CEA-Leti宣布其研究人員使用單個(gè)藍(lán)色GaN Micro LED打破了可見光通信（VLC）中5.1 Gbps的吞吐量世界紀(jì)錄。用10 µm Micro LED實(shí)現(xiàn)的7.7 Gbps數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)志著LiFi通信的商業(yè)化和廣泛使用又邁出了一步。
7.7 Gbps的速率使LiFi可以通過進(jìn)一步的研發(fā)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化來替代WiFi，以確保系統(tǒng)的互操作性
VLC，通常稱為L(zhǎng)iFi（“光保真度”的縮寫），是一種新興的無線通信系統(tǒng)，可為諸如WiFi和5G之類的射頻（RF）系統(tǒng)提供替代或補(bǔ)充技術(shù)。它被認(rèn)為是與安全性相關(guān)的應(yīng)用的有前途的技術(shù)，因?yàn)榕cWiFi通信穿透墻壁的情況相比，光傳播可以被限制在一個(gè)沒有信息泄漏的房間內(nèi)。LiFi還有望在可控制RF發(fā)射的環(huán)境（如醫(yī)院，學(xué)校和飛機(jī)）中實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸。
單個(gè)Micro LED通信提供了超高的數(shù)據(jù)傳輸速率，為新應(yīng)用提供了各種機(jī)會(huì)。這些包括要求苛刻的環(huán)境中的工業(yè)無線高速鏈路，例如裝配線和數(shù)據(jù)中心，無觸點(diǎn)連接器或芯片對(duì)芯片通信。但是它們的弱光功率限制了它們?cè)诙叹嚯x通信中的應(yīng)用。
相比之下，成千上萬的Micro LED矩陣比開放的中長(zhǎng)期應(yīng)用具有更高的光功率。但是，要在矩陣內(nèi)保留每個(gè)Micro LED的帶寬，則必須使每個(gè)信號(hào)盡可能接近微光源。
大眾市場(chǎng)應(yīng)用的潛力
CEA-Leti在Micro LED外延工藝方面的專業(yè)知識(shí)可生產(chǎn)小至10微米的Micro LED，這在世界上是最小的。LED的發(fā)射面積越小，通信帶寬越高，在該研究所的單藍(lán)Micro LED項(xiàng)目中為1.8 GHz。該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理的高級(jí)多載波調(diào)制。該高光譜效率波形由單個(gè)LED傳輸，并在高速光電探測(cè)器上接收并使用直接采樣示波器進(jìn)行解調(diào)。
CEA-Leti研究科學(xué)家Benoit Miscopein表示：“這項(xiàng)技術(shù)在大眾市場(chǎng)應(yīng)用方面具有令人興奮的潛力。“ Multi-LED系統(tǒng)可以取代WiFi，但要廣泛采用，將需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化流程來確保系統(tǒng)在不同制造商之間的互操作性。光通信聯(lián)盟成立于2019年，旨在鼓勵(lì)業(yè)界實(shí)施這一標(biāo)準(zhǔn)化。”
除了獨(dú)立的類似WiFi的標(biāo)準(zhǔn)外，還在研究是否有可能將此新技術(shù)作為5G-NR的下行鏈路的分量載波（一種考慮5G移動(dòng)的無線電接入技術(shù)），以帶來更多的附加功能。免許可證帶寬。
“這是可行的，因?yàn)镃EA-Leti的LiFi物理層依賴與WiFi和5G技術(shù)相同的概念，” Miscopein說。“成千上萬的Micro LED矩陣也可以為中至遠(yuǎn)程應(yīng)用打開通道，例如室內(nèi)無線多路訪問。”
保持矩陣中每個(gè)Micro LED的帶寬要求生成的每個(gè)信號(hào)都盡可能靠近微光源。
“為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我們希望將Micro LED矩陣混合到另一個(gè)CMOS驅(qū)動(dòng)器矩陣上：一個(gè)簡(jiǎn)單的CMOS驅(qū)動(dòng)器將引導(dǎo)一個(gè)Micro LED，” Miscopein說。“這還將啟用獨(dú)立控制每個(gè)Micro LED像素的附加功能，并允許新型的數(shù)模波形，從而消除了傳統(tǒng)的LiFi'模擬'實(shí)施中通常使用的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的需求。”
盡管光通信聯(lián)盟將促進(jìn)不同制造商的LiFi系統(tǒng)之間的互操作性，但CEA-Leti將繼續(xù)在兩個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行研究：更好地理解單個(gè)LED在高頻狀態(tài)下的電性能以及帶寬和電遷移模式之間的聯(lián)系，以及使用多LED發(fā)射設(shè)備改善范圍和/或增加數(shù)據(jù)速率的技術(shù)。這需要調(diào)整波形生成以及CMOS插入器，以像素為基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)矩陣。
