在智慧城市與工業物聯網高速發展的今天,樓宇之間的無線激光通信(FSO,free space optics)場景需求日益增多。然而,目前很多建筑樓宇外墻安裝了環保節能的Low-E玻璃外墻,Low-E玻璃具有隔熱、保溫、節能等特性,能有效反射遠紅外熱輻射,也就是具有很高的紅外線阻隔能力,但這對紅外激光通信會造成很大的傳輸衰減。近日,六博光電使用自研LB50DAA-15YF型激光通信設備進行了Low-E玻璃外墻寫字樓間的激光通信測試。在室外操場上與數百米外27層高樓的室內光終端設備成功實現1.25Gbps通信速率(也適用于10G FSO)、誤碼率≤1E-7的穩定傳輸。這次實驗結果不僅驗證了公司激光通信產品在穿透雙層玻璃幕墻樓宇間高速通信可行的場景,也驗證了其自主研發的“收發異軸+輔助對準”技術體系在復雜場景下的快速建鏈卓越性能。AI的發展催生出大量數據傳輸的需求,越來越多的公司已部署私有的AI深度學習服務器,大量視頻等數據需要從不同的樓宇傳輸到AI深度學習服務器進行訓練和計算。通過現有的互聯網文件傳輸手段非常緩慢,且時效性差。往往我們需要攜帶移動銀盤從一棟樓宇拷貝到機房,這樣既不安全效率也極低。一種可行的方案是,一棟樓宇的數據匯聚到一起后,通過FSO高速激光通信穿透玻璃幕墻直接傳輸到AI服務器,安全高效且保密。
實驗場景:跨越三重物理屏障的極限挑戰1. 介質屏障:常見的環保辦公樓表面覆蓋LOW-E雙層玻璃,這種玻璃對紅外光具有較高損耗,實驗樓采用的藍色雙層玻璃(厚度12mm+6mm空氣層+12mm)因鍍膜工藝對1550nm激光產生選擇性吸收效應,其透光率從普通玻璃的92%驟降至50%左右,且表面粗糙度引發的散射導致光斑均勻性劣化超40%。
2. 空間屏障:傾斜光路與動態偏移,約70米高度差使光路入射存在斜角,這會增大光反射。多層玻璃折射效應也導致雙向光束傳輸偏移,而30℃高溫引發的玻璃熱膨脹進一步加劇光斑漂移風險。
3. 環境干擾:高溫與噪聲的疊加考驗,在室外30℃環境下,大氣湍流引起的信號強度波動與玻璃熱輻射噪聲共同作用,導致接收端信號信噪比(SNR)的下降。技術突破:異軸架構與智能硬件的協同創新1. 收發異軸光學設計:該型號設備采用收發分離雙孔徑異軸光機結構,將發射與接收光路物理隔離,具有更高的收發隔離度,消除玻璃表面反射引起的同頻干擾。實驗數據顯示,該設計使接收端背景噪聲降低,為高靈敏度探測奠定基礎。
2. Windows上位機輔助對準系統:毫米級精度的智能校準 針對高差環境下的對準難題,六博光電開發了基于Windows平臺的上位機輔助對準系統,可以進行實時視覺反饋,采用CMOS相機捕捉信標光斑位置,引導人工微調至±1mm精度。從而實現快速建鏈,實際測試建鏈時間小于3分鐘。
3. 設備自帶接收功率大小顯示狀態燈,快速判斷接收功率是否達標和完成對準。

圖2上位機輔助對準界面
實測數據:嚴苛環境下的性能標桿
在某科技園區進行的實驗測試,系統展現出良好的魯棒性。
圖3通信場景圖
特別值得注意的是,在正午陽光直射條件下,APD探測器通過自適應增益調節,將接收靈敏度維持在-32dBm,大部分時間無誤碼,遇到強湍流時會出現誤碼,連續測試1小時,誤碼率仍穩定在1.5E-7以內,完全滿足ITU-T G.709標準對干線通信的要求。
應用前景:重新定義建筑通信邊界
超高層建筑通信中:在高樓層摩天大樓中,通過異側玻璃幕墻構建跨樓層1.25Gbps直連通道,替代傳統豎井光纖布線,施工成本降低60%。
工業高溫場景可靠組網:適用于煉化廠、數據中心等高溫區域,利用APD的高靈敏特性穿透防爆玻璃,建立抗電磁干擾的生產控制鏈路。
應急搶險指揮系統:在火災、地震等場景中,快速通過破碎玻璃窗建立生命體征數據與高清視頻回傳通道,突破傳統射頻設備的信號盲區限制。
結語
六博光電正積極推廣FSO激光通信設備在樓宇間高速傳輸場景的應用,希望能夠覆蓋智慧園區、5G基站回傳等六大場景。從共軸到異軸,從手動調校到智能輔助,六博光電再次以硬核技術打破通信介質的物理邊界。預示著未來建筑將與通信網絡深度融合——每一塊玻璃都可能成為連接數字世界的“透明網關”。
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