在智慧城市與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)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(huán)保節(jié)能的Low-E玻璃外墻，Low-E玻璃具有隔熱、保溫、節(jié)能等特性，能有效反射遠(yuǎn)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(shè)備進(jìn)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(shù)百米外27層高樓的室內(nèi)光終端設(shè)備成功實現(xiàn)1.25Gbps通信速率（也適用于10G FSO）、誤碼率≤1E-7的穩(wěn)定傳輸。這次實驗結(jié)果不僅驗證了公司激光通信產(chǎn)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(fā)的“收發(fā)異軸+輔助對準(zhǔn)”技術(shù)體系在復(fù)雜場景下的快速建鏈卓越性能。

AI的發(fā)展催生出大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅�越來越多的公司已部署私有的AI深度學(xué)習(xí)服務(wù)器，大量視頻等數(shù)據(jù)需要從不同的樓宇傳輸?shù)紸I深度學(xué)習(xí)服務(wù)器進(jìn)行訓(xùn)練和計算。通過現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)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(jī)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(shù)據(jù)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?shù)紸I服務(wù)器，安全高效且保密。

圖1 樓宇間穿透Low-E玻璃幕墻的高速激光通信示意圖（真實激光采用不可見光）

實驗場景：跨越三重物理屏障的極限挑戰(zhàn)

1. 介質(zhì)屏障：常見的環(huán)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(lán)色雙層玻璃（厚度12mm+6mm空氣層+12mm）因鍍膜工藝對1550nm激光產(chǎn)生選擇性吸收效應(yīng)，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(fā)的散射導(dǎo)致光斑均勻性劣化超40%。

2. 空間屏障：傾斜光路與動態(tài)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(yīng)也導(dǎo)致雙向光束傳輸偏移，而30℃高溫引發(fā)的玻璃熱膨脹進(jìn)一步加劇光斑漂移風(fēng)險。

3. 環(huán)境干擾：高溫與噪聲的疊加考驗，在室外30℃環(huán)境下，大氣湍流引起的信號強(qiáng)度波動與玻璃熱輻射噪聲共同作用，導(dǎo)致接收端信號信噪比（SNR）的下降。

技術(shù)突破：異軸架構(gòu)與智能硬件的協(xié)同創(chuàng)新

1. 收發(fā)異軸光學(xué)設(shè)計：該型號設(shè)備采用收發(fā)分離雙孔徑異軸光機(jī)結(jié)構(gòu)，將發(fā)射與接收光路物理隔離，具有更高的收發(fā)隔離度，消除玻璃表面反射引起的同頻干擾。實驗數(shù)據(jù)顯示，該設(shè)計使接收端背景噪聲降低，為高靈敏度探測奠定基礎(chǔ)。

2. Windows上位機(jī)輔助對準(zhǔn)系統(tǒng)：毫米級精度的智能校準(zhǔn) 針對高差環(huán)境下的對準(zhǔn)難題，六博光電開發(fā)了基于Windows平臺的上位機(jī)輔助對準(zhǔn)系統(tǒng)，可以進(jìn)行實時視覺反饋，采用CMOS相機(jī)捕捉信標(biāo)光斑位置，引導(dǎo)人工微調(diào)至±1mm精度。從而實現(xiàn)快速建鏈，實際測試建鏈時間小于3分鐘。

3. 設(shè)備自帶接收功率大小顯示狀態(tài)燈，快速判斷接收功率是否達(dá)標(biāo)和完成對準(zhǔn)。

圖2 上位機(jī)輔助對準(zhǔn)界面

實測數(shù)據(jù)：嚴(yán)苛環(huán)境下的性能標(biāo)桿

在某科技園區(qū)進(jìn)行的實驗測試，系統(tǒng)展現(xiàn)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(yīng)增益調(diào)節(jié)，將接收靈敏度維持在-32dBm，大部分時間無誤碼，遇到強(qiáng)湍流時會出現(xiàn)誤碼，連續(xù)測試1小時，誤碼率仍穩(wěn)定在1.5E-7以內(nèi)，完全滿足ITU-T G.709標(biāo)準(zhǔn)對干線通信的要求。

應(yīng)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(cè)玻璃幕墻構(gòu)建跨樓層1.25Gbps直連通道，替代傳統(tǒng)豎井光纖布線，施工成本降低60%。

工業(yè)高溫場景可靠組網(wǎng)：適用于煉化廠、數(shù)據(jù)中心等高溫區(qū)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(chǎn)控制鏈路。

應(yīng)急搶險指揮系統(tǒng)：在火災(zāi)、地震等場景中，快速通過破碎玻璃窗建立生命體征數(shù)據(jù)與高清視頻回傳通道，突破傳統(tǒng)射頻設(shè)備的信號盲區(qū)限制。

結(jié)語

六博光電正積極推廣FSO激光通信設(shè)備在樓宇間高速傳輸場景的應(yīng)用，希望能夠覆蓋智慧園區(qū)、5G基站回傳等六大場景。從共軸到異軸，從手動調(diào)校到智能輔助，六博光電再次以硬核技術(shù)打破通信介質(zhì)的物理邊界。預(yù)示著未來建筑將與通信網(wǎng)絡(luò)深度融合——每一塊玻璃都可能成為連接數(shù)字世界的“透明網(wǎng)關(guān)”。