OET | 面向6G的高速大容量可见光通信：进展与展望【复旦大学迟楠教授团队】

文章 | Chi N, Lu Z L, Li F J et al. High-speed and large-capacity visible light communication for 6G: advances and perspectives. Opto-Electron Technol  2, 260004 (2026).

第一作者：迟楠

通信作者：迟楠

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随着第六代移动通信（6G）向“空天地海一体化网络”演进，海量数据业务（如AR/VR、数字孪生、人工智能等）对通信系统的容量、速率和时延提出了前所未有的要求。然而，传统射频频谱资源日益紧张。在此背景下，可见光通信（VLC）作为一种利用380~780 nm光谱的新型无线光通信技术，因其频谱资源丰富、抗电磁干扰能力强以及可实现超高速传输等优势，受到广泛关注。

为突破传统通信体系的容量极限，探索面向6G的大容量、高速无线传输新方案，通过系统性梳理可见光通信在器件、算法与系统架构等方面的关键进展，可以构建支撑大容量传输的技术体系。

该方向的综述将具有重要意义：一方面，可见光频谱为未来无线通信提供了新的容量增长空间；另一方面，其在星间通信、水下通信、数据中心互连等场景中展现出独特优势，有望成为6G关键支撑技术之一。

在器件层面，研究重点在于提升发射端和接收端的带宽与效率。发射端从传统激光二极管（LED）逐步演进至Micro-LED和激光二极管（LD），通过结构设计、腔长优化等手段实现GHz级甚至更高带宽，单通道速率已突破36.5 Gbps。同时，大规模阵列器件推动系统向并行化发展，有助于实现Tbps级潜在容量。在接收端，GaN基光电探测器、雪崩光电二极管、单光子探测器等显著提升了灵敏度与通信速率，同时阵列化设计有效扩展视场角并增强系统鲁棒性。

在信号处理方面，为克服带宽受限与非线性失真等问题，发展了多种高效调制与均衡技术。调制方面，通过高阶调制、多维编码及频谱压缩显著提升频谱效率；信道估计从传统算法逐步向物理模型驱动的深度学习方法转变，实现复杂信道下更高精度建模；均衡技术则通过预均衡与后均衡结合，特别是神经网络辅助方法，有效补偿非线性与带宽限制，提高系统性能。

在系统与网络层面，多维复用与多孔径接收成为实现大容量传输的关键。通过波长、偏振、空间和模式等多维复用，系统速率已从Gbps级提升至800 Gbps以上。此外，多孔径接收与波束成形技术显著增强抗湍流能力和空间复用能力，提高链路稳定性。近年来，可见光通信的进展如图2所示，结合波分复用等技术的多维并行架构已成为主流发展方向，推动可见光通信朝Tbps级发展。

近几年来，可见光通信在器件性能、算法优化与系统架构方面均取得显著突破，已具备向实际应用过渡的基础。未来研究将重点聚焦于基于感知的可预测通信与光场调控技术、星间通信以及可见光光子集成等方向。通过多维协同优化与芯片级集成，有望实现更高容量、更强鲁棒性的通信能力，成为6G关键支撑技术之一。

该工作得到了国家自然科学基金项目(项目号62525102)的支持。