
2光伏电场中的电子信息工程技术应用原理与意义
现阶段，光伏电场当中的电子信息工程技术主要职责在于开展数据测量工作、数据采集工作以及数据分析工作。其中，传感器负责光伏电场中数据测量工作，所具有的准确度以及精确度将会直接影响到光伏电场中相关系统作用的发挥。而piC数据采集卡可以确保光伏电场当中数据采集工作的顺利完成。具体方式就是借助收集传感器所发送出来的数据，在模拟以及处理的基础上，准确校对好所有数据误差，进而为光伏电场以后的工作奠定坚实基础。光伏电场中的电子信息工程技术能够帮助完成数据统计以及处理工作，在一定程度上满足光伏电场实际工作中对于监控以及安全的要求。
目前，电子信息工程技术应用于光伏电场工作的现实意义重大，主要表现在以下两个方面：第一，电子信息工程技术可以协助其精确获取数据以及处理数据，进而为光伏电场的相关工作提供科学化数据参考。众所周知，光伏发电过程中机械原件是非常少的，大部分都是电子元器，因此，相比之下，电子元器件更容易出现故障，必须要进行精准化控制与管理。此外，光伏电场中的传感器测量数据也必须要做到精确化以及规范化，相对细微的差别就会对整个系统的处理带来严重影响。第二，电子信息工程技术在一定程度上解放了人力以及物力，可以以充足资源投入工作，进而保障光伏发电系统顺利运行。计算机技术没有广泛应用的时候，发电站中的数据处理工作以及监测工作都是依靠人力的，不仅会给相关工作人员带来较大压力，而且还会带来相对细微的谬误，电子信息工程技术的应用可以使数据统计工作更加快捷。
3光伏电场中电子信息工程技术的具体应用
3.1在数据测量中的具体应用
传感器能够帮助完成光伏电场工作中的数据测量工作，测量的精确度又会严重影响到后续程序的顺利开展。借助电子信息工程技术开展数据测量的过程中，相关人员必须要控制好数据误差问题，比如周期性误差问题以及量化误差问题等。
3.2在数据采集中的具体应用
电子信息工程技术中的数据采集卡主要是负责对相关数据实施科学化转换与认真分析处理，从而使所要处理的数据能够被计算机系统所识别。在信号输入以及信号输出的整个过程中，能够实现数据信息的实时传送以及转换。在此基础上，工作人员再将一些有用信息运用到光伏电场以及监测工作当中去。
3.3在数据分析中的具体应用
光伏电场生产过程中电子信息工程技术的应用主要是借助数据监测技术及时获取信息，并对其进行科学化处理。目前，所获得的比较新的技术成果就是可以成功于光伏电场数据分析工作中有效应用电子信息工程技术。按照规范化的数据处理框架以及相关模型，仔细观察光伏电场工作期间所存在的现场问题，比如孤岛现象等。在电子信息工程技术支持的前提下，光伏电场中的决策系统就可以在遭受到异常波形影响的时候，作出更加合理化的分析与决策。
3.4在数据统计中的具体应用
从某种程度上讲，传统形式的数据统计主要是依赖人力，非常容易出现误差。然而，数据统计的准确性对于光伏发电来说，作用是非常巨大的，一点也不能够马虎，不允许有一丝一毫的失误。电场可以借助长时间对数据的有效测量、收集以及科学分析，并据此作出合理化的决策与改善。现阶段，电子信息工程技术的日益进步发展可以对光伏电场运行过程中的相关数据进行规范化统计，然后对光伏发电整个过程实施改进，从根本上促进其更加稳定以及更加高效地运行与发展。
4结语
总而言之，光伏电场中的电子信息工程技术是一项非常重要的前沿学科技术，应用范围相对较广。电子信息工程技术本身就具有无穷无尽的发展潜力，能够与众多前沿学科以及相关的实践活动进行有机结合，进而形成创新性应用，其在光伏电场当中的成功应用就是非常好的例证。随着光伏发电以及电子信息工程技术两者的日益发展，相信在不久的未来，两者将会有更好地合作，从而为我国社会经济的全面发展提供基础性保障。
（指导老师：胡海江）
参考文献
[1]段欢.电子信息工程技术在光伏电场中的应用[J].科技展望，2016，08：110.
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作者简介
张赛（1994-），男，河南省南阳市人。现为江西师范大学物理与通信电子学院电子信息工程学生。曾任院学生会执行主席。
光电信息处理技术篇2
1电子信息工程技术在光伏电场中应用的意义
随着社会的发展，人们要求相关的人员能够减少利用不可增生的资源，增加可再生资源的利用率。比如人们希望相关的人员能够有效的利用光能，将它转化为人们需要的能源。如何能够有效的利用光能，是目前科学技术人员正在研究的一个课题。电子信息技术工程是人们以计算机应用为核心，将它构建成一套信息采集、应用、管理的一门工程。在光伏电场中，如果能够有效的应用电子信息技术，将能让光伏电力生产实现智能化的控制，这对我国的光伏电力生产有着非常重要的意义。
2电子信息工程技术在光伏电场中应用的原理
电子信息工程技术在光伏电场中主要负责数据测量、数据采集、数据分析这三个方面的工作。以数据测量来说，该过程是由传感器来完成。传感器的质量将决定光优电场的控制是否准确。数据采集是由pCi数据采集卡来完成，它将收集传感器传来的数据，校正数据可能存在的误差等，它是做好光伏电场数据处理的基础。光伏电场要了解目前作业完成的情况，就需要做好数据的分析、比较工作。目前人们提出数种数据分析、比较的算法，这些算法各有其监测的测重点，光伏电场通过分析这类数据，可根据数据分析的结果给出智能的决策。人们应用光伏电场作业时，需要了解光伏电场的运作是否完善，有哪些地方需要改进，这时，人们就需要比较光伏电场周期性的作业数据。目前电子信息工程可提供数据统计的工能，这种功能能满足人们对于光伏电场作业的监控需求。
3电子信息工程技术在光伏电场中应用的方法
3.1电子信息工程技术在数据测量中的应用光伏电场的数据测量由传感器来完成，传感器采集的数据是否精准，决定电子信息工程技术后续工作的完成，随着电子信息技术的发展，传感器的数据测量质量将会越来越高。应用该传感器测量数据时，需控制好以下几个参数：控制好数据测量的周期性误差，传感器在测量参数时，必定会出现误差，人们可以应用减少测量的周期、应用多周期测量的方法减少测量的误差。控制好数据测量的偶然性误差。偶然性的误差是指人们应用传感器测量数据时，会由于外在因素的影响出现误差，人们在采集数据时，可应用多周期测量的方法校正误差。控制好数据测量的量化性误差，这是指传感器在测试数据时，可能会因为性能的原因出现时间上、数量上的误差，应用多周期测量法可校正误差数据，得到较为精准的结果。
3.2电子信息工程技术在数据采集中的应用传感器收集完数据之后，需将收集的数据即时提交给数据采集卡，由数据采集卡完成数据的转换处理，使数据成为计算机能够处理的各种数字数据。过去，人们应用模拟法传送数据，即人们将传感器传回的数据转换成模拟信号，再由数据采集卡将模拟信号转换为数字信息。这种方法会存在数据传输的失真现象，目前人们已经不再用这种方法采集数据信息。现在人们应用数字信息采集卡，可将直接处理传感器传回的数据信息。图1为把输出的信号转化为输出信号的全过程，这种技术能够实时的传输数据信息，应用先进的数字数据采集卡，人们能较取回需要的处理的光伏电场监测数据。
3.3电子信息工程技术在数据分析中的应用随着电子信息技术的发展，人们已经能用电子信息技术的方法分析数据，并且做出决策。在光伏电场的应用与生产中，人们也应用到这种智能化的数据分析技术。以人们判断光伏电网是否存在孤岛现象为例，光伏电场应用在生产中，生产时主要依靠自然光能，这些光能不能如同水能、电能一般可被人们有效的操控，有时光伏电场在应用时，可能会存在孤岛现象，这种现象会带来很多问题，如果不能即时处理这些问题，可能会造成严重的后果。人们需要应用数据监测技术有效的掌握孤岛现象，并且需要即时处理孤岛问题。目前，人们可应用电子信息工程技术分析光伏电场中的数据，判断光伏电场应用中是否存在孤岛现象。图2为过零点后，人们监测电压数据绘制的一个波形图，tipV/2为光伏并网正场运作时的波形图，此时由于光伏并网现在存在孤岛现象，造成一个零电压输出，它导致波形出现偏移现象，即出现tVutil/2波形。光伏并网的决策系统收到异常波形后，会做出智能分析，然后给出适当的决策。智能决策系统的应用，在光伏电网的应用中有非常重要的意义，人们如果应用电子信息工程技术智能的分析光伏电场运行的情况，给出智能的分析，就能让光伏电场的运作脱离人工的控制。
3.4电子信息工程技术在数据统计中的应用为了更有效的让光伏电网运作，人们需要优化光伏电场的决策系统，而这优化的依据来自于人们长期对数据的测量、收集、分析，然后根据电子信息工程技术的发展给出一个优化的决策系统。以本文谈到的aFD法检查光伏电场的孤岛监测盲区为例，如何给定一个干扰的电流，监测光伏电压输出的数据是人们面临的一个问题。如果人们给的干扰电流过大，将会影响光伏电场运行的性能，如果给出的干扰电流太少，其光伏电场孤岛监测可能会出现误差。人们长期的统计电流、电压、电阻等各数据之间的关系，提出一套优化的监测方案。该监测方案可描述为图3，人们发现如果监测RLC并联负载，可让数据线型化。线型化的数据简单、明了，如果以这种方法监测数据，将能更准确的监测出光伏电场运行的变化，减少监测的判断误差。人们应用这种方法，可以减少孤岛现象监测的盲区。人们应用电子信息工程技术，最重要的目的是提出有效的数据采集方法、有效的分析现有的数据、提出最优的决策方法。该孤岛监测的算法优化，即体现出在光伏电场中应用电子信息工程技术的意义。
4总结
光电信息处理技术篇3
关键词:电子信息技术;特点;发展趋势;
引言
电子信息技术随着现代科技和人类社会的进步发展,已经涉入到社会生活的各个领域及行业中来,在对我们社会经济发展和生活方式转变上都起着重要作用。所以,电子信息技术作为热点,常常为专业人士所探讨。下面,我们就对电子信息技术目前在应用上的特点以及未来的发展方向等方面展开讨论
1.电子信息技术的内涵
所谓“信息”,即关于事物的运动状态及其陈述,是表示事物状态的一种普遍形式,是通过文字、数据或信号等形式来表现的可以传递和处理的对象。计算机技术、多媒体技术、网络技术正是实现信息传递和处理的信息技术。电子信息技术是指采用电子技术获取、传递、处理和利用信息的技术,主要包括传感技术、通信技术、计算机技术和信号处理技术。电子信息产业涉及通信设备制造业、计算机及相关设备制造业、微电子和元器件制造业、视频音频产品、专用信息应用设备制造业、软件业以及信息服务业和网络建设。
2.电子信息技术应用特点
电子信息技术已经成为计算机主要的发展特征,电子信息技术在计算机网络上的应用特点,主要体现在下面三个方面:
智能化,集约化。计算机智能是在科学的基础上建立进而研究的,在计算机的发展道路上,智能化是一个重要的方向。现代的网络信息技术能够对人的思维活动以及感觉行为进行模拟,然后对其展开集约化逻辑分析以及综合处理信息。
网络化,数字化。网络在计算机应用不断深入的现代社会中,已经成为计算机技术和信息技术结合的产物。计算机的高清晰数字处理技术和运行的网络化,使得信息资源的互动交流及共享得到了实现。
高效化,快捷化。现代的计算机网络技术,就其开发应用来说,是以整合和存储各种信息资源为基础,用计算机的电子信息处理技术,使得信息上的各类管理实现高效化及快捷化。相对以前的技术来说,这样的发展倾向有着高效且快捷的优点。
3.电子信息技术的未来发展趋势
3.1计算机技术的发展方向——多媒体,智能化
计算机技术包括有计算技术,服务器、pc机及服务器外部设备的设计开发技术,人工智能技术与多媒体技术等。其中,计算技术又包含有网络计算技术,移动计算技术与并行计算技术等。随着计算机并行处理技术的不断发展,其性能每两年提供至少一个数量级。现在,CpU已经完成了32位过渡到了64位,计算机产品结构的核心也由计算机转向了因特网的网络设备,系统中存储设备的比例变得更大了,且存储技术的发展趋向于海量存储的发展方向,多媒体技术使通信,家电和计算机联系到了一起,CDRom被DVD光驱所取代,手写、语言识别技术与数字图像交换技术实现了实用化,计算机中的多媒体技术受到了重视,电脑的绿化带配置,加速了电脑的拟人化及个性化。
3.2微电子技术向系统集成方向发展
在所有关键技术中,集成电路制造技术又是电子信息硬件产品的“核心”。集成电路的应用范围十分广泛,从计算机的CpU到各种iC卡,都需要运用集成电路。微电子技术已经走过了大规模(LSi)、超大规模(VLSi)、特大规模(ULSi)集成时代,于1995年进入极大规模(GSi)集成时代。作为高科技代表的集成电路技术对世界经济的发展有着举足轻重的作用。集成电路产品的发展趋势是芯片面积越来越大,集成度越来越高,特征尺寸越来越小,片上系统日益完善。未来10年内,集成电路仍将以硅基CmoS电路为主流工艺,其主要发展趋势是加工细微化,硅片大直径化。
3.3未来电子信息技术核心技术——光电子技术
如今,电子信息技术已经经历了光电子学和电子学,这两个发展的阶段,开始涉足光子学这一新阶段。据有关人士预测,光电子技术将使得本世纪的电子信息技术产生飞跃性的发展。作为能量以及信息载体的光子,衍生出了两门新学科,分别是能量光子学以及信息光子学,这两个学科方向根据市场发展的需求以及自身特有的规律不断进步发展,进而推动且建立一个在规模以及规模的扩大速度都前所未有之大的,现代的光电子信息产业与光电子交叉学科。
3.4网络技术的发展方向——多业务
多业务,高性能及大容量是目前网络计算的发展方向。随着ip业务的爆炸式的增长趋势,未来网络技术的发展重点将转向超高速因特网和B—iSDn(综合业务宽带数字网)。第一代因特网单一的数据网络将被融合语音、影响及数据的第二代多用因特网网络所取代,网络传输的成本由于DwDm(分多路密集波复用技术)的采用,得到了大幅度的降低,在用户中实现了无线宽带的提供使用以及多媒体的实时通信。在同一网络中,使所有媒体的成份数据实现有效传输,是网络多媒体通信主要的任务。
3.5通信技术向宽带化、个性化和综合化方向发展
通信技术包括卫星、光纤传输技术、移动通信技术、数字微波技术、有线与无线接入技术等。低轨道卫星通信目前已经实用化;光纤传输技术使传输速度每3-4个月翻一番,传递活动画面的通信业务已经实现;移动通信技术发展迅速,GSm、CDma数字移动通信已全面取代模拟移动通信,GpRS(2.5代)走向商用,第三代移动通信系统国际标准正在制定;数字微波通信系统由准同步数字系列(pDH)全面转向同步数字系列(SDH);宽带接入技术发展迅速,光纤主干网站接入带宽已超过G级,internet无线接入技术和蓝牙技术日臻成熟;ip电话向电信业务的渗透,使传统电信技术与ip技术融合速度进一步加快,包交换、DwDm光传输、ip选路和web应用已成为下一代宽带网必须考虑的四大要素,atm技术将与ip技术相互结合、扬长补短。
4.结语
由上文可以看出,随着人类的科技不断发展进步,电子信息技术也随之产生。在应用的领域上,电子信息技术受到科技水平的制约,就其的发展趋势来说,其进步也必然要依赖着人类科技与社会的进步。所以,要让电子信息技术更好地为人类的社会与生活服务,必须将其技术的应用特点以及发展的趋势好好把握住。
参考文献
[1]陈小玲.信息技术正在改变我们的社会生活[J].商业研究,2001,(01).
光电信息处理技术篇4
【关键词】电子信息技术;应用特点;研究探讨
当前经济社会高速发展，电子信息技术已经越来越广泛的渗透各个领域行业。如何有效运用电子信息技术，为经济社会发展服务，成为当前业内普遍关注的课题。笔者结合自身工作实践，在本文中阐述了电子信息技术的主要内涵，指出了电子信息技术的主要应用方向，分析了当前我国电子信息技术存在的问题，展望了未来电子信息技术的发展趋势，以期对当前和今后一个时期的电子信息技术运用有所借鉴帮助。
一、电子信息技术的主要内涵
所谓电子信息技术，是指运用电子技术来获取、传递、处理和利用信息。电子信息技术主要包括传感技术、通信技术、计算机技术、信号处理技术。目前，电子信息技术已经涉及到了通信设备制造业、计算机设备制造业、微电子器件制造业、视频音频产品、信息应用设备制造业、软件业、信息服务业、网络建设等多个产业，逐渐得到了各领域行业的重视。
二、电子信息技术的主要应用方向
电子信息技术作为计算机的主要发展特征，已经在计算机网络上得到多方面应用，主要应用方向有以下几点：
一是智能集约化。可以说，智能化是计算机发展道路上的一个重要方向。计算机智能是通过科学研究而建立的，运用现代网络信息技术对人的思维活动、感觉行为进行适当模拟，并对相关信息开展集约化逻辑分析和综合处理。
二是网络数字化。在计算机在现代社会中的不断深入运用中，网络逐渐成为计算机技术和信息技术结合的产物。计算机以其高清晰的数字处理技术，通过网络化运行，对信息资源进行互动交流共享，使网络数字化得到了实现。
三是高效快捷化。可以说，现代计算机网络技术最大的特点就是高效快捷。在整合存储各种信息资源的基础上，通过运用计算机电子信息处理技术，使各种管理都能实现高效快捷化。
三、当前我国电子信息技术存在的问题
1.技术力量比较缺乏
当前，技术人才缺乏、技术力量不足，成为制约我国电子信息技术发展的最主要问题。虽然我国高校在电子信息技术方面的人才培养力度不断加大，也取得了一定的实效，但这些技术人才多是单一型，从事的计算机信息技术领域比较单一，复合型的技术人才在我国十分少见。与此同时，这些电子信息技术人才相对低端，高端的电子信息技术人才严重欠缺。这都在很大程度上制约了我国电子信息技术的高速发展。
2.发展环境资源紧缺
制约我国电子信息技术发展的又一难题是发展环境资源的严重紧缺。造成这一局面的主要原因是我国电子信息产品的假冒伪劣、知识产权侵权行为、盗版产品的走私贩卖以及企业间不良竞争等多个方面。这些现象的存在，使我国电子信息技术在国际市场的竞争力持续下降，同时降低了我国电子信息技术的发展潜力。所以，要着力为电子信息技术营造良好发展环境，充分发挥电子信息技术人才的能力水平，全面推动我国电子信息技术市场的发展进步。
3.产业机构不够合理
目前我国的电子信息技术产业机构不够合理，这在一定程度上导致我国电子信息技术产品，与其他发达国家相比，各方面都比较落后。我国的电子信息技术产业虽然具有良好的发展前景，但正是因为产业机构不合理，制约了我国电子信息技术的发展快速升级。只有着力打破传统的产业机构设置，按照我国电子信息技术实际情况和发展特点，构建起完备科学的电子信息技术产业机构，才能真正推进电子信息技术科学、健康发展。
四、未来电子信息技术的发展趋势
1.系统集成发展
在电子信息技术发展过程中，系统集成电路制造技术是重要的组成部分。作为电子信息硬件产品核心，集成电路在应用范围上十分广阔，包括计算机的CpU、各种iC卡，都要运用集成电路。可以说，集成电路技术是我国高科技成果的代表，在世界经济发展上具有举足轻重的作用。而且，系统集成电路产品的芯片面积变大，集成度也逐渐变高，但尺寸越来越小，系统日益完善。估计在未来十几年的时间里，系统集成电路主要发展趋势就是加工细微化、硅片大直径化。
2.光电子技术发展
电子信息技术经历了光电子学和电子学两个发展阶段，已经逐步进入光电子技术发展时期，这是电子信息技术的飞跃性发展。光电子技术正逐渐衍生出两门学科，分别是能量光子学、信息光子学，根据市场发展的需求和自身特有的规律，能量光子学和信息光子学两个学科不断进步发展，正在逐步推动建立现代光电子信息产业与光电子交叉学科的形成，这在规模和扩大速度上，都是前所未有的。
3.个性化业务发展
未来计算机网络发展的主要趋势和方向就是高性能、大容量、多业务，逐步满足用户个性化的发展需求。同时，随着ip业务的持续增长，未来网络技术必将以超高速因特网为发展重点。我国的第一代因特网数据比较单一，第二代因特网了将融合语音、影响及数据等，正逐渐取代第一代英特网。可以说，由于DwDm的广泛采用，网络传输的成本大幅降低，用户实现了无线宽带与多媒体的实时通信。
总而言之，随着我国科学技术水平的不断提升，电子信息技术正逐步发展壮大。实践证明，电子信息技术容易受到科技水平的制约，所以必须要牢牢把握其技术应用特点和发展趋势。笔者认为，只要我们充分认清电子信息技术的主要内涵，把握好智能集约化、网络数字化、高效快捷化等电子信息技术的主要应用方向，进一步正视当前我国电子信息技术存在技术力量比较缺乏、发展环境资源紧缺、产业机构不够合理等诸多问题，真正明晰未来电子信息技术系统集成发展、光电子技术发展、个性化业务发展的趋势，就一定能够促进电子信息技术更好的服务于人类社会和生活。
参考文献
[1]魏万云.浅谈当代电子技术的发展[J].中国科技信息，2005年第19期.
[2]杨清林.浅谈电子信息技术的发展趋势[J].电子制作，2013年第19期.
光电信息处理技术篇5
1.1信息处理技术在电力系统中的应用电力系统的信息是庞杂的，通过现代计算机通信处理技术，将电力系统的数据信息采集，并转换为数字信号传输，成为智能电网发展的重要基础。信息测量技术对电网的数据进行实时监测，包括电网能源的阻塞情况、各区域用电情况、用户用电数据等，这些数据传输到网络监控中心，相关部门则会作出相应的调整和控制，从而提高了工作效率。不仅如此，在输配电过程中，通过信息控制系统，还能实现对电力系统关键数据的控制，系统会根据所发出的信号，及时地调整电网运行状况，并迅速地对故障进行诊断，作出准确的决策。
1.2光纤通信技术在电力系统中的应用现代化通信技术通过光缆架构起高效运转的世界，电力工业中的光缆主要光纤复合架空地线和全介质自承式架型空光缆，这些光缆的成本造价要比传统的光缆高，但是从电力工业的长远发展来看，不仅提升了电力工业杆路资源的利用率，同时也降低了通信能源的损耗。另外，同步数字系列（SDH）设备在电力系统的运用也越来越受青睐，因为SDH较原来的准同步数字系列（pDH）有了更大的进步，在提供网络同步方面提供了更大的便利，同时也增强了电力通信系统的可靠性。目前，光纤通信技术在促进电力系统稳定协调方面具有重要作用，根据光纤通信的特性及电力系统发展的需求，光纤通信技术在电力系统的应用还有待更大力度的开发。
2信息通信技术在电力工业的发展趋势
2.1信息通信技术与电力工业的关系趋势现代化电力工业的发展，使信息通信技术与电力工业的关系日益加深，信息通信技术已经成为电力工业建设重要的组成部分。信息通信技术不仅有力地支撑了电力工业安全稳定生产输送、电网调度等基础内容，同时还为电力工业迎接市场挑战提供了充分的条件。不断拓展的通信技术在电力工业中的应用还需要更广泛更深入的开发，将无线通信、光纤等通信技术的优势充分地发挥到电力工业的发展中，提升通信技术在对电力工业的数据传输、自动化调整、实时监控、有效控制上，为实现跨大区联网、扩大电力工业规模提供科学有效的技术保障。未来信息通信技术将成为电力工业发展的基础，电力工业将是信息通信技术发展的重要平台，二者相互促进，为社会建设进步作出更积极的贡献。
2.2信息通信技术在电力工业应用趋势智能电网建设需要更具效率的信息化数据采集、传输及处理，作为电力工业发展的主要方向，智能电网的发展必须依靠信息通信技术。信息处理技术能够更好地掌控电力系统，当电力系统出现故障或异常时，会及时地反馈并做出适当的处理，从而保持电力系统顺利运行。信息通信技术将会与电力系统产生更多领域的融合，如网络通讯、数字信息技术将会促进更多电力系统的相互联系，使信息资源得到更广泛的利用，减少资源的浪费。现代化电力系统建设要在市场化的经济环境中获得更多主动，就必须充分利用信息通信技术来实现电网的调度与控制，建立完善的智能化电网体系，使电力系统能够覆盖更广泛的范围。
3结语
光电信息处理技术篇6
[关键词]激光大气通信；图像压缩；离散余弦变换；光电/电光转换；串口通信；
中图分类号：t7文献标识码：a文章编号：1009-914X（2015）40-0224-01
1该激光大气通信系统设计基本思路：
先从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集图像或选中要发送的文件，然后将采集到的图像或文字信息或文件进行数字化，发送端将信号叠加在激光器的输出载波上，接收端通过光敏三极管将接收到的光信号转换为电信号，编写的相应的应有程序将接收到的信息进行整合，最后还原出原图像或文字信息。
采集图片信息，通过自编的图片处理程序将采集到的信息进行数据压缩和编码，驱动激光器发送数据；利用激光接收电路将接收到的光信号转化成电信号，图片接收程序对其进行相应的解码和解压，便得到采集到的图片。
2该激光大气通信系统的组成
该系统由硬件和软件两部分组成。软件部分是利用Qt进行图形用户界面的编程。Qt是一个跨平台的C++应用程序开发框架。广泛用于开发GUi程序，这种情况下又被称为部件工具箱。也可用于开发非GUi程序，比如控制台工具和服务器。
硬件部分由两台计算机、USB转ttL器件，激光发射机、光电三极管组成。两台计算机中，一台用作信源、一台用作信宿。
如图所示，图1、图2分别为该激光大气通信系统的发射系统和接受系统的基本框图。
3该激光大气通信系统的各个部分的功能
软件部分：
Qt：调用微软的库函数，如：调用获取摄像头的库函数、调用串口通信的库函数等等，对用摄像头获取的图片进行压缩编码。由于获取的图片是彩色图像，故先将其变为灰度图像，即图像数据压缩为原来的三分之一；然后再对灰度图像进行离散余弦变换，进一步的压缩，压缩为灰度图像的九分之一，即最后总共压缩为原来的二十七分之一。然后将数据传到串口中，等待通信。在信宿计算机中，Qt主要负责将信号解压，还原。
硬件部分：
信源计算机：获取从键盘输入要发送的文字或通过调用摄像头采集的图像信号。
USB转ttL部件：进行电平转换，同时便于将信号发射出去。
激光发射器：有效地将电信号转变为光信号，数字0使三极管截止，激光器不亮；数字1使三极管导通，激光器亮；从而“灭”代表信号0，“亮”代表信号1；进而有效地将信号发射出去。
光电三极管：作为接收器，将光信号转变为相应的电信号。
滤波电路：阻低通高，一般为4.7uF的电容。
信宿计算机：将接收到的图片或文字数字信号，进行解压、恢复、显示。
4该激光大气通信系统的特点
4.1创新点
1、不间断校验通讯
2系统回路简单，容易实现
3、图片采集处理程序
4、激光发送接收装置
一般的激光通信系统：发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接受部分主要有光学接受天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接受天线将激光信号接受下来，并送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。而该系统不需要光调制器、光学发射天线、光学接受天线、光探测器等等，大大节省了成本；同时，该系统的图片采集处理程序设计比较巧妙，执行效率比较高；该系统还运用了CRC循环冗余检验技术，可以达到不间断校验通讯的目的，更加保证了通讯的安全性。
4.2技术关键
1、CRC循环冗余校验
2、图片采集及处理的软件设计与编程
3、激光发射驱动电路设计
4、电平转换电路设计
5、光电转换电路设计
6、信息解码及图片恢复程序设计
5该激光大气通信系统的科学性先进性
科学性：
1、循环冗余检查（CRC）：一种数据传输检错功能，对数据进行多项式计算，并将得到的结果附在帧的后面，接收设备也执行类似的算法，以保证数据传输的正确性和完整性。这种技术常在计算机网络中应用。
2、图片采集处理：图片处理程序调用摄像头来采集图片信息，再对图片信息进行压缩编码处理，后将信息编码分段传送，利用波特率控制传送的速率，在端口处将其发送。
3、电平转换电路将不同电气特性的接口连接起来。
4、激光发射电路静态点在微导通状态，以减小因管子导通电压引起的延时。
先进性：
1、该激光大气通信系统装置结构轻便，设备经济，比一般的激光大气通信系统更加精简、方便、实惠，并且性能更加可靠。
2、该激光大气通信系统采用CRC循环冗余检验技术，不间断校验通讯，因此，正确率比一般的激光大气通信系统的正确率更高，保密性更强，可以运用在需要严格保密环境中的信息传输。
6激光大气通信的发展前景
1、未来的通信技术将会越来越多的用到卫星技术，仅仅依靠光纤网络技术难以实现通信技术的发展目标。因此，激光通信技术将成为通信领域发展的必要技术之一。
2、激光大气通信能跨越障碍，解决跨山沟、海峡、河流、湖泊等复杂地貌带来的挖沟布线难题；
3、激光大气通信将在应急或临时通信传输方面先出巨大优势。如在救灾、大型集会活动、野外的临时工作场所或地震等突发事件方面，作为一种临时的通信连接等等。
4、激光通信技术在未来的发展中，将会影响通信领域的发展，使通信领域诞生出更多的新技术，提升通信领域发展实力的同时，保证通信领域的发展拥有技术保障。所以，激光通信技术将会带动通信领域新一轮的技术革新。
参考文献
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[4]谭浩强.C语言程序设计（第四版）.清华大学出版社，2010.6.
光电信息处理技术篇7
【关键词】电子通信系统关键技术
随着电子通信技术的发展，它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们，它还在改变着社会和国家，使得国家不断发展。我国电子通信技术存在一些关键技术的问题，有待人们改善和加强。
一、电子通信技术概述
在现代化信息社会，电子通信技术无处不在，它涉及的范围也很广，是电子科学与技术和信息技术相结合，构建现代信息社会的工程领域，利用电子科学与技术和信息技术的基本理论解决电子元器件、集成电路、电子控制、仪器仪表、计算机设计与制造及电子和通信工程相关领域的技术问题，研究电子信息的检测、传输、交换、处理和显示的理论和技术。
二、电子通信系统关键技术问题
近几年来，电子通信技术应用十分广泛，就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看，就存在很多关键性的技术问题，有待加强和改善。除此之外，通信加密、定位及智能化不断升级的物连网技术也更加深入用户。
（一）移动通信系统关键技术。在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式，每个小区内都有很多个无线信号处理单元，要在核心处理单元实现信号处理的功能，首先完成信号的收发功能和简单的信号预处理，然后与核心处理单元连接，通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信，第一种是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射，然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单，缺点则是会不断干扰系统，阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构，通过用大量的无线信号处理单元来实现，从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”，即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想，但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势，第一是小区间干扰低、SiR高且系统容量大，第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应，还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率，还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大，反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区，还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
三、卫星通信系统关键技术
卫星通信在电子通信技术中最为先进，它也有很大的优势，包括通信距离远并且容量大，通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网。但随着不断快速发展的全球信息化产业，人们对信息的需求也越来越复杂多样，电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
卫星通信的关键技术包括高速数据的业务需求、卫星通信应用宽带ip。采用一些关键技术来解决问题，一个就是数据压缩技术，它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率；第二个就是智能卫星天线系统；第三个就是宽带ip卫星通信技术的研究；第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术；第五个就是多址连接技术的改进和发展；第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现，激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥，因为在那里经常会应用到激光通信技术，它在外层空间进行，所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下，天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
四、基于数据加密技术
基于数据加密的网络通信系统在很多的领域都可以用到，它主要就是避免信息在传输的过程中被截取或是篡改，在需要用到通信系统的领域都需要使用加密系统，从而才能保障网络中信息的安全性。加密系统是网络通信系统必不可少的一个部分，也在网络通信系统中将它的作用发挥的淋漓尽致。加密系统是基于internet的C/S通信模型建立的，也主要是在该模型中使用。它主要是在应用层对数据进行加密、数字签名或身份认证等运算，然后发送方再将数据用三重iDea算法进行加密，用单向散列函数SHa-1实现数字签名，并将三重iDea的密钥K1，K2，K3等信息用RSa算法进行加密，最后将加密完成的密文发送给接收方。而接受方在接受到信息后将会按照发送方加密的方式对数据进行解密，得到发送方发送的原文，然后进一步进行验证。这样，客户端与服务器之间的通信就可以正常的进行了，从而保障了两者之间通信的安全性。
五、定位技术
要想获取到目标的具置信息，一般都是采用GpS定位信息，但当目标处在高楼耸立的城市之间，GpS的部分卫星信号处于遮挡状态，此时为了获得到目标的准确信息，可以考虑采取其他的辅助定位方式。比如说，利用伪卫星技术，该技术实质上就是指安置在地面上的地基发射站，它发射的信号与GpS的信号相类似，但该种技术需要架设额外的设施；采用DtV技术，由于大城市环境中，DtV设施资源也有限。此时可以考虑采用无线蜂窝通信系统，该系统在城市中应用成熟，基站信号好。无线蜂窝通信系统中的定位技术主要有两种体制。一种是基于下行链路的定位技术，即基于移动台的定位技术；一种是基于上行链路的定位技术，即基于移动网络的定位技术。基于移动台的定位技术要求移动台参与定位参数的测量以及测量值的求解计算。
参考文献：
[1]刘旭东，卫星通信技术[m].北京：国防工业出版社，2000
光电信息处理技术篇8
一、信息通信技术在电力工业中的应用
(一)3G通信技术的应用
目前,3G技术应用广泛。在电力工业发展过程中,3G技术主要应用于电力传输和电力管理。加快了电力传输速度,增加了电力系统信息容量和灵活性。同时,3G技术支持基于多媒体的电力通信业务,对于电力系统运营速度的提高具有积极意义。另外,3G技术应用于电力工业行政管理和质量管理,实现了信息资源的共享。使无线公告通知和邮件的收发更加高效化。最重要的是实现了电力系统网络负荷的调度管理。这一技术的出现使实时管理变成现实,利用3G网络的无限通信功能实现了电网全网远程即时监控,确保了电力系统运行管理的高效性和准确性。3G通信技术还可及时的电力信息,以及时发现电力系统运行中存在的问题。我国电网系统庞大,用电行业涉及多个方面,行业间的用电量具有较大差别,电力工业用电量大,对其用电现状实施有效监控可实现行业用电转移,以满足大用电企业的用电需求,降低运营成本,提高其管理和运营效率。传统的电力工业管理过程中,由于无法获得及时信息,一旦发生风雪等意外情况,无法及时解决,造成电网损坏,经济损失较大。随着3G通信技术的出现,对现场的受灾情况可及时掌握,电网重建速度加快,电网故障处理掉应急能力增强。因此,3G技术是电力工业的重要信息通信技术之一。
(二)信息处理技术应用于电力系统
由于我国电网发展迅速,电力系统信息庞杂。信息处理技术是指通过信息的采集和转换,实现电网的智能化管理。作为现代化的处理技术,实现了对电网数据的即时监控,促进了智能电网的发展。通过信息处理技术与3G通信技术的结合,对电网运行中存在的阻塞现象实施及时处理,并合理分配各地区电量,从而提高了电网管理的效率。同时,在电力输配电过程中,信息处理技术致力于处理系统关键数据,对电网系统进行及时调整,及时处理系统故障。
(三)光纤通信技术应用于电力工业
目前,电力工业通信技术已经实现了复合架空地线和全介质自承式架型空光缆,提高了电力系统的运行效率。虽然一定程度上提高了系统运行成本,但对于电力工业的可持续发展具有积极意义,提高了电力资源的利用率,使能源消耗逐渐降低。光纤通信技术在电力工业中的应用体现在多个方面,其中,同步数字系列(SDH)的出现逐渐受到行业的青睐,SDH可提供即时的网络信息,对于电力系统的运行安全具有积极意义。总之,光纤技术将成为电力工业发展的必然趋势,代替传统的信息通信方式将提高配电网传输速度,提高电网运行的稳定性和安全性。当然,这一技术尚处于发展之中,有关技术还需要进一步革新。
二、信息通信技术应用于电力工业的前景分析
(一)信息通信技术与电力工业之间的关系更加密切
信息通信技术应用于电力工业已经成为行业发展的必然。随着电力企业和科技的迅速发展,信息技术与电力工业之间的关系将更加密切,从另一个角度分析,信息技术将为电力工业的发展提供充足的技术支持,技术革新速度将影响电力工业的稳定性和发展前程。电力工业发展前景广阔,但同时也面临较大的竞争。通信技术应用于电力工业将实现电力工业发展与数据传输、实时监控以及大跨度联网技术的结合。未来,通信技术将不断更新,并应用于多个领域。企业应建立以信息通信技术为基础的电力工业发展平台,二者之间的关系更加密切,实现相互促进,维持我国电力行业的可持续发展。
(二)智能电网技术的出现于发展
信息通信技术正在向智能化方向发展。电网建设、电网运行将以高效的信息采集和处理为基础,主宰电力工业发展。基于信息通信技术在电网通信中的重要作用,信息处理技术的更新十分重要。即时的信息处理在智能电网阶段将转化为故障定点处理,从而进一步降低维护人员的压力,提高电网运行效率。当然,智能电网的出现和发展需要相关技术人员不断的提高技术,从而更好地掌控电力系统。一旦电力系统出现故障,电网将即时信息。未来,信息通信技术将同电力系统之间更好的融合,影响电力管理、运营、故障处理等多个领域,基于网络通讯、数字信息技术等智能电网技术将对电力系统产生更加积极的影响,资源合理化利用将是未来电力工业发展的趋势,这一理念无疑对电力工业的发展起到了积极意义。现代化电力系统建设要在市场化的经济环境中占据主动权,信息通信技术的应用必不可少,建立完善的智能化电网体系将扩大电网的覆盖面积。
光电信息处理技术篇9
【关键词】电子通信系统；移动卫星通信；关键技术
随着电子通信技术的发展，它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们，它还在改变着社会和国家，使得国家不断发展，特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题，有待人们改善和加强。
1.电子通信系统概述
电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱，是现代高新技术的重要组成部分，甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会，电子通信技术无处不在，它涉及的范围也很广，包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域，还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。
电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信，此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。
2.电子通信系统关键技术问题
近几年来，电子通信技术应用十分广泛，就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看，就存在很多关键性的技术问题，有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速，传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外，频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低，这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出，要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量，就应该突破传统蜂窝体制，应用新的移动通信技术。
2.1移动通信系统关键技术问题
在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式，每个小区内都有很多个无线信号处理单元，这些单元距离都比载波波长要远得多，并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能，首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理，然后就要与核心处理单元连接，通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信，第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射，然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单，缺点则是会不断干扰系统，阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构，通过用大量的无线信号处理单元来实现，从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”，即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想，但同时它也更复杂。
分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势，第一是小区间干扰低、SiR高且系统容量大，第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应，还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率，还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大，反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区，还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。
子通信系统分为5层：应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确，接口应简单，从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础：应用层是通信系统的最高层次，它实现通信系统管理功能（如初始化、维护、重构等）和解释功能（如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等）。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能，驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口（简称mBi）的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试，监控其工作状态，控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输，传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照miL—StD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照miL—StD一1553B规定，处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现，传输层、数据链路层、物理层在mBi上实现。
2.2卫星通信系统关键技术问题
卫星通信在电子通信技术中最为先进，它也有很大的优势，包括通信距离远并且容量大，通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业，人们对信息的需求也越来越复杂多样，电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。
目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题，它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带ip的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题，一个就是数据压缩技术，它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率；第二个就是智能卫星天线系统；第三个就是宽带ip卫星通信技术的研究；第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术；第五个就是多址连接技术的改进和发展；第六个就是卫星激光通信技术。
未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现，激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥，因为在那里经常会应用到激光通信技术，它在外层空间进行，所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下，天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。
总而言之，电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术，移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上，而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱，所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的，掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。
【参考文献】
光电信息处理技术篇10
【关键词】光子学；光子计算机；光子元件；集成光路
talkingaboutthephotoniccomputer
YanGYan-niLiUpengLiChuan-jiang
（Xinjianginstituteofengineering，UrumqiXinjiang830091，China）
【abstract】thespeedofthecomputerindustryformorethanexpectedrapiddevelopment，atpresenthasbeenusedinallstagesofhumansociety.thisarticlediscussthecomputeroperationspeedisrestrictedbyvariousfactors，thispaperintroducestheoverviewofthephotoniccomputer，researchsituationandthelightofthephotoniccomputerdevicesandopticalpath，thecharacteristicsofthephotoniccomputer.
【Keywords】photonic；photoniccomputer；photoniccomponents；integratedoptic
0引言
目前，世界上技术先进的国家正在大力开发第五代计算机，其中一个重要的动向是加紧研制光子计算机。科学家认为，第五代计算机要求具有高得多的运算速度和更加丰富的逻辑处理系统，而光子计算机可以较好地满足这些要求[1-2]。
20世纪40年代，美国宾夕法尼亚大学（Universityofpennsylvania）第一台电子计算机产生以后，此后几十年间，计算机制造工艺在不断的变革中高速发展。计算机系统的历史主要有以下发展阶段电子管时期、晶体管时期、集成电路时期和超大规模集成电路时期。
1电子计算机受到的制约
随着信息技术的不断发展，计算机已经在人类社会的各行各业不断应用着，在计算机技术的不断前进的进程中，计算机产业的发展速度超出了人们预料。在人类社会各行各业的不断应用中，对计算机性能提出了越来越高的要求，例如复杂系统模拟、海量数据挖掘、人工智能、精确制导系统等，其对运算速度的要求达到1012次以上，对数据量的要求非常大[3-4]。电子计算机的以下这些特点，限制了电子计算机的运算速度：
（1）冯・诺依曼（Johnvonneumann）的串行“瓶颈”问题，造成数据输入与处理需要耗费大量的时间，使电子计算机的计算处理速度不能进一步提升，就像一个小口瓶里面的水，只能从瓶口慢慢地流出。
（2）带宽有限问题，对信息传输系统来说载波频率和信号频率带宽之比为100：1，微波频段内，电信号的频率范围在103兆赫兹-104兆赫兹，因而，传输信息时它的频率带宽是10兆赫兹-102兆赫兹。为了改善电子计算机的处理速度，我们让信号脉冲的间隔尽可能小，需要把每个脉冲脉宽变窄，才不致于使信号相互重合而分不开。由于脉宽越窄，频率带宽会变宽，电子计算机的频带宽度不是无限的，要求信号的脉宽不能过窄，同时在传输过程中脉冲将会展宽，使得电子计算机的运算速度提高是困难的。
（3）时钟歪斜问题，这是由于超大规模集成电路的元器件数量大，各部件同步时钟到各元件的距离差异比较大，到达的信号需要等候未到达的信号，联接距离一大，时间就变得很长。
（4）电阻电容电路问题，由于电阻电容电路的响应时间τ-RC，通常为10-9秒，这就阻碍了我们的核心元件―双稳态触发器的转换速度，使传输速度和处理速度不能提高。
由于电子计算机以上这些阻碍运算速度的缺点，这些年，研究新的结构的计算机――光子计算机的专家不断涌现。
2光子计算机
2.1光子计算机概述
光子计算机是靠光而不是靠电来运行的，而光子运动的速度要比电子快得多。光子计算机速度非常快，要比已制造的高速电子计算机（每秒13亿次）快上千倍。从理论上说，电子运动的速度可以接近光子，即每秒30万公里，但在硅芯片上电子的实际速度还不到光速的1%。光子计算机是一种通过光信号来进行信息存储、处理、运算、操作的新型计算机。1969年，研究光子计算机这一伟大征程由美国麻省理工学院（massachusettsinstituteoftechnology）的研究者拉开了序幕，第一台光子计算机在1984年6月制造出来，这是由国际商用机器公司研发的，是一台能够正常工作的光子计算机，只是它必须工作在接近绝对零度的环境下。贝尔实验室在1990年制造了一台光子计算机，它由棱镜、透镜和激光器等元器件完成，贝尔实验室走出了光子计算机的关键步伐。由欧盟的几个高校合作，已开发完成的光子计算机，处理速度是电子计算机的1000倍。光子计算机主要有三大类：光模拟信号计算机（也叫光模拟机）、全光数字信号计算机（也叫光数字机）、光智能形式计算机，光子计算机起始于模拟机，模拟机具有并行快速计算和大信息容量的特点，在光学信息领域（如光编码测距）获得应用[6]。1990年至今，我们设计的全光子计算机，结构基本都是按照电子的传统的计算机来设计的，它用光控制器、光存储器和光运算器组合而成，相互之间和各自内部以光互连这种方式来通信。现在全光数字计算机处在研究过程中，要用到的相关技术难题已经有了答案，主要问题是如何开发更高利用率的光学元器件。光神经网络计算机处理研究中，它具有人工智能的系列优点，带给研究人员极大兴趣，光神经网络计算机的研究同时取得了非常好的进展[7]。但是理论模型还需要进一步细化，要研制出利用率更高的空间调制器和性能更好的光开关列阵，其实真正实用的光子计算机还有很多路要走。当前全光数字计算机与光电混合计算机正在不断发展，数字光计算的研究将成为所需要的光电器件的重要支撑。
2.2光子计算机的研究状况
光学器件是通过光子的运动进行工作的器件，通过调整光的参数，比如，相位、偏振、振幅、强度或波长，来制造出光子晶体管、光逻辑元件、光子存储器件、光子探测器件、光空间调制器件等功能元器件，如光存储器件―光学双稳器件发展也很迅速，有一种半导体量子阱制成的双稳器件，这是很有可能成为光逻辑和光存储器件的，已经制造了光逻辑运算和存储阵列，它在将有望实现光高速运算。1970年以后，使用非线性阔值特性器件来作逻辑门，使用光双稳器件作存储器，美国南加州大学（UniversityofSouthernCalifornia）研制的液晶光阀构建了具有组合逻辑结构功能的系统，能够实现各种逻辑运算。通过多国的研究者们的努力，一种能够将光放大和具有光开关功能的光晶体管，先后在赫罗特-瓦特大学（Heriot-wattUniversity）、京都大学（KyotoUniversity）还有贝尔实验室制造出来。
2.3光子计算机中的光器件与光路
电子是电子计算机中信息的传输的媒介，计算机的部件相互通信利用内部或外部连线作为信号传输媒介，快信息流在传输时就会产生瓶颈阻塞效应。改用光子来传输信息，就不用考虑瓶颈阻塞效应。光子计算机有可能改变目前电子计算机的两进位制的计算和处理方式，创造出更加丰富的逻辑系统。在光子计算机中，通过光子元件的激光亮度不断增加而又有间隔，形成光脉冲串，在此基础上可以创造出更加丰富的逻辑处理系统。科学家预言，将从光学中产生全能的计算方式，光子互连具有高速度、大的时间带宽和空间带宽等众多优势，光路能够相互交叉通过但互相不受干扰，光互连的方式有自由空间的光互连、光纤和波导互连。根据集成电路的思想，科学家设想将多种光电元器件集中做到在一块芯片上，制造集成光路[7]。随着集成光路的发展，从1970年开始，在光学范畴产生了一个叫做集成光学的新兴学科[8]。这几年通过光通信、光交换、光信息处理技术的发展，已经成功开发了各种各样的光子集成器件。实现了把光存储器、光开关、光源、光波导制做在一块芯片上的整体系统。研究者把偏振器、滤光片、光放大器、光调制器、透镜、棱镜、光栅、光衰减器等这些光学元件组成薄膜造在一块母板上，大大缩小了光路所占据的空间，制成了微集成光路，用来进行光信号高速传输与处理，实现了低功耗、高性能、便捷化、高效率[9]。
2.4光子计算机的特点
把光子作为媒介的光子计算机有这些优势[12]：
（1）非常快的运算处理速度，因为光子的速度是3×108米/秒，电子的速度远远低于光子速度，光子计算机的运算处理速度将会比电子计算机快1000倍。
（2）光子器件具有非常宽的时间域带，光波频率大约是电信号频率的104-105倍，以光波为载波，信号带宽就会展宽，可以达到106兆赫兹-107兆赫兹，将拥有非常多的通道数量，而且光脉冲极窄，这样就通过增大数据传输率实现了大量的高速传输。
（3）光子计算机在空间上的域带宽是非常宽的，信息传输与处理能力非常强；一个光波导中并行传输许多波长各异或偏振态有差的光波，彼此可以不受干扰，功能不同的元器件能够在一个光波导中完成，同时传输多种信息。
（4）光子计算机的抗干扰效果非常好，因为光路可以交叉互连。
（5）直接使用光信号进行运算处理，避免了电子计算机将光信号转换成电信号处理然后转换为光信号可能的错误，能够智能识别文字、图像、手势和声音。
（6）信息容量大，没有时钟歪斜现象，处理精度高，由于光子速度是3×108米/秒，多种互连长度带来的延时差极小，不会引起时钟歪斜。
（7）具有较强的容错性，光子计算机中单个元件失零，不会影响最后的运算处理。
（8）能够采用不同进制，运算速度成倍提高。利用光学双稳态元件进行二进制的光计算，利用多稳态光学元件可以进行四进制计算和三进制计算。
3光子计算机的未来
毫无疑问，光子计算机一旦研制成功，将对当前的新技术革命产生不可低估的影响[13]。美国科学家认为光子计算机是未来的总趋势，他们预言五年之内就可以制造出光子计算机。光子计算机的很多工作现在还处于实验室之中，但是我们相信通过研究者们的不断进取，这个伟大梦想必然能够实现[14-15]。伴随着电子计算机的瓶颈，光子时代即将到来，科学家已经断言了的。由于光学相关理论的研究和光子元器件制造等重点技术的进展，光子计算机一定会走向世界的舞台，就像美国著名的科学家比尔・沃尔什（walshBill）所说：“光子计算机必将逐步替代电子计算机。”
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