2015.12.16

ITWorld 용어풀이 | 라이파이(Li-Fi)

이대영 기자 | ITWorld
라이파이(Li-Fi)는 가시광선(Visible Light)을 이용해 초고속 데이터를 전송하는 차세대 무선 네트워크 기술로, 라이트 피델리티(light-fidelity)의 줄인 말입니다.

라이파이는 지난 2011년 영국 에든버러 대학 물리공학부 헤럴드 하스 교수가 최초로 제안한 것으로, 가시광무선통신(VLC) 기반으로 1초당 최대 1GB 데이터를 보낼 수 있습니다. 이런 전송 속도는 2초면 고화질 영화 한 편을 내려받을 수 있는 등 무선 네트워크 표준인 와이파이(Wi-Fi)보다 100배 이상 빠르게 데이터 송수신이 가능해 새로운 근거리 무선 네트워크 기술로 주목받고 있습니다.

지금까지 무선 통신 기술은 라디오 주파수, 즉 전파를 이용해 데이터를 전송해 왔습니다. 하지만 라이파이는 전파가 아닌 가시광선을 이용한다는 것이 가장 큰 특징입니다.
전자기파는 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등으로 이뤄져있는데, 가시광선은 이 가운데 인간의 눈으로 볼 수 있는 영역을 말합니다. 전통적으로 가시광선의 파장은 390~700nm이며, 주파수는 430~790Thz에 해당합니다.

출처. wikipedia.org

데이터 전송 기술은 모든 전자기파에 적용할 수 있습니다. 하지만 적외선의 경우 안구 안전 규제에 의해 낮은 전력으로만 이용할 수 있습니다. 자외선은 선탠에는 이용되고 있지만 인체에 상당히 위험하며, X-레이나 감마선은 자외선보다 더 치명적인 위험성을 안고 있습니다.

그래서 전파 이외에 다른 전자기파 가운데 데이터 전송에 사용할 수 있는 전자기파는 사실상 가시광선 밖에 없습니다.

라이파이가 전파가 아닌 가시광선을 굳이 선택한 이유는 전파가 갖고 있는 한계 때문입니다. 무선 기술마다 특정 범위의 주파수가 정해지는데, 최근에 와서 이런 주파수 대역이 부족해졌습니다. 또한 이런 전파 대역에서의 전송 기술이 사용자들이 요구하는 데이터 전송량을 충족시키지 못한다는 데 있습니다.

곳곳에 설치된 수많은 무선 통신 기지국들의 문제도 있습니다. 기지국에서 소모되는 대부분의 에너지는 전파를 전송하는데 이용되는 것이 아니라 기지국의 열을 식히는데 이용됩니다. 이런 기지국의 에너지 효율은 약 5% 정도에 불과합니다.

보안 문제도 거론하지 않을 수 없습니다. 대부분의 전파들은 벽을 투과하기 때문에 다른 장소에서도 사용할 수 있습니다. 이를 악용해 누군가 데이터를 가로챌 수도, 자신의 네트워크를 악용할 수도 있습니다.

라이파이는 빛을 이용하기 때문에 벽이나 빛이 투과되지 않는 장애물이 있다면 데이터 전송이 어렵습니다. 이런 특성은 단점이기도 하지만 특정 공간에서 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 되기도 합니다.

해럴드 하스 교수는 라이파이가 모든 전구를 통해 무선 데이터를 전송한다고 말했지만, 백열등이나 형광등과 같은 구형 전구로는 사용할 수 없습니다. 라이파이를 사용하려면 신호를 데이터 스트림으로 만들 수 있는 전구가 필요한데, 표준 LED 전구에 전용 칩이 내장해야 가능합니다. 또한 신호를 받을 수 있는 기기에 붙여 신호를 해석할 수 있는 전용 리시버를 이용합니다.

신호를 주고받을 때 발생하는 파동은 100만분의 1초 간격으로 깜빡이기 때문에 사람의 눈으로는 감지할 수 없을만큼 빠르고 미세해 사람의 눈에 영향을 주지 않습니다. 라이파이가 데이터를 전송하는 방식은 SIM-OFDM(Subcarrier Index Modulation-OFDM) 기술로 수천 개의 데이터 스트림을 병렬적으로 전송하는 방식입니다.

라이파이는 LED 전구의 조명 기능을 충실히 이행하면서 데이터 전송을 할 수 있다는 것이 장점입니다. 또한 조명 기능을 하지 않고 꺼진 것처럼 보이는 정도로 빛을 어둡게 하더라도 데이터를 전송할 수 있습니다.

라이파이는 와이파이의 여러 문제점을 해결할 것으로 기대되는데, 이 가운데 가장 주목받는 부분은 용량입니다. 현재 와이파이에 사용되는 주파수 영역에 비해 1만 배 이상 넓으며, 전송 속도도 100배 이상이기 때문입니다.

해럴드 하스 교수는 LED 전구가 사용되는 모든 곳, 예를 들어 책상 램프는 물론, 가로등이나 신호등이 엑세스 포인트(AP)가 될 수 있으며, 자동차 전조등이나 후미등, 전파에 민감한 화학, 전기 전자 공장에서 데이터 전송용도로 사용할 수 있다고 설명했습니다.

하지만 라이파이가 아직 상용화되려면 오랜 시일이 걸릴 것으로 보입니다. 라이파이 본연의 한계와 풀어야 할 과제도 많기 때문입니다.

우선 라이파이는 직사광선이 많은 야외에서는 이용할 수 없습니다. 직사광선이 가시광선의 신호를 덮어버리기 때문입니다. 또한 전구 앞에 책과 같은 두꺼운 장애물을 놓으면 데이터 전송이 쉽게 차단됩니다.

그러나 빠른 속도와 높은 보안성으로 각국의 라이파이 기술 확보와 상용화 경쟁도 치열한 상황입니다. editor@itworld.co.kr


2015.12.16

ITWorld 용어풀이 | 라이파이(Li-Fi)

이대영 기자 | ITWorld
라이파이(Li-Fi)는 가시광선(Visible Light)을 이용해 초고속 데이터를 전송하는 차세대 무선 네트워크 기술로, 라이트 피델리티(light-fidelity)의 줄인 말입니다.

라이파이는 지난 2011년 영국 에든버러 대학 물리공학부 헤럴드 하스 교수가 최초로 제안한 것으로, 가시광무선통신(VLC) 기반으로 1초당 최대 1GB 데이터를 보낼 수 있습니다. 이런 전송 속도는 2초면 고화질 영화 한 편을 내려받을 수 있는 등 무선 네트워크 표준인 와이파이(Wi-Fi)보다 100배 이상 빠르게 데이터 송수신이 가능해 새로운 근거리 무선 네트워크 기술로 주목받고 있습니다.

지금까지 무선 통신 기술은 라디오 주파수, 즉 전파를 이용해 데이터를 전송해 왔습니다. 하지만 라이파이는 전파가 아닌 가시광선을 이용한다는 것이 가장 큰 특징입니다.
전자기파는 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, X선, 감마선 등으로 이뤄져있는데, 가시광선은 이 가운데 인간의 눈으로 볼 수 있는 영역을 말합니다. 전통적으로 가시광선의 파장은 390~700nm이며, 주파수는 430~790Thz에 해당합니다.

출처. wikipedia.org

데이터 전송 기술은 모든 전자기파에 적용할 수 있습니다. 하지만 적외선의 경우 안구 안전 규제에 의해 낮은 전력으로만 이용할 수 있습니다. 자외선은 선탠에는 이용되고 있지만 인체에 상당히 위험하며, X-레이나 감마선은 자외선보다 더 치명적인 위험성을 안고 있습니다.

그래서 전파 이외에 다른 전자기파 가운데 데이터 전송에 사용할 수 있는 전자기파는 사실상 가시광선 밖에 없습니다.

라이파이가 전파가 아닌 가시광선을 굳이 선택한 이유는 전파가 갖고 있는 한계 때문입니다. 무선 기술마다 특정 범위의 주파수가 정해지는데, 최근에 와서 이런 주파수 대역이 부족해졌습니다. 또한 이런 전파 대역에서의 전송 기술이 사용자들이 요구하는 데이터 전송량을 충족시키지 못한다는 데 있습니다.

곳곳에 설치된 수많은 무선 통신 기지국들의 문제도 있습니다. 기지국에서 소모되는 대부분의 에너지는 전파를 전송하는데 이용되는 것이 아니라 기지국의 열을 식히는데 이용됩니다. 이런 기지국의 에너지 효율은 약 5% 정도에 불과합니다.

보안 문제도 거론하지 않을 수 없습니다. 대부분의 전파들은 벽을 투과하기 때문에 다른 장소에서도 사용할 수 있습니다. 이를 악용해 누군가 데이터를 가로챌 수도, 자신의 네트워크를 악용할 수도 있습니다.

라이파이는 빛을 이용하기 때문에 벽이나 빛이 투과되지 않는 장애물이 있다면 데이터 전송이 어렵습니다. 이런 특성은 단점이기도 하지만 특정 공간에서 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 되기도 합니다.

해럴드 하스 교수는 라이파이가 모든 전구를 통해 무선 데이터를 전송한다고 말했지만, 백열등이나 형광등과 같은 구형 전구로는 사용할 수 없습니다. 라이파이를 사용하려면 신호를 데이터 스트림으로 만들 수 있는 전구가 필요한데, 표준 LED 전구에 전용 칩이 내장해야 가능합니다. 또한 신호를 받을 수 있는 기기에 붙여 신호를 해석할 수 있는 전용 리시버를 이용합니다.

신호를 주고받을 때 발생하는 파동은 100만분의 1초 간격으로 깜빡이기 때문에 사람의 눈으로는 감지할 수 없을만큼 빠르고 미세해 사람의 눈에 영향을 주지 않습니다. 라이파이가 데이터를 전송하는 방식은 SIM-OFDM(Subcarrier Index Modulation-OFDM) 기술로 수천 개의 데이터 스트림을 병렬적으로 전송하는 방식입니다.

라이파이는 LED 전구의 조명 기능을 충실히 이행하면서 데이터 전송을 할 수 있다는 것이 장점입니다. 또한 조명 기능을 하지 않고 꺼진 것처럼 보이는 정도로 빛을 어둡게 하더라도 데이터를 전송할 수 있습니다.

라이파이는 와이파이의 여러 문제점을 해결할 것으로 기대되는데, 이 가운데 가장 주목받는 부분은 용량입니다. 현재 와이파이에 사용되는 주파수 영역에 비해 1만 배 이상 넓으며, 전송 속도도 100배 이상이기 때문입니다.

해럴드 하스 교수는 LED 전구가 사용되는 모든 곳, 예를 들어 책상 램프는 물론, 가로등이나 신호등이 엑세스 포인트(AP)가 될 수 있으며, 자동차 전조등이나 후미등, 전파에 민감한 화학, 전기 전자 공장에서 데이터 전송용도로 사용할 수 있다고 설명했습니다.

하지만 라이파이가 아직 상용화되려면 오랜 시일이 걸릴 것으로 보입니다. 라이파이 본연의 한계와 풀어야 할 과제도 많기 때문입니다.

우선 라이파이는 직사광선이 많은 야외에서는 이용할 수 없습니다. 직사광선이 가시광선의 신호를 덮어버리기 때문입니다. 또한 전구 앞에 책과 같은 두꺼운 장애물을 놓으면 데이터 전송이 쉽게 차단됩니다.

그러나 빠른 속도와 높은 보안성으로 각국의 라이파이 기술 확보와 상용화 경쟁도 치열한 상황입니다. editor@itworld.co.kr


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