The exhausted radio frequency spectrum in mobile networks calls for light-based wireless solutions. However, visible light communication builds on dedicated receiver sub-systems. As an alternative to traditional photodetectors, we exploit low-cost commercial light emitting diodes (LED) that enjoy abundance in consumer electronics. In particular, surface-mounted LEDs with emission in the yellow spectrum are employed as photodetectors in a line-of-sight optical wireless communication link that is sourced by a green laser diode as a pencil beam emitter. Together with their corresponding transimpedance amplifiers, the LED-based receivers show an opto-electrical 3-dB bandwidth of up to 260 MHz, which enables data rates of 3.1 Gb/s using orthogonally frequency division multiplexed signal transmission over in-door distances. We further show that costly digital signal processing functions can be omitted through a fully analogue design of the optical link. Passive frequency response equalization in combination with simple duobinary signaling allows for 1.25 Gb/s transmission over the same link distance. Moreover, we prove that there is neither a rate nor a quality-of-experience penalty when collapsing an Ethernet connection over the optical wireless link in order to transfer large amounts of data or to stream high-definition video. The high-speed properties of commercial LEDs, together with their established role as a transmitter, promise to open new application possibilities in low-cost, short-reach segments.

中文翻译：

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Gb/s 可见光通信与基于单色 LED 的低成本接收器

移动网络中耗尽的无线电频谱需要基于光的无线解决方案。然而，可见光通信建立在专用的接收器子系统上。作为传统光电探测器的替代品，我们开发了在消费电子产品中大量使用的低成本商用发光二极管 (LED)。特别是，在黄色光谱中发射的表面安装 LED 被用作视线光学无线通信链路中的光电探测器，该链路由作为笔形光束发射器的绿色激光二极管提供源。与其相应的跨阻放大器一起，基于 LED 的接收器显示出高达 260 MHz 的 3-dB 光电带宽，使用正交频分复用信号传输在室内距离上实现 3.1 Gb/s 的数据速率。我们进一步表明，通过光链路的完全模拟设计可以省略昂贵的数字信号处理功能。无源频率响应均衡与简单的双二进制信令相结合，可在相同的链路距离上实现 1.25 Gb/s 的传输。此外，我们证明，在通过光纤无线链路断开以太网连接以传输大量数据或流式传输高清视频时，既没有速率也没有体验质量损失。商用 LED 的高速特性及其作为发射器的既定角色，有望在低成本、短距离细分市场中开辟新的应用可能性。无源频率响应均衡与简单的双二进制信令相结合，可在相同的链路距离上实现 1.25 Gb/s 的传输。此外，我们证明，在通过光纤无线链路断开以太网连接以传输大量数据或流式传输高清视频时，既没有速率也没有体验质量损失。商用 LED 的高速特性及其作为发射器的既定角色，有望在低成本、短距离细分市场中开辟新的应用可能性。无源频率响应均衡与简单的双二进制信令相结合，可在相同的链路距离上实现 1.25 Gb/s 的传输。此外，我们证明，在通过光纤无线链路断开以太网连接以传输大量数据或流式传输高清视频时，既没有速率也没有体验质量损失。商用 LED 的高速特性及其作为发射器的既定角色，有望在低成本、短距离细分市场中开辟新的应用可能性。我们证明，在光纤无线链路上压缩以太网连接以传输大量数据或流式传输高清视频时，既没有速率也没有体验质量损失。商用 LED 的高速特性及其作为发射器的既定角色，有望在低成本、短距离细分市场中开辟新的应用可能性。我们证明，在光纤无线链路上压缩以太网连接以传输大量数据或流式传输高清视频时，既没有速率也没有体验质量损失。商用 LED 的高速特性及其作为发射器的既定角色，有望在低成本、短距离细分市场中开辟新的应用可能性。