基于micro-LED的波分复用高速水下可见光通信系统研究
应红
张涛
王彬峰
刘涛
唐堂
惠天宇
苏州热工研究院有限公司,江苏苏州 215004
摘要：本文研究了一种基于2个商用LED和5个自行设计micro-LED的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)超高速水下可见光通信概念验证系统.通过预均衡和正交频分复用调制技术,在0.6 m水下环境中实现了 28.82 Gbps的聚合通信速率,这是目前所知基于micro-LED的水下可见光通信(Underwater Visible Light Communication,UVLC)的破纪录传输速率,较现有最高纪录(20.09 Gbps)提升43％.相对单通道455 nm micro-LED(7.23 Gbps),容量增益达4倍.此外,本研究还分析了各波长光源的调制带宽与光功率特性,并利用63％和40％衰减片模拟扩展距离传输环境.采用63％衰减片的WDM-UVLC系统可获得聚合速率为18.35 Gbps,其中最短的估算传输距离为650 nm波长的光源,仅为1.81 m.使用40％衰减片的WDM-UVLC获得了 15.36 Gbps的总通信速率,最短估算传输距离为2.75 m,而对于在水环境衰减特性小的蓝绿光则能够获得超过8 m的估算传输距离.尤其对于455 nm通道SNR仅下降5 dB即可维持BER＜3.8 × 10-3,验证了方案在功率波动下的鲁棒性与潜力.该研究不仅验证了波分复用技术结合micro-LED在水下高速通信中的潜力,更表明多色micro-LED是波分复用UVLC发射器的绝佳候选器件,通过特定的光学滤波器和光学设计,未来可实现更集成的波分复用系统.
关键词：水下可见光通信波分复用micro-LED正交频分复用
分类号：TN929.3(无线通信)
论文发表日期：2025-10-31
在线出版日期：2025-11-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 60-73 )
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