현대 사회는 전자 기기만 있다면 언제 어디서든 인터넷을 사용할 수 있는 세상이 되었습니다. 인터넷에 대한 수요가 늘어나고 있는 만큼 와이파이(Wi-Fi)와 같은 무선 통신 기술이 더욱 발전하고 있는데요.

지금도 인터넷을 떠올리면 와이파이가 가장 먼저 떠오를 정도로 강력한 파워를 가진 이 통신망을 뛰어넘는 새로운 통신 기술이 있다고 하는데요. 바로 LED 빛을 이용한 초고속 무선 통신 라이파이(Li-Fi)입니다.

라이파이(Li-Fi) 란?

출처 : somag news

라이파이는 2011년 영국 에든버러대의 해럴드 하스(Harald Haas) 교수가 ‘정보를 전달하는 매개체로 빛의 파장을 전파처럼 사용할 수 있다’는 이론을 바탕으로 개발한 통신 기술입니다. 빛을 의미하는 영단어 라이트(Light)와 충실도(fidelity)의 합성어로, 와이파이를 이을 새로운 근거리 통신 기술로써 잠재력을 가졌다는 의미에서 붙여진 이름입니다.

광파 기술과 와이파이의 방식의 만남

라이파이는 무선 통신 기술 연구가 아닌, LED 전구의 밝기를 조절하는 연구를 하던 중 발견된 개념인데요. LED는 일반 조명과 달리 반도체 부품으로 이뤄진 광원이기 때문에 육안으로 확인할 수 없을 정도로 빠른 속도의 깜빡임을 줄 수 있고, 이를 통신 기술로 활용할 수 있다는 점을 확인하였습니다.

▲ How Does LiFi Work? (출처: pureLiFi)

정보가 어떻게 빛을 통해 전달될까요? 그 비밀은 바로 앞서 말한 빛의 깜빡거림에 있는데요. 디지털 데이터는 정보를 표현할 때 0과 1의 조합으로 이루어지는 이진법을 빛의 깜빡거림에 적용하는 것인데요. 예를 들어 빛을 점등하면 1, 소등하면 0으로 표현하여 원거리까지 정보를 전달하는 것입니다. 상대는 점등과 소등을 통해 받은 정보를 디지털 데이터로 해독해 정보를 읽어 전기 신호로 변환합니다. LED 전등은 초당 200번 이상 깜빡거리기 때문에 사람이 인식할 수는 없습니다.

출처 : 기즈봇

다른 무선 통신 기술과 비교해 본다면, 와이파이나 블루투스(bluetooth)는 라디오 전자기파를 이용하는데요. 라디오 전파를 안테나에 보내면 전자기장이 형성되어 공간으로 퍼져 나가는 방식입니다. 반면에 라이파이는 고효율의 발광다이오드(LED) 조명에서 나오는 가시광선을 사용하는 것이죠. 초고속 무선 통신을 실행하는 가시광선 통신 시스템인 라이파이는 전구를 기본적인 라우터로 사용하는데요. 일반 가정집에서 흔히 사용하는 LED 전구로도 초당 최대 222Gb 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다.

광파 기술과 와이파이 방식을 융합했기 때문에, 신개념의 데이터 전송 기술로 각광을 받고 있습니다. LED 전구에서 나오는 가시광선을 이용해 데이터를 전송하는 통신 기술이기 때문에 현재 대중적으로 보급된 와이파이에 비해 250배 빠르다는 특징을 가지고 있습니다.

라이파이의 장단점

출처: cubeelite.com

장점 1. 빠른 속도

우선 라이파이의 장점부터 살펴보면, 가장 큰 장점으로 빠른 속도를 꼽을 수 있습니다. 가시광선을 이용하기 때문에 기존 와이파이보다 무선 인터넷 속도가 훨씬 빠른데요. 영국 옥스퍼드대와 케임브리지대가 합작한 ‘초병렬 가시광통신 프로젝트팀’은 2013년 10월 말, 라이파이를 이용해 무려 1초에 10GB(기가바이트) 속도로 데이터를 주고받는 데 성공했습니다. 이는 와이파이(초속 100MB 기준)보다 100배, LTE-A(초속 150MB 기준)보다 66배 빠른 속도인데요. 이런 빠른 속도를 이미 일상 곳곳에서 사용되고 있는 LED로 구현할 수 있기 때문에 라이파이는 지속 가능한 이동 통신 솔루션이 될 수 있을 것으로 기대되고 있는 것이죠!

장점 2. 경제성

라이파이는 통신을 위해 새로운 네트워크와 통신장비를 설치할 필요가 없습니다. 라이파이는 전 세계 집집마다 달려있는 전등의 가시광선을 활용하기 때문에 추가 시설의 구축비용이 거의 들지 않는 것이죠. 또한 LED 조명은 전력 소비가 아주 적기 때문에 유지 비용도 훨씬 저렴합니다. 전력 소비가 적은 만큼 와이파이에 비해 효율을 높일 수 있기 때문에 앞으로 모바일 기기에 널리 적용될 가능성을 엿볼 수 있는 대목입니다.

뿐만 아니라 주파수와 관련한 경제성도 가지고 있습니다. 현재 각 통신사들은 주파수 이용권을 구입하는 데 있어 전쟁과 같은 경쟁을 하면서, 천문학적인 사용료를 지급하고 있는데요. 이에 반해 가시광선의 경우는 전 세계 공통 주파수인데다가 무료라는 점에서 대단한 장점을 가졌다고 할 수 있습니다.

장점 3. 넓은 주파수

기존 통신망의 골칫거리 중 하나는 바로 주파수인데요. 가시광선의 주파수 영역은 380~750테라헤르츠(THz)로, 무선통신 전체 주파수보다도 무려 1만 배 이상 넓습니다. 따라서 비행기 등에서 주파수 혼선 우려로 사용하지 못했던 기존의 통신망과는 달리 라이파이는 주파수 혼선 걱정이 없어 비행기 안에서도 인터넷 이용이 자유로워질 수 있을 것입니다.

장점 4. 인체에 무해하다

위에서 나열한 기술적인 장점 이외에도 라이파이는 유해성 논란에서도 벗어날 수 있다는 장점이 있는데요. 와이파이의 경우 전자파가 인체에 미치는 영향으로 인해 논란이 많았습니다. 이에반해 가시광선은 자연적으로 널리 존재하며 사람이 항상 눈으로 인지하는 영역이기 때문에 인체에 무해하다는 것이 이미 입증되어 있는 상황입니다.

▲ LiFi for secure communications (출처: pureLiFi)

장점 5. 보안의 우수성

라이파이는 빛을 사용한 통신으로, 사용하고 싶은 범위에서만 통신을 쓸 수 있기 때문에, 통신을 막고 싶다면 전등을 끄는 등의 행위로 손쉽게 차단이 가능합니다. 예를 들어 병원이나 비행기, 원자력발전소처럼 전자기파 사용이 예민한 장소에서도 빛이 전자기기 근처로 새어 들어가지 않도록 문만 잘 닫아 놓는다면 보안의 걱정 없이 쓸 수 있습니다. 와이파이는 마음만 먹으면 눈에 보이지 않는 곳에 숨어서 도·감청을 할 수 있지만, 라이파이는 눈에 보이는 곳까지만 통신이 가능하기 때문에 보안 관리가 훨씬 수월해지는 것이죠.

출처: ILLIMITABLE

단점 1. 빛이 닿아야만 통신 가능

벽과 같은 장애물을 통과하지 못하는 빛의 특성상, 라이파이를 이용하기 위해서는 곳곳에 LED를 배치해야 하고, 낮 시간에도 조명을 켜둬야 한다는 제약이 있는데요. 실내용 무선통신 기술이라는 이러한 한계를 극복하고자 라이파이를 상용화하기 위한 연구는 지금도 계속되고 있습니다.

단점 2. 야외에서는 사용 불가능

야외에서는 빛을 받기가 힘들 뿐만 아니라, 가시광선을 덮는 직사광선 때문에 야외에서는 사용이 불가능합니다.

라이파이와 와이파이의 차이

라이파이와 와이파이의 큰 차이점은 직진성과 확산성이라고 할 수 있습니다.

라이파이가 사용하는 가시광선은 직진성이 강해서 라이파이 송신기와 수신기 사이에 빛을 막는 장애물이 없어야 하고, 태양이 비쳐도 사용할 수가 없는데요. 전구 불빛이 닿지 않으면 쓸 수가 없기 때문에 제한된 구역에만 신호를 전송할 수 있습니다. 그 대신 보안에는 강력한데요. 빛을 차단하는 것만으로도 쉽게 정보 누출을 막을 수 있습니다.

반면 와이파이는 확산성이 강해서 장애물이 있어도 신호를 구석구석 전달할 수 있습니다. 다소 떨어진 거리에서도 쉽게 수신할 수 있는 것이 와이파이의 장점이나, 그만큼 보안성이 취약하다는 차이가 있습니다.

이렇듯 라이파이와 와이파이의 특성이 너무 다르고 장단점이 상반되기 때문에, 전문가들은 라이파이가 와이파이의 대체로 사용된다기보다 서로의 단점을 보완해 주는 역할로 활용될 것이라고 보고 있습니다. 와이파이는 와이파이대로, 라이파이는 또 자신에게 맞는 영역을 찾으며 성장하게 되는 것이죠.

라이파이 기술이 가진 무선 통신 기술의 잠재력 덕분에 현재 전 세계적으로 주목을 받고 있는데요. 조명 브랜드인 필립스는 라이파이 상용화를 위해서 프랑스의 부동산 회사를 대상으로 라이파이 기술을 시험 적용해 보고 있으며 현재 LED 제품과 라이파이를 포함하는 완전한 통합 라이파이 서비스를 제공하고 있다고 합니다. 애플 또한 아이폰 운영체제 iOS에서 라이파이와 관련된 것으로 추정되는 소스 코드가 발견되기도 했습니다.

이렇듯 라이파이가 미래에 일상생활에서 얼마나 많은 부분을 차지하게 될지 전 세계의 귀추가 주목되고 있습니다. 조명과 통신을 융합한 지속 가능한 이동통신 기술, 라이파이. 앞으로 천장을 쳐다보며 인터넷을 연결할 날이 머지않음에 많은 기대가 됩니다.

감사합니다.

본 포스팅은 AIOCP를 운영하는 이호스트ICT의 원문 발췌를 하였으며, 더 좋은 IT 관련 칼럼 글을 읽어보고 싶은 분께서는 아래 링크를 통해 <이호스트ICT 블로그>에 접속해보세요.

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