研究人员使用单个GaN蓝色μ-LED打破LIFI的吞吐量记录

文章：Leti

CEA-Leti的研究员使用单个GaN蓝色微发光二极管（LED）在可见光通信（VLC）中破坏了5.1 Gbps的吞吐量世界纪录。其数据传输速率为10微米的微升压，标志着商业化和广泛使用LIFI通信的一步。

VLC通常称为LIFI（“光保真度”），是一种新兴的无线通信系统，可为诸如WiFi和5G等射频（RF）系统提供替代或互补技术。它被认为是安全相关应用的有希望的技术，因为光传播可以限制在没有信息泄漏的房间，而不是穿透墙壁的WiFi通信。Lifi还拥有RF排放的环境中的超高速数据传输，如医院，学校和飞机。

单个微循环通信为新应用的各种机会提供超高的数据传输速率。这些包括工业无线高速链接，诸如装配线和数据中心等苛刻的环境，以及较少的接触连接器或芯片到芯片通信。但它们的弱光功率将其应用限制为短程通信。相反，数千个微循环的矩阵含有比开放和远程应用更高的光功率。然而，保留矩阵内的每个微循环的带宽要求每个信号必须尽可能地靠近微光源。

CEA-Leti测试了单个GaN蓝色MicroLed，实现了7.7 Gbps的吞吐量

“大众市场应用令人兴奋的潜力”

CEA-Leti在微循环外延过程中的专业知识产生小于10微米的微升，这是世界上最小的。LED的发光面积越小，研究所单蓝色微循环项目中的通信带宽 - 1.8 GHz越高。该团队还制作了先进的多载波调制与数字信号处理相结合。通过单个LED传输该高光谱效率波形，并在高速光电探测器上接收并使用直接采样示波器解调。

“这项技术具有令人兴奋的大众市场应用潜力，”Benoit Miscopein，Cea-Leti研究科学家表示。“多LED系统可以取代WiFi，但大规模采用需要标准化过程，以确保系统在不同制造商之间的互操作性。光通通讯联盟于2019年创建，鼓励行业实施这一标准化。“

除了独立的WiFi标准之外，还有可能将这种新技术作为5G-NR的下行链路中的组件载体，用于5G移动考虑的无线电接入技术，也在调查中，以带来大量的额外无用的带宽。

“这可能是可行的，因为CEA-Leti的Lifi物理层依赖于与WiFi和5G技术相同的概念，”Miscopein说。“成千上万的矩阵也可以向中移到远程应用的方式，例如室内无线多次访问。”

保留矩阵内的每个微循环的带宽要求将每个信号尽可能接近微光源。

“为了迎接这一挑战，我们希望将微循环矩阵杂交到CMOS驱动器的另一个矩阵上：一个简单的CMOS驾驶员将导入一个微循环，”Miscopein说。“This will also enable the additional feature of piloting each microLED pixel independently, and that allows new types of digital-to-optical waveforms that could eliminate the need for digital-to-analog converters commonly used in the conventional ‘analogue’ implementations of LiFi.”

虽然光线通信联盟将促进不同制造商LIFI系统之间的互操作性，但CEA-Leti将在两个地区继续研究：

• 更好地理解高频制度中单个LED的电气行为以及带宽和电迁移模式之间的链路，以及
• 通过多LED发光装置改善范围和/或增加数据速率的技术。这需要调整波形生成以及CMOS插入器以在像素的基础上驱动矩阵。