远距离激光通信设备及ATP跟瞄系统

近期，武汉六博光电研发一款新型设备--带自动ATP系统的远距离激光通信设备。激光通信ATP（捕获-跟踪-瞄准）演示系统是一款融合高精度动态跟踪与远距稳定传输的创新解决方案。

产品实物图

其核心技术优势如下：

1. 高精度ATP跟踪系统
采用快速反射镜（FSM）与双级视觉跟踪架构：

快速反射镜响应速度达kHz级，结合PID闭环控制算法，可实现±0.5像素级光斑稳定（误 差<3μrad），有效抑制平台振动与大气湍流扰动；

基于20°宽视场CMOS相机实现初始粗对准（耗时<3秒），再通过窄视场高帧频相机进 行二级精跟踪，显著提升抗干扰能力与对准效率。

2. 复合光路设计方案

采用650nm低功率信标光引导与1550nm主通信光双波长设计：

信标光通过上位机辅助接收端快速锁定通信光束空间位置；

1550nm波段有效规避雨雾衰减，确保复杂气象环境下链路稳定性。

光发射端配置33dBm（2W）高功率光源，搭配0.5mrad发散角设计：

大发散角扩展远距离光斑覆盖面积，降低接收端对准难度；

高发射功率预留6dB以上链路余量，补偿大气传输损耗。

3. 高灵敏度光学系统

接收端采用100mm大口径物镜，理论接收光子通量较传统方案提升400%；

搭载超低噪声APD探测器，灵敏度达-30dBm（@1Gbps）；

自适应光学模块实时校正波前畸变，动态维持85%以上链路质量。

4. 低功耗工程化设计

整机功耗控制在50W以内，支持户外48小时连续工作；

碳纤维轻量化结构与IP67防护等级，适应-40℃至+70℃极端环境。

激光通信ATP演示系统设备能够准确跟踪目标点，并将光信号准确的发射到接收端，确 保能够实现实时通信。根据图像识别的反馈系统，设备可以迅速调整快反镜的方向，保持 精确对准。简化设备操作流程，提高使用便捷性。

本系统提供了高度灵活和高效的能源解决方案。它具备辅助对准功能和快反镜快速跟踪功能，可以保证光通信的稳定性，用户可以根据实际情况进行精确控制，满足个性化操作的需求。

系统开机自启动主界面，可显示对准相机和跟踪相机实时画面，系统数据状态以及功能调节。

上位机介绍

其发展优势如下：

一、核心优势驱动发展

1.超高带宽与速率
激光频率比射频高3-5个数量级，理论传输速率可达100Gbps以上，适合应对5G/6G时代爆炸式增长的数据需求，如8K视频、VR/AR实时传输。

2.抗干扰与安全性
窄波束特性降低被截获风险，军事和金融领域尤其重视其防窃听能力；同时避免频谱资源拥挤，无需申请频段许可

3.部署灵活与低成本
无需铺设光纤，在复杂地形（如山区、海洋）或临时场景（灾后应急）中可快速搭建，降低基建成本约30%-50%。

二、关键技术挑战与突破方向

1.大气衰减应对方案

自适应光学技术：通过实时调整光束相位补偿湍流影响，实验表明可提升链路稳定性达90%。

2.多波长冗余传输：结合1550nm（抗雨）和850nm（抗雾）波段，多通道协同降低天气影响。

3.光器件小型化与成本控制
硅光芯片集成技术可将激光模组体积缩小至手机摄像头级别，预计2030年商用器件成本下降60%。

三、应用场景拓展

1.城市“最后1公里”接入
  楼宇间激光中继可替代光纤入户的“挖沟”难题，迪拜已试点FSO为摩天大楼提供10Gbps企业专线。

2.深空探测
NASA的LCRD项目验证地月激光通信，速率达1.2Gbps，未来火星探测数据传输时间将从数小时缩短至分钟级。

四、未来发展趋势

1.混合组网模式
与微波通信互补：晴天采用激光传输，恶劣天气切换至射频，华为已推出FSO-RF 融合基站原型机。

2.政策与资本加持
欧盟“欧洲光通信联盟”投入20亿欧元研发，中国“十四五”规划将空间激光通信列为新基建重点。

五、总结

尽管面临大气干扰、标准化不足等挑战，但随着自适应光学、集成光电子等技术的突破，预计到2030年全球FSO市场规模将超120亿美元（CAGR 35%）。其将在卫星互联网、智慧城市、国防安全等领域形成不可替代的“激光骨干网”，成为6G“空天地一体化”网络的核心拼图。提前布局器件研发（如InGaAs探测器）与场景落地的企业将占据先机。