Wi-Fi보다 100배 빠른
데이터 전송 기술
‘라이파이(Li-Fi)’가 온다

와이파이(Wi-Fi)에 이은 차세대 무선통신 기술로 주목받는 ‘라이파이(Li-Fi)’ 기술이 빠르게 진화하고 있다. 라이파이는 조명 빛을 이용한 무선통신을 뜻한다.
ETRI는 지난 2015년, 발광다이오드(LED) 조명을 이용하는 ‘가시광 무선통신’ 네트워킹 기술을 개발하는 데 성공했다. ETRI가 개발한 라이파이 기술의 특징은 두 가지다. 먼저 기존 기술에 비해 전송 속도가 매우 빨라졌다. 기존엔 동영상 전송이 불가능했으나 이 기술은 DMB 화질의 동영상 송수신이 가능하다. 아울러 조명의 여러 기능을 무선통신으로 제어할 수 있게 됐다. 조명 네트워킹에 의해 조명밝기 조절, 가시광 무선통신 영상 전송, 각종 센서 측정, 사용 전력 모니터링 등을 원격 제어할 수 있다는 이야기다.

01

LED 조명 불빛 위에
인터넷을 싣다

바야흐로 빛을 이용해 정보를 전달, 통신하는 시대가 다가오고 있다. 이는 차세대 무선 통신기술의 하나로 볼 수 있다. 무선 가시광통신은 발광 다이오드(LED)의 가시광선을 눈에 보이지 않는 속도로 깜빡거리게 만들어 정보를 전달할 수 있는 기술이다. 따라서 이를 활용하면 각종 조명 빛을 이용해 데이터 전송하는 길이 열리게 된다. 이는 LED라는 조명 기술과 ICT가 더해져 새로운 통신방식을 제시함 으로써 ICT융합의 새로운 패러다임을 열고 있다. 즉 스마트한 조명 네트워킹이 가능케 되는 것이다. 사람은 잘 인식할 수 없지만, 본래 LED 조명은 초당 3백만 번 이상 깜박거린다.
고속 스위칭이 가능하다는 것이다. 이 원리로 조명이 깜빡일 때 정보를 담아 전송하면 수신기를 통해 통신이 되는 원리다.

02

진짜 光통신 시대를 여는
첨단기술 확보

ETRI는 LED 빛이 초당 100회 이상 깜빡거리는 고속 스위칭 원리를 이용해 디지털정보를 전달하는 VLC 네트워킹 기술을 개발했다. LED 조명의 장점과 조명 기능을 훼손하지 않으면서도 가시광 무선통신을 할 수 있는 VPPM(Variable Pulse Position Modulation) 변조기술, 4B6B 코드 기술 및 칼라 프레임 기술 등을 IEEE 802.15.7 국제표준에 최초로 제안하고 표준화 반영에 성공한 것이다.
펄스의 위치에 따라 데이터를 실어 보내는 PPM(Pulse Position Modulation) 변조 방법과 펄스의 폭을 변화시키는 PWM(Pulse Width Modulation) 변조 방법으로부터 고안해낸 VPPM 변조 기술은 밝기 조절이 용이한 LED 조명의 장점을 유지하면서 최대 수준에 근접한 밝기를 제공할 수 있다. 뿐만 아니라 플리커 발생을 억제할 수 있는 조명융합 기술로서의 장점을 가지고 있다.
랜덤하게 입력되는 “1”과 “0”의 디지털 데이터 4 bit를 “1”과 “0”의 개수가 동일한 6 bit 조합의 데이터로 매핑하는 4B6B 코드 기술은 LED 조명의 평균 밝기를 일정하게 유지시켜 줄 수 있기 때문에 가시광 무선통신 송신 조명의 플리커 발생을 억제하는 기술이다.
다양한 색 표현이 가능한 LED 광원을 가시광 무선통신에 이용할 때 광원에서 발산되는 빛의 칼라만으로도 사용자에게 직관적인 정보를 제공할 수 있는 편리한 기술이다. 이 기술을 이용하면 예를 들어 빨간색의 빛이 나오면 통신 상태가 나쁘고 녹색의 빛이 나오면 통신 상태가 양호하다거나, 빨간색의 빛이 나오면 데이터를 전송 중에 있고 파란색의 빛이 나오면 데이터 전송이 끝났음을 직관적으로 알 수 있다.

03

빛의 혁명
친환경 녹색기술로 바뀌는 미래

현재는 LED통신을 위한 송수신 보드의 크기는 명함크기 정도로 향후 대량 생산체제로 가면 이보다 최고 30분의 1정도 작은 크기로 제작할 수 있을 것으로 보고 있다. 물론 스마트폰에 탑재도 가능할 전망이다. 당장은 수신 동글과 연동한 스마트폰 전용 앱을 깔아 이 기술로 보내는 데이터를 받아 볼 수 있다.
차량의 LED 후미등에 가시광 무선통신 기술을 적용하게 되면 속도를 포함한 선행 차량의 주행 정보를 후방 차량에게 전달할 수 있기 때문에 선행 차량의 급정거에 따른 충돌 방지 등 차량이 보다 안전하게 주행하는데 도움을 줄 수 있다.
또한, GPS 신호 수신이 어려운 실내에서 LED 조명을 이용하여 사용자의 실내 위치 정보를 제공할 수 있으며, 대규모의 복합 실내 공간에서 목적지 안내를 위한 실내 네비게이션 서비스를 제공할 수 있다.
아울러 가시광 무선통신 기술이 적용된 LED 조명으로부터 전시물 및 제품에 대한 구체적인 정보를 제공 받을 수 있으며, 시각장애인에게는 전시물 또는 제품 정보에 대한 점자 디스플레이 서비스를 제공할 수 있다.
가시광 무선통신 기술을 이용하면 USB 메모리와 같은 이동형 저장 장치의 콘텐츠를 스마트폰, 컴퓨터 혹은 디스플레이 기기에 무선으로 전송할 수 있다. 특히 근거리에서 비접촉식으로 전송할 수 있으므로 사용자가 보다 편리하게 이용할 수 있으며, 전달 매체의 가시적인 특징 때문에 물리적 보안성이 뛰어난 장점을 가지고 있다.