國家信息基礎結構

“國家信息基礎結構”實質上是一個國家的信息化框架,它通常包括以下四大部分:大規模的先進發達的信息網絡(主要是指高速率、大容量的電子計算機通信網絡);信息產業(主要包括信息設備製造業、軟件業、係統集成業和信息服務業,涉及科研、開發和製作諸多環節);應用係統以及旨在保障社會信息化和信息網絡有效運行的社會支持環境(政策法律、文化教育以及人才資源開發)等。其中,建立大規模的先進發達的信息網絡占據了很重要的份額。

國家信息網絡

建造高速率、高性能的國家信息網絡是一個國家信息化的標誌,它的基本功能是將較大範圍(例如一個國家)的各種社會細胞——如政府機構、教育單位、科研部門、圖書館、軍事機構、企業以及家家戶戶的電子計算機通信終端聯結起來,使這一範圍內成千上萬個計算機通信用戶在辦公室或家裏就可以利用傳真機、電視、電子計算機等終端設備,方便、迅速、準確地獲取、傳遞、交換和處理信息,從而最大限度地實現信息資源的共享,每個“網絡公民”既是信息的消費者,又是信息的積極提供者。

所以通常以點析麵形象地將整個國家信息基礎結構說成是“信息高速公路”。“信息高速公路”的提出有其一定的曆史背景。隨著蘇聯解體,冷戰結束後,美國政府就致力於尋找一種“能一箭雙雕地解決國家安全和經濟競爭問題”的良策,幕僚們紛紛進諫。美國總統科學顧問布羅姆利認為:“為了使美國經濟在世界經濟中變得更具競爭力,最有效的一步就是建設高性能、高速率的國家信息網絡。這是促進美國科學研究和技術發展的關鍵。”為此,美國政府於1993年提出了建造“信息高速公路”的構想,將吉布森當年的憧憬變成了現實。

國際衛星通信係統

蘇聯集團國際衛星通信係統。該係統早在1971年11月15日由蘇聯、東歐等9國籌建,後又發展了越南、敘利亞等5個成員國。此外,還有一些發展中國家也租用該係統的衛星通信信道進行國際通信。該係統主要提供電視節目、電視電話會議和數傳服務。

歐洲衛星通信係統。始建於1985年9月1日,截止1990年上半年已有27個成員國,由5顆衛星組網,為各成員國提供視頻會議、電話會議、高速傳真、電視教育和各種商業通信等。

國際海事衛星通信係統。這是專門提供海事通信的國際組織,到1989年4月已經開始對8759個船舶電台包括陸上設置的965個電台,提供了電報、電話直通業務以及遇險呼救服務。該係統在大西洋、太平洋和印度洋上空各發射一顆通信衛星,使用頻率分為:星M船間16~15千兆赫頻段,星M岸間6~4千兆赫頻段。

“國防信息設施”

如同其他科學技術往往因軍事需要而產生,其研究成果又總是優先應用於作戰領域一樣,高速信息網絡的問世也不例外。為了適應未來戰爭的需要,以美國為代表的西方發達國家,在大力建造“國家信息基礎設施”(NII)的同時,將目光投向了修建戰場信息高速公路——國防信息基礎設施(DII)。1994年2月,美國陸軍在奧蘭多舉行了一次有600多名高級軍官、專家、學者參加的研討會,專題討論了怎樣打贏未來戰爭的問題。其中就專門研究了建設“國防信息基礎設施”。

功率控製技術

功率控製技術是CDMA係統的核心技術。CDMA係統是一個自擾係統,所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率,“遠近效用”問題特別突出。CDMA功率控製的目的就是克服“遠近效用”,使係統既能維護高質量通信,又不對其他用戶產生幹擾。功率控製分為前向功率控製和反向功率控製,反向功率控製又可分為僅由移動台參與的開環功率控製和移動台、基站同時參與的閉環功率控製。

幹線節點

幹線節點僅僅提供了交換手段和傳輸信道,但還不能直接為用戶服務。實現信息傳遞,最終是要使信息落地,也就是說要為用戶入網提供條件。用戶進地域通信係統最常用的是通過“入口節點”進入,“入口節點”好比是在用戶與“幹線節點”之間搭起的一座橋梁。對於一些配置比較密集,且靠近幹線節點又遠離入口節點的用戶,也可采用複接器入網。“複接”是集單路為群路的意思,即將各個分路信號集合為群路信號或將群路信號分解成分路信號。複接器既可複接電話通信用戶,又可複接非電話通信用戶;既可複接模擬通信用戶,又可複接數字、數據通信用戶。在複接過程中,複接器能進行模數互換和起到匹配傳輸速率的作用。例如,當幹線節點的接口速率為每秒512千比特而每路信息速率為每秒16千比特時,可以將32路彙接在一起(16千比特32=512千比特)。但它不能像入口節點那樣為用戶提供交換,即無本地交換功能。

“幹線節點”與“入口節點”宛如地域通信係統的左膀右臂,所謂“地域通信係統”,說白了就是指在一定的地域內開設若幹“幹線節點”和“入口節點”,它們之間用多路傳輸信道互相聯通,形成柵格狀的、覆蓋整個地域的公用通信網絡,可有效地為地域內各用戶服務。

矽片自檢裝置

日本光子學研究公司和不二越機械工業公司共同開發出矽片表麵自動檢查裝置,這種裝置能5秒鍾檢測一塊矽片表麵缺陷,判別百分之一微米的凹凸。檢測應用“魔鏡”原理,觀察平行光線照射矽片表麵時反射的圖像。表麵微小的凹凸以明亮程度不同的差別顯示出來。反射的圖像由高靈敏度電荷耦合器件攝像機攝影,在電視監測屏幕上映出。

日本電氣公司發明一種新方法以檢測印刷電路板清洗之後仍留有的殘餘物。該方法是將水銀燈發出的光過濾到印刷電路板上,然後測定殘餘物發出的熒光度。新的檢測方法可以使技術人員用計算機掃描芯片的圖像,檢查清洗品(如水或者乙醇)清洗後留下來的殘餘物。複合殘餘物能給計算機和消費電子產品使用的印刷電路板的作業造成麻煩。常規的方法是依靠化學物質來發現芯片上的殘餘物,沒有這種新的計算機輔助方法準確。

改變世界的發明——集成電路

現在人們公認,世界上最早的集成電路,是1958年美國物理學家基爾比和諾伊斯兩人各自獨立研究發明的。他們兩人同時被推崇為微電子學的創始人。

早在第二次世界大戰期間,就有人把油墨狀的電阻材料與鍍銀金屬片設法印在陶瓷基片上,做成電阻和連接線的組合體。印刷電路工藝的發展及晶體管的發明,為集成電路的發明做了必要的技術準備。

20世紀50年代以來,宇航工業、通信產業和計算機產業的迅速發展,迫切需要各種性能穩定、能實現更加複雜功能的半導體器件,而且還希望這種器件越小巧越好。1957年,前蘇聯第一顆人造地球衛星的發射,促使美國軍方加快了實現電子器件微型化的步伐。

通信工程師們設想把一些晶體管及元件以新的形式組合成一種更複雜的線路,而不是簡單地拚湊在一起,這種線路稱為集成電路。從外形看來,它們就是小小的矽片,因此人們也稱它們為芯片。至今,在各種通信設備、計算機及各種電器設備中,處處都可以見到這種芯片。