文档介绍：展望二十一世纪通信与光电子技术的发展
中国科学院院士
北京交通大学教授
简水生
目录
一、二十一世纪是能源危机和绿色能源革命的世纪
二、中央提出“建成资源节约型的社会,把我国建成创新型国家”
三、建设以光纤通信为基础的信息安全网是资源节约型社会的重要组成部分
四、太阳给人类提供无尽的能源
五、研究新型光伏电池是光电子领域贯穿二十一世纪的研究热点
六、建设创新型国家是同学们的历史使命
一、二十一世纪是能源危机和绿色能源革命的世纪
在20世纪人类社会的科学技术得到了飞速的发展,从“爱因斯坦的相对论”到“宇宙飞船和空间站的建立”,从微电子技术的发明到每秒运行几十万亿次的计算机,由我国古代诗人李白所惊叹的“蜀道之难难于上青天”,到现代的“北京到成都,可以一天往返”,实际上这种现代文明是建筑在能源消耗提高的基础上。
常规能源有尽时
世界已探明石油储量只能供应41年。
其中67%在中东,7~9%在里海,27%分布在美国,俄罗斯,非洲,拉美和我国(我国只占3%)
常规能源是指石油,天然气和煤炭,这是地球46亿年形成过程中太阳给予地球能源的储存。
常规能源有尽时
我国的能源状况
现已探明,常规能源总量为一万亿吨标准煤,但目前可开采的总能源为1500亿吨标准煤。
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,,成品油4000万吨
常规能源有尽时
我国电力供应以煤电为主,2002年我国SO2排放量高达1927万吨。
2020年我国 CO2排放量将居世界第一,环境污染,土壤酸化,粮食减产,植被破坏,引发大量呼吸道疾病,威胁人民身体健康,而且温室效应将使世界环境产生剧烈变化,使人类生存受到威胁。
隐藏的危机
世界上为石油已经不宣而战。
有的国家宣称,为“反恐”须驻兵马六甲海峡,甚至日本也宣称要派舰队到马六甲海峡保护日本的侨民。围绕里海的石油,许多国家发生了所谓的“颜色革命”
我国进口石油90%通过海上运输,80%须经过马六甲海峡,形势十分严峻。
2020年前,我国将新建27个百万级核电站,。
我国天然铀短缺,进口铀的困难要更大一些。
二、中央提出“建成资源节约型的社会, 把我国建成创新型国家”
解决能源危机,出路何在?
一是进行节约
二是进行绿色能源革命
为此,中央提出了“建设资源节约型社会”的方针政策。在今年召开的科技工作会议所通过的决议中,明确提出了今后十五年内科技工作以创新为核心,确定了:自主创新,重点跨越,支撑发展,引领未来的重大科技战略方针,要把我国建成创新型国家。这就为我国进行绿色能源革命奠定了政治基础。
三、建设以光纤通信为基础的信息安全网
是资源节约型社会的重要组成部分
实现了从电通信到光通信的跨越发展,
电通信传输媒质为同轴电缆,每管同轴耗铜量100~ 200Kg/Km
光通信传输媒质为光纤,每根光纤的重量27g/Km,
售价100元/Km,传输话路为数百万话路~数千万话路
为人类社会提供了史无前例的最廉价的传输平台
光通信实际上是由传输和交换所组成的,光纤已经解决了光的传输问题,但是光的交换并未实现。到目前为止,国际上在光的交换方面并未取得突破性进展,而是需要由光变成电进行交换再变成光,这就像高速公路没有立交桥一样,很难发挥光传输的巨大优势。
目前的电交换在互联网中就是包交换(或分组交换),在这种交换系统中,发讯者发出的包可以从任意一条闲置的电路传给受讯者,即受讯者与发讯者之间并无固定电路连接,使受讯者不能实时准确地获得发讯者的地址码,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,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。同时也阻碍了互联网自身的发展。目前互联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,在这样高的计算速度下,任何防火墙和密约都将被迅速解密。
三、建设以光纤通信为基础的信息安全网
是资源节约型社会的重要组成部分