在日常生活中，燈泡給了我們無(wú)處不在的照明。除了照明，如果有人告訴你燈泡還能通信，并且通信速率還很高，你信還是不信呢？

　　燈泡通信是一件很新奇的事，它得益于令人浮想聯(lián)翩的新科技——可見光通信技術(shù)。

　　上網(wǎng)搜搜“可見光通信技術(shù)”，你能看到各種報(bào)道，包括中國(guó)人在2010年上海世博會(huì)的展示、外國(guó)人在TED上的介紹、美國(guó)時(shí)代周刊的“LiFi”、中國(guó)中央電視臺(tái)的“光怪路由”……

　　如果你關(guān)注可見光通信系統(tǒng)的速率指標(biāo)，你還會(huì)發(fā)現(xiàn)科研團(tuán)隊(duì)的成果不管是10Mbps、100Mbps、Gbps還是數(shù)十Gbps，都能標(biāo)稱國(guó)際先進(jìn)。

　　要想客觀評(píng)價(jià)這項(xiàng)無(wú)線通信新技術(shù)的研究進(jìn)展，還得學(xué)習(xí)一些通信技術(shù)的基本知識(shí)。

　　作為一名從事可見光通信技術(shù)研究的一線科研人員，下面我以中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所的一項(xiàng)研究成果為案例，對(duì)可見光通信這項(xiàng)無(wú)線通信新技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的科普。

　　在中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)上，對(duì)半導(dǎo)體研究所的一項(xiàng)可見光通信技術(shù)研究成果有如下描述：

　　基于1瓦熒光型白光LED[1]和PIN探測(cè)器[2]在OOK調(diào)制下單路[3]實(shí)時(shí)[4]傳輸平均速率[5]610Mbps，在傳輸距離6.2米時(shí)，平均誤碼率[6]為3.5e-5量級(jí)，遠(yuǎn)低于前向糾錯(cuò)的誤碼率上限要求3.8e-3。

　　網(wǎng)站還附上了如下圖所示的系統(tǒng)實(shí)物照片和安捷倫誤碼率測(cè)試儀[7]81250的測(cè)試結(jié)果。

　　下面我們針對(duì)上述這段話中的幾個(gè)關(guān)鍵詞逐一進(jìn)行解讀。

　　“1瓦熒光型白光LED”

　　目前常用的半導(dǎo)體照明光源是熒光型白光LED，因?yàn)闊晒獠贿m宜做高速光通信，所以有人會(huì)用不含熒光的藍(lán)光LED，甚至使用三顆芯片的RGB三基色LED或者四顆芯片的RGBY四色LED，這樣能利用波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)多芯片速率的累加。

四種半導(dǎo)體照明光源

　　“PIN探測(cè)器”

　　半導(dǎo)體光探測(cè)器按照器件結(jié)構(gòu)分最常用的是PIN探測(cè)器和APD探測(cè)器。其中，APD探測(cè)器帶雪崩放大功能，能實(shí)現(xiàn)微弱光信號(hào)的探測(cè)，能有效延長(zhǎng)光通信系統(tǒng)通信距離，價(jià)格昂貴。PIN探測(cè)器雖然便宜，但是本身不帶信號(hào)放大功能，對(duì)最小信號(hào)光功率要求較高。

PIN探測(cè)器和APD探測(cè)器

　　“單路”

　　單路就是一個(gè)通道，多色光的波分復(fù)用或者多個(gè)LED的空分復(fù)用是多通道通信，多個(gè)通道的通信速率累加就是系統(tǒng)的通信速率。

單一通道傳輸和多通道傳輸

　　“實(shí)時(shí)”

　　實(shí)時(shí)是相對(duì)離線而言的，離線處理肯定是非實(shí)時(shí)通信，因?yàn)樗荒馨l(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包，不能連續(xù)發(fā)送并處理數(shù)據(jù)包，而實(shí)時(shí)就是能連續(xù)傳輸并處理，如果要做個(gè)比喻的話，實(shí)時(shí)通信就好比自來(lái)水管放水，而離線處理則是拋扔瓶裝水。

實(shí)時(shí)通信和非實(shí)時(shí)通信就好比一個(gè)是自來(lái)水管放水，一個(gè)是拋扔瓶裝水

　　“平均速率”

　　所謂平均速率，就是通信系統(tǒng)持續(xù)工作一段時(shí)間（比如2個(gè)小時(shí)）平均每秒傳送了多少比特信息。而峰值最高速率就是某一瞬間的最高速率，可以比喻成“最輝煌的瞬間”。

平均速率和分值速率

　　“平均誤碼率”

　　誤碼率通常與系統(tǒng)的傳輸距離、傳輸速率成反比。原始誤碼率只要低于前向糾錯(cuò)3.8E-3的要求就可以通過(guò)冗余編碼來(lái)糾錯(cuò)，改善誤碼率。而兩個(gè)通信系統(tǒng)性能比較，通常誤碼率、傳輸距離、傳輸速率三者要綜合考評(píng)，單比一個(gè)指標(biāo)沒(méi)太大意義。

　　“誤碼率測(cè)試儀”

　　誤碼率測(cè)試儀是專用于誤碼率測(cè)試的儀器。如果沒(méi)有誤碼率測(cè)試儀，利用接收機(jī)的眼圖、星座圖等也可以初略估算誤碼率。

　　通過(guò)上面的介紹，相信大家已經(jīng)明白了，我們?nèi)粘Ｉ钪姓彰饔玫?瓦的熒光型LED燈，除了做照明用能節(jié)能省電外，做通信用也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)600Mbps以上的高速無(wú)線傳輸，并且還能繼續(xù)提速。

　　其實(shí)，如果不限定是做實(shí)時(shí)傳輸，采用高階調(diào)制技術(shù)做非實(shí)時(shí)傳輸，在實(shí)驗(yàn)室里大功率的無(wú)熒光粉的LED已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)Gbps量級(jí)的峰值傳輸速率了。如果能研發(fā)相配套的高性能的數(shù)據(jù)處理芯片，則大功率LED進(jìn)行Gbps量級(jí)的實(shí)時(shí)傳輸也有望實(shí)現(xiàn)，1顆四色LED甚至能有望通過(guò)波分復(fù)用實(shí)現(xiàn)10Gbps的傳輸。

　　看來(lái)，光通信比電通信快的基本常識(shí)，在無(wú)線通信領(lǐng)域也能很容易得到驗(yàn)證了。